差压变送器（精选8篇）
差压变送器 篇1
1 差压液位计的工作原理及测量原理
目前生产单位装置运行或设备运行中, 大部分使用ROSEMOUNT的3051变送器, 3051变送器目前分为两种:一种是差分电容式传感器;一种是硅压敏电阻式传感器。电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器, 由测量部分和放大两部分组成, 输入差压作用与测量部分电容式压力传感器的中心感压膜片, 膜片发生位移, 从而使电容量发生变化, 变化的电容量经转换电路转换成电流信号, 通过A/D转化成数字量。
在工业生产中, 有的地方使用压力计式液位计来检测容器中的液位。但是这种仪表只适用于敞开容器, 否则在密闭容器中检测液位时, 会受到容器内静压力的影响。因此使用差压液位计, 来消除容器内静压的影响, 检测设备内某点的液柱高度与设备内压力无关。检测的方法是在设备的上、下部安装取压管, 检测其差压。如能知道容器内液体的密度, 根据压强公式P=ρgH, 就可得知设备上、下部分的压力, 知道了上、下部的压差, 就可以知道容器内液位的高低, 因此, 容器内的液位高度就是undefined, 液位的检测归结为压差的检测, 式中:H为设备内的液位, mm;ΔP为设备中上下部的压差, Pa;ρ为设备中液体的密度, g/m;g为重力加速度。
2 液面的迁移
在应用差压变送器测量液面时, 如果差压变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上, 就不需要迁移。而在实际应用中, 出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑, 测量仪表不一定都能与取压点在同一水平面上;又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体, 不能直接把介质引入测压仪表, 必须安装隔离液罐, 用隔离液来传递压力信号, 以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑如何消除介质和隔离液的液柱对测压仪表读数造成的影响, 从而提高仪表的灵敏度。迁移分为无迁移、负迁移和正迁移。
2.1 无迁移
将差压变送器的正、负压室与容器的取压点安装在同一水平面上, 如图1所示。
设A点的压力为P负, B点的压力为P正, 被测介质的密度为ρ, 重力加速度为g, 则ΔP=P正-P负=ρgh+P负-P负=ρgh;如果为敞口容器, P负为大气压力, ΔP=P正-ρgh, 由此可见, 如果差压变送器正压室和取压点相连, 负压室通大气, 通过测B点的表压力就可知液面的高度。当液面由h=0变化为h=hmax时, 差压变送器所测得的差压由ΔP=0变为ΔP=ρghmax, 输出由4mA变为20mA。
假设差压变送器对应液位变化所需要的仪表量程为0～30kPa, 当液面由空液面变为满液面时, 所测得的差压由0变为30kPa。
2.2 负迁移
如图2所示, 为了防止密闭容器内的液体或气体进入差压变送器的取压室, 造成引压管线的堵塞或腐蚀, 在差压变送器的正、负压室与取压点之间分别装有隔离液罐, 并充以隔离液, 其密度为ρ1。
当H=0时, P正=ρ1gh1P负=ρ1g (H+h1)
ΔP=P正- P负=-ρ1gH
当H=Hmax时, P正=ρ1gh1+ρgH P负=ρ1g (H+h1)
ΔP=P正-P负=ρgH-ρ1gH= (ρ-ρ1) gH
当H=0时, ΔP=-ρ1gH, 在差压变送器的负压室存在一静压力ρ1gH, 使差压变送器的输出小于4mA。当H=Hmax时, ΔP= (ρ-ρ1) gHmax, 由于在实际工作中ρ>ρ1, 所以, 在最高液位时, 负压室的压力也远大于正压室的压力, 使仪表输出仍小于实际液面所对应的仪表输出。这样就破坏了变送器输出与液位之间的正常关系。为了使仪表输出和实际液面相对应, 就必须把负压室引压管线这段H液柱产生的静压力ρ1gH消除掉, 要想消除这个静压力, 就要调校差压变送器, 也就是对差压变送器进行负迁移, ρ1gH这个静压力叫做迁移量。
调校差压变送器时, 负压室接输入信号, 正压室通大气。假设仪表的量程为30kPa, 迁移量ρ1gH=30kPa, 调校时, 负压室加压30kPa, 调整差压变送器零点使其输出为4mA;之后, 负压室不加压, 调整差压变送器量程直至输出为20mA, 中间三点按等刻度校验。输入与输出的关系见表1。
当液面由空液面升至满液面时, 变送器差压由ΔP=-30kPa变化至ΔP=0kPa, 输出电流值由4mA变为20mA。
2.3 正迁移
在实际测量中, 变送器的安装位置往往与最低液位不在同一水平面上, 如图3所示。容器为敞口容器, 差压变送器的位置比最低液位低h距离, ΔP=P=ρgH+ρgh。
当H=0时, ΔP=ρgh, 在差压变送器正压室存在一静压力, 使其输出大于4mA。
当H=Hmax时, ΔP=ρgH+ρgh, 变送器输出也远大于20mA, 因此, 也必须把ρgh这段静压力消除掉, 这就是正迁移。
调校时, 正压室接输入信号, 负压室通大气。假设仪表量程仍为30kPa, 迁移量ρgh=30kPa。输入与输出的关系见表2。
如果现场所选用的差压变送器属智能型, 能够与HART手操器进行通讯协议, 可以直接用手操器对其进行调校。
2.4 测量范围、量程范围和迁移量的关系
差压变送器的测量范围等于量程和迁移量之和, 即测量范围=量程范围+迁移量。如图4所示, a量程为30kPa, 无迁移量, 测量范围等于量程为30kPa;b量程为30kPa, 迁移量为-30kPa, 测量范围为-30～0kPa;c量程为30kPa, 迁移量为30kPa, 测量范围为30～60kPa。由此可见, 正、负迁移的输入、输出特性曲线为不带迁移量的特性曲线沿表示输入量的横坐标平移。正迁移向正方向移动, 负迁移向负方向移动, 而且移动的距离即为迁移量。
综上所述, 正、负迁移的实质是通过调校差压变送器, 改变量程的上、下限值, 而量程的大小不变。如果从负压室来看, 也可以简单理解为正迁移, 好比在负压室增加ρgh迁移量, 而正迁移好比在负压室减少ρgh迁移量。
3 利用迁移原理对液面测量方法进行改进
从以上分析中可以了解到智能差压变送器测液面正、负迁移的原理, 简单的来说, 就是当h=0时, 若变送器感受到的△p=0, 则不需要迁移;若变送器感受到的△p>0。则需要正迁移; 若变送器感受到的△p<0。则需要负迁移。这样在实际应用中, 就可以根据生产装置的工艺情况和仪表的使用条件及周围环境等灵活应用, 对差压测量液面故障进行简单的处理并进行相应的改进。
1) 正迁移故障
判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确, 首先应打开三阀组平衡阀, 关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室, 打开仪表放空堵头, 此时仪表输出应≤4mA。如果输出>4mA, 可能是正压室放空堵头或三阀组有些堵。其次, 关闭正压室取压点, 打开放空开关, 这时输出应为4mA。如果输出低于4mA, 可能是迁移量变小或零位偏低;若导压管有隔离罐, 可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉, 或者冬季运行伴热管线投运温度过高, 导致隔离液挥发较快;如果输出高于4mA, 说明迁移量变大或零位偏高。
2) 负迁移故障
判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确, 首先打开三阀组平衡阀, 关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室, 打开仪表放空堵头, 仪表输出应为20mA。其次, 关闭正、负压室取压点, 打开放空开关, 此时, 仪表输出应为4mA, 如果不为20mA或4mA, 应检查正、负压室放空堵头是否堵, 迁移量是否改变, 零位是否准确, 隔离液是否流失等。
这两种应用的故障现象还要考虑到液位测量取压后的正负迁移量问题。如果迁移量没有与实际安装位置的迁移量相对应, 其所测量出的液位也是不准确的。 另外如果测量的容器内的气体要考虑到是否有液化或冷凝的可能。如果有单纯的导压管连接就需要考虑其冷凝或液化后的液体能够回流到容器内, 不至于流进负导压管, 对测量造成显示偏小。导压管中所充介质如果随温度的升高而气化, 这种情况就需要定期的给引压管内充液。如果仍然不能保证正常的测量, 那就需要考虑改变测量方式了, 或需用其他方式的测量仪表。
4 结论
通过对差压液位变送器测液面迁移的原理及故障处理措施分析, 说明了怎样在生产过程中检查和处理此类仪表的故障, 对怎样处理和判断差压液位计故障提供了一种工作思路和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂, 正确判断、及时处理生产过程中仪表故障, 是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不短的学习、不断的总结经验, 灵活运用, 才能保证生产装置稳定运行, 同时也能提高自己的工作能力和业务水平。
差压变送器 篇2
PROFIBUS现场总线通讯(参见GS1C22T03-00CY)0.5~10KPa(50~1000mmH2O)1~100KPa(100~10000mmH2O)5~500KPa(0.05~5Kgf/cm2)
0.14~14MPa(1.4~140Kgf/cm2)(注1)
明
测量量程(膜盒)
.....................................................-D-E..................................................-F..................................................-G..................................................LM..................................................H..................................................V..................................................
