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 一、電容式變送器概述

    電容式變送器單從名稱(chēng)上講測(cè)量的是壓力和差壓（兩個(gè)壓力的差）,，但它們可以間接測(cè)量的量卻很多,。如壓力變送器,，除可以測(cè)量壓力外,，還可以測(cè)量設(shè)備內(nèi)的液位。在常壓容器內(nèi)測(cè)量液位時(shí),，需要一臺(tái)壓力變送器即可,。當(dāng)測(cè)量受壓容器的液位時(shí)，可考慮用兩臺(tái)壓力/差壓變送器,，即測(cè)量下限一臺(tái),，測(cè)量上限一臺(tái)，它們的輸出信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，即可測(cè)出液位,，這時(shí)一般選用差壓變送器,。在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來(lái)測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做的很寬,，從絕壓0開(kāi)始可以到一百多兆帕（一般情況）,。

    差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節(jié)流元件來(lái)測(cè)量介質(zhì)流體的流量,，可以直接測(cè)量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負(fù)壓,。概述

    在儀器儀表中，電容式變送器的應(yīng)用較為廣泛,，電容式變送器大體分為壓力變送器、差壓變送器和液位變送器,。電容式變送器常用來(lái)測(cè)量壓力,、差壓、真空,、液位,、流量和密度等。電容式變送器有兩線制和四線制之分,，兩線制變送器尤多,；有智能和非智能之分，智能變送器漸多,；有氣動(dòng)和電動(dòng)之分,，電動(dòng)變送器居多；另外,，按應(yīng)用場(chǎng)合有本安型（本質(zhì)安全型）和隔爆型之分,；按應(yīng)用工況，變送器的主要種類(lèi)如下：

a.微壓/微差壓變送器,；

b.中壓/中差壓變送器,；

c.高壓/高差壓變送器；

d.絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器,；

e.高溫/壓力,、差壓變送器；

f.耐腐蝕/壓力,、差壓變送器,；

g.易結(jié)晶/壓力、差壓變送器,。

    變送器的選型通常根據(jù)安裝條件,、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和使用介質(zhì)等方面考慮,。常見(jiàn)的變送器有普通壓力變送器,、差壓變送器、單法蘭變送器,、雙法蘭變送器,、插入筒法蘭變送器等。

二,、制作

    從壓力/差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來(lái)分有普通型和隔離型,。普通型壓力/差壓變送器的測(cè)量膜盒為一個(gè)，它直接感受被測(cè)介質(zhì)的壓力或差壓,；隔離型的測(cè)量膜盒接受到的是一種穩(wěn)定液（一般為硅油）的壓力,，而這種穩(wěn)定液是被密封在兩個(gè)膜片中間，直接接受被測(cè)壓力的膜片為外膜片,，原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片,，當(dāng)外膜片上接受壓力信號(hào)時(shí)通過(guò)硅油的傳遞原封不動(dòng)的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上，從而可以測(cè)出外膜片所感受到的壓力,。

    隔離型壓力/差壓變送器主要是針對(duì)特殊的被測(cè)量介質(zhì)設(shè)計(jì)和使用的,，如果被測(cè)介質(zhì)離開(kāi)設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，而使用普通型壓力/差壓變送器需要取出介質(zhì),，會(huì)將導(dǎo)壓管膜盒室堵塞使其不能正常工作,，所以必須選用隔離型。隔離型變送器通常作成發(fā)蘭式安裝,，即在被測(cè)設(shè)備上開(kāi)口使變送器安裝后它的感應(yīng)膜片是設(shè)備壁的一部分,，這樣它不會(huì)取出被測(cè)介質(zhì)，一般也不會(huì)造成結(jié)晶和堵塞,。

    當(dāng)被測(cè)介質(zhì)需求結(jié)晶溫度較高時(shí),，可選用將膜片凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部,，從而感應(yīng)到的介質(zhì)溫度不會(huì)降低,，這樣測(cè)量是有保障的，即選用插入式發(fā)蘭變送器,。

