5-4.气动差压变送器

1、气动变送器气动变送器 变送器变送器属测量仪表，用来测量各种运行参数，并把这些属测量仪表，用来测量各种运行参数，并把这些参数的变化成比例地转换成统一的气压信号输出参数的变化成比例地转换成统一的气压信号输出一、一、QBCQBC型单杠杆气动差压变送器结构和工作原理型单杠杆气动差压变送器结构和工作原理组成：测量部分组成：测量部分+ +气动转换部分。气动转换部分。1 1测量部分测量部分（1 1）组成：）组成：正负压室、测量膜盒、主杠杆、弹性支点组成。正负压室、测量膜盒、主杠杆、弹性支点组成。（2 2）作用：）作用：将被测的差压信号变成档板的微小位移，即将被测的差压信号变成档板的微小位移，即 产生没量力矩

2、：产生没量力矩：M M测测= =F F膜膜l1 1PP（3 3）测量膜盒（检测元件）的结构测量膜盒（检测元件）的结构 由金属膜盒滚焊在基座和硬芯上组成，膜盒内充注硅油由金属膜盒滚焊在基座和硬芯上组成，膜盒内充注硅油 图3-20单杠杆差压变送器结构原理图气源输出6-喷嘴 13-膜盒 9-锁紧母 8-主杠杆7-迁移弹簧5-档板 15-紧固螺母 14-正压室 12-负压室 11-支架 10-静压误差调节螺母 1-放大器 20-琐紧螺钉 19-反馈波纹管 18-量程调节指点 17-底版 16-密封簧片 4-顶针架 3-顶针 2-迁移螺钉 Fig.1-4-4(1)测量膜盒的结构测量膜盒的结构 硅油的作用

3、硅油的作用 是凝固点低，体积膨胀系数小的有机化合物是凝固点低，体积膨胀系数小的有机化合物，对膜片的运动对膜片的运动起阻尼起阻尼作用，作用，防止膜片及变送器防止膜片及变送器发生振荡。发生振荡。 密封圈的作用密封圈的作用 防止单向受力压坏膜片。防止单向受力压坏膜片。当膜盒单侧受力时，硅油当膜盒单侧受力时，硅油的阻尼使膜片缓慢变形，当硬芯与密封圈接触时，封闭两的阻尼使膜片缓慢变形，当硬芯与密封圈接触时，封闭两侧硅油通道，由于硅油不可压缩，膜片不再变形。侧硅油通道，由于硅油不可压缩，膜片不再变形。 对弹性支点的要求对弹性支点的要求 弹性好（防止主杠杆振动），耐蚀，有一定的机械弹性好（防止主杠杆振动），

4、耐蚀，有一定的机械强度，常用镍铬钛合金制成。强度，常用镍铬钛合金制成。 2 2、气动转换部分、气动转换部分 （1 1）组成：）组成：主杠杆、喷咀、档板、放大器、反馈波纹管、主杠杆、喷咀、档板、放大器、反馈波纹管、 调零和迁移弹簧调零和迁移弹簧（2 2）作用）作用 将档板的微小位移换成将档板的微小位移换成0.020.020.10.1MpaMpa的标准气压信号输出。的标准气压信号输出。（3 3）动作过程）动作过程 PMPM测测主杠杆顺转主杠杆顺转hh背压背压P PoutoutMM反反（F F波波l l2 2P Poutout）hh，当当M M测测= =M M反反时，时，h=h=常数，常数，P Po

5、utout不变。不变。（4 4）输出压力信号：）输出压力信号：M M测测= =M M反反时时 单杠杆差压变送器放大系数单杠杆差压变送器放大系数PKPlFlFP单波膜出2121lFlFK波膜单二、调零和调量程二、调零和调量程1 1调零调零 含义：当输入测量信号含义：当输入测量信号P=0P=0时，输出时，输出P Poutout=0.02Mpa=0.02Mpa。 方法：调整零位弹簧弹力，改变初始档板开度。方法：调整零位弹簧弹力，改变初始档板开度。2 2调量程调量程 含义：当输入测量信号含义：当输入测量信号P=PP=Pmaxmax时，时，P Poutout=0.1Mpa=0.1Mpa。 分析：由分析：

