所謂變送器就是將傳感器所測量得到的物理信號轉化為可以為控制器識別的信號,具體就是將將傳感器輸入的非電量轉換成電信號同時放大以便供遠方測量和控制的信號源的轉換器,比如標準的4-20mA工業(yè)遠傳信號,傳感器和變送器協(xié)同作用構成自動控制的監(jiān)測信號源。
不同的物理量需要不同的傳感器和相應的變送器。變送器的種類有很多種,用在工控儀表上面的變送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等等。
選型方法
在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù):以被測介質的性質指標為準,以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質為高黏度易結晶強腐蝕的場合,必須選用隔離型變送器。
在選型時要考慮它的介質對膜盒金屬的腐蝕,一定要選好膜盒材質,否則使用后很短時間就會將外膜片腐蝕壞,法蘭也會被腐蝕壞造成設備和人身事故,所以材質選擇非常重要。變送器的膜盒材質有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質等。
在選型時要考慮被測介質的溫度,如果溫度高一般為200℃~400℃,要選用高溫型,否則硅油會產生汽化膨脹,使測量不準。
在選型時要考慮設備工作壓力等級,變送器的壓力等級必須與應用場合相符合。從經濟角度上講,外膜盒及插入部分材質比較合適,但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻,這樣會節(jié)約很多資金。
隔離型壓力變送器選用好是選用螺紋連接形式的,這樣既節(jié)約資金安裝又方便。
對于普通壓力和差壓變送器選型,也要考慮被測介質的腐蝕性問題,但使用的介質溫度可以不考慮,因為普通型壓變是引壓到表內,長期工作溫度為常溫,但普通型使用的維護量要比隔離型大。首先是保溫問題,在北方冬季零下,導壓管會結冰,變送器無法工作甚至損壞,這就需要增加伴熱和保溫箱等。
從經濟角度上來講,選用變送器時,只要不是易結晶介質都可以采用普通型變送器,而且對于低壓易結晶介質也可以加吹掃介質來間接測量(只要工藝允許用吹掃液或氣),應用普通型變送器就是要求維護人員多進行定時檢查,包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質是否正常、保溫是否良好等,只要維護好,大量使用普通型變送器一次性投資會節(jié)約很多。
從選用變送器測量范圍上來說,一般變送器都具有一定的量程可調范圍,將使用的量程范圍設在它量程的1/4~3/4段,這樣精度會有保證,對于微差壓變送器來說更是重要。
實踐中有些應用場合(液位測量)需要對變送器的測量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負遷移之分。
目前,智能變送器已相當普及,它的特點是精度高、可調范圍大,而且調整非常方便、穩(wěn)定性好,選型時應多考慮。川儀橫河EJA、北京遠東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等,使用都非常可靠。
按照設計規(guī)范,在工程設計選型中,究竟采用氣動變送器還是電動變送器,因其各有特長,應該根據(jù)裝置的具體條件進行綜合考慮和分析。以下幾點可供選用時參考:
集中操作程度;
是否與DCS計算機相操作配合;
響應速度;
經濟性;
可靠性及使用維護方面;
安全性(防爆、停電、氣源故障等);
環(huán)境條件及傳輸距離。
一般來說,下列條件以選用氣動儀表為宜:
自變送器至顯示調節(jié)儀表間的距離較短,通常以不超過150m較為合適;
工藝物料是易燃易爆介質及相對濕度很大的場合;
要求儀表投資少;
一般中小型企業(yè)要求易維修,經濟可靠;
在以電動儀表為主的大型裝置里,有些現(xiàn)場就地調節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作。
下列條件以選擇電動儀表為宜:
變送器至顯示調節(jié)單元間的距離超過150m以上;
大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制;
設置有DCS計算機進行控制及管理的對象;
要求響應速度快,信息處理及運算復雜的場合。
實際中,在現(xiàn)代化生產裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點進行混合選用的。