S...............................................H...............................................M...............................................T...............................................A...............................................D...............................................B...............................................01.............................................2.............................................3.............................................4.............................................5.............................................
[本体](注2) [膜 盒] [排气螺钉]SCS14A SUS316L(注 5) SUS316
SCS14A 哈氏合金C-276(注 12) SCS14A 蒙乃尔(注6) SCS14A 钽 (注 6 ) 哈氏合金C-276(注3)哈氏合金C-276(注6)(注12)
钽 (注 6 ) 哈氏合金C-276(注3)
蒙乃尔(注4)蒙乃尔(注6) 无过程接头(容室法兰上 Rcl/4 内螺纹)带 Rc1/4 内螺纹的过程接头带 Rc1/2 内螺纹的过程接头带 1/4NPT 内螺纹的过程接头带 1/2NPT 内螺纹的过程接头
无过程接头(容室法兰上 1/4NPT 内螺纹)
[最大工作压力]
SUS316SUS316SUS316哈氏合金C-276(注 12)哈氏合金C-276(注 12)蒙乃尔
接液部分材质 (注11)
管道连接
※
螺栓、螺母材质
..........................................
....................................................................................-2-3....................................
安装方式-6....................................
-7....................................-8....................................-9....................................※
02....................................※
3....................................电气接口
4....................................5....................................7....................................8....................................9....................................A....................................C....................................D....................................
显示表头DE.................................※N.................................※AB..............................J..............................2-inch管安装支架
C..............................D..............................K..............................N..............................
※
ABCSCM435 16MPa{160kgf/cm2}( 注9 )SUS630 16MPa{160kgf/cm2}( 注9 )SUH660 16MPa{160kgf/cm2}( 注9 )垂直安装，右面高压，过程接头在上(注7)垂直安装，右面高压，过程接头在下(注7)垂直安装，左面高压，过程接头在上(注7)垂直安装，左面高压，过程接头在下(注7)水平安装，右面高压(注8)水平安装，左面高压(注8)
G1/2内螺纹，1处接线口1/2NPT内螺纹，2处接线口Pg13.5内螺纹，2处接线口M20内螺纹，2处接线口G1/2内螺纹，2处接线口带一个盲塞1/2NPT内螺纹，两个电气接口，一个盲塞 Pg13.5内螺纹，两个电气接口，一个盲塞 M20内螺纹，两个电气接口，一个盲塞
G1/2内螺纹，两个电气接口并带一个SUS316的盲塞1/2NPT内螺纹，两个电气接口并带一个SUS316的盲塞M20内螺纹，两个电气接口并带一个SUS316的盲塞 数字表头
带设定按钮的数字表头( 注10 )(无表头)
SECC平托架SUS304平托架SUS316平托架SECC L型托架SUS304 L型托架SUS316 L型托架无安装支架/□ 选项规格
附加选型代码
GS01C21B01-00CY
例：EJA110A-DMS5A-92NN/□
注1：接液部分材质代码为H、M、T、A、D和 B的 量程范围为0~14MPa。
注2：容室法兰和过程接头材质。注3：材质等同于ASTM CW-12MW注4：材质等同于ASTM M35-2注5： 膜 片材质为哈氏合金C-276或ASTM N 10276，其余 接 液部分材质为SUS316L。注6：指膜片和其它接液部分材质。
注7：必要时选代码为C和D的安装支架。注8：必要时选代码为A和B的安装支架。
注9：适用于接液材质代码为H、M、T、A、D和B时,L膜 盒最大工作压力3.5MPa(35kgf/cm)。注10：不适用于输出信号代码F和G。
注11： !用户必须考虑接液部分材质特性和介质的腐蚀 性，不适当的材质可能会导致意想不到的腐蚀
性介质泄漏，对人体和工厂设备造成严重损害。 选型时必须注意：介质若有强腐蚀如盐酸p硫
酸pH2Sp次氯酸钠等或150℃或以上的高温蒸
汽时请与横河川仪联系。 注12：哈氏合金C-276或ASTM N10276。※号是标准规格中最具代表性的规格。
GS01C21B01-00CY
6
附加规格(防爆型“”)
项目
说
明
代码
中国标准NEPSI
NEPSI 隔爆许可：dⅡCT6
T6：允许表面最高温度85℃环境温度：-40~60℃电气接口：1/2NPT内螺纹,G1/2内螺纹,M20内螺纹NEPSI 本安许可：iaⅡCT4T4：允许表面最高温度135℃环境温度：-40~60℃
FM 隔爆许可
适用标准：FM3600,FM3610,FM3615,FM3810,ANSI/NEMA250隔爆：Ⅰ级， 1区，B、C、D组隔爆燃烧：Ⅱ/Ⅲ级， 1区，E、F、G组危险场所：室内外(NEMA4X)T6：环境温度：-40~60℃电气接口：1/2NPT内螺纹(注 1)(注 3 )
FM 隔爆许可(参见GS01C22T02-00CY)(注 4)
