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差壓變送器初學者指南

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-12-18 08:55:04【小中大】

      本文是一個簡單而非正式的指南，其中的插圖旨在幫助初學者了解上海自動化儀表有限公司差壓變送器的原理。
1.什么是壓力？
      在區域上施加力時會產生壓力。這意味著我們可以通過增加力或減小面積來增加壓力。我們也傾向于考慮重量方面的力（如果重力是恒定的，這只是真的）。例如，由重力作用在1英寸×1英寸（1平方英寸）上的1磅重量產生的力將產生1磅/平方英寸的壓力，這通常寫為1Psi（1磅/平方英寸）。如果相同的1lb僅向一半區域施加力，我們實際上會說壓力等于2 Psi。在我們的日常工作中，我們可以將汽車輪胎泵送至26 Psi。
      我們還會遇到天氣（或大氣壓力）的壓力。這可以被認為是我們頭上大氣層的力量。隨著大氣壓力的變化，天氣也會變化。高壓通常表示晴天，而低壓則產生陰天。
      如果我們回頭看一下我們的汽車輪胎，就會有兩個壓力作用在輪胎壁上。輪胎外側的氣壓壓力和輪胎上升時我們在壓力表上讀取的壓力。
2.有哪些不同類型的壓力測量？
使用上面的例子，我們可以說明3種類型的壓力測量。
      a）表壓 - （輪胎中的壓力）或（絕對壓力與大氣壓之間的差值）
      b）絕對壓力 - （組合的大氣壓和輪胎壓力）
      c）壓差 - （任意兩個測量壓力之間的差值）
但它們都是相互關聯的
a）壓力表參考大氣壓力測量（見Fg.3）。
      測量大氣壓力與輪胎之間差異的壓力測量稱為表壓。為避免混淆，我們通常將“g”添加到測量單位，例如。每平方英寸磅（Psig）。
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      測量表壓的所有壓力表，傳感器，傳感器和變送器實際上測量了大氣壓力與待測壓力之間的差異，如圖3所示。
b）參考真空測量絕對壓力。
      在一些應用中，大氣壓的變化可能是重要的。在這種情況下，我們可以測量真空和輪胎之間的差異。這被稱為絕對壓力測量并且具有將大氣壓力加到輪胎壓力上的效果。如圖2所示
 
總廠2-2.jpg
 
c）參考特定的參考壓力不測量差壓（見圖4）。
      與儀表或絕對壓力變送器不同，差壓變送器不會嘗試固定參考。重要的是，差異的增加可能是增加一個壓力或減少另一個壓力的結果。  
      如果P1變小或者如果P2變大，則會出現壓差的增加。以類似的方式，如果P1變大或者如果P2變小，則會發生壓差的降低。差壓測量不關心兩個壓力中的較低者是否處于真空，大氣壓或一些其他壓力。它只關心兩者之間的差異。如圖4所示
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      并非所有測量壓差的差壓變送器，儀表，傳感器和傳感器實際上都測量了兩個壓力之間的差異，如圖4所示。一些設備試圖測量兩個表壓，然后在數學上計算差異。我們認為這種方法存在缺陷，因為它包含四種壓力測量的不確定性。如果您想了解更多有關此主題的信息，請聯系我們的技術團隊。
3.在哪里使用差壓（DP）測量？
      差壓測量主要用于家庭和工業應用。它通常是其他測量的基礎，如流量，液位，密度，粘度甚至溫度。最常見的是水平和流量。
      DP流量測量（圖5）是差壓變送器最常見的應用之一。通過在流體流過管道時測量流體壓力的差異，可以計算流速。
      差壓流量計具有主要和次要元件。一般而言，主要元件設計成隨著流量增加而產生壓力差。有許多不同類型的主要元素，最常見的是孔板，文丘里管，流動噴嘴和皮托管。
      流量計的次要元件是差壓變送器。它旨在盡可能準確地測量主要元件產生的壓差。特別重要的是，差壓測量不受流體壓力，溫度或諸如環境溫度的其他性質的變化的影響。
      一個好的dp變送器將確保精確測量壓差，與其他變化參數無關，并可靠地傳輸信號以表示壓差。在dp流發射器的情況下，輸出信號還可以包括平方根提取。雖然這些日子通常在Dcs系統的流量計算機中進行此功能。
      來自和工業DP變送器的輸出信號可能是4-20mA，但它也可能包括數字通信，如HART，Profibusm現場總線，Modbus 485 RTU或許多其他通信協議之一。目的是提供用于傳輸到遠程過程控制儀器的電信號。見圖-5。
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      現在我們已經發現了差壓是什么以及如何使用我們現在可以將注意力集中在差壓變送器本身上
4.什么是差壓變送器？
      最常見和最有用的工業壓力測量儀表是差壓變送器。該設備將檢測兩個端口之間的壓力差，并參考校準的壓力范圍產生輸出信號。
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      工業差壓變送器由兩個外殼組成（見圖6）。壓力傳感元件安裝在下半部分，電子元件安裝在上半部分。它將有兩個標記為“高”和“低”的壓力端口。高端口始終處于高壓狀態，低端口始終處于低壓狀態，這不是強制性的。該標記與端口對輸出信號的影響有關。這一點在圖7中闡明（請參見圖7）。
在這個階段，我們將嘗試解釋變送器的內部結構。
5.差壓變送器結構：
差壓變送器有三個功能部件。
1）直接壓力傳感元件（位于下殼體內）。
      大多數工業DP變送器都配有隔膜作為壓力傳感元件。該隔膜是一種機械裝置。它位于兩個壓力入口之間。隔膜將通過施加的壓力偏轉。
      這在圖7中闡明。該偏轉被轉換成電信號。這通常由傳感器完成。常用的傳感器是（a）應變計（b）差動電容（c）振弦。傳感器輸出與施加的壓力成比例。
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2）電子單元：傳感器在下腔室產生的電信號僅在毫伏范圍內。
      該信號將被放大到0-5V或0-10V范圍，或者被轉換為4-20mA，以便向前傳輸到遠程儀器。該上殼體是DP發射器的發射器部分，其容納電子單元。有關進一步說明，請參見圖7。
3）2線4-20mA電流發送器：
      產生直流輸出電流，該電流與差壓變送器的壓力范圍成正比。較低范圍為4mA，上限為20mA。該受控電流輸出不受負載阻抗變化和電源電壓波動的影響。該4-20mA輸出與BRAIN或HART FSK協議的數字通信疊加。
6.差壓變送器的工業應用：
差壓變送器有無限的工業應用。
      陸上，海上和海底應用中的石油和天然氣流量計量。
      水和污水處理廠。它主要用于監控這些工廠的過濾器。
      它用于監控噴水滅火系統。
      用于蒸汽或熱水的加熱系統的遙感。
      可以監控閥門上的壓降。
      泵控制監控。
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