壓力變送器在工程實(shí)踐中的應用問(wèn)題分析

壓力參數是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要參數，直接參與生產(chǎn)工藝過(guò)程的控制和設備連鎖保護操作。在硅、微機械加工技術(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)展的基礎上，壓力傳感器已成為各類(lèi)傳感器中技術(shù)zui成熟、性能zui穩定、的一類(lèi)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)相接觸的現場(chǎng)儀表，而且常常在高溫、低溫、腐蝕、振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境中工作，如何使壓力變送器的穩定性和準確性滿(mǎn)足不同工況要求，是工程應用中首先要解決的問(wèn)題。本文從壓力變送器的應用入手，探討其在工程實(shí)踐中存在的問(wèn)題。

【1 零點(diǎn)調整】
壓力變送器安裝后需要進(jìn)行調整，以消除安裝位置、管道壓力等因素的影響?，F場(chǎng)一般采用手操器在和儀表硬件調整按鈕來(lái)實(shí)現對壓力變送器的零點(diǎn)調校。兩種調整方式存在一定的差別，手操器對變送器輸出的零點(diǎn)調整能與原設定值一致，但其調節范圍較小。采用儀表硬件進(jìn)行零點(diǎn)調整，實(shí)際上是對量程進(jìn)行重新設置，將當前測量值強制設置為變送器4 mA 對應的輸出值。量程上限會(huì )自動(dòng)調整，即保持變送器的量程跨度和特性不變。在實(shí)際操作
過(guò)程中，通過(guò)手操器進(jìn)行零點(diǎn)調整更為適用。

【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，分別為內部接地和外部接地。變送器內部接地均位于變送器接線(xiàn)端子側，并標有接地符號，其內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準配置，需在訂貨時(shí)明確。變送器的內部接地和外殼接地必須連接正確，當電氣接口內部接地作為變送器的外殼接地，可能無(wú)法實(shí)現充分接地; 當變送器外殼沒(méi)有正確接地，就無(wú)法實(shí)現耐瞬變電壓保護。在工程中，嚴禁將耐瞬變電壓保護接
地線(xiàn)與信號線(xiàn)敷設在一起，因為發(fā)生雷擊時(shí)接地線(xiàn)將傳送過(guò)量電流。

【3 遠程膜片的應用】
以羅斯蒙特壓力變送器為例，帶有遠程膜片的壓力變送器主要由壓力變送器，遠程膜片、工藝連接件和毛細管幾部分組成。一般情況下，應盡量少用這種帶有遠傳膜片的壓力變送器。各種變送器的高精度、高穩定性，僅僅是對單體變送器而言的，對于帶上了毛細管的遠傳變送器卻沒(méi)有確切的應用指標。在工業(yè)測量中，使用帶有遠程膜片壓力變送器的常見(jiàn)在以下工況: 在高溫應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程膜片來(lái)說(shuō)，都會(huì )有對應的zui小推薦量程。如果在實(shí)際應用過(guò)程中，測量量程小于推薦的zui小應用量程，會(huì )損失儀表的整體使用性能，有時(shí)甚至根本達不到測量要求。小量程的壓力變送器在測量液位時(shí)，一般都需要做零點(diǎn)遷移。零點(diǎn)遷移量決定著(zhù)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 毛細管的選擇與充油】
普通壓力變送器增加了一套遠傳毛細管和遠程膜片后，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(dòng)態(tài)響應時(shí)間會(huì )發(fā)生很大變化，所引起的誤差很可能是非常大的。毛細管的長(cháng)度、粗度、材質(zhì)是關(guān)鍵性的因素。長(cháng)度的原則是滿(mǎn)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(dòng)態(tài)響應時(shí)間的要求。材質(zhì)則根據使用環(huán)境情況決定。在確定壓力變送器能否滿(mǎn)足需求時(shí)，可以在的工藝條件下，綜合毛細管的粗細、長(cháng)度、各種填充油的特性，遠傳膜片大小、材質(zhì)、變送器量程，安裝方式等各種影響因素，根據相關(guān)軟件計算得出變送器是否適合工藝條件的結論。壓力變送器的多種充油選擇進(jìn)一步拓寬了應用范圍。但低溫、高溫、衛生等場(chǎng)合，對充油的要求嚴格。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zui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管與之配合，以便保證合理的動(dòng)態(tài)響應性能; 填充油和測量介質(zhì)接觸是否會(huì )產(chǎn)生反應，也是充油選擇必須考慮的內容。

【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，維護量小等優(yōu)點(diǎn)于一身，在惡劣環(huán)境中得到了普遍應用，并得到了肯定。但是依然大量存在著(zhù)一些表面沒(méi)有問(wèn)題，實(shí)際上測量誤差是較大的實(shí)例［3］。究其原因，以不合理的應用為主。

【4． 1 負壓環(huán)境】
負壓環(huán)境中，對變送器的要求主要體現在變送器的密閉性及充油的選擇上，同時(shí)需要避免接液膜片長(cháng)期處于負壓狀態(tài)。長(cháng)期處于負壓狀態(tài)的膜片極易發(fā)生形變，嚴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。各種填充液在負壓環(huán)境中，工作范圍將受到較大的影響，容易出現分解、氣化等現象而失去導壓功能，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(guò)合理的安裝位置使壓力變送器在負壓環(huán)境中得到較好的應用。

【4． 2 腐蝕磨損環(huán)境】
在腐蝕和磨損的環(huán)境中，主要通過(guò)兩種方式保護觸液膜片，即給膜片加保護蓋和選擇硬度高、耐腐蝕的特殊材質(zhì)金屬?？筛鶕?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。但在測量中應用此蓋，必將對測量性能會(huì )產(chǎn)生一定的影響，而且在實(shí)際的應用過(guò)程中，尚無(wú)動(dòng)態(tài)的性能變化影響分析。在強腐蝕環(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(wèn)題，但使用者通常會(huì )忽略與膜片焊接處的腐蝕問(wèn)題。為解決此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，應整體采用特殊材質(zhì)金屬。

【4． 3 高溫環(huán)境】
壓力變送器在高溫環(huán)境中使用出現的情況主要集中在充油的選擇與保溫環(huán)節上。如瀝青行業(yè)中壓力變送器開(kāi)裂的情形，出現這種現象主要是因為變送器充油在高溫過(guò)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，過(guò)程溫度過(guò)高，超過(guò)了膜片承受的zui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(shí)做好降溫措施。