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法蘭式液位變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。 當兩側壓力不一致時,致使測量膜片產生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側電容量就不等,通過振蕩和解調環(huán)節(jié),轉換成與壓力成正比的信號。
1、測量液體壓力時,法蘭液位變送器的安裝位置應避免液體的沖擊(就是水錘現(xiàn)象),以免傳感器過壓損壞。
2、在法蘭式液位變送器冬季發(fā)生冰凍時,按裝在室外的變送器必需采取防凍措施,避免引壓口內的液體因結冰體積膨脹,導至傳感器損壞。
3、接線時,將電纜穿過防水接頭(附件)或繞性管并擰緊密封螺帽,以防雨水等通過電纜滲漏進變送器殼體內。
4、法蘭式液位變送器在測量液體壓力時,取壓口應開在流程管道側面,以避免沉淀積渣。
5、要防止法蘭液變送器與腐蝕性或過熱的介質接觸,還要防止渣滓在導管內沉積;
6、在測量氣體的壓力時,取壓口要開在流程管道的頂端,且法蘭液位變送器也要安裝在流程管道的上部以便讓沉積的液體快速注入到流程管道中。
7、法蘭式液位變送器要注意傳感器的導壓管要安裝在溫度波動小的地方;
8、法蘭式液位變送器的測量蒸汽或其它高溫介質時,需接加緩沖管(盤管)等冷凝器,不應使變送器的工作溫度超過極限。
差壓變送器用于防止管道中的介質直接進入變送器里,感壓膜片與變送器之間靠注滿流體的毛細管連接起來。它用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力,然后將其轉變成4~20mADC信號輸出。差壓變送器維護應該注意下面這幾項: 1、檢查安裝孔的尺寸: 如果安裝孔的尺寸不合適,傳感器在安裝過程中,其螺紋部分就很容易受到磨損。這不僅會影響設備的密封性能,而且使壓力傳感器不能充分發(fā)揮作用,甚至還可能產生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標準1/2-20UNF2B),通??梢圆捎冒惭b孔測量儀對安裝孔進行檢測,以做出適當?shù)恼{整。 2、保持干燥: 盡管傳感器的電路設計能夠經受苛刻的擠出加工環(huán)境,但是多數(shù)傳感器也不能絕對防水,在潮濕的環(huán)境下也不利于正常運行。因此,需要保證擠出機機筒的水冷裝置中的水不會滲漏,否則會對傳感器造成不利影響。如果傳感器不得不暴露在水中或潮濕的環(huán)境下,就要選擇具有極強防水性的特殊傳感器?! ?、選擇恰當?shù)奈恢茫骸 ‘攭毫鞲衅鞯陌惭b位置太靠近生產線的上游時,未熔融的物料可能會磨損傳感器的頂部;如果傳感器被安裝在太靠后的位置,在傳感器和螺桿行程之間可能會產生熔融物料的停滯區(qū),熔料在那里有可能產生降解,壓力信號也可能傳遞失真;如果傳感器過于深入機筒,螺桿有可能在旋轉過程中觸碰到傳感器的頂部而造成其損壞。一般來說,傳感器可以位于濾網(wǎng)前面的機筒上、熔體泵的前后或者模具中?! ?、仔細清潔: 在使用鋼絲刷或者特殊化合物對擠出機機筒進行清潔前,應該將所有的傳感器都拆卸下來。因為這兩種清潔方式都可能會造成傳感器的震動膜受損。當機筒被加熱時,也應該將傳感器拆卸下來并使用不會產生磨損的軟布來擦拭其頂部,同時傳感器的孔洞也需要用清潔的鉆孔機和導套清理干凈?! ?、避免低溫干擾: 在擠出生產過程中,對于塑料原料而言,從固體到熔融狀態(tài)應當具有充足的“浸透時間”。如果擠出機在開始進行生產前還沒有達到操作溫度,那么傳感器和擠出機都會受到一定程度的損壞。另外,如果傳感器從冷的擠出機上被拆除,材料就可能粘附在傳感器頂部引起震動膜的損壞。因此,在拆除傳感器之前,應確認機筒的溫度足夠高,機筒內部的物料處于軟化狀態(tài)下?! ?、保持安裝孔的清潔: 保持安裝孔的清潔并防止熔料堵塞對保證設備的正常運行來說十分重要。在擠出機被清潔之前,所有的壓力傳感器都應該從機筒上拆除以避免損壞。在拆除傳感器時,熔料有可能流入到安裝孔中并硬化,如果這些殘余的熔料沒有被去除,當再次安裝傳感器時就可能造成其頂部受損。清潔工具包能夠將這些熔料殘余物去除。然而,重復的清潔過程有可能加深安裝孔對傳感器造成的損壞。如果這種情況發(fā)生,就應當采取措施來升高傳感器在安裝孔中的位置。
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