NF1
NS1
FF1
工厂联合会
认证
FF15
FM 本安许可
适用标准：FM3600,FM3610,FM3611,FM3810,ANSI/NEMA250本安：Ⅰ级， 1区，A、B、C、D组;
(FM)Ⅱ级， 1区，E、F、G组和Ⅲ级， 1区危险场所
非可燃性：Ⅰ级， 1区，A、B、C、D组Ⅰ级， 1区，A、B、C、D组;Ⅱ级， 1区，E、F、G组和Ⅲ级， 1区危险场所
密封：NEMA 4X温度等级：T4 环 境温度：-40~60℃电气接口：1/2NPT 内螺纹(注 1)(注 3) FM 本安许可(参见GS01C22T02-00CY)(注 4)
1/2NPT 内螺纹(注 1)(注3)包含 FF1 和 FS1电气接口：CENELEC(KEMA)隔爆许可：
适用标准：EN50014,EN50018 认证：KEMA 02ATEX2148Ⅱ2G Eexd ⅡC T4、T5、T6
环境温度：-40~80℃;接液温度：最大120 ℃
电气接口：1/2NPT内螺纹,PG13.5内螺纹,M20内螺纹( 注3)( 注2)
FS1
FS15FU1KF2KF25KS2KS25KU2
欧共体(KEMA)
阻燃性软件下载(注5)
KEMA 隔爆许可(参见GS01C22T02-00CY)(注 4)CENELEC(KEMA)本安许可(注2)(注3)：
适用标准：EN50014,EN50020,EN50284 认证：KEMA 02ATEX1030XⅡ1G Eex ia ⅡC T4;环境温度：-40~60℃;
电气接口：1/2NPT内螺纹,PG13.5内螺纹,M20内螺纹(注3)(注2)KEMA 本安许可(参见GS01C22T02-00CY)(注 4)包含 KF2、KS2 和 N型(无火花型)许可：( 注3)(注2)
适用标准：EN60079-15 参照标准：IEC60079-0,IEC60079-11Ⅱ3G Ex nl ⅡC T4; 环境温度：-40~60℃
电气接口：1/2NPT内螺纹,PG13.5内螺纹,M20内螺纹( 注2)FM阻燃许可( 注2)(注4)
Ⅰ级，2区，A、B、C、D组，温度等级 T4，Type 4XⅡ级，2区，F、G组，温度等级 T4，Type 4XⅢ级，2区，温度等级 T4，Type 4X
CENELEC ATEX(ATEX) Type n许可( 注2)(注6)Ⅱ3G EEx nL ⅡC T4
FN15
Type n
KN25
注 1：仅适用于代码为2 和 7 的 电气接口。注 2：仅适用于电气接口代码2 ,4,7 和 9。
注 3：仅适用于代码为D 和 E 的 输出信号。对本安型仪表，
请 采用测试实验室认可的安全栅。注 4：适用于代码为F 的输出信号。注 5：适用于附加代 码为EE。 注 6：适用于代码为F 和G的输出信号。
GS01C21B01-00CY
7
注 4：适用于澳大利亚和新西兰地区。注 5：仅适用于电气接口代码2 ,4和7 。 注 6：适用于代码为F 的 输出信号。
注 1：仅适用于代码为2 和 7 的 电气接口。注 2：仅适用于电气接口代码2 ,4,7 和 9。注 3：仅适用于代码为D 和 E 的 输 出信号。对本安型仪表， 请 采用测试 实验室认可的安全栅。
GS01C21B01-00CY
8
附加规格
项
涂漆(注10
目
颜色变更涂层变更
仅放大器外壳
放大器外壳以及接线端子环氧树脂烤漆(注11)
说明代码
P □P RX1AK1K2K5K6D1
参照量程和范围限制表
D3D4YUF1LC1C1C2C3E1R1A1N1N2N3N5N4EE
避雷器
变送器电源电压：10.5~32V DC(本安型：10.5~30V DC)9~32V DC(FF现场总线)
允许电流：最大 6000A(1×40μs)，反复 1000A(1×40μs)100次脱脂洗净处理
脱脂洗净处理并用氟油灌充膜盒(使用温度：-20~80℃)脱脂洗净并干燥处理
脱脂洗净并干燥处理并用氟油灌充膜盒(使用温度：-20~80℃)P校正(单位：psi)bar校正(单位：bar)
禁油处理(注6)禁水、禁油处理(注6)
校正单位(注 1)
M校正(单位：kgf/cm2)
SUS630螺母的密封处理在紧固法兰用的螺母(SUS630)的表面上涂密封剂(液态硅橡胶)长排气螺钉(注 2)排气螺钉全长：119mm，标准为34mm 选择代码为K1,K2,K5, K6时：130mm 材质：SUS316
刷新时间：≤0.125秒
快速应答(注 7)放大板阻尼时间常数：0.1~64秒(9段)
应答时间(含最小阻尼时间常数)：最长0.5秒(L膜盒：最大0.6秒)
PID/LM功能PID控制功能，LM(Link Master)功能 (注13) 故障报警低输出(注 3)CPU故障和硬件故障输出-5%，≤3.2mA
故障报警低输出：CPU故障和硬件故障输出-5%，≤3.2mANAMUR NE43输出信号
(注9)(注 3)故障报警高输出：CPU故障和硬件故障输出110%，≥21.6mA3.8~20.5mA
不锈钢放大器外壳(注 4)放大器外壳材质：SCS14A不锈钢(相当于 SUS316L 铸造不锈钢或 ASTM CF-8M)
用户软件组态组态
密封膜片镀金镀金膜片(注 5)
不带排气排液塞，左侧高压
N1及不带过程接头，容室法兰两侧加工 DIN 19213 7/16 inch×20内螺纹(安装螺纹)，后侧带盲塞
N1，N2，容室法兰、膜片、本体和盲塞的配件制造认证
选用EJA118W结构时，小容量容室法兰用两个M12x1.25内螺纹代替1/4NPT，且带膜盒垫圈(注12)
SUS304 不锈钢位号牌固定在变送器上 FF现场总线式样(FF-883)下载：Class 1(注14)
注7：适用于输出信号代码为D和E。
本体选择(注 8)
不锈钢位号牌软件下载(注13)
注1：外壳或膜盒的.铭牌上MWP(最大工作压力)和MAXS PAN (最大量 程)的单位与附加规格代码D1、D3和D4指定 的
单位相同。注2：只适用于垂直配管连接型的安装(安装代码2、3、6和 7)和接液部 分材质代码为S、H、M和T时，长排气螺钉 的材质为SUS316。
注3：适用于输出信号代码D和E。硬件出错显示放大器和膜盒 故障。 选 择代码F1时下限输出为-2.5%,3.6m AD C或以下。注4：仅适用于电气接口代码为2，3，4，7时，附加选项代码 为P□和X1的不适用。注5：适用于接液材质代码为S。
注6：适用于接液材质代码为S、H、M和T。
注8：仅适用于接液材质代码为S、H、T和M，程接头代码3、4和5，安装方式为9，安装支架N。过程连接口与零调
螺钉不同一侧。注9：不适用于选择代码C1。注10：酸性气体可使用标准聚亚安酯烤漆，碱性气体可使用 环氧树脂烤漆(附加规格代码X1)。海 水、酸性、碱 性 等特殊订单可提供防腐、聚亚安酯和环氧树脂烤漆。
P □注11：不适用于代码PR和 。 注12：仅适用于接液材质代码为S，过程 连 接代码5 ，安装 方 式 代码为9 ，不适用于L膜盒和附加规格代码K□、Y、U 、A1、N1、N 2 、N3、M□和T□。
注 13：适用于输出信号代码为F。
注14：不适用于附加规格代码FF1、KF2、CF1、FS1、FS15、
KS2、KS25、CS1、FU1、KU2、CU1和SU2。
GS01C21B01-00CY
9
项目
容室法兰(注 1)
容室法兰、过程接头(注 2)
2
说明代码
CAM01
氮气(N2)(注5)滞留时间：10分钟
M11T01T12
在工厂的数据组态(注7HART协议的“Descriptor”参数描述配件制造认证
压力测试/漏压测试认证测试压力：3.5MPa(35kgf/cm)(注 3) (注6)测试压力：16MPa(160kgf/cm2)(注 4)
