差壓計(jì)是測量工藝管道或罐體中介質(zhì)的壓力差，并且通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、開方將測量的差壓值轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸出。差壓變送器與一般的壓力變送器不同的是它們均有2個(gè)壓力接口；差壓變送器一般分為正壓端和負(fù)壓端，一般情況下，差壓變送器正壓端的壓力應(yīng)大于負(fù)壓段壓力才能測量。差壓變送器中的是工業(yè)實(shí)踐中為常用的一種重量變送器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。 差壓計(jì)原理以及應(yīng)用 力學(xué)變送器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片差壓變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片差壓變送器、壓阻式差壓變送器、電感式差壓變送器、電容式差壓變送器、諧振式差壓變送器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式差壓變送器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。 差壓計(jì)的種類較多，除了簡單液柱壓力計(jì)(U形管差壓計(jì)等)外，常用的有浮子式差壓計(jì)、雙鐘罩式差壓計(jì)、環(huán)秤式差壓計(jì)等。 目前常用的有雙波紋管差壓計(jì)、膜片式差壓計(jì)以及單元組合儀表的差壓變送器等。差壓計(jì)的原理及其分類充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，如圖4.1所示，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種測量方法是以流動(dòng)連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān)，例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時(shí)，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。 圖4.1孔板附近的流速和壓力分布 1.2流量方程 式中qm--質(zhì)量流量，kg/s; qv--體積流量，m/s; C--流出系數(shù)； ε--可膨脹性系數(shù)； β--直徑比，β=d/D; d--工作條件下節(jié)流件的孔徑，m； D--工作條件下上游管道內(nèi)徑，m； △P--差壓，Pa； ρl--上游流體密度，kg/m。 由上式可見，流量為C、ε、d、ρ、△P、β(D)6個(gè)參數(shù)的函數(shù)，此6個(gè)參數(shù)可分為實(shí)測量[d，ρ，△P，β(D)]和統(tǒng)計(jì)量(C、ε)兩類。 (1)實(shí)測量 1)d、D式(4.1)中d與流量為平方關(guān)系，其度對流量總精度影響較大，誤差值一般應(yīng)控制在±0.05%左右，還應(yīng)計(jì)及工作溫度對材料熱膨脹的影響。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定管道內(nèi)徑D必須實(shí)測，需在上游管段的幾個(gè)截面上進(jìn)行多次測量求其平均值，誤差不應(yīng)大于±0.3%。除對數(shù)值測量精度要求較高外，還應(yīng)考慮內(nèi)徑偏差會(huì)對節(jié)流件上游通道造成不正常節(jié)流現(xiàn)象所帶來的嚴(yán)重影響。因此，當(dāng)不是成套供應(yīng)節(jié)流裝置時(shí)，在現(xiàn)場配管應(yīng)充分注意這個(gè)問題。 2)ρρ在流量方程中與△P是處于同等位置，亦就是說，當(dāng)追求差壓變送器高精度等級(jí)時(shí)，絕不要忘記ρ的測量精度亦應(yīng)與之相匹配。否則△P的提高將會(huì)被ρ的降低所抵消。 3)△P差壓△P的測量不應(yīng)只限于選用一臺(tái)高精度差壓變送器。實(shí)際上差壓變送器能否接受到真實(shí)的差壓值還決定于一系列因素，其中正確的取壓孔及引壓管線的制造、安裝及使用是保證獲得真實(shí)差壓值的關(guān)鍵，這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強(qiáng)制造及安裝的規(guī)范化工作才能達(dá)到目的。 (2)統(tǒng)計(jì)量 1)C統(tǒng)計(jì)量C是無法實(shí)測的量(指按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造安裝，不經(jīng)校準(zhǔn)使用)，在現(xiàn)場使用時(shí)復(fù)雜的情況出現(xiàn)在實(shí)際的C值與標(biāo)準(zhǔn)確定的C值不相符合。它們的偏離是由設(shè)計(jì)、制造、安裝及使用一系列因素造成的。應(yīng)該明確，上述各環(huán)節(jié)全部嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其實(shí)際值才會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)確定的值相符合，現(xiàn)場是難以*這種要求的。 應(yīng)該指出，與標(biāo)準(zhǔn)條件的偏離，有的可定量估算(可進(jìn)行修正)，有的只能定性估計(jì)(不確定度的幅值與方向)。但是在現(xiàn)實(shí)中，有時(shí)不僅是一個(gè)條件偏離，這就帶來非常復(fù)雜的情況，因?yàn)橐话阗Y料中只介紹某一條件偏離引起的誤差。如果許多條件同時(shí)偏離，則缺少相關(guān)的資料可查。 2)ε可膨脹性系數(shù)ε是對流體通過節(jié)流件時(shí)密度發(fā)生變化而引起的流出系數(shù)變化的修正，它的誤差由兩部分組成：其一為常用流量下ε的誤差，即標(biāo)準(zhǔn)確定值的誤差；其二為由于流量變化ε值將隨之波動(dòng)帶來的誤差。一般在低靜壓高差壓情況，ε值有不可忽略的誤差。當(dāng)△P／P≤0.04時(shí)，ε的誤差可忽略不計(jì)。 |
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