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压力变送器选型


文章日期:2019-08-13|阅读数:


压力变送器选型依据主要是被测介质、温度环境、精度等级、安装维护成本等角度去考虑,确定所采用变送器的生产厂家及型号后,根据使用要求确定变送器的量程。量程选择时应遵循量程上下可调、精度最高、价格适合等原则综合考虑。
 
压力变送器选型
 
1、输出信号
 
目前由于各种采集的需要,现在市场上压力变送器的输出信号有很多种, 主要有4~20mA,0~20mA,0~10V,0~5V等,比较常用的是4~20mA和0~10V两种,且只有4~20mA信号为两线制(不包括接地和屏蔽线),其他均为三线制。
 
2、介质温度
 
由于压力变送器的信号是通过电子线路部分转换的,所以一般情况下,压力变送器的测量介质温度为-30到+100度。如果温度过高,一般采用的是冷凝弯来冷却介质。
 
3、量程范围
 
从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设在它量程的1/4~3/4段,这样精度会有保证,对于微差压变送器来说更是重要。实践 中有些应用场合需要对变送器的测量范围进行迁移,这时需根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,然后进行正迁移或负迁移。
 
4、测量介质
 
如果测量的是相对比较清洁的流体,就直接采用标准的压力变送器就可以了。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合,则必须选用隔离型变送器。在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,否则使用后很短时问就会将外膜片腐蚀坏,法兰也会被腐蚀坏造成设备和人身事故。变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。
 
5、接液材质
 
一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果测量介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合对介质压力的测量;如果测量介质对316不锈钢有腐蚀性,那么就要采用化学密封,这样不但可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器之间接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长使用寿命的作用。
 
6、精度等级
 
每种测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如中国和美国标的精度是传感器在线性度最好的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不好的部分,也就是我们通常所说的测量范围的0%到10%,以及90%到100%之间的精度。如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%。
 
7、其他
 
在确定以上这些参数之后还要确认压力变送器的过程连接接口以及压力变送器的供电电压;如果在特殊的场合下使用还要考虑防爆以及防护等级等。
 
压力传感器的压力变送器的选型常识
 
1、应该使用何种输出?
 
答:几乎所有的传感器都有毫伏输出,或者电压放大,或者毫安,或者频率输出。您所选择的输出类型依赖与您的传感器与系统控制或者显示部件之间的距离,噪音,以及其他电气干扰,还有是否需要放大,最佳放置放大器的位置等。对于许多的原始设备制造商来说,他们的控制元件和传感器距离很短,所以毫伏输出一般就足够了而且成本较低。
 
如果您需要将传感器输出放大,那么使用另外一个有内置放大器的传感器更加简单。在长距离电缆,或者有大电气噪音区域内,就需要毫安输出或者频率输出了。在有很强射频干扰和电磁干扰的环境中,您就需要考虑在毫安和频率输出外在额外增加一些屏蔽或这过滤设备了。
 
2、什么是压力介质?
 
答:另外一个在选择传感器时需要考虑的关键因素是所测量的介质。在压力头上是否会是粘性液体或者浆状物质?与传感器接触的是否是溶解性或者腐蚀性介质还是干净干燥的空气?
 
3、传感器的耐温性如何?
 
答:压力传感器,像所有物理设备系统一样,会在极端温度的环境下会产生错误甚至无法使用。一般每个传感器将会有两个温度范围,分别是工作范围和补偿范围。补偿范围包含在工作范围之内。
 
工作范围是指在这个范围内,传感器通电后可以暴露在介质中而不会发生损坏。但是,这并不表示当处于补偿范围以外的时候其性能也能达到标称的规格(温度系数)。
 
补偿范围一般是在工作范围之内的一段更狭窄的范围。在这个范围内,传感器确保可以达到标称的规格。温度的改变通过两种方法影响传感器,其一是造成零点漂移,其二是影响整个量程的输出。传感器规格说明应该将这些误差以下列形式列出: ±x%满量程/°C, ±x%读数/°C, ±x%整个温度补偿范围内满量程,或者 ±x%整个温度补偿范围内读数。如果没有这些参数会给你在使用中造成不确定。那么传感器输出的改变是由于压力变化还是温度变化呢?在理解如何使用传感器的时候,温度效应将是最复杂的部分。
 
4、传感器需要达到什么样的精度?
 
答:精确度是制造商们用来描述传感器输出误差常用的一个术语。这些误差可能来源于非线性,迟滞,不可重复性,温度,零点平衡,校正和湿度效应。许多制造商,将精确度指定为非线性,迟滞和不可重复性的综合影响。对许多传感器来说,“精确度”会由于温度,零点平衡等因素而比标称值更低。
 
“技术名词”部分更加详细地解释了这些术语。拥有更高精确度的传感器的成本会更高,那么您的系统真的需要这么高的精确度吗?使用高精确度传感器和低分辨率仪器组成的系统其实是一种低效率的解决方案。
 
5、传感器测量的是何种压力?
 
