所謂變送器就是將傳感器所測(cè)量得到的物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以為控制器識(shí)別的信號(hào),具體就是將將傳感器輸入的非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源的轉(zhuǎn)換器,比如標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA工業(yè)遠(yuǎn)傳信號(hào),傳感器和變送器協(xié)同作用構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。
不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)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(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn),以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合,必須選用隔離型變送器。
在選型時(shí)要考慮它的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕,一定要選好膜盒材質(zhì),否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞,法蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設(shè)備和人身事故,所以材質(zhì)選擇非常重要。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
在選型時(shí)要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度,如果溫度高一般為200℃~400℃,要選用高溫型,否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹,使測(cè)量不準(zhǔn)。
在選型時(shí)要考慮設(shè)備工作壓力等級(jí),變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上講,外膜盒及插入部分材質(zhì)比較合適,但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻,這樣會(huì)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(duì)于普通壓力和差壓變送器選型,也要考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問題,但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮,因?yàn)槠胀ㄐ蛪鹤兪且龎旱奖韮?nèi),長期工作溫度為常溫,但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型大。首先是保溫問題,在北方冬季零下,導(dǎo)壓管會(huì)結(jié)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(jīng)濟(jì)角度上來講,選用變送器時(shí),只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器,而且對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測(cè)量(只要工藝允許用吹掃液或氣),應(yīng)用普通型變送器就是要求維護(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查,包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等,只要維護(hù)好,大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多。
從選用變送器測(cè)量范圍上來說,一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍,將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4~3/4段,這樣精度會(huì)有保證,對(duì)于微差壓變送器來說更是重要。
實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合(液位測(cè)量)需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。
目前,智能變送器已相當(dāng)普及,它的特點(diǎn)是精度高、可調(diào)范圍大,而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好,選型時(shí)應(yīng)多考慮。川儀橫河EJA、北京遠(yuǎn)東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等,使用都非常可靠。
按照設(shè)計(jì)規(guī)范,在工程設(shè)計(jì)選型中,究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器,因其各有特長,應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進(jìn)行綜合考慮和分析。以下幾點(diǎn)可供選用時(shí)參考:
集中操作程度;
是否與DCS計(jì)算機(jī)相操作配合;
響應(yīng)速度;
經(jīng)濟(jì)性;
可靠性及使用維護(hù)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(dòng)儀表為宜:
自變送器至顯示調(diào)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(zhì)及相對(duì)濕度很大的場(chǎng)合;
要求儀表投資少;
一般中小型企業(yè)要求易維修,經(jīng)濟(jì)可靠;
在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里,有些現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)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(dòng)儀表為宜:
變送器至顯示調(diào)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(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理的對(duì)象;
要求響應(yīng)速度快,信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合。
實(shí)際中,在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的。
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法蘭式液位變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。 當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí),致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。
1、測(cè)量液體壓力時(shí),法蘭液位變送器的安裝位置應(yīng)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(shí),按裝在室外的變送器必需采取防凍措施,避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹,導(dǎo)至傳感器損壞。
3、接線時(shí),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(jìn)變送器殼體內(nèi)。
4、法蘭式液位變送器在測(cè)量液體壓力時(shí),取壓口應(yīng)開在流程管道側(cè)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(zhì)接觸,還要防止渣滓在導(dǎo)管內(nèi)沉積;
6、在測(cè)量氣體的壓力時(shí),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(dǎo)壓管要安裝在溫度波動(dòng)小的地方;
8、法蘭式液位變送器的測(cè)量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時(shí),需接加緩沖管(盤管)等冷凝器,不應(yīng)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(zhì)直接進(jìn)入變送器里,感壓膜片與變送器之間靠注滿流體的毛細(xì)管連接起來。它用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力,然后將其轉(zhuǎn)變成4~20mADC信號(hào)輸出。差壓變送器維護(hù)應(yīng)該注意下面這幾項(xiàng): 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(huì)影響設(shè)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(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)1/2-20UNF2B),通??梢圆捎冒惭b孔測(cè)量儀對(duì)安裝孔進(jìn)行檢測(cè),以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整?! ?、保持干燥: 盡管傳感器的電路設(shè)計(jì)能夠經(jīng)受苛刻的擠出加工環(huán)境,但是多數(shù)傳感器也不能絕對(duì)防水,在潮濕的環(huán)境下也不利于正常運(yùn)行。因此,需要保證擠出機(jī)機(jī)筒的水冷裝置中的水不會(huì)滲漏,否則會(huì)對(duì)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(qiáng)防水性的特殊傳感器?! ?、選擇恰當(dāng)?shù)奈恢茫骸 ‘?dāng)壓力傳感器的安裝位置太靠近生產(chǎn)線的上游時(shí),未熔融的物料可能會(huì)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(huì)產(chǎn)生熔融物料的停滯區(qū),熔料在那里有可能產(chǎn)生降解,壓力信號(hào)也可能傳遞失真;如果傳感器過于深入機(jī)筒,螺桿有可能在旋轉(zhuǎn)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(jī)筒上、熔體泵的前后或者模具中?! ?、仔細(xì)清潔: 在使用鋼絲刷或者特殊化合物對(duì)擠出機(jī)機(jī)筒進(jìn)行清潔前,應(yīng)該將所有的傳感器都拆卸下來。因?yàn)檫@兩種清潔方式都可能會(huì)造成傳感器的震動(dòng)膜受損。當(dāng)機(jī)筒被加熱時(shí),也應(yīng)該將傳感器拆卸下來并使用不會(huì)產(chǎn)生磨損的軟布來擦拭其頂部,同時(shí)傳感器的孔洞也需要用清潔的鉆孔機(jī)和導(dǎo)套清理干凈。 5、避免低溫干擾: 在擠出生產(chǎn)過程中,對(duì)于塑料原料而言,從固體到熔融狀態(tài)應(yīng)當(dāng)具有充足的“浸透時(shí)間”。如果擠出機(jī)在開始進(jìn)行生產(chǎn)前還沒有達(dá)到操作溫度,那么傳感器和擠出機(jī)都會(huì)受到一定程度的損壞。另外,如果傳感器從冷的擠出機(jī)上被拆除,材料就可能粘附在傳感器頂部引起震動(dòng)膜的損壞。因此,在拆除傳感器之前,應(yīng)確認(rèn)機(jī)筒的溫度足夠高,機(jī)筒內(nèi)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(duì)保證設(shè)備的正常運(yùn)行來說十分重要。在擠出機(jī)被清潔之前,所有的壓力傳感器都應(yīng)該從機(jī)筒上拆除以避免損壞。在拆除傳感器時(shí),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(dāng)再次安裝傳感器時(shí)就可能造成其頂部受損。清潔工具包能夠?qū)⑦@些熔料殘余物去除。然而,重復(fù)的清潔過程有可能加深安裝孔對(duì)傳感器造成的損壞。如果這種情況發(fā)生,就應(yīng)當(dāng)采取措施來升高傳感器在安裝孔中的位置。