智能壓力變送器工程實(shí)踐中應(yīng)用分析
壓力參數(shù)是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)，直接參與生產(chǎn)工藝過程的控制和設(shè)備連鎖保護(hù)操作。在硅、微機(jī)械加工技術(shù)、超大集成電路技術(shù)和材料制備與特性研究工作取得突飛進(jìn)展的基礎(chǔ)上，壓力傳感器已成為各類傳感器中技術(shù)最成熟、性能最穩(wěn)定、性價比最高的一類傳感器，成就了壓力變送器在工業(yè)控制領(lǐng)域的重要性。由于壓力變送器是直接與被測介質(zhì)相接觸的現(xiàn)場儀表，而且常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等惡劣環(huán)境中工作，如何使壓力變送器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性滿足不同工況要求，是工程應(yīng)用中首先要解決的問題。本文從
智能壓力變送器的應(yīng)用入手，探討其在工程實(shí)踐中存在的問題。
【1 零點(diǎn)調(diào)整】
壓力變送器安裝后需要進(jìn)行調(diào)整，以消除安裝位置、管道壓力等因素的影響。現(xiàn)場一般采用手操器在和儀表硬件調(diào)整按鈕來實(shí)現(xiàn)對壓力變送器的零點(diǎn)調(diào)校。兩種調(diào)整方式存在一定的差別，手操器對變送器輸出的零點(diǎn)調(diào)整能與原設(shè)定值一致，但其調(diào)節(jié)范圍較小。采用儀表硬件進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整，實(shí)際上是對量程進(jìn)行重新設(shè)置，將當(dāng)前測量值強(qiáng)制設(shè)置為變送器4mA對應(yīng)的輸出值。量程上限會自動調(diào)整，即保持變送器的量程跨度和特性不變。在實(shí)際操作
過程中，通過手操器進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整更為適用。
【2 儀表接地】
變送器接地主要用于屏蔽干擾。變送器一般有兩副地，分別為內(nèi)部接地和外部接地。變送器內(nèi)部接地均位于變送器接線端子側(cè)，并標(biāo)有接地符號，其內(nèi)部電路的地與外殼絕緣。外部接地端子通常不作為變送器的標(biāo)準(zhǔn)配置，需在訂貨時明確。變送器的內(nèi)部接地和外殼接地必須連接正確，當(dāng)電氣接口內(nèi)部接地作為變送器的外殼接地，可能無法實(shí)現(xiàn)充分接地; 當(dāng)變送器外殼沒有正確接地，就無法實(shí)現(xiàn)耐瞬變電壓保護(hù)。在工程中，嚴(yán)禁將耐瞬變電壓保護(hù)接地線與信號線敷設(shè)在一起，因?yàn)榘l(fā)生雷擊時接地線將傳送過量電流。
【3 遠(yuǎn)程膜片的應(yīng)用】
以羅斯蒙特壓力變送器為例，帶有遠(yuǎn)程膜片的壓力變送器主要由壓力變送器，遠(yuǎn)程膜片、工藝連接件和毛細(xì)管幾部分組成。一般情況下，應(yīng)盡量少用這種帶有遠(yuǎn)傳膜片的壓力變送器。各種變送器的高精度、高穩(wěn)定性，僅僅是對單體變送器而言的，對于帶上了毛細(xì)管的遠(yuǎn)傳變送器卻沒有確切的應(yīng)用指標(biāo)。在工業(yè)測量中，使用帶有遠(yuǎn)程膜片壓力變送器的常見在以下工況: 在高溫應(yīng)用中不使用普通引壓管路降溫的情況下，將高溫介質(zhì)和變送器隔離; 被測量介質(zhì)對變送器的接液部分有腐蝕作用，特別是變送器傳感器的膜片; 被測量介質(zhì)是高粘度或者因環(huán)境、流程、溫度變化而容易固化或結(jié)晶; 容器液位的測量; 液體的密度或者是液/液界面測量; 工藝上要求被測量容器或者管道盡可能減少死角; 不希望有進(jìn)入介質(zhì)的引壓管路。
【3．1 小量程壓力變送器】
遠(yuǎn)程膜片在小量程的壓力測量中是不適用的。對于不同感壓面積的遠(yuǎn)程膜片來說，都會有對應(yīng)的最小推薦量程。如果在實(shí)際應(yīng)用過程中，測量量程小于推薦的最小應(yīng)用量程，會損失儀表的整體使用性能，有時甚至根本達(dá)不到測量要求。小量程的壓力變送器在測量液位時，一般都需要做零點(diǎn)遷移。零點(diǎn)遷移量決定著儀表量程的選擇，在能夠保證儀表使用精度的條件下，可以使用大一級量程的儀表。