注1：适用于过程连接代码为0和5 。注2：适用于过程连接代码为1,2,3和4 。
注3：适用于L膜盒，且接液材质代码为H、M、T、A、D和B。注4：适用于M、H、V和L膜盒，且接液材质代码为S。
注5：纯氮气用于禁油处理(附加代码为K1,K2,K5和K6)。注6：测试认证单位为MPa，选择代码D1,D3或D4除外。注7：适用于输出信号代码为E。
注：每台仪表有主要性能测试数据成绩表，若需要请订货 时注明。
1. 颜色改变
表1代码及说明
代 码
说 明
附加颜色
蒙塞尔标志编码：N1.5黑色蒙塞尔标志编码：7.5BG4/1.5绿色金属银色
P………………………………………………………
1……………………………………………2……………………………………………7……………………………………………
GS01C21B01-00CY
10
外形尺寸
EJA110A
垂直配管安装方式
管道连接件在上(安装代码为6)(对于代码 2,3 或 7,参见后面注释)
管道连接(可选购)
单位：mm(inch)
259(10.20)197(7.76)外部显示表导线管连接口
(可选购)
97
146(5.75)
(3.82)
)
23)
78.1268(4.1
12)
.922(40031.4(内藏显示表2(可选购)
)
接地端390导线管连接口5.2(调零
安装托架
(L托型，可选购)
防爆锁(注5)
管道连接件在下(安装代码为7)
)
9305.2(排气/排液塞
)
)
1222.0091.(4(432)3287.2(管道连接
水平配管安装方式(安装代码 9 )(对于代码 8,参考后面注释)
94
72(3.70)导线管连接口
(2.83)
内藏显示表
外部显示表导线管连接口
(可选购)
)
)
762897.63171.6(()
48246管道连接
81.4(1.81)
(125(4.92)
)
5管道连接件784.1(可选购)
(2-inch 管(直径60.5mm)
注1：当选安装代码为2,3或8时,高、低压侧与上图相反。注2：右侧高压时15mm(适用于 安装方式代码2,3,8)。注3：选择代码K1，K2，K5，K6时，此值应增加15mm。注4：选择代码K1，K2，K5，K6时，此值应增加30mm。注5：仅适用于ATEX和IECEx防爆型 。
GS01C21B01-00CY110(4.33)
54高压侧
(2.13)
低压侧(注)
)3注)8)
(377088..4531((端子侧
9(注3)排气/排液塞(0.35)
2inch 管(直径60.5mm)
高压侧低压侧
110(4.33)
9 (注2)(0.35)
调零
)
8
770.3(端子侧)
接地端
6
5471.5(高压侧(注1)
低压侧54(2.13)
排气塞 128(5.04)(注4)
排液塞
安装托架(平托型，可选购)
11
端子侧接线图
接线端子
CHECK
SUPPLY CHECK
供电电源和输出端
外接指示计(安培表)接线端(注1)接地端
手持终端(BT200等)接线端子检测表连接端子(注1)
注1：用外部指示计或检测计时的阻抗应≤10Ω 不适用于FF现场总线通讯
选型指南
应 用
类 型
型 号
测量范围
量 程LL(接液材质代码为“S”)
MHV
LMHMHEMHMHLMAMABMABMABCDABCD
kPa0. 5 ~ 100. 5 ~ 101 ~ 1005 ~ 5000.14 ~ 14MPa1 ~ 102 ~ 10020 ~ 2102. 5 ~ 10025 ~ 5000. 1 ~ 11 ~ 1005 ~ 5001 ~ 1005 ~ 5000. 67 ~ 101. 3 ~ 1300. 03 ~ 3MPa1 ~ 1000. 03 ~ 3MPa0. 14 ~ 14MPa2. 5~ 1000. 06 ~ 3MPa0. 46 ~ 7MPa2. 5~ 1000. 06 ~ 3MPa0. 46 ~ 14MPa5 ~ 32MPa5 ~ 50MPa10 ~ 2000. 1 ~ 2MPa0. 5 ~ 10MPa5 ~ 50MPa
inH2O2 ~ 402 ~ 404 ~ 40020 ~ 200020 ~ 2000psi4 ~ 408 ~ 40080 ~ 83010 ~ 400100 ~ 20000. 4 ~ 44 ~ 40020 ~ 20004 ~ 40020 ~ 20002. 67 ~ 400. 38 ~ 38inHg4. 3 ~ 430psi4 ~ 4004. 3 ~ 430psi20 ~ 2000psi9 ~ 430psi66 ~ 1000psi10 ~ 4008 ~ 430psi66 ~ 2000psi720 ~ 4500psi720 ~ 7200psi1. 45 ~ 29psi14. 5 ~ 290psi72. 5 ~ 1450psi720 ~ 7200psi
最大工作压力MPa16(注4)161616163. 51414
psi2250(注4)225022502250225050020002000
差压和液位
常规安装(注1)内藏孔板凸膜片平膜片一平一凸(注1)常规安装平膜片凸膜片(注1)(注1)凸膜片远传平膜片嵌入(注1)
EJA110A
流 量差压和液位(隔膜密封式)微差压差压和液位液位开口闭口容器绝对压力(真空)(注2)压 力压力(隔膜密封式)压力(隔膜密封式)
高压力绝对压力和表压力 (注3)
EJA115EJA118NEJA118WEJA118YEJA120AEJA130AEJA210AEJA220AEJA310AEJA430AEJA438NEJA438WEJA440AEJA510AEJA530A
基于法兰规格50kPa32(42)32(42)
7. 254500(5900)4500(5900)
基于法兰规格10KPa130KPa3000KPa100kPa314
40inH2O18. 654304304302000
基于法兰规格基于法兰规格3250200KPa21050
45007929014507200
直接安装
注1：常规安装为1/4-18NPTF过程连接(过程接头为1/2-14NPTF)。注2：测量值为绝压值。
注3：EJA510A测量值为绝压值。
注4：当接液膜片材质代码为H,M,T,A,D和B时，此值为3.5MPa(500psi)。
[订货须知]
订货时须注明下列条款：1.型号、规格代码及附加规格代码2.校正范围和单位
1)校正范围：范围的下限值及上限值的数值(最多五位数表 示)，须在-32000~32000的范围内。2)单位：出厂时设定值只能从表中选一个。
3.选择输出和显示方式(线性或平方根)(注)无指定的状况 下，出厂时设定为线性方式。
4.选择动作方式(正或逆)(注)无指定的状况下，出厂时设定为正向方式。
5.显示的刻度和单位(仅对有内藏表头的变送器)
分别指定 0 ~ 100%或实际刻度。需实际刻度时，请指定 “范围和单位”。
刻度范围：范围的下限值及上限值的数值，须在-9 ~19999的范围内。6.位号(如果需要，请指定)
浅议差压变送器的迁移 篇3
应用差压变送器测量液面时, 如果差压变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上, 就不需要迁移。而在实际应用中, 出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑, 不能直接把介质引入测压仪表, 必须安装隔离液罐, 用隔离液来传递压力信号, 以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读数的影响。差压变送器测量液位安装方式主要有三种, 为了能够正确指示液位的高度, 差压变送器必须做一些技术处理——即迁移。迁移分为无迁移、负迁移和正迁移。