答:您首先要考虑的是您的系统的最大压力。一般您需要的压力传感器压力范围最大值应该达到您系统最大压力值的1.5倍。我们建议的这些额外的压力范围是由于许多的系统,特别是水压和过程控制,有压力尖峰或者连续的脉冲。这些尖峰可能会达到“最大”压力的五倍甚至十倍,且可以造成传感器的损坏。连续的高压脉冲,接近或者超过传感器的最大额定压力,也会缩短传感器的寿命。但是仅仅提高传感器额定压力并不是万全之策,因为这会牺牲传感器的分辨率。您可以使用缓冲器来减弱尖峰,但是这也仅仅是一个折中方案,因为这会降低传感器的响应速度。
 
所有的压力传感器都在设计成能在2亿个周期中承受最大压力而不会降低性能。您在选择传感器的时候需要在系统性能与传感器寿命之间找到一个折中的解决方案。
 
6、传感器需要怎样的坚固程度?
 
答:一个非常令用户头疼的因素常常遇到,那就是传感器到底需要怎样的机械强度,特别是其外壳?考虑传感器将会应用到的环境是非常重要的。是否是在高湿度或水蒸气环境?是否有高强度震动或冲击?在选择外壳类型的时候这些问题都要考虑周到。
 
7、什么是激励电压?
 
答:输出的类型可能就决定了您需要的激励电压。许多放大式传感器都有内置的电压调节器,可以在很大范围的未调节电压源下工作。有些传感器是有比例的,需要已调节的激励源。所使用的电源将会决定您是使用已调节电源还是未调节电源。这需要在系统成本和所有激励源之间作出折中的选择。
 
8、传感器需要什么程度的时间稳定性?
 
答:大多数传感器会随时间有所“漂移”。了解长时间的传感器稳定度是非常重要的。这个先期工作需要可以减少将来可能遇到的问题。
 
8、我需要传感器具有互换性吗?
 
答:对于不同的系统来说传感器的互换性都很重要吗,或者您会校正系统的每一个部分吗?这是非常重要的问题,特别是对于原始设备制造商。当您把产品送到客户手里之后,进行校正的成本是很高的。如果您的传感器具有互换性,那么您就可以在系统中换掉传感器而仍然保持参数不变。
 
10、我怎样将传感器连接到自己的电气系统中?
 
答:传感器上的短电缆是否够用?或者,在长电缆应用中,是否需要在传感器上加一个连接器?大多数的压力传感器可以提供电缆或者连接器。
 
压力/差压变送器的选型原则以及方法
 
压力和差压变送器的选型通常要根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质等多方面综合考虑。实际应用中可分为直接测量和间接测量;其用途有过程测量、过程控制和装置联锁。常见的压力和差压变送器有普通压力变送器、差压变送器、单法兰变送器、双法兰变送器、插入式法兰变送器等。在压力/差压变送器的选用上要充分注意参考以下几点:
 
1、以被测介质的性质指标为基准,以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合,则必须选用隔离型变送器。
 
2、从经济角度上来讲,选用变送器时,只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器,而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量(只要工艺允许用吹扫液或气),应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等等。只要维护得好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多。
 
3、在选型时还应要考虑到被测物料的介质对膜盒金属的腐蚀影响,一定要选好的膜盒材质,否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀损坏,法兰也会被腐蚀损坏造成设备和人身事故,所以压力和差压变送器的膜盒材质的选择尤其重要。变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。
 
4、在选型时还要考虑到设备工作压力等级,压力和差压变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从经济角度上来讲,外膜盒及插入部分材质比较合适,但连接法兰可以选用碳钢、镀铬,这样会节约很多资金。隔离型压力变送器选用非常好是选用螺纹连接形式的,这样既节约资金安装又方便。
 
5、从选用压力和差压变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,非常好将使用的量程范围设定为变送器满量程的1/4~3/4段,这样准确度会有所保证,对于微差压变送器来说这将更为重要。实践中有些应用场合(如液位测量)需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,迁移有正迁移和负迁移之分。
 
6、在选型时也要考虑到被测介质的温度,如果物料介质的温度高达200℃~400℃,则要选用高温型压力和差压变送器,否则变送器中的硅油会产生汽化膨胀,使测量不准确。
 
7、对于普通压力和差压变送器选型,也要考虑被测介质的腐蚀性问题,但使用的介质温度可以不考虑,因为普通型压变是引压到表内,长期工作温度为常温,但普通型使用的维护量要比隔离型的大。首先是保温问题,在北方的冬季温度达到零下,会使得导压管结冰,导致变送器无法工作甚至损坏,这就需要增加伴热和保温等措施。
 


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