【3．2 毛細(xì)管的選擇與充油】
普通壓力變送器增加了一套遠(yuǎn)傳毛細(xì)管和遠(yuǎn)程膜片后，需考慮多種因素對變送器測量的影響。變送器的測量精度和動態(tài)響應(yīng)時間會發(fā)生很大變化，所引起的誤差很可能是非常大的。毛細(xì)管的長度、粗度、材質(zhì)是關(guān)鍵性的因素。長度的原則是滿足工況條件下，盡可能的短; 粗度的選擇則需要考慮充油的物理性質(zhì)，動態(tài)響應(yīng)時間的要求。材質(zhì)則根據(jù)使用環(huán)境情況決定。在確定壓力變送器能否滿足需求時，可以在指定的工藝條件下，綜合毛細(xì)管的粗細(xì)、長度、各種填充油的特性，遠(yuǎn)傳膜片大小、材質(zhì)、變送器量程，安裝方式等各種影響因素，根據(jù)相關(guān)軟件計(jì)算得出變送器是否適合工藝條件的結(jié)論。壓力變送器的多種充油選擇進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用范圍。但低溫、高溫、衛(wèi)生等場合，對充油的要求嚴(yán)格。選擇填充油的一般原則: 工藝壓力及溫度工作點(diǎn)必須在所選填充油溫度隨壓力變化較小的階段;DC200 硅油具有較好的綜合性能，是最常用的填充油; 高溫測量用硅油通常具有比較大的粘度，必須選擇較粗的毛細(xì)管與之配合，以便保證合理的動態(tài)響應(yīng)性能; 填充油和測量介質(zhì)接觸是否會產(chǎn)生反應(yīng)，也是充油選擇必須考慮的內(nèi)容。
【4 惡劣環(huán)境中的壓力變送器】
壓力變送器以其技術(shù)先進(jìn)，安裝方便，精度高，維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)于一身，在惡劣環(huán)境中得到了普遍應(yīng)用，并得到了肯定。但是依然大量存在著一些表面沒有問題，實(shí)際上測量誤差是較大的實(shí)例。
【4．1負(fù)壓環(huán)境】
負(fù)壓環(huán)境中，對變送器的要求主要體現(xiàn)在變送器的密閉性及充油的選擇上，同時需要避免接液膜片長期處于負(fù)壓狀態(tài)。長期處于負(fù)壓狀態(tài)的膜片極易發(fā)生形變，嚴(yán)重影響使用壽命和測量精度。為保證壓力變送器的整體密閉性，必須采取全焊接的方式。各種填充液在負(fù)壓環(huán)境中，工作范圍將受到較大的影響，容易出現(xiàn)分解、氣化等現(xiàn)象而失去導(dǎo)壓功能，影響測量。除了上述壓力變送器本身造成的影響外，還可以通過合理的安裝位置使壓力變送器在負(fù)壓環(huán)境中得到較好的應(yīng)用。
【4．2腐蝕磨損環(huán)境】
在腐蝕和磨損的環(huán)境中，主要通過兩種方式保護(hù)觸液膜片，即給膜片加保護(hù)蓋和選擇硬度高、耐腐蝕的特殊材質(zhì)金屬。可根據(jù)實(shí)際的工況采取不同的方式，在面對測量環(huán)境存在腐蝕和磨的的環(huán)境下，給膜片加保護(hù)蓋的方式，是一種解決壓力測量有效解決方案。但在測量中應(yīng)用此蓋，必將對測量性能會產(chǎn)生一定的影響，而且在實(shí)際的應(yīng)用過程中，尚無動態(tài)的性能變化影響分析。在強(qiáng)腐蝕環(huán)境下，特殊材質(zhì)的隔離膜片解決了測量介質(zhì)對膜片損傷的問題，但使用者通常會忽略與膜片焊接處的腐蝕問題。為解決此類問題的發(fā)生，應(yīng)整體采用特殊材質(zhì)金屬。
【4．3高溫環(huán)境】
壓力變送器在高溫環(huán)境中使用出現(xiàn)的情況主要集中在充油的選擇與保溫環(huán)節(jié)上。如瀝青行業(yè)中壓力變送器開裂的情形，出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是因?yàn)樽兯推鞒溆驮诟邷剡^程中產(chǎn)生氣化，體積膨脹所致。另外，由于安裝管嘴處的降溫措施不當(dāng)，過程溫度過高，超過了膜片承受的最高值，是致使膜片損傷的主要原因之一。解決方案就是采用耐溫范圍更大的充油，同時做好降溫措施。
