Датчики перепада давления – руководство и выбор

Датчики перепада давления – руководство и выбор

Датчики дифференциального давления — это датчики, которые измеряют разницу давления на датчике. Выходные стандартные сигналы (например, 4–20 мА, 0–5 В).

Датчики перепада давления в основном используются для измерения перепада давления, давления и отрицательного давления жидкостей, газов и пара. Также возможно измерение уровня жидкости в открытых сосудах или сосудах под давлением. Оснащенный дросселирующим устройством, он может измерять расход жидкости, газа или пара и преобразовывать измеренные параметры в выходной сигнал постоянного тока 4–20 мА. Плотность также можно измерить с помощью датчика перепада давления.

Рекомендуемые промышленные датчики перепада давления

Принцип работы преобразователя дифференциального давления

Датчик перепада давления — это датчик, который измеряет разницу давления на обоих концах датчика и выдает стандартный сигнал (например, 4–20 мА, 0–5 В). Датчики дифференциального давления отличаются от обычных датчиков давления тем, что имеют два интерфейса давления.

Датчики перепада давления обычно делятся на блоки с положительным и отрицательным давлением. Как правило, перед проведением измерения давление на стороне положительного давления преобразователя дифференциального давления должно быть больше, чем давление на секции отрицательного давления.

Перепад давления в трубопроводах, ведущих под давлением с обеих сторон, воздействует непосредственно на изолирующие диафрагмы с обеих сторон преобразователя. Уплотняющая жидкость в диафрагме подается к измерительному элементу.

Измерительный элемент преобразует измеренный сигнал перепада давления в соответствующий электрический сигнал и передает его преобразователю. После усиления и другой обработки он становится стандартным выходным электрическим сигналом.

Принцип работы преобразователя дифференциального давления

Типы датчиков дифференциального давления

Емкостный датчик перепада давления

В этом передатчике используется емкостный датчик. Технологическое давление проходит через изолирующие диафрагмы с обеих сторон или с одной стороны. Затем заполняющая жидкость воздействует на натянутую измерительную диафрагму в дельта-элементе (т.е. чувствительном элементе). Измерительная диафрагма и емкостные пластины на изоляторах с обеих сторон образуют конденсатор.

Когда давление с обеих сторон неравномерно, измерительная диафрагма смещается. Его перемещение пропорционально разнице давлений. Это смещение преобразуется в дифференциальную емкость, образующуюся на обкладках конденсатора. Дифференциальная емкость преобразуется электронной схемой в двухпроводной сигнал тока 4–20 мА постоянного тока.

Диффузионный кремниевый датчик перепада давления

Датчик перепада давления на основе диффузного кремния использует технологию обнаружения на основе диффузного кремния. Применяя измеренное давление к кремниевым чипам с обеих сторон соответственно, крошечные изменения сопротивления внутри кремниевого чипа преобразуются в выходной электрический сигнал.

Датчики перепада давления также включают в себя такие меры, как температурная компенсация и линейная коррекция, обеспечивающие точность и стабильность выходного сигнала.

Монокристаллический кремниевый преобразователь перепада давления

Датчик, используемый в преобразователе перепада давления из монокристаллического кремния, использует пьезорезистивный эффект монокристаллического кремния.

Когда монокристаллический кремниевый материал подвергается осевому напряжению, его удельное сопротивление изменяется. Это явление называется пьезорезистивным эффектом.

Воспользовавшись этим явлением, на монокристаллической кремниевой пластине с помощью процессов фотолитографии и травления были изготовлены четыре взаимно симметричных тензорезистора. Сформируйте мост Уитстона.

Когда пластина монокристаллического кремния ощущает изменения давления, сопротивление двух пар плеч моста меняется. вызывая изменение выходного напряжения моста. Таким образом достигается преобразование давления в напряжение.

Емкостный датчик давления – структура датчика перепада давления

Выходной сигнал датчика перепада давления может быть сигналом напряжения или сигналом тока.

Обычно его выходной сигнал представляет собой стандартный сигнал, например 4–20 мА, 1–5 В, 0–20 мА, 0–5 В, RS485 и т. д. Интеллектуальный тип может быть настроен с протоколом 4–20 мА + Hart. Эти сигналы можно контролировать, регулировать и контролировать с помощью ПЛК, РСУ и другого оборудования.