1.1 无迁移
将差压变送器的正、负压室与容器的取压点安装在同一水平面上, 如图1所示。
设A点的压力为P-, B点的压力为P+, 被测介质的密度为ρ, 重力加速度为g, 则ΔP=P+-P-=ρgh+P--P-=ρgh;如果为敞口容器, P-为大气压力, ΔP=P+=ρgh, 由此可见, 如果差压变送器正压室和取压点相连, 负压室通大气, 通过测B点的表压力就可知液面的高度。当液面由h=0变化为h=hmax时, 差压变送器所测得的差压由ΔP=0变为ΔP=ρghmax, 输出由4m A变为20m A。假设仪表量程为30k Pa, 当液面由空液面变为满液面时, 所测得的差压由0变为30k Pa, 其特性曲线如图4中的 (a) 所示。
1.2 负迁移
如图2所示, 为了防止密闭容器内的液体或气体进入差压变送器的取压室, 造成引压管线的堵塞或腐蚀, 在差压变送器的正、负压室与取压点之间分别装有隔离液罐, 并充以隔离液, 其密度为ρ1。
当H=0时, P+=ρ1gh1 P-=ρ1g (H+h1) ΔP=P+-P-=-ρ1g H
当H=Hmax时, P+=ρ1gh1+ρg HP-=ρ1g (H+h1) ΔP=P+-P-=ρg H-ρ1g H= (ρ-ρ1) g H
当H=0时, ΔP=-ρ1g H, 在差压变送器的负压室存在一静压力ρ1g H, 使差压变送器的输出小于4m A。当H=Hmax时, ΔP= (ρ-ρ1) g Hmax, ρ1g H这个静压力叫做迁移量。
调校差压变送器时, 负压室接输入信号, 正压室通大气。假设仪表的量程为30k Pa, 迁移量ρ1g H=30k Pa, 调校时, 负压室加压30k Pa, 调整差压变送器零点旋钮, 使其输出为4m A;之后, 负压室不加压, 调整差压变送器量程旋钮, 直至输出为20m A, 中间三点按等刻度校验。当液面由空液面升至满液面时, 变送器差压由ΔP=-30k Pa变化至ΔP=0k Pa, 输出电流值由4m A变为20m A, 其特性曲线如图4中的 (b) 所示。
1.3 正迁移
在实际测量中, 变送器的安装位置往往与最低液位不在同一水平面上, 如图3所示。容器为敞口容器, 差压变送器的位置比最低液位低h距离, ΔP=P=ρg H+ρgh。当H=0时, ΔP=ρgh, 在差压变送器正压室存在一静压力, 使其输出大于4m A。当H=Hmax时, ΔP=ρg H+ρgh, 变送器输出也远大于20m A, 因此, 也必须把ρgh这段静压力消除掉, 这就是正迁移。
调校时, 正压室接输入信号, 负压室通大气。假设仪表量程仍为30k Pa, 迁移量ρgh=30k Pa。其特性曲线如图4中的 (c) 所示。
1.4 测量范围、量程范围和迁移量的关系
差压变送器的测量范围等于量程和迁移量之和, 即测量范围=量程范围+迁移量。如图4所示, a量程为30k Pa, 无迁移量, 测量范围等于量程为30k Pa;b量程为30k Pa, 迁移量为-30k Pa, 测量范围为-30~0k Pa;c量程为30k Pa, 迁移量为30k Pa, 测量范围为30~60k Pa。
综上所述, 正、负迁移的实质是通过调校差压变送器, 改变量程的上、下限值, 而量程的大小不变。如果从负压室来看, 也可以简单理解为正迁移, 好比在负压室增加ρgh迁移量, 而正迁移好比在负压室减少ρgh迁移量。
2 利用迁移原理对液面测量方法进行改进
从以上分析中可以了解到差压变送器测液面正、负迁移的原理, 这样在实际应用中, 就可以根据生产装置的工艺情况和仪表的使用条件及周围环境等灵活应用, 对液面的测量方法进行相应的改进。
3 带迁移的差压变送器故障分析
1) 正迁移故障:判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确, 首先应关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室, 打开平衡阀及仪表放空堵头, 此时仪表输出应低于4m A。如果输出不低于4m A, 可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次, 关闭正压室取压点, 打开放空开关, 这时输出应为4m A。如果输出低于4m A, 可能是迁移量变小或零位偏低;若灌有隔离液, 可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉;如果输出高于4m A, 说明迁移量变大或零位偏高。2) 负迁移故障:判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确, 首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室, 打开平衡阀及仪表放空堵头, 仪表输出应为20m A。其次, 关闭正、负压室取压点, 打开放空开关, 此时, 仪表输出应为4m A, 如果不为20m A或4m A, 应检查正、负压室引线是否堵, 迁移量是否改变, 零位是否准确, 隔离液是否流失等。
4 结语
差压变送器自动化系统分析 篇4
1 差压变送器结构原理
差压变送器是测量变送器两端压力之差的变送器, 和一般压力变送器不同的是, 它有2个输入压力接口, 同时也会将其分为正压端和负压端, 只有当其中正压端的压力大于负压端压力后才能对其进行测量。差压变送器原理为变送器传感器双侧隔离膜片会直接接受来自双侧导压管的差压, 之后经膜片内的密封液传导至测量元件上并将所测得的差压信号转换为与其对应的电信号, 最后传递给转换器后经放大处理为标准电信号输出。 (具体如图1所示)
检测前, 高、低压室压力平衡, P1=P2;按结构要求, 组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称, 极间距相等:C1=C2。
当被测压力P1和P2分别由导压管进入高、低压室时, 由于P1>P2, 隔离膜片中心将发生位移, 压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时, 其容积变化址将引起检测膜片中心向低压侧位移, 此位移址和隔离膜片中心位移M扣等。根据电工学, 当组成电容的两极板极间距发生变化时, 其电容量也将发生变化, 即从C1=C2变为C1不等于C2。未发生位移时, I1=I2;发生位移后, 由于相对极间距发生变化, 各极板上的积聚电荷量也发生变化, 形成电荷位移, 此时反映出I1不等于I2, 两者之间将产生电流差, 若检测出其值大小以及和压差的关系, 即可求取流量。
2 差压变送器在工业自动化仪表中的应用
2.1 液位测量
2.1.1 静压液位计
一般容器中装有固定物料或液体时, 受重力作用, 这些液体和物料会对容器侧壁或底部产生相应的静压力。此静压力会在液体或物料的密度均匀状态与液体的高度成正比, 可准确测出容器底部的静压力, 进而得知液位高度。测量容器液位的静压液位计, 主要分为两大类: (1) 用于测量闭口容器液位的差压式液位计, 对闭口容器液位进行测量时可应用静压式液位计, 变送器的示值与液位上面的气相压力有关, 不仅局限于液柱的静压力。因此, 变送器的输出受气相压力的变化和容器内液位变化的双重影响, 需采用差压式液位计测量消除气相压力的影响。 (2) 用于测量开口容器液位的压力式液位计。
2.1.2 双室平衡容器差压液位计
