压力变送器基础知识.ppt

1、 压力变送器压力变送器 气化仪表气化仪表 主要内容： 压力变送器的原理 压力变送器选型 压力变送器安装 压力变送器调试 压力变送器的故障排查 几个概念 压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证 生产正常运行，必须对压力进行监测和控制， 但需要说明的是，这里所说的压力，实际上 是物理概念上的压强，即垂直作用在单位面 积上的力。即： 压强=压力/单位面积 在压力测量中，常有绝对压力、表压力、负 压力或真空度之分。（仪表工手册第二版） 绝对压力：指被测介质作用在容器单位面积 上的全部压力，用符号Pi表示。用来测量绝 对压力的仪表称为绝对压力表。它以绝对真 空为零算起的。 大气压力：地面上的空气柱所产

2、生的平均压 力称为大气压力，用符号Pq表示。用来测量 大气压力的仪表叫气压表。 绝对压力与大气压力之差，称为表压力，用 符号Pb表示。即Pb=Pi-Pq。 当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为 负值（即负压力），此负压力的绝对值，称 为真空度，用符号Pz表示。用来测量真空度 的仪表称为真空表。既能测量压力值又能测 量真空度的仪表叫压力真空表。 一、压力变送器的原理 压力变送器是工业实践中最为常用的一种传 感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉 及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自 控、航空航天、军工、石化、油井、电力、 船舶、机床、管道等众多行业。 压力的测量原理可分为液柱式、弹性式、电

3、阻式、电容式、电感式和振频式等。压力计 测量压力范围宽广，可以从超真空如133x10- 13Pa直到超高压280MPa。 差压(压力)变送器：一种将过程流体的压力差 值（或压力值）转换成标准电信号的仪表。 它反映的是高压侧压力与低压侧压力之差值 的大小； 实际上，压力变送器也是一种差压变送器， 只是低压侧压力换成了参考压力，根据参考 压力的不同，压力变送器测量类型分为： 1、表压力（含负压力） ： 参考压力为当地大气压，一般就简称为 压力变送器； 2、绝对压力 参考压力为真空；在压力值后加”abs” 或”A”表示，如： 80kPa A或80kPa abs，表示绝压80kPa EJA变送器 1、

4、EJA日本横河电机株 式会社的品牌，1995年 09月27日，与重庆川仪 总厂有限公司合资成立 了重庆横河川仪有限公 司 传感器为利用微电子 机械加工技术加工成 的单晶硅谐振式传感 器 SiSi谐谐振传感器结构振传感器结构 2个个Si谐振传感器谐振传感器 Si谐振器谐振器 H型型Si谐振器谐振器 Si片片 Si谐振传感器起振原理谐振传感器起振原理 永久磁铁永久磁铁 激励电路激励电路 电磁力电磁力 频率输出频率输出 磁场磁场 Si谐振传感器谐振传感器 磁场磁场 传感器的工作原理 - 传感器位于变送器颈部 - 压力通过传递介质传送到传感器 传感器由两个“”型谐振梁组成传感器由两个“”型谐振梁组成

5、外部无压力的情况下，两个谐振梁的基振频繁 是90 kHz. 当差压信号施加后当差压信号施加后 边缘传感器被拉伸(频率 ) 中心传感器受压缩(频率 ) 差压与频率差成线性正比关系差压与频率差成线性正比关系 压缩 低低压侧压侧 高高压侧压侧 拉伸 R . . f1 f2 f1 - f2 = 同差同差压压成正比成正比 f1 + f2 = 同静同静压压成正比成正比 +/-0.2% of span 1 MPa R = 同温度成正比同温度成正比 (频频率率) (频频率率) (电电阻阻) EJA-通讯协议通讯协议 EJA-通讯协仪：通讯协仪： 420mA-BRAIN 420mA-HART FF-现场总线现场

6、总线 BT200 通讯器通讯器 F1 F2 F3 F4 BT200 ENTER YOKOGAW A LCD大屏幕显示大屏幕显示 21个字符个字符 8行行 打印机打印输出打印机打印输出 可控制所有可控制所有BRAIN仪表的仪表的 BT200 单线通讯单线通讯 无需配电器无需配电器 安全性高安全性高 密码设置密码设置 电池更换报警电池更换报警 自动关闭电源自动关闭电源 5节常规电池节常规电池 防腐蚀优势防腐蚀优势 谐振器谐振器 基片 基片 压力压力 真空罩真空罩y 磁场磁场 接液膜片 哈氏C C- -276276 充灌液:硅油 中心过压膜片:316L:316L 容室法兰:316:316 膜盒:31

7、6L:316L 高压侧H 底压侧L EJA变送器在安装施工过程中， 如果高压侧H及低压侧L引压管 接反，可通过BT200手操器或 DCS对其进行操作而重新定义 高压侧H及低压侧L，这样，高 压侧H及低压侧L反接的引压管 不必重新连接。 高高/低压侧可互换低压侧可互换 EJA变送器错误信息表 EJA变送器错误信息表 ROSEMOUNT 标准选项 支架 耐瞬变电压保护 认证 证书 直接安装选项 表压（GP）、绝压（AP） 量程 1-5 不锈钢与哈氏合金接液件 硅油与惰性液体灌充 共平面选项 差压（DP）、表压（GP） 量程 1-5 不锈钢与哈氏合金接液件 硅油与惰性液体灌充 静压： 4500psi