    隔離型變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型之分,。遠(yuǎn)傳型即外膜盒與測(cè)量膜盒之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接，一般毛細(xì)管為3~5米,，這樣外膜盒裝在設(shè)備上,，內(nèi)膜盒及變送器可以安裝在便于維護(hù)的安裝支架上；另一種形式是外膜盒與變送器做成一體直接由發(fā)蘭安裝在設(shè)備上,。對(duì)于隔離型壓力變送器它還可以作成螺紋連接型,，即外膜盒或外彈性元件可在安裝螺紋的前面,，只要在被測(cè)設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺(tái)，便可將變送器直接擰到設(shè)備上,，安裝非常方便,。

隔離型壓力/差壓變送器的制作復(fù)雜，材質(zhì)要求也較高,，所以它的價(jià)格通常是普通型的3~4倍,。

2.2 選型原則

    在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金,、便于安裝和維護(hù)為參考,。如果被測(cè)介質(zhì)為高黏度、易結(jié)晶,、強(qiáng)腐蝕的,，必須選用隔離型變送器。

在選型時(shí)要考慮被測(cè)流體介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕,，一定要選好膜盒材質(zhì),，否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞，發(fā)蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設(shè)備或人身事故,，所以膜盒材質(zhì)的選擇非常關(guān)鍵。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼,、304不銹鋼,、316/316L不銹鋼、鉭材質(zhì)等,。

    在選型時(shí)要考慮到被測(cè)介質(zhì)的溫度,，如果溫度高，達(dá)到200℃~400℃,，要選用高溫型,，否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹，使測(cè)量不準(zhǔn)確,。

    在選型時(shí)要考慮設(shè)備的工作壓力等級(jí),，變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上講,，外膜盒及插入部分材質(zhì)比較重要,，要選合適，但連接發(fā)蘭可以降低材質(zhì)要求,，如選用碳鋼,、鍍鉻等，這樣會(huì)節(jié)約很多資金,。

隔離型壓力變送器選用螺紋連接形式,，這樣既節(jié)約資金，安裝也方便。

    對(duì)于普通型壓力和差壓變送器選型,，也要考慮到被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問(wèn)題,，但使用的介質(zhì)溫度可以不予考慮，因?yàn)槠胀ㄐ褪且龎旱奖韮?nèi),，長(zhǎng)期工作時(shí)溫度是常溫,，但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型大。首先是保溫問(wèn)題,，氣溫零下時(shí)導(dǎo)壓管會(huì)結(jié)冰,，變送器無(wú)法工作甚至損壞，這就要增加伴熱和保溫箱等裝置,。

從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)講,，選用變送器時(shí)，只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器,，而且對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來(lái)間接測(cè)量（只要工藝允許用吹掃液或氣）,，應(yīng)用普通型變送器就是要求維護(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查，包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏,、吹掃介質(zhì)是否正常,、保溫是否良好等，只要維護(hù)好,，大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多,。維護(hù)時(shí)要注意硬件維護(hù)和軟維護(hù)相結(jié)合。

    從選用變送器測(cè)量范圍上來(lái)說(shuō),，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍,，將使用的量程范圍設(shè)定在它量程的1/4~3/4段，這樣精度會(huì)有所保證,，對(duì)于微差壓變送器來(lái)說(shuō)更是重要,。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合（液位測(cè)量）需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量進(jìn)行遷移,，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分,。

目前，智能變送器已相當(dāng)普及,，它的特點(diǎn)是精度高,、可調(diào)范圍大，而且調(diào)整非常方便,、穩(wěn)定性好,，選型時(shí)應(yīng)多考慮。

按照設(shè)計(jì)規(guī)范,，在工程設(shè)計(jì)選型中,，究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器,，因其各有特長(zhǎng)，應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進(jìn)行綜合考慮和分析,。以下幾點(diǎn)可供選型時(shí)參考：

