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          壓力變送器工作原理

          2010年01月02日 15:12:07人氣:2784來源:天長市靈境自動化儀表有限公司

          壓力傳感器(變送器)工作原理及特點:  
          壓阻式變送器采用壓阻式敏感芯體,體積小巧,靈敏度高,穩(wěn)定性好,其特點主要體現(xiàn)在其敏感芯體上。顧名思義,壓阻式變送器其原理是敏感芯體受壓后產(chǎn)生電阻變化,再通過放大電路將電阻的變化轉換為標準信號輸出。 
          目前壓阻式芯體通用的有三類  
          應變原理:  
          結構: 將壓敏電阻以惠司通電橋形式與應變材料(通常為  不銹鋼)結合在一起 
          特點: 過載能力、抗沖擊壓力強 、靈敏度較低 ,適合于測量500kpa 以上的高量程范圍,zui高可達500Mpa 
                      強度高,耐振動,不易損壞 
                     溫度漂移小 
                     高量程(1Mpa 以上)線性很好,精度高 
                     硬性膜片結構,適合測量與應變材料兼容的各類介質(zhì)      
          陶瓷壓阻原理: 
            結構:將壓敏電阻以惠司通電橋形式與陶瓷燒結在一起 
            特點:過載能力較應變原理較低,抗沖擊壓力較差 
                        靈敏度較高,適合于測量50kpa 以上的高量程范圍,zui高量程40Mpa 
                       耐腐蝕,溫度范圍較寬  
          擴散硅硅原理        
          結構:在硅片上注入粒子形成惠司通電橋形式的壓敏電阻。 
           特點:靈敏度很高,精度高,適合于測量1kpa~40Mpa 的范圍, 
                      過壓能力較強抗沖擊壓力較好 
                      溫度漂移較大 
                     分為帶隔離膜片和非隔離膜片2 類,非隔離膜片只能測干凈 的氣體,隔離膜片為軟性膜片,不適合測量粘稠的介質(zhì)。          
                    總體來說,壓阻式變送器的特點是體積小巧,精度和穩(wěn)定性較好,溫度漂移可以通過電路補償(或傳感器內(nèi)置補償)減小到很小的程度,主要弊端是壓力過載能力一般只有三倍量程,對于量程遷移不太方便,一般變送器量程需要根據(jù)測量范圍的不同選型。     
          詳細比較請見以下表格 
          主要參數(shù) 應變式 陶瓷壓阻 擴散硅 
          量程范圍 
          zui?。?-500kpa 、zui大:0-500Mpa、 zui?。?-50kpa、 zui大:0-40Mpa 、zui?。?-1kpa、 zui大:0-40Mpa、精度 zui高:0.25%FS 、一般:0.5%FS 、zui高:0.25%FS 一般:0.5%FS 、zui高:0.1%FS、 一般:0.25%FS 
          過載能力  2 倍 2 倍 3 倍 
          穩(wěn)定性 zui大0.2~0.5%FS@ 1 年 zui大0.2~0.5%FS@ 1 年 zui大0.1~0.5%FS@ 1 年
          使用溫度范圍: -20~120 度 -40~125 度 -40~125 度 
          補償溫度范圍: 0~60 度 0~60 度     0~50 度     0~80 度    -20~85 度  
          壓力傳感器與壓力變送器的區(qū)別   
          壓力變送器精度是否越高越好? 
          答案:是否定的 ,要正確選擇您所需的精度,才能以zui低的成本滿足客戶的要求 通常,壓力變送器為信號源,所以儀表精度(或者采集卡精度)一定要高于變送器本身精度才有意義。 
          如何選擇壓力變送器? 
           1. 確定測量介質(zhì) 
          看測量介質(zhì)的腐蝕程度,根據(jù)腐蝕程度的大小選擇相應的變送器,一般來說非強酸強堿均可以使用以不銹鋼為隔離單元的變送器,否則只能選擇專為防腐蝕設計的鈦合金等特制變送器。其次還需看測量介質(zhì)是否粘稠度,干凈程度,如果很粘稠(比如流動很遲緩)就需要選擇硬性隔離單元的變送器型號系列 隔離單元類型 
          PT110/PT110S/PT210 硬性、316 不銹鋼   、YSZK310 硬性陶瓷 、YS31/32/33 彈性316 不銹鋼  
          2.確定測量范圍和測量方式 
             一般選擇測量范圍時要考慮 實際測量范圍,過壓測量范圍,選擇量程以zui大測量范圍為
          準,同時考慮過壓測量范圍的大小。 
             另外需要選擇正確的測量方式,如果測量差壓必須選擇差壓變送器 型號系列 測量范圍 過壓范圍 測量方式 PT110/PT110S/PT210    zui小 0~0.5MPa、 zui大 0~500MPa 、2 倍量程(量程<10Mpa)、1.5 倍量程(量程>10Mpa) 