双室平衡容器多测量工业锅炉的汽包水位, 由于汽锅内压力大、温度高, 一旦不采取特殊装置, 无法恒定两引压导管内的温度。而实际上, 双室平衡容器是一个水位一差压的转换装置, 它借用连通器原理将汽包水位转换为两个容室中的压力差并借此压力差对汽包水位进行测量。
2.2 流量测量
2.2.1 测速管流量计
测速管流量计的传感原件为测速管, 流量计通过测量流体的全压和静压之差以获得流体的流速并乘以管道截面积得出流体流量, 用差压变送器的高、低压室检测测速管的全压和静压。孔板流量计和测速管流量计相同, 都通过差压变送器的输出直接反映流体的流量。然而孔板流量计和测速管流量计的测量原理是不同的, 虽然他们都是速度式仪表。测速管的流体流量是测管道上某一点或某几点的平均流速, 而孔板的流体流量为测管道截面积上的平均流速, 因此测速管流量计的流体分布其规律要大于孔板, 利于提高测量准确率。
2.2.2 节流式流量计
和节流装置配合是差压变送器用得最广泛的, 它能测量各种流体的流量, 主要包括三部分:引压装置、节流元件、上下游连接的直管。节流元件中有喷嘴、孔板和文丘利管, 是该原件最基本的配件。测量流量的仪表在工业生产过程中有很多类, 然而所占的比例最大和应用最广泛的则是差压式流量计, 不怕振动、可靠、结构简单、能耐高低温和其他恶劣条件等优点, 使它收到众多好评。
2.2.3 内藏孔板流量计
内藏孔板流量计在差压变送器的检测部件内部设计节流元件, 该变送器主要用来测量微小流量。这种仪表适用于测量∅50以下管道的流体流量, 是差压类流量计中的一种。在变送器内部安装孔板并将其和变送器融为一体, 因此其外部不需引压装置, 安装特别简单。差压变送器稳定性好、精度高, 属于成熟仪表类型。再加上它和小口径节流装置设计至一体, 无可动部件, 结构牢固简单, 可测量气体、液体、蒸汽。
3 差压变送器应用注意事项
3.1 差压变送器在使用前必须对其测量范围、零点漂移量、精度、静压误差等进行复校。
3.2 开启和停用时, 应避免仪表承受单向静压。
为了避免使用时单向受压, 每台差压变送器应附带一套三阀组件, 通常把它安装在差压变送器的上方, 其中阀1和阀3分别为高压和低压切断阀, 阀2为平衡阀。平衡阀2在开表和停表时用以保护差压变送器和便于调零位。在开启差压变送器时, 应先开平衡阀2, 然后再打开阀1和阀3, 当阀1和阀3全开后, 再关闭阀2。在停用差压变送器时, 也应先打开平衡阀2, 然后再分别关闭阀1和阀3。按以上顺序开启和停用差压变送器, 可以避免差压变送器承受单向静压而过载。
3.3 防止振荡发生
差压变送器会在阻力不相等时会突出微分器的特性。一般流量输送管道的主要传输方式为泵或压气机, 上述两种自身就有规则的脉动现象和管道中流体的扩张、收缩问题, 从而使传输过程中出现振荡。对此, 管道流量测量的取样点位置有严格要求, 必须在有足够长度的直管段上, 以求取得流体介质的平稳流速, 取样点的上游直管段要大于下游直管段, 具体要求数值由设计标定;另外, 可在测量管线上放置0.5~1.5孔径的垫子来增加阻力, 起到减少流量管线脉动影响。
结语
综上所述, 近年来, 随着压力测量和控制在工业生产中的普遍应用, 相应的带动了部分自动化技术。尤其压力变送器为适应工业控制、医学测试及航空工业等方面的要求, 逐渐往高精度化、智能化、集成化的方向发展。自动化仪表作为电气工程自动化控制下的特殊及重要门类, 是采集信息的关键部分, 可将气体、液体或蒸汽压力、液位及流量等工艺参数转化统一的标准信号, 实现各设备间的信息交换及共享, 从而高效完成电气工程监控和协调任务, 确保其安全运行。
摘要：自动化仪表在化工、石油、钢铁、电力、轻工等行业的压力测量及现场控制应用广泛, 为电子工程自动化控制下的单独专业门类。仪器是信息采集的关键部分, 主要用来测量电气系统。其中压力、差压变送器作为控制系统的检测变换部分, 将气体、蒸汽、液体的液位、流量和差压等工艺参数转换为DC4m A20m A电流标准信号, 作为调节器、显示仪表或PLC模块的输入信号, 进一步实现自动控制和连续检测。本文则以差压变送器原理为切入点, 详细分析了差压变送器在自动化系统中的应用, 以供参考。
关键词：差压变送器,自动化系统,应用
参考文献
[1]范立刚, 马腾蛟.差压变送器的正确校验[J].化工自动化及仪表, 2013, 40 (09) .
[2]王兵峰, 王林晓, 刘莹等.差压变送器实际应用中典型故障分析[C].中国石油和化工自动化第八届技术年会论文集, 2009:269-271.
差压变送器 篇5
双法兰差压变送器的特点是变送器的法兰直接与容器法兰连接, 作为敏感元件的金属膜盒经毛细管与变送器的测量室相连通, 在膜盒、毛细管和测量室所组成的封闭系统内充有硅油, 作为传压介质, 起到变送器与被测介质隔离的作用。双法兰变送器的工作原理与普通差压变送器完全一致, 其常见故障有以下几点。
1 仪表测量超限、量程选择不当
在实际应用汇总进行双法兰变送器测量量程检查时, 均发现变送器量程存在计算、设置错误, 双法兰差压变送器量程无迁移, 这是造成仪表测量不准及超限的重要原因。如图a。
双法兰差压差压变送器量程的计算公式为:
零点迁移量计算公式为:
其中ΔP为双法兰变送器的量程, (单位k Pa) ;H为被测容器内的液位高度, (单位m) ;g为重力加速度, 9.8 m/s2;ρ为被测介质密度, kg/m3;Po为毛细管内填充硅油的密度, kg/m3;P1为零点迁移量, (单位k Pa) 。
由公式 (1) 、公式 (2) 可得, 通过双法兰差压变送器测量液位得到的结果, 其准确程度与变送器的安装位置无关, 与被测容器内液位高度H、被测介质的密度ρ以及毛细管内填充液密度Po有关, 变送器零点必须进行负迁移, 迁移零点的原理图见图b。
双法兰差压差压变送器的安装位置通常有三种: (1) 低于正压测; (2) 高于正压测, 即在正、负压侧之间; (3) 与正压测处于同一水平位置。量程设定方法: (1) 按照0~Hρg校验变送器; (2) 将零点负迁移到HPog, 迁移后的变送器量程下限为-Hg Pog, 最后得到量程上限为Hρg-HPog。变送器正常工作室应输出为0~5 V的电压或4~20 m A的电流信号。
对于新生产出来的变送器, 公式 (b) 中硅油密度Po为固定值, Po的数值可以从变送器的说明书中获得。双法兰差压差压变送器的零点迁移量P1还可现场实际测量:在变送器已安装完毕且容器内无介质的情况下, 可采用用型号为268的HART手持通讯器与变送器建立连接。当通讯正常建立后, 通讯器上就会读出变送器的实时测量值, 该值即是P1。
2 变送器无输出或输出≥20 m A、≤4 m A
(1) 查看变送器电源是否接反。
(2) 检查变送器的24 V直流电压是否正常。
(3) 检查变送器隔离膜片、压力传感器是否损坏。
(4) 检查变送器毛细管是否损坏。如有损坏则造成这种情况的原因主要是机械损伤和振动损伤。
因此在每个检修周期都要及时更换新的变送器。仪表生产厂家要针对特殊使用场合, 使用专门的材质来加工生产仪表的关键部件, 以达到最佳使用效果。运输、调笑、安装过程中要特别注意仪表安全, 定期进行仪表检查和维护。
3 结语
双法兰差压变送器是先进的智能仪表, 功能强大, 可靠性高。在测量使用时, 只要选型与设定正确, 投用后基本上是免维护的, 如果出现显示不准确的情况, 那么应首先考虑工艺方面的原因, 最后再检查双法兰差压变送器本身是否有损坏。
1-负迁移;2-无迁移;3-正迁移
摘要：本文主要介绍了双法兰毛细管差压变送器测量液位时所产生的故障及解决方法。
关键词：变送器,量程,毛细管
参考文献
[1]许民富, 宋志民.变送器的调试与应用[J].氯碱工业, 仪表车间维护维修生产作业指导书总编, 2007, 3.
