压差变送器原理图片讲解

前言

压差变送器是一种用于测量液体、气体或蒸汽流体的压力差异的仪器，并能将压力差异转换为电信号输出。它*应用于工业过程控制和自动化系统中，如石油、化工、电力、冶金等行业。那么压差变送器是如何工作的？它的内部结构是怎样的？本文将通过原理图和详细解说，带你全面了解压差变送器的工作原理。

压差变送器简介

压差变送器是一种测量差压的仪器，它能够将感测到的压力差转换为电信号输出。这种仪器通常用于测量液体、气体或蒸汽的流量、液位、密度和压力等参数。它可以将检测到的压力差转换为4-20mA、0-5V或1-5V等标准电信号，方便后续的处理和控制。

工作原理

压差变送器的工作原理是基于流体动态平衡原理和电桥平衡原理。当被测介质的压力施加在感测膜上时，感测膜会发生形变，从而导致电阻值的改变。通过电桥电路将压力信号转换为电信号输出。

从原理图可以看出，压差变送器主要由差压室、感测膜、电桥电路和信号处理电路组成。

差压室：它负责将被测介质的压力引入到感测膜上，通常由两个压力腔组成，一个腔连接到高压侧，另一个腔连接到低压侧。

感测膜：它位于两个压力腔之间，是整个传感系统的核心部件。当压力施加在感测膜上时，它会发生形变，从而导致电阻值的改变。

电桥电路：它负责将感测膜的电阻变化转换为电信号。电桥电路通常由多个电阻组成，通过调整电阻值，可以使电桥保持平衡。当感测膜的电阻值发生改变时，电桥电路的平衡被破坏，从而产生一个电压信号。

信号处理电路：它负责将电桥电路输出的电压信号转换为标准的电流或电压信号。这个电路还包括放大、滤波和线性化等功能，以确保输出信号的质量。

工作过程

当压差变送器工作时，通常会经历以下几个步骤：

步骤1：将压差变送器安装在需要测量的管道或容器上，确保高压侧和低压侧的压力腔分别连接到高压和低压源。

步骤2：被测介质的压力通过差压室施加在感测膜上，导致感测膜发生形变。

步骤3：感测膜的形变导致其电阻值发生改变，从而破坏电桥电路的平衡。

步骤4：电桥电路输出一个电压信号，这个信号代表了被测介质的压力差。

步骤5：信号处理电路对电压信号进行放大、滤波和线性化处理，并转换为标准的电流或电压信号输出。

步骤6：输出信号可以直接用于控制系统，或传输到远程监控系统进行显示和分析。

应用领域

压差变送器有着*的应用领域：

在流量测量中，压差变送器可以用来测量管道中的流量。通过在管道上安装两个压力传感器，并计算两个压力点之间的压力差，就可以根据流体动态平衡原理计算出流量。

在液位测量中，压差变送器可以用来测量容器中的液位高度。通过将一个压力传感器安装在容器底部，另一个安装在容器顶部的气体空间，就可以根据容器内液体的高度计算出压力差，从而得到液位。

在密度测量中，压差变送器可以和密度计一起使用，通过测量不同高度的压力差，可以计算出液体的密度。

在过滤器堵塞检测中，压差变送器可以用来检测过滤器的堵塞程度。通过测量过滤器前后端的压力差，就可以判断过滤器的使用情况。

在风机和鼓风机的监控中，压差变送器可以用来测量风机或鼓风机两端的压力差，从而监控设备的运行状况。

选择和使用

在选择和使用压差变送器时，需要考虑以下几个因素：

测量范围：确保压差变送器的测量范围符合实际应用的要求。

精度：选择精度符合应用要求的压差变送器。精度通常由百分比和偏差值表示，比如±0.5%FS，表示满量程的0.5%。

过压保护：确保压差变送器有足够的过压保护功能，以避免被测压力超过其测量范围而损坏传感器。

输出信号：选择输出信号符合后续处理设备要求的压差变送器，如4-20mA、0-5V等。

安装方式：压差变送器有多种安装方式，如法兰式、螺纹式等，需要根据实际应用选择合适的方式。

温度影响：压力和温度通常会相互影响，需要考虑被测介质的温度范围，选择具有温度补偿功能的压差变送器。

维护和保养

压差变送器是精密仪器，需要定期维护和保养：

定期校准：压差变送器需要定期校准，以确保其测量精度。校准通常包括零点和满量程的校准。

清洁：保持压差变送器传感膜和压力腔的清洁，避免被测介质中的杂质影响测量精度。

防腐蚀：在腐蚀性介质的测量中，需要选择具有防腐蚀功能的压差变送器，或采取额外的保护措施。

过压保护：避免被测压力超过压差变送器的测量范围，否则可能会损坏传感膜。

环境影响：压差变送器对环境温度、湿度和振动等因素敏感，需要确保其工作环境符合要求。

总结

压差变送器是一种常用的工业仪器，它能够将压力差转换为电信号输出，方便后续的处理和控制。通过对压差变送器原理图的讲解，我们了解了其内部结构和工作原理。压差变送器在工业过程控制和自动化系统中发挥着重要作用，通过对它的正确选择、使用和维护，可以确保工业过程的安全和稳定运行。