Калибровка обычных датчиков перепада давления:

Сначала отрегулируйте демпфирование до нулевого состояния, сначала отрегулируйте нулевую точку. Затем добавьте полное давление и отрегулируйте весь диапазон так, чтобы выходной сигнал составлял 20 мА.

Регулировка на месте выполняется быстро. Здесь мы представляем метод быстрой настройки нулевой точки и диапазона.

При регулировке нулевой точки она практически не оказывает влияния на полную шкалу. Однако при регулировке полной шкалы это влияет на нулевую точку. Без миграции его влияние составляет около 1/5 величины регулировки диапазона, то есть диапазон корректируется вверх на 1 мА. Нулевая точка сместится вверх примерно на 0.2 мА. ,наоборот.

Например: если входное максимальное давление составляет 100 кПа, показание составит 19.900 мА.
Отрегулируйте потенциометр диапазона так, чтобы выходной сигнал составлял 19.900+(20.000–19.900)×1.25=20.025 мА.
Когда диапазон увеличивается на 0.125 мА, нулевая точка увеличивается на 1/5×0.125=0.025.
Отрегулируйте потенциометр нулевой точки так, чтобы выходной ток составлял 20.000 XNUMX мА.

После того, как нулевая точка и регулировка полной шкалы в норме, проверьте средние шкалы, чтобы убедиться, что они выходят за пределы допуска. При необходимости внесите точную настройку. Затем отрегулируйте миграцию, линейность и затухание.

Калибровка интеллектуального преобразователя перепада давления

Невозможно откалибровать интеллектуальный преобразователь с помощью вышеуказанного традиционного метода, поскольку это определяется принципом конструкции преобразователя HART.

Потому что интеллектуальный преобразователь находится между источником входного давления и генерируемым токовым сигналом 4–20 мА. Помимо механизмов и схем, имеется также микропроцессор, который работает с входными данными, поэтому регулировка отличается от обычного метода.

Фактически, у производителей также есть инструкции по калибровке интеллектуальных передатчиков. Например, для датчиков ABB калибровку можно разделить на: «установку диапазона», «изменение диапазона» и «тонкую настройку».

Операция «Настройка диапазона» в основном завершает работу по настройке посредством цифровой настройки LRV и URV. Операция «изменения диапазона» требует подключения преобразователя к стандартному источнику давления. Руководствуясь рядом инструкций, переменный преобразователь непосредственно измеряет фактическое давление и устанавливает значение.

Начальная и конечная настройки диапазона измерения напрямую зависят от фактического значения входного давления. Но следует отметить, что хотя аналоговый выход преобразователя имеет правильное соотношение с используемым входным значением, цифровое считывание значения процесса будет показывать немного другое значение, которое можно откалибровать с помощью элемента тонкой настройки.

Поскольку каждую деталь необходимо регулировать индивидуально или совместно, фактическую калибровку можно выполнить в соответствии со следующими этапами:

  1. Сначала выполните точную настройку 4–20 мА, чтобы откалибровать цифро-аналоговый преобразователь внутри передатчика. Поскольку здесь не используются чувствительные компоненты, внешний источник сигнала давления не требуется.
  2. Снова выполните полную точную настройку, чтобы показания 4–20 мА и цифровые показания соответствовали фактическому сигналу приложенного давления. Поэтому необходим источник сигнала давления.
  3. Наконец, сделайте перестановку. Отрегулируйте аналоговый выход 4–20 мА в соответствии с внешним источником сигнала давления. Его функция точно такая же, как у переключателей регулировки нуля (Z) и регулировки диапазона (R) на корпусе передатчика.