1.集中操作程度及響應(yīng)速度,；

2.是否與DCS計(jì)算機(jī)操作相配合；

3.經(jīng)濟(jì)性,、可靠性及使用維護(hù)方面,；

4.安全性（防爆、停電,、氣源故障等）,；

5.環(huán)境條件及傳輸距離。

一般來(lái)說(shuō),，下列條件以選用氣動(dòng)變送器為宜：

6.自變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離較短,，通常以不超過(guò)150米較為合適；

7.工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對(duì)濕度很大的場(chǎng)合,；

8.要求儀表投資少,、響應(yīng)速度要求不快的場(chǎng)合；

9.一般中小型企業(yè)要求易維修,，經(jīng)濟(jì)可靠,；

10.在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里，有些現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)回路不要求引入*控制室集中操作,。

下列條件以選用電動(dòng)變送器為宜：

1.變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過(guò)150米以上,；

2.大型企業(yè)要求高度集中管理的*控制；

3.設(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理的對(duì)象,；

4.要求響應(yīng)速度快,，信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合,。

實(shí)際中,，在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的。

三,、壓力變送器的選型

從物理學(xué)角度來(lái)看,，任何一個(gè)物體上受到的壓力都包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力（一般稱(chēng)為表壓）兩部分。作用在被測(cè)物體上的這兩部分壓力總和稱(chēng)為壓力,。

P絕=P表 + 大氣壓

測(cè)量壓力的儀表稱(chēng)為絕壓表,。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值，也就是壓力與大氣壓的壓差值,。當(dāng)壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值,，稱(chēng)為正表壓；當(dāng)壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值,，稱(chēng)為負(fù)表壓,，即真空度,。測(cè)量真空度的儀表稱(chēng)為真空表。

⑴為了保證壓力測(cè)量精度,，zui小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3,；

⑵對(duì)需遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)選用壓力傳感器或壓力變送器,；

⑶在測(cè)量精度要求不高時(shí),，可選擇電阻式或電感式、霍爾效應(yīng)式遠(yuǎn)傳壓力變送器,；

⑷氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節(jié)器適宜做就地壓力指示調(diào)節(jié),；

⑸壓力變送器、壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所的防爆要求合理選擇,。

四,、差壓變送器的選型

差壓變送器根據(jù)以下幾點(diǎn)選型：

⑴測(cè)量范圍、需要的精度及測(cè)量功能,；

⑵測(cè)量?jī)x表面對(duì)的環(huán)境,，如石油化工的工業(yè)環(huán)境，有可熱（有毒）和爆炸危險(xiǎn)氣氛的存在,，

有較高的環(huán)境溫度等,；

⑶被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)，如強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿,、粘稠、易凝固結(jié)晶和汽化等工況,；

⑷操作條件的變化,，如介質(zhì)溫度、壓力,、濃度的變化,。有時(shí)還要考慮到從開(kāi)車(chē)到參數(shù)達(dá)到正

常生產(chǎn)時(shí)，氣相和液相濃度和密度的變化,；

⑸被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu),、形狀、尺寸,、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮,，如

塔、溶液槽,、反應(yīng)器,、鍋爐汽包、立罐,、球罐等,；

⑹其它要求,，如環(huán)保及衛(wèi)生等要求；

⑺工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮,，要求盡可能地減少規(guī)格品種,，減少備品備件，以利管理,；

⑻實(shí)際的工藝情況：

①考慮被測(cè)對(duì)象是屬于哪一類(lèi)設(shè)備,。如槽、罐類(lèi),，槽的容積較小,，測(cè)量的范圍不會(huì)太大，罐的容積較大,，測(cè)量的范圍可能較大,；

②要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度，常規(guī)的差壓變送器及浮筒式液位變送器,，還要對(duì)接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇,；

③對(duì)有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器,。有些易析出,、易結(jié)晶的用插入式雙法蘭差壓變送器；

④對(duì)高黏度介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位,，由于設(shè)備無(wú)法開(kāi)孔,，可選用射頻液位計(jì)來(lái)測(cè)量；

⑤除了測(cè)量方法上和技術(shù)上問(wèn)題以外,，還有儀表的投資問(wèn)題,。

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