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电容式压力变送器(电容式压力变送器原理)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-06 17:40   点击:150  编辑:admin   手机版

1. 电容式压力变送器原理

压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后将压力信号转变成4~20mA DC信号输出。压力变送器主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。

2. 电容式压力变送器的原理

  压力变送器工作原理

  压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。

  当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同,所不同的是低压室压力是大气压或真空。

  A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号,其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外,它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方,,传感器微调等运算,以及诊断和数字通信。

  本微处理器中有16字节程序的RAM,并有三个16位计数器,其中之一执行A /D转换。

  D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据,这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内,即使断电也保存完整。

  数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如275型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号,并通过回路传送所需信息。通信的类型为移频键控FSK技术并依据BeII202标准。

3. 电容式压力变送器工作原理

所谓三线制就是电源正端用一根线,信号输出正端用一根线,电源负端和信号负端共用一根线。其供电大多为24v.dc,输出信号有4-20ma.dc,负载电阻为250ω或者0-10ma.dc,负载电阻为0-1.5kω;有的还有ma和mv信号,但负载电阻或输入电阻,因输出电路形式不同而数值有所不同。 几线制的称谓,是在两线制变送器诞生后才有的。这是电子放大器在仪表中广泛应用的结果,放大的本质就是一种能量转换过程,这就离不开供电。

因此最先出现的是四线制的变送器;即两根线负责电源的供应,另外两根线负责输出被转换放大的信号(如电压、电流、等)。ddz-ⅱ型电动单元组合仪表的出现,供电为220v.ac,输出信号为0--10ma.dc的四线制变送器得到了广泛的应用,目前在有些工厂还可见到它的身影。

4. 电容式压力变送器原理视频

pd6900a中文说明书如下所示可编程高速球球机主要特点:

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  zui大可记录和演示四组

5. 电容式差压变送器的工作原理

差压变送器是测量变送器两端压力之差的变送器,输出标准信号(如 4~20mA、0~5V)。差压变送器与一般的压力变送器不同的是它们均有2个压力接口, 差压变送器一般分为正压端和负压端,一般情况下, 差压变送器正压端的压力应大于负压段压力才能测量。

6. 电容式压力变送器原理图解

被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。

当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同,所不同的是低压室压力是大气压或真空。

7. 电容式压力变送器原理示意图

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迁移后的测量范围为150~450kPA。

量程指测量上限减测量下限;

测量范围指测量下限~测量上限;

迀移指在不改变量程的情况下改变测量范围(也可以说改变测量下限,即俗称的零点);

迁移量指测量下限的变化量,可以用具体数值表示,也可以用量程的百分比表示。同时用+-表示方向。

8. 电容式差压变送器原理图

差压变送器检测水位应用原理:

差压变送器通常用于测量密闭容器内的液位,利用液体自身重力产生的压力差来测量容器内液体的液位。

其高压侧测量管由于蒸汽凝结,始终处于充满水状态,保持压力恒定,而低压侧测量管与容器组成联通器,其压力随容器内液位的变化成线性变化。

9. 电容式压力变送器原理图

电容式差压变送器是20世纪80年代研制开发的新型差压变送器,它利用单晶硅谐振传感器,采用微电子表面加工技术,除了保证±0.2%的测量精度外,还可实现抵制静压、温飘对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议,目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。一、结构及工作原理

变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。

检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2,结构及电气原理可见图6-11。

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分别由导入管进入高、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,其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移,此位移量和隔离膜片中心位移量相等。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≠C2。

由电气原理图可知,未发生位移时,I1=I2=0;ι1+ι2=ιc;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≠ 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。

二、变送电流与压差的关系 '

设:未发生位移时,按电容定义:

式中 K——比例常数;

ε——介电常数;

S——弧形板绝对面积;

d0-——弧形板和可动极板之间相对平均距离。

当发生位移Δd后,仍按电容定义有:

由图6-11可看出,在电动势为e,角频率为ω的高频电源驱动下,其充放电流差为:

将C1和C2定义表达式带入上式,有:

由推导结果可以得出,电流差和可动极板(检测膜片)中心位移成正比,由于此位移和被测压差成正比,所以电流差与被测压差以及流量均成正比。

三、电容式差压变送器的特点

电容式差压变送器完全由密封测量元件组成,可消除机械传动所造成的瞬时冲击和机械振动。另外高、低压测量室按防爆要求整体铸造而成,大大抑制了外应力、扭矩以及静压对测量准确度的影响。

四、差压变送器在应用中的故障诊断与分析

  1. 调查法:回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、 误操作、误维修。

  2. 直观法:观察回路的外部损伤、导压管的泄漏,回路的过热,供电开关状态等。

  3. 检测法:

  1) 断路检测:将怀疑有故障的部分与其它部分分开来,查看故障是否消失,如果消失,则确定故障所在,否则可进下步查找,如:智能差压变送器不能正常Hart远程通讯,可将电源从表体上断开,用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯,以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。

  2) 短路检测:在保证安全的情况下,将相关部分回路直接短接,如:差变送器输出值偏小,可将导压管断开,从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧,观察变送器输出,以判断导压管路的堵、漏的连通性。

  3) 替换检测:将怀疑有故障的部分更换,判断故障部位。如:怀疑变送器电路板发生故障,可临时更换一块,以确定原因。

  4)分部检测:将测量回路分割成几个部分,如:供电电源、信号输出、信号变送、信号检测,按分部分检查,由简至繁,由表及里,缩小范围,找出故障位置。

  差压变送器的选择

  差压变送器是测量工艺管道或罐体中介质的压力差,并且通过数据的转换、开方将测量的差压值转换成电流信号输出。选择差压变送器需要知道如下的参数:

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