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3051压力变送器选项的依据

文章出处:人气:3发表时间:2019-2-27 22:13:04

3051压力变送器选项的依据

选型要求

1、为了确认系统中测量压力的最大值,一般而言,需要压力范围比最大值大约1.5倍的变送器。

这主要是由于许多系统中峰值的不规则波动和连续波动,特别是在水压测量和处理中。该瞬时峰值可以破坏压力传感器。 连续高压或略高于变送器的最大校准值会缩短传感器的使用寿命。但是,由于这个原因,传感器的精度会降低。因此,可以使用缓冲器来减小压力毛刺,但这会降低传感器的响应速度。因此在选择变送器时,我们应充分考虑压力范围,精度和稳定性。

2、我们需要考虑的就是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口,溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。

通常,压力变送器的接触介质部分的材料由316不锈钢制成; 如果您的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有压力变送器都适合您测量中压; 如果您的介质对316不锈钢有腐蚀性,那么我们应该采用化学密封。 它不仅可以测量介质的压力,还可以有效地防止介质与压力变送器的液体接收部分之间的接触,从而保护压力变送器,延长压力变送器的使用寿命。

3、压力变送器的精度由非线性,滞后,不可重复性,温度,零点偏移校准和温度效应决定。 但是,非线性,滞后,不可重复性和准确性越高,价格越高。

每种电子测量仪都会有精度误差,但由于每个国家的精度水平不同,例如,中国和美国国家标准的准确性是传感器线性度的较好部分,即 精度在我们通常称之为测量范围的10%到90%之间,而欧洲标准的准确度是。 线性度较差的部件,即测量反转的精度在0-10%和90-100%之间,我们通常称之为欧洲标准的精度为1%,而中国标准的精度为0.5%。

4、需要获得什么样的输出信号:mV,V,mA和频率输出数字输出,选择哪种输出取决于多种因素,包括发射器与系统控制器或显示器之间的距离,是否存在“噪音“或其他电子干扰信号。是否需要放大器,放大器的位置等。对于许多发送器和控制器之间距离较短的OEM设备,mA输出变送器是一种经济有效的解决方案。如果需要放大输出信号,建议使用内置放大器的发射器。对于长距离传输或存在强电子干扰信号,建议使用mA电平输出或频率输出。如果RFI或EMI指标在环境中非常高,除了要注意选择mA或频率输出外,还要考虑特殊保护或滤波器。(目前,由于各种采集需求,市场上有多种压力变送器输出信号,主要有4 。。. 20mA,0 。。. 20mA,0 。。. 10V,0 。。. 5V等on,但更常用的是4 。。. 20mA和0 。。. 10V。在上面提到的输出信号中,只有4 。。. 20mA是双线系统,我们称之为输出是几线系统不包括。接地线或屏蔽线,其他是三线制。

3051压力变送器选项的依据


在诸类仪表中,变送器的应用最广泛、最普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器。变送器常用来测量压力、差压、真空、液位等。变送器有两线制(电流信号)和三线制(电压信号)之分,两线制(电流信号)变送器尤多;有智能和非智能之分,智能变送器渐多;有气动和电动之分,电动变送器居多;另外,按应用场合有本安型和隔爆型之分;在选型时,要根据自己的需求进行相应的选择。
一、被测介质兼容性
在选型时要考虑它的介质对压力接口及敏感元件,一定要考虑压力接口及敏感元件材质,否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏,被腐蚀坏造成设备和人身事故,所以材质选择非常重要。
二、介质温度和环境温度对产品的影响
在选型时要考虑被测介质的温度和环境温度,如果温度高于产品本身温度补偿,容易引起产品测量数据漂移,选择时一定要考虑变送器的的实际工作环境,避免温度对压敏芯体造成测量不准。
三、压力量程的选型
在选型时要考虑设备工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合。

3051压力变送器选项的依据


压力变送器的类型、材质、量程、防爆等级等的选择与环境条件、应用工况、安装条件、介质特性、经济性等息息相关,变送器的合理选型可更好地保证变送器的使用寿命并确保化工生产过程的测量控制稳定。

1 概述
         变送器在化工行业中有着广泛的应用,尤其是压力变送器占据了较大比例。以我司为例,我司以烧碱为基础,拥有丙烯-环氧丙烷(PO)-聚醚(PPG)和甲醇-1,4-丁二醇(BDO)-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)两条主产业链,压力变送器在我司远传测量仪表中占比约为 40%,主要应用于压力、差压、液位、流量等测量领域,在生产中作为过程测量、过程控制和过程联锁等的检测仪表。根据环境条件、应用工况、安装条件、介质特性、经济性的不同,对变送器的选型具有不同的要求。压力变送器以下简称变送器。

2 变送器的类型
2.1 按测量对象来划分
         压力分为绝对压力、表压、差压三种。变送器按测量压力对象的不同,可分为压力变送器(表压)、绝对压力变送器、差压变送器三种。

         绝对压力即参照压力为真空时所测量的压力值;表压即参照压力为当地的大气压力时,所测量的压力值,表压为负值时称为负压力或真空度;差压即测量两个压力之差,对于变送器而言,即变送器上有两种感压膜盒,称为正负压室,变送器通过对正负压室两端测量的压力值进行计算得出两者的差压值。