差压变送器 篇6
1 研究意义
随着科技水平的不断提高, 现代化船舶也向着更加智能化的方向发展, 尤其轮机设备对于自动控制的要求不断增高, 自动化设备在现代船舶中扮演着越来越重要的角色。这就要求我们现代的轮机员要掌握更多的自动化知识, 本试验台正是针对现代化船舶中比较典型的自动化控制元件———电动差压变送器的实际应用所设计的, 对于提高轮机工程技术专业学生轮机自动化相关知识的实际动手能力有着重要意义。自动化仪表是电气工程自动化控制的一个专业门类有着一定的重要性和特殊性。
2 差压变送器原理
差压变送器可以用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力, 然后将其转变成4~20m A DC信号输出。目前在船舶机舱中主要以电容式电动差压变送器为主。测量部件的作用是把被测压差ΔP转换成电容量的变化, 其核心是差动电容敏感元件。差动电容敏感元件包括中心感压片 (可动电极) , 电极引线, 正压测、负压测隔离膜片和基体等, 如图1所示。感压片与其两边的弧形电极形成电容Ci1和Ci2, 无差压输入时, Ci1=Ci2。来自两侧导压管的差压, 直接作用于变送器传感器两侧隔离膜片上, 通过膜片内的密封液传导至测量元件上, 测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的信号传递给转换器, 经过放大等处理变为标准电信号输出。
3 试验台设计方案
3.1 气路测量系统
本实验台主要供学生研究以下内容: (1) 差压变送器气路和电路系统组成; (2) 差压变送器调整; (3) 船用锅炉 (模拟) 水位自动调节方法。实验台设计两套系统:气路测量系统和模拟锅炉补水系统。如图2所示, 气路系统主要包括气源、空气处理单元和测量校调单元。气源选用小型空压机配上容量相符的空气瓶, 空气瓶的压力由压力继电器反馈到空压机的开关进行双位控制, 以保持空气瓶内始终存有一定压力的空气。空气处理单元压缩空气经过空气滤器进行过滤净化以防空气中的杂质进入系统中, 净化过得空气经过减压阀进行减压来为系统提供压力稳定的空气供入系统气源压力总阀, 压缩空气经过压力总阀后被分为两路经过阶跃开关分别送入到压差变送器。通过阶跃开关调整两侧压力, 当压力表1和压力表2显示气压相等时电流表应该显示4m A, 当两侧压差达到设置最大量程时电流表应该显示20m A, 当测量值不在4~20m A的范围内时可以通过调节旋钮来进行调节, 这样就可以对差压变送器进行量程的设定和校对。通过连接气路和调节量程使学生更直观的感受到压力信号是如何变为电信号的。另外制造气源的小型空压机也是采用双位控制的, 与实船相似, 学生也可以学习一些空压机卸载起动等相关知识。气路部分虽然已经很完善, 不过这部分是开环系统并没有形成真正的反馈闭环回路, 所以在本实验台上我们又加装了模拟锅炉补水系统。
3.2 模拟锅炉补水系统
要完成电动差压变送器的反馈试验可以选用多种系统, 本设计选用的模拟锅炉补水系统, 与实船锅炉补水系统原理一致。此法简便易行, 而且直观, 尤其对初学者了解差压法测量液位的工作原理很有帮助, 并还可在教中应用。根据流体静力学, 由被测对象液柱的静压力, 就可判断液位的高低。而静压力可用差压计等仪表把它检测出来。液位与差压有如下关系:H=△P/ρ。当液体密度恒定时, 测出差压就可知道液位高度, 而与液体容积无关, 或者说知道了液体高度, 也就知道了差压, 即△P=ρH。模拟校验法就是基于上述原理进行的。现以校验水位计为例, 介绍一下具体方法, 校验装置及接线如图3所示。
制作一个模拟锅炉, 在模拟锅炉上由上至下分别安装两个管路, 这两根管路接到电动差压变送器的两端, 由图3可知, 如果锅炉水位低于H1时由于不受液体压力所以P1=P2差压变送器两端的压差为零, 所对应的电流应该是4m A。当液位上升时随着△H不断增大△P越来越大所对应的电流值也在增大, 当液面到达H2时△P值最大△P=P2-P1=ρg (H2-H1) , 这时差压变送器的输出电流应为20m A, 从图中可以看出 (H2-H1) 是定值, 所以即使液面进一步上升△P也会保持不变。这样我们就可以通过设置差压变送器的量程把锅炉的水位控制在H1和H2之间。当液面下降到H1时差压变送器输出的电信号为4m A, 此电信号将控制起动水泵给锅炉补水, 补水的过程中△P不断增大电流也不断增大, 在锅炉水位到达H2压差到达最大值, 输出的电信号为20m A, 此电信号使水泵停止供水。这样就实现了锅炉水位的双位控制。在此过程中通过观察液位表的高度与输出电流之间的关系可以很直观的看出, 液位在最低值和最高值时, 所对应的电流也在4m A-20m A之间变化, 只要设定量程我们就可以把最高液位控制在H1到H2之间的任何位置。
4 结束语
电动差压变送器综合试验台包含了轮机自动化常用到的电、气、液控制, 与船上实物贴合度极高, 理论与实践结合度高, 可以做到寓教于乐, 如果此项目最终成型能够很大程度上解决我校轮机学生自动化学习困难的问题。可以应用在“轮机自动化”“船舶辅机”“电气与自动控制实训”等相关课程的教学过程中。
参考文献
[1]中华人民共和国海事局.1978年海员培训、发证和值班标准国际公约马尼拉修正案[M].大连海事大学出版社, 2010.
[2]中华人民共和国海事局.中华人民共和国海船船员适任评估规范[M].大连海事大学出版社, 2012.
[3]中国海事服务中心.船舶电气与自动化 (船舶自动化) [M].大连海事大学出版社, 2012.