          表壓 YSZK310 
          zui小 0~50KPa 、zui大 0~40MPa 、2 倍量程(量程<10Mpa) 、1.5 倍量程(量程>10Mpa) 
          表壓/絕壓 YS31/32/33 
          zui小 0~1KPa、zui大 0~160MPa 、6 倍量程 (量程<20KPa)、 0.2MPa (量程20~100kpa)、2 倍量程 (量程> 100kpa) 
          表壓/差壓/絕壓
           3. 確定精度范圍,補償溫度范圍,使用溫度范圍。 
              根據(jù)您需要測量的zui低精度,一般選擇略高于所要求zui低精度的產(chǎn)品。同時選擇時還需考慮長期穩(wěn)定性指標 
              所謂使用溫度范圍即正常工作時測量介質(zhì)的溫度范圍,使用溫度范圍即使用過程可能出現(xiàn)的zui大溫度范圍,一般選擇時略大于要求的溫度范圍型號系列 補償溫度范圍 使用溫度范圍 精度 PT110 
          PT110S 
          PT210 
          0~60℃ -20~120℃ 
          0.5%FS~1%FS 
          0.5%FS 
          0.25%FS~0.5%FS 
          YSZK310 0~70℃ -40~120℃ 0.5%FS 
          YS31/32/33 -20-80℃ -20~120℃ 0.1%FS, 0.2%FS, 0.25%FS, 0.5%FS 
           4. 確定壓力接口,電氣接口,機械尺寸等 
          5. 確定是否需要防爆,需要防電磁干擾,以及外殼防水的環(huán)境指標  
          壓力變送器在壓縮機行業(yè)的應用 
           1. 壓力變送器介紹 
          壓力變送器也叫壓力傳送器,用于檢測流體的壓力(實際上是壓強),并且可以進行遠程信號傳送,信號傳送到二次儀表或者計算機后進行壓力控制或者監(jiān)測的一種自動化控制前端元件,在工業(yè)控制領域有著非常廣泛的應用。 
          目前國內(nèi)在小型自動化控制方面應用的壓力變送器一般基于壓阻式原理,簡單的說即壓敏電阻受壓后產(chǎn)生電阻變化,通過放大器放大并采用標準壓力標定,即可進行壓力檢測。壓力變送器的性能主要取決于壓敏元件(即壓敏電阻),放大電路,以及生產(chǎn)中的標定和老化工藝。 
           2. 國內(nèi)壓縮機行業(yè)在壓力控制技術方面的現(xiàn)狀 
          目前國內(nèi)小型壓縮機一般采用低成本的壓力開關進行簡單的壓力控制,其主要特點是成本低廉。壓力開關又有機械式和電子式兩種,一般只有一個或者幾個開關點,對于機械式的壓力開關,當需要調(diào)整壓力開關點時需要手工調(diào)整壓力開關。國內(nèi)的大型壓縮機和螺桿壓縮機大部分都采用了壓力變送器,一般使用的延續(xù)著原裝壓縮機配備的進口壓力變送器,如丹佛斯,HONEYWELL 等品牌。 
           3. 使用壓力變送器進行壓力控制的優(yōu)點。 
           實現(xiàn)多點控制,設置方便 使用壓力變送器,檢測出的壓力信號是連續(xù)信號,因此可以任意的設置壓,而且設置很方便,不許調(diào)整壓力變送器,只需對電控部分進行設定  實現(xiàn)壓縮機運行控制,延長壓縮機壽命使用壓力變送器之后,可實現(xiàn)的壓縮機運行控制,讓壓縮機運行更平穩(wěn),同時如果應用變頻技術,可以讓壓縮機啟動次數(shù)大幅度減少,延長了壽命,而且更節(jié)能。 提供控制精度,元件可靠性更好 由于壓力變送器的檢測精度相對于壓力開關高出數(shù)倍,因此控制精度相應的得到了提高;同時壓力變送器采用的敏感元件為非機械結構,所以基本上不需維護,損壞率極低。 
          產(chǎn)品應用表格  
          行業(yè) 推薦型號 特點 
          螺桿壓縮機 PT110S 低成本,高可靠性    精度0.5%FS~1 %FS   大型空壓機系統(tǒng) PT110S,PT210  
            
          如何避免液位變送器被雷電擊穿?  
               液位變送器通常安裝在野外,沒有保護措施,在雷電多的地方,很容易被擊穿,可以采取以下方法將避免此種損失。 
          1. 選擇防雷擊的變送器,這里的“防雷擊”,并非是雷擊后變送器會安然無恙,而是此種變送器已經(jīng)做了防雷擊保護電路,當雷擊發(fā)生時,保護電路將變送器電路及傳感器保護避免全部擊穿,花費較小的成本修理后仍能使用。不過即便有此電路,也不能 *的起到保護作用,只能降低可能性。 
          2. 選擇安裝在附近已經(jīng)有避雷裝置的地方 
          3.對于明顯的多雷區(qū)采取專門的避雷措施。

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