2.2 按膜盒制作结构来划分
         变送器按膜盒制作结构来进行分类,可分为普通型和隔离式。 普通型变送器即其测量膜盒只有一个,直接感受被测介质的压力或差压。而隔离式变送器则由普通型的内膜盒和直接感压的外膜盒组成,外膜盒感压后通过一种稳定液(硅油、氟油、乙二醇等,一般为硅油)将压力传递至内膜盒上,从而实现压力的测量。隔离式变送器常用的为法兰式安装,也可作成螺纹连接型,法兰连接隔离式变送器又可分为平膜片和凸膜片型。从安装形式上,隔离式变送器可分为一体式直接安装型和远传安装密封型。在使用环境较好,易接近的场合,可选用直接安装型变送器。远传型即外膜盒与内膜盒间通过毛细管进行连接。(本段落中提到的所有变送器都在http://www.tx7878.cn/chaya/)

3 变送器的应用领域及选型
         根据应用领域、工艺管道和设备结构、开孔情况、安装位置的不同,变送器的选型也不同。由于变送器的类型较多,应用面广,故在变送器选型,尤其是在备品备件变送器选型上,建议按通用性、适用范围广等原则来统一考量,以减少备品备件的库存数量。

3.1 变送器在压力测量领域的类型选择
         在压力测量上选用的变送器有压力变送器(中低表压)、高压力变送器(中高表压)和绝对压力变送器、单法兰隔膜密封式压力变送器(中低表压)。根据测量安装方式的不同,压力、高压力和绝对压力变送器可分为管道直连式安装和导压管取压安装两种安装类型。对于微小压力工况,直接测量压力可能存在测量波动不稳定的情况,根据《自动化仪表选型设计规范》HG/T 20507-2014 中的 5.3.1,测量微小压力(小于 500Pa)时,宜选用差压变送器。

3.2 变送器在差压、液位测量领域的类型选择
         差压测量即通过差压变送器测量正负压室的压力差进行计算得出差压值。在液位测量领域中,可通过测压力或差压的方式来间接测得液位。

         测量介质特性和安装方式的不同,液位测量选用的差压变送器有差压变送器(静压为中低压)、高静压差压变送器(静压为高压)、法兰安装式差压变送器、隔膜密封式双法兰差压变送器等。

(1)常压容器液位测量
         常压容器与大气连通,P - 即等于大气压,可直接选用压力变送器或单法兰隔膜密封式压力变送器来进行测量,如选用差压变送器则负压室直接通大气不需连接。根据液柱压强公式 P=ρgh,
         ΔP=P + -P -=ρ 1 gh
         式中,ΔP——变送器正、负压室之间的压差;
         ρ 1 ——在设计温度和压力下,被测容器内的介质密度,kg/m3;
         h——测量液位,m。

(2)密闭容器液位测量
         常压容器的密负压室可能存在气相挥发,或是容器顶部进行氮封,如选用法兰安装式差压变送器则负压室需引导压管连接,如选用隔膜密封式变送器,则正负压室均使用远传法兰连接。
         ΔP=P + -P -=ρ 1 gh+ρ 2 g(H-h)
         式中,H——被测容器正、负取压点之间的高度,m;
         ρ 1 ——在设计温度和压力下,被测容器内液体上部气体介的质密度,kg/m3。

         注:由于智能变送器可通过手操器进行零点迁移操作,在这里不考虑由于安装引起的零点漂移问题。这里也暂不考虑由于变送器安装位置与液位零点不在同一高度而产生的毛细管内硅油的压差影响。

(3)敞开水池
         敞开水池一般采用投用入液位计较为经济,但对于水池底部有污泥的工况,使用投入式液位计可能存在维护量较大的问题,此情况下也可选用单法兰密封隔膜式压力变送器进行液位测量。

3.3 变送器在流量测量领域的类型选择
         变送器在流量中,一般使用差压变送器,与孔板、阿牛巴、文丘里等节流装置配套使用实现流量测量,差压变送器检测出来的是对差压值,对于蒸汽、气体等介质还需要进行相应的运算,一般在二次表或 DCS/PLC 等上位系统上进行运算得出相应的流量值。流量测量选用的差压变送器有差压变送器和隔膜密封式双法兰差压变送器等。

4 变送器在几种特殊工况的选型及应用
4.1 高温工况
        高温工况应注意考虑传感器填充液、毛细管灌充液的选择。常用毛细管灌充液的硅油一般为 200 硅油和高温 704硅油。在大气压力下,200 硅油可用范围为-45~205℃,高温 704 硅油可用范围为 0~305℃。在实际选型中,除了了解工况温度外,工况压力也是一种重要参数。随着温度的升高,介质饱和蒸汽压也会相应降低,在选型中应根据厂家的饱和蒸汽温压曲线来选择,建议 130℃以上考虑选用高温硅油。对于测量介质温度较高的场合,过程温度超过变送器的正常工作范围,且不能通过导压管或直接安装型隔离膜把温度调节到极限范围内,可选用远传型变送器,通过毛细管引压,避免由于高温对变送器电子元件造成的影响。