  1. Положение установки датчика перепада давления на технологическом трубопроводе зависит от измеряемой среды. Для получения лучших результатов установки следует учитывать следующие условия:
    • ① Не допускайте прямого контакта преобразователя дифференциального давления с коррозионной или перегретой измеряемой средой;
    • ②Предотвращайте осаждение и засорение напорного трубопровода мусором;
    • ③Длина напорных трубок с обеих сторон датчика положительного и отрицательного давления должна быть максимально одинаковой;
    • ④Напоры столба жидкости в напорных трубах с обеих сторон датчиков положительного и отрицательного давления должны быть сбалансированы;
    • ⑤Напорный трубопровод следует устанавливать там, где температурный градиент и колебания температуры минимальны.
  2. При измерении расхода жидкости датчик перепада давления следует устанавливать рядом или под измеряемой трубой, чтобы пузырьки могли сбрасываться в трубу;
  3. При измерении расхода газа датчик перепада давления следует устанавливать рядом или над измеряемой трубой, чтобы скопившаяся жидкость могла легко стечь в трубу;
  4. При измерении расход парадатчик перепада давления следует устанавливать ниже измеряемой трубы, чтобы конденсированная вода могла заполнить напорную трубу.

Особое внимание следует уделять предотвращению контакта температуры преобразователя дифференциального давления со средой, превышающей предельную температуру преобразователя, при измерении пара или других высокотемпературных сред.

Промышленные датчики перепада давления

Промышленное применение преобразователя дифференциального давления

Датчики перепада давления широко используются в нефтяной, химической, электроэнергетической, металлургической и других отраслях промышленности. Этот продукт в основном используется для измерения перепада давления, давления и отрицательного давления жидкостей, газов и пара. Также возможно измерение уровня жидкости в открытых сосудах или сосудах под давлением. Оснащенный дросселирующим устройством, можно измерить расход жидкости, газа или пара. И преобразуйте измеренные параметры в выходной сигнал постоянного тока 4 ~ 20 мА. И передается на вторичный прибор или регулирующий блок для обнаружения или управления.

Измерьте давление

Датчик перепада давления имеет два отверстия для измерения давления. Просто подключите один из них. Его можно использовать для измерения давления.

Измерение перепада давления

Подсоедините источник давления к отверстиям высокого и низкого давления преобразователя дифференциального давления. Вы можете измерить перепад давления.

Измерьте уровень жидкости

Датчики давления и Датчики дифференциального давления могут использоваться для измерения уровня жидкостей, таких как вода или топливо, в вентилируемых или герметичных резервуарах. А во многих особых условиях эксплуатации он обладает преимуществами, которых не могут предложить другие датчики уровня жидкости. Например, измерение вязкости, высокотемпературных, коррозионных жидкостей или газов в вакуумных резервуарах.
Узнайте больше о: Измерение уровня в резервуарах с помощью датчиков давления/датчиков перепада давления

Измерение расхода

Перепад давления, создаваемый дросселирующим элементом, используется для измерения расхода в трубопроводе. Это наш расходомер дифференциального давления.

Расходомеры дифференциального давления, также называемые расходомерами DP. Расходомеры дифференциального давления состоят из датчиков расхода и датчиков давления/перепада давления. Датчики расхода являются важной частью расходомеров дифференциального давления. Например: диафрагма, трубка Вентури, клин, V-образный конус и усредняющие трубки Пито.

Промышленное применение преобразователя дифференциального давления

Узнайте больше о: Технология расходомера дифференциального давления

Измерение плотности

Принцип работы измерителя плотности дифференциального давления позволяет рассчитать значение плотности на основе значения дифференциального давления среды на определенном вертикальном расстоянии. Он также может автоматически выполнять температурную компенсацию с высокой точностью, хорошей надежностью, простотой установки и использования.

Это двухпроводной датчик плотности. В основном он используется для управления производственными процессами.

Онлайн-плотномер генерирует соответствующий сигнал 4–20 мА в зависимости от концентрации и плотности, его можно калибровать удаленно и контролировать с помощью цифровой связи.

Другие решения для измерения давления

Датчик перепада давления измеряет разницу давлений среды в технологическом трубопроводе или резервуаре. Он преобразует измеренное значение перепада давления в выходной токовый сигнал путем преобразования данных и извлечения квадратного корня.

При выборе датчика перепада давления необходимо учитывать значение перепада давления, среду, рабочее давление, рабочую температуру, выходной сигнал и т. д.

Если вам необходимо приобрести датчик перепада давления или у вас есть соответствующие технические вопросы, обращайтесь к нашим инженерам!

    Заказать расчет