差压变送器 篇7
1 控制系统及主流量控制阀差压变送器
1.1 燃机控制系统
该燃机控制[1]如图1所示。
小选门:从多个功能控制器输出(GVCSO、LDCSO、BPCSO、EXCSO和FLCSO)中选择最小的作为燃料控制信号输出(CSO)。启动开始时,选择FLCSO,升速至2 880 r/min多一点时,选择GVCSO。
1.2 燃料限制原理
燃料限制器控制如图2所示。该控制具有限制最大燃料流量和加速率限制在预先调整的设定值上2个功能。
为此,采用前馈控制方法。基本函数在函数发生器(FX-1)中产生。输出信号是燃料限制(FLMT),在启动阶段是转速的一个函数。流入燃气轮机的燃料流量由该函数发生器确定。如果该预设的燃料流量太大或加速率高于速率限制器(R/LMT)设定值,比例控制将降低控制输出和转速,保持允许的加速率。
R/LMT的功能是限制输出变化率。如果速度高于R/LMT的预定值,比例控制的输出信号降低FLCSO的降低值。在透平停机过程中,开关(STOP)选择为-5%,可靠地关闭燃料流量控制阀。
1.3 燃料压力控制
燃料压力控制如图3所示。进入燃气轮机燃烧室的燃料流量受燃料流量控制阀的控制。控制阀的开度由一个经P/B(比例加偏置)程序块修正的CSO信号决定。每只燃料控制阀的控制信号(MFMCSO,MFPLCSO)经燃料分配控制来调节其阀位。上游压力控制阀的动作是为了使每只流量控制阀的前后压差保持一个恒定值。结果使燃料流量与控制信号成正比。每只流量控制阀由高压控制油驱动,配备的伺服阀驱动回路用于控制伺服阀使控制阀位置与每个控制信号相符。
1.4 主流量控制阀差压变送器与阻尼时间设置
三菱燃机采用的差压变送器供货商为横河(YOKOHOMA)。该变送器的阻尼时间设置确定了4~20 m A输出时间的延迟。当信号源不稳定时,适当增加阻尼,可以使输出平稳一些,如锅炉炉膛负压控制中的炉膛负压控制器,汽包水位控制中的水位差压变送器。
用HART communicator可以很方便地对横河变送器进行设置。一般出厂默认值2 s。
2 M701DA燃机启动控制分析
2011年10月21日该燃机初次点火冲转过程中,当启动电机在2 000 r/min脱开后,转速呈发散性振荡上升,峰值与谷值相差100 r/min以上,并且伴有燃烧室压力剧烈波动。如图4所示,2根时间标线相差10 s,转速由2 403 r/min升至2 498 r/min,主流量控制阀差压由0.124 MPa升至0.420 MPa,主压力控制阀A由13.6%关至0.5%。
由图4中的曲线得出的第一判断是:主压力控制阀并没能控制住主流量控制阀差压,导致差压呈现振荡发散的趋势。因此停机后首先重新对天然气压力控制阀和流量控制阀进行拉阀试验,阀门的精度和响应时间均满足要求,排除了阀门线性不好造成差压流量波动大的原因。
对就地变送器设置检查发现,流量控制阀差压变送器的阻尼系数为出厂默认值2 s。流量控制阀差压变送器不能准确反映流量控制阀前后差压实时值,造成压力控制阀对差压调节严重滞后。一旦主流量控制阀差压发生高频振动,主压力控制阀的输出便趋于紊乱。
三菱燃机流量控制阀前后差压要求始终控制在0.294 MPa。由于测量环节严重滞后,在第1根时间标线附近,压力控制阀的输出已不再遵循:差压小于设定值开大压力控制阀,差压大于设定值关小压力控制阀的基本准则,压力控制阀的输出开始趋于紊乱。主压力控制阀的输出紊乱使得主流量控制阀输出线性变差,最终造成燃烧不稳定,转速偏差大。
流量控制阀差压变送器的阻尼系数经过HART communicator调整,设为最小值0.2 s。2011年10月21日重新点火,顺利冲转至3 000 r/min。成功点火冲转曲线如图5所示。
图中流量控制阀差压有过两次扰动,但压力控制阀很快的就抑制住了扰动,使得流量控制阀前后差压稳定在0.294 MPa,保证了流量控制阀输出具有良好的线性。从而保证燃烧过程的稳定。
3 结束语
差压变送器的阻尼系数在燃机的控制中显得尤为重要,准确快速测量流量控制阀前后差压才能及时调节压力控制阀,使差压值维持恒定,从而保证天然气流量控制阀输出具有良好的线性。相反,在煤粉炉的炉膛负压控制中,炉膛负压的压力变送器的阻尼系数的设置就显得宽松许多,本身DCS控制器的扫描周期也是数百毫秒级的,与燃机控制几十毫秒级的扫描周期相去甚远,同时为了滤除由于下煤不均、煤质内扰造成的炉膛负压高频噪声,DCS里往往还会适当增加炉膛负压测量值的阻尼时间。
参考文献
差压变送器 篇8
1 配管方案及现状
在实际安装设计中, 仪表安装大多采用如图1所示的配管方案。
1——根部取压阀; 2——冷凝罐;3——活接头; 4——引压管;5——三阀组; 6——焊接式三通;7——针型排污阀; 8——直通终端接头
按此方案施工后, 流量计在使用过程中会出现流量测量值缓慢减小至零或增大至满度的现象, 此时若打开冷凝罐排气堵头排出汽水混合物后, 仪表示值会恢复至正常值。运行2～3h后, 又会出现测量值漂移的非正常现象, 再次排气后又能运行差不多相同时间。
2 问题分析
ROSEMOUNT多差数变送器外接RTD后在仪表内部能进行温压补偿, 经变送器参数检查后确认仪表所检测的压力、温度均能正常反应实际过程参数, 流量的增大或减小系实测差压值引起, 而变送器经送检后发现, 其显示的差压长期稳定无误, 未出现时变特性, 那么问题将出在差压产生及提取部分。作为差压发生部分的节流件, 其几何加工节流面固定, 不会在故障出现后自动恢复, 因此故障重点部位被集中到了差压引出部分的冷凝罐及引压管部分。经分析, 在冷凝罐后到变送器段导压部分, 正常情况应为冷凝水以液体形式充满管内, 不具有管内填充介质状态的时变特性条件, 结合每次经冷凝罐堵头排气后故障短暂消失, 此操作过程也影响不到此段传压部分, 而恰好节流件到冷凝罐间这段引压管内介质会随着排气操作的进行处于流动状态, 这就说明此段引压管按此方式安装后, 两根引压管内部产生了附加差压, 而产生此附加差压的原因可能是两管内冷凝液未完全返回工艺管线所致, 即两引压管内有液体残留, 残留液量不一样时, 便可能产生差压, 此差压叠加在节流件的差压上, 使其表征流量信号的差压值发生了增大或减小的失真, 且随时间发生变化, 与仪表表征相符。
3 解决方法
原设计思路是基于节流件至冷凝罐之间的管内无冷凝液残留, 冷凝罐至变送器之间管内充满冷凝液, 仪表引压管在正常使用过程中为一盲端。实际操作过程中, 环境温度远低于水的汽化温度, 在冷凝罐与节流件之间的导压管内会不断形成冷凝液, 原设计配管方案基于所形成的冷凝液能全部在重力作用下自流回节流件, 但是由于管内表面张力及其他因素影响, 两测量导压管内冷凝液会有不同程度的残留, 这部分冷凝水不能完全回流至工艺管内。若能采取使两管内不同残余量的冷凝水不产生附加差压的办法, 也能避免测量附加误差的产生。要达到此目的, 只有将两根引压管放置于水平位置才有可能。改造后冷凝罐至节流件之间引压管水平安装, 此两段管内冷凝水积聚差异不产生附加压差, 其他冷凝罐后配管基本与原方案相同。
4 结束语
改进后经过一段时间的运行, 之前频繁出现的流量缓慢增加或减少现象不再出现, 类似的几台蒸汽流量测量一直稳定运行, 证实原设计配管方案确实存在缺陷, 不能满足现场使用环境。