4.2 易结晶高粘度工况
        介质离开工艺设备后易产生结晶现象或是介质粘度太大时,如采用导压管连接易造成堵塞,需要经常进行清理疏通,且易造成测量的不稳定,一般选用隔离式变送器。对于结晶较为严重的工况,可选用凸膜片型变送器,将感压膜片直接插入设备内部,从而可直接感受介质的温度,使介质在膜盒处不易结晶,更好地保证测量的稳定可靠。结晶工况往往同时需要伴热保温,对于此工况,隔离液宜选用高温硅油。对于介质在法兰连接处易凝结、沉积的工况,建议在过程法兰和隔膜密封法兰之间装夹冲洗环,通入水等,通过冲洗环侧面的孔冲洗掉沉积物,保持隔膜清洁,从而保证膜盒的正常感压。

4.3 腐蚀性工况
        腐蚀性工况包括环境条件、应用工况的腐蚀性。如在导压管材质为碳钢或不锈钢适用的工况,选择普通型的压力和差压变送器;如碳钢或不锈钢无法满足工况要求时,应选用隔离式变送器。

        腐蚀性工况需特别注重材质的选型。变送器的材质包括了变送器的膜片及接液材质、法兰材质、外壳材质、排气/排液阀材质、传感器填充液材质、毛细管灌充液材质、螺栓螺母材质等,选型中最需要关注的是膜片及接液材质、法兰材质、外壳材质。

4.3.1 膜片及接液材质
        根据介质化学特性的不同,来进行选择,不同浓度的同种介质在不同温度下的腐蚀性也有所不同。隔膜密封式变送器,一般内膜盒选用不锈钢材质,接液外膜盒根据介质特性进行选择。

以下为我司常见的几种介质的膜片材质选择

        对于其它材质,可查阅《仪表工手册》表 1-5-18 仪表常用金属材质防腐性能表,或《仪表常用数据手册》中的8.1 仪表常用耐腐蚀材料。

4.3.2 法兰材质
        对于法兰连接的变送器,法兰材质一般有碳钢、304SST、316SST 三种选型,法兰材质的选择与环境条件、介质特性有关,由于法兰并非直接接液部分,如果在环境条件良好、经济性考量较多的情况下,可选用碳钢材质。但对重要的监控点或安环控制点,为避免出现膜片腐蚀导致法兰也迅速腐蚀的情况,建议按 316SST 来选择。

4.3.3 外壳材质
        根据环境条件和经济性来考虑变送器的外壳材质,外壳材质一般包括铝合金和不绣钢材质,如果不是处于腐蚀性较强的环境条件,选择铝合金材质更经济些。

4.4 安装位置不便于维护工况
        如可选用导压管连接,一般选用普通型变送器,在经济性允许的情况下,也可选用远传型,将变送器装至合适的位置以便进行日常维护。同时应根据工况选择合适长度的毛细管,毛细管的长度不同响应时间也不相同,常用的毛细管长度为 3~5 米。远传型变送器的价格一般为直接安装型的0.5-1倍以上,在选型时应从实际应用需要和经济性两方面来权衡考虑。

5 变送器的其它参数选型
5.1 量程的选择
        量程选择时应遵循量程上下可调、保证精度(一般精度要求为 0.075%)、通用性强等原则来进行综合考虑。量程的选择以工况要求的最大压力或差压为依据,通过按工况要求的 1.5~2 倍确定量程。

5.2 防爆等级的选择
        变送器从防爆等级来划分,可分为普通型、防爆、粉尘防爆、防火、本质安全型等。对于化工行业来说主要为防爆型和本质安全型,应根据装置的系统设计来进行选择。

5.3 变送器的接线方式、电源和输出信号的选择
        变送器的接线方式分为四线制和两线制,电源类型有24VDC 和 220VAC,目前常用的为 24VDC 两线制变送器。变送器的输出信号分为 4~20mADC 输出 BRAIN 协议、4~20mADC HART 协议、FF 现场总线协议、PROFIBUS PA 总线协议等,1~5VDC 低功耗输出等,4~20mADC HART 是目前应用较广的一种信号类型。

6 结束语
        变送器作为应用较为广泛的仪表,在日常选型中应尽可能考虑全面,选用更适用现场工况、性价比高的产品。合理的选型同时进行正确的安装,才能更效地发挥变送器在化工生产中的作用。

四、压力接口的选型
在选型过程中,严格落实用户所使用压力接口尺寸,选用合适正确螺纹连接形式,并出产品外形图确认,或厂家提供样品也可以;
五、电气接口的选型
在选型时要再三确认用户信号采集方式及现场布线情况,传感器信号要与用户采集接口对接;选用合适正确电气接口及信号方式的。
六、压力类型选型
测量绝对压力的仪表称为绝压表。对于普通的工业压力表测量的都是表压值,也就是绝对压力与大气压的压差值。当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值,称为正表压;当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值,称为负表压,即真空度。测量真空度的仪表称为真空表。


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