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绝对压力变送器和表压压力变送器

文章出处:人气:2发表时间:2019-6-27 16:21:12

导读:绝对压力变送器和表压压力变送器

  目前,我国气体流量计量(包括蒸汽,天然气等)大量使用差压式流量计来计量。差压式流量计节流装置由节流件、夹持环和计量管段组成。它为气体计量提供节流件前后的差压。该差压△p用差压变送器测量。压力p用压力变送器测量,温度T用温度传感器或温度变送器测量。差压变送器、压力变送器、温度变送器的电信号通过模数转换进入流量积算仪中进行计算,从而得出通过节流装置的气体的量。然而,在目前的计量系统中,我们忽视了一个很重要的参数,那就是大气压。忽视了大气压取值对计量的影响。气体计量是用绝对压力和绝对温度来计算的,即绝对压力=压力变送器测量的压力(表压)+大气压力。而在现在的计量系统中只是简单地把大气压用101325Pa或当地的平均大气压代替,致使绝对压力=压力变送器测量的压力(表压)+101325Pa或绝对压力=压力变送器测量的压力(表压)+当地的平均大气压,这种做法是不太严谨的。 

  大气压应该用绝对压力变送器即时测量来解决大气压力对流量测量的影响,即,绝对压力=压力变送器测量的压力(表压)+绝对压力变送器的压力;或直接用绝对压力变送器测量气体的压力。我们知道各地的大气压力是不一样的,一个地区的平均大气压力是在某一个点或几个点的平均值,它不能代替任意一个特殊的点。作为表压测量零点的环境大气压,也就是大气自重产生的绝对压强,不是一个固定不变的值,而是个每时每刻,月月年年,都处于缓慢变化中的量值,变化的基本规律是:夏季高于冬季,正午高于深夜,某个地区的平均大气压强,与该地的海拔高度有关,海拔越高,空气越稀薄,气压越低。

  我们追求高准确度的差压变送器,高准确度的压力变送器以及温度变送器,甚至对节流装置的高要求—好的粗糙度、好的锐角度、好的平面度、好的平行度、好的圆度、好的直管段长度,然后忽视了大气压力造成的误差也是我们不能容忍的。这表明我们的追求有了偏差,忽略了大气压力的误差对计量的影响这个大量。尤其在贸易结算中,流量计因为大气压力的误差引起的累计流量偏差,长时间下来产生的贸易金额往往是非常巨大的,对供需双方也不公平。 

  综上所述,大气压力作为一个重要的参数在气体的计量中的作用是不可忽视的。它必须通过准确的测量才能使计量更准确。在流量计量的实际运用中,应用实际的测量仪表绝对压力变送器来即时测量。把该信号与差压、温度等信号同时送进流量积算仪中,即时修正。 

  解决方案的讨论:绝对压力变送器有各种量程,(0-100)k Pa的绝对压力变送器主要用于测量大气压力,其他的则直接测量的是绝对压力,可直接代替压力变送器和(0-100)k Pa的绝对压力变送器在实际计量中使用。对于测量大气压力的绝对压力变送器的量程最好设定在比当地的平均大气压力高10k Pa处。绝对压力变送器的广泛使用应首先由气体流量计生产和供应部门开始,逐步推广。对于贸易结算的计量系统,考虑到大气压力的影响建议使用绝对压力变送器测量气体压力值。

压力变送器是一种直接与被测介质接触的现场仪表,常常在高温、低温、腐蚀、振动、冲击等环境中工作,因此压力变送器选型时,除了要考虑测量范围与精度等一般仪表需要考虑的内容外,工作环境与被测介质等也是重要的指标之一。总体而言,压力变送器的选型,主要依据有:

测量范围 

一般压力(差压)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定在它量程的1/3~2/3段,这样精度会有所保证,对于微差压变送器来说更是重要。确定系统中测量压力的最大值,一般而言需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中,尤其是水压测量和加工处理中,有峰值和持续不规则的上下波动,这种瞬间的峰值能破坏压力传感器。于是可以用一个缓冲器来降低压力毛刺,但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时要充分考虑压力范围、精度与其稳定性。


精度等级 

精度是任何过程测量设备的关键性能指标,也是设备选型和维护需要考虑的一个重要因素。根据测压范围,根据工艺上允许的最大绝对误差,先选出量程,再根据工艺上允许的最大绝对误差,计算出仪表允许的最大引用误差,去掉±号和%,其数值就是精度。若没有这个等级,就靠精度等级(往高精度靠)。压力(差压)变送器在各个国家所标的精度等级是不一样的。比如中国和美国等国家,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%~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反的0~10%以及90%~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%。

目前,绝大部分压力差压变送器的精度指标为0.1%或0.075%,高精度指标为0.05%或0.025%。但是上面提到的精度只是由压力差压变送器制造厂提供的指标,在用户生产现场实际应用时,如果用整体性能误差来表述的话,只有极小部分现场实际应用时的整体性能误差可能达到制造厂提供的指标,大多数情况下两者相去甚远。实际应用中影响精度因素主要包括量程比影响、温度对零点的影响、温度对量程的影响、静压对零点的影响、静压对量程的影响,其中压力变送器只需要考虑温度和量程比的影响,而差压变送器需要考虑全部影响。

除此之外,影响精度的因素还包括电源影响、震动影响、安装位置影响等,但这些因素相对影响小,需要根据实际需求进行考虑。

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,必须选用隔离型变送器。存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。


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,这样不但起到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的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命。

介质温度 

由十压力变送器的信号是通过电予线路部分转换的,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。


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4~20mA、0~20mA、0~10V、0~5V等等。但是比较常用的是420mA和0~10V两种。上面列举的这些输出信号中,只有4~20mA为两线制包含接地或屏蔽线),其他的均为三线制。

其他 

实践中有些应用场合(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进行迁移。目前,智能变送器已相当普及,其特点是精度高、可调范围大,而且调整非常方便,稳定性好,选型时应多考虑。此外,压力(差压)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。

绝对压力变送器和表压压力变送器

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