8、/310 巴 （选项） 共平面法兰、传统法兰和液位法兰 配管引入装置的位置 外壳选项 铝制外壳 不锈钢外壳 外部零点与量程调整（选项） 在滑动标牌下方 液晶显示器表头（选项） 3051系列变送器工作原理系列变送器工作原理-传感器结构形式传感器结构形式 Capacitance(差分电容式传感器) Piezoresistive(硅压敏电阻式传感器) 3051C系列系列 3051T系列系列 电容式传感器的工作原理电容式传感器的工作原理 感压极板感压极板 钢性绝缘材料钢性绝缘材料 固定电容极板固定电容极板 过程隔离模片过程隔离模片 仪表灌充液仪表灌充液 信号引出线信号引出线 固定电容极板和位于中固定电

9、容极板和位于中 间的感压极板组成两个间的感压极板组成两个 电容室电容室 过程压力通过导压灌充过程压力通过导压灌充 液液/硅油传导至感压极板硅油传导至感压极板 感压极板产生与压力基感压极板产生与压力基 本成正比的位移本成正比的位移 该位移使两电容室的差该位移使两电容室的差 分电容值改变分电容值改变 差分电容由电子电路转差分电容由电子电路转 换为与电容的介电常数换为与电容的介电常数 无关的毫伏信号无关的毫伏信号,进入后进入后 面的放大及信号处理板面的放大及信号处理板 ROSEMOUNT压力变送器 差动电容式：电容公式：C = K/d C:电容值 d:电容极板之间的距离 K：常数 变送器结构 变送器

10、的选型 压力变松器的选型通常根据安装条件、环境 条件、仪表性能、经济性和应用介质等方面 考虑。实际运用中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。 常见的变送器有普通压力变送器、单法兰变 送器、双法兰变送器、插入式法兰变送器等。 压力变送器单从名词上讲测量的是压力和差 压，但是它们间接测量的参数是有很多的。 如压力变送器，除测量压力外，它还可以测 量设备内的液位，在容器内液位与压力值不 变的情况下它还可以用来测量介质的密度。 还可以利用差压测量流量等。 选型考虑的因素 1. 产品型号 2.量程 3.压力变送器输出信号 ：42mA，15V 4.供电电源 ：24VDC 5.是

11、否需要HART或其他通讯协议 6.防爆等级和防护等级 7.产品测量精度等级 8.压力接口 9.变送器的工作环境温度和测量介质温度 10. 特殊介质 （1）测量介质具有腐蚀性 （2）测量介质具有较强的渗透能力 （3）测量介质有很大的温差变化量 3051C系列选型手册 变送器的安装 安装注意事项 原则： 保证仪表不出现损坏 保证压力正常传递 保证仪表测量准确 1.防止压力变送器与腐蚀性或过热的介质接 触; 2.防止渣滓在导管内沉积; 3.测量液体压力时，取压口应开在流程管道 的侧面，以避免沉积积渣; 4.测量气体压力时， 取压口应开在流程管道 顶端， 并且压力变送器也应安装在流程管道 上部， 以便

12、积累的液体容易注入流程管道中; 5.导压管应安装在温度波动小的地方; 6.测量蒸汽或其它高温介质时，需接加缓冲 管(盘管)等冷凝器，不应使变送器的工作温度 超过极限; 7.冬季发生冰冻时，安装在室外的变送器必 须采取防冻措施，避免引压口内的液体因结 冰体 积膨胀，导致传感器损失; 8.测量液体压力时，压力变送器的安装位置 应避免液体的冲击(水锤现象)，以免压力变送 器 过压损坏; 9.接线时，将电缆穿过防水接头或绕性管并 拧紧密封螺帽，以防雨水等通过电缆渗漏进 变送 器壳体内。 压力变送器常见问题 现场压力变送器故障实例： 现场仪表回路图： DCS操作画面上的温度测点变成白色的常 见原因有哪些

13、？ （1）卡件安全栅未送电或有故障 （2）现场未接线或者接线错误 （3）所测温度超量程 在冬季开车时期，工艺人员说有一台差压变送器指示与工艺实 际情况差异较大，要求处理。请详细的描述处理该故障的整体 过程。（应包括：沟通、联锁、防冻、安全、记录等相关内容） 1、与工艺人员详细沟通后，确认仪表位号，确认运行工况。 填写工作票，准备开始工作。 2、对于参与联锁的仪表，在处理前在填写联锁投退单后，再 在DCS和ESD中解除响应的联锁。 3、到现场后检查伴热情况，如果被冻，先检查伴热管线，再 用低压蒸汽对伴热和取压管进行吹扫。检查被冻原因，如果因 为蒸汽伴热压力不够或伴热蒸汽停，要立即联系工艺进行处理 蒸汽伴热。 4、如果不是被冻原因，要检查变送器根部是否能排出液体， 从而判断取压管是否导通。如果不通，则要通过排污或吹扫的 方式处理。 5、排污时有可能排出有毒有害的工艺气体，检查伴热防止烫 伤。 6、处理完，要对所有该表的保温和现场卫生进行处理，并要 求工艺人员加强注意该仪表的显示，并在工作联系单上签字 投用气化炉夹套液位和除氧器液位这类的三阀组时，需要注 意什么，如果操作不当，会有什么影响？ 答：首先应该避免负压侧隔离罐中隔离液不能减少，还要减 少差压变送器单向受压的时间。如果隔离液流失，会让测量 值偏大。