6、由P Poutout=K=K单单PP可知，可知，K K单单，为使，为使P Poutout=0.1Mpa=0.1Mpa，PP量程量程。若。若K K单单PP变化较小就使变化较小就使P Poutout=0.1Mpa=0.1Mpa量程量程。 故：调量程实际上是调节放大系数故：调量程实际上是调节放大系数K K单单，在，在K K单单计算式中，只计算式中，只有有l l2 2可变可变 上移反馈波纹管，上移反馈波纹管，l l2 2KK单单量程量程 下移反馈波纹管，下移反馈波纹管，l l2 2KK单单量程量程具体调整时，先调零，再调量程。具体调整时，先调零，再调量程。 例：已知例：已知P=0P=01000mmH1

7、000mmH2 2O O 先让气室通大气，先让气室通大气，P=0P=0，调整零位弹簧，使调整零位弹簧，使P Poutout=0.02Mpa=0.02Mpa，再逐渐增大正压室压力，直到再逐渐增大正压室压力，直到P Poutout=0.1Mpa=0.1Mpa，此时看此时看P=P=？ 若若P1000mmHP1000mmHP1000mmH2 2O O，说明量程大了，应下移反馈波纹管说明量程大了，应下移反馈波纹管 所谓迁移，是指根据实际需要将变送器量程的所谓迁移，是指根据实际需要将变送器量程的起点从零迁到某一数值。迁移后，量程的起点和终起点从零迁到某一数值。迁移后，量程的起点和终点都改变，但量程保持不变

8、。点都改变，但量程保持不变。 以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。四、迁移原理四、迁移原理例：带参考水罐的锅炉水位测量装置例：带参考水罐的锅炉水位测量装置参考水罐水位参考水罐水位锅炉最高水位锅炉最高水位 测量管水位测量管水位锅炉实际水位锅炉实际水位P P+ += =锅炉水位水柱高度锅炉水位水柱高度+ +P P汽汽P P- -= =参考水罐水位水柱高度参考水罐水位水柱高度+ +P P汽汽P P- -= =常数，常数，PP随实际水位而变随实际水位而变60000-600 P P- -= =常数，常数，PP随实际水位而变随实际水位而变 实际水位实际水位，PPPP出出 若

9、若P P+ +接参考水位管，接参考水位管，P P- -接测量管，接测量管，P0P0。但实际水位但实际水位上升时，上升时，PP，P POUTOUT。 仪表指示反向，不符合人的习惯仪表指示反向，不符合人的习惯 若采用图示接法，若采用图示接法，P POUTOUT与实际水位变化方向一致，但与实际水位变化方向一致，但P0P0，档板离开喷咀，档板离开喷咀，P POUTOUT=0=0，必须进行迁移。必须进行迁移。 例如：锅炉处于最低水位时，例如：锅炉处于最低水位时，P=-600mmHP=-600mmH2 2O.O. 本来本来P=0P=0时，时，P POUTOUT=0.02Mpa=0.02Mpa，迁移时，当迁

10、移时，当P=-600 P=-600 mmHmmH2 2O O时，通过调整迁移弹簧弹力，使档板靠近喷咀，直到时，通过调整迁移弹簧弹力，使档板靠近喷咀，直到P POUTOUT=0.02Mpa=0.02Mpa，以后随水位上升，以后随水位上升，- -PP，档板不断靠近喷咀，档板不断靠近喷咀，P POUTOUT，当上升到最高水位时，当上升到最高水位时，P=0P=0，P POUTOUT=0.1Mpa=0.1Mpa，这就是这就是迁移原理迁移原理。相当于将变送器的零点从相当于将变送器的零点从P=0P=0迁移到迁移到P=-P=-600mmH600mmH2 2O O，负迁移。负迁移。 迁移量为迁移量为-600-6

11、00mmHmmH2 2O O，量程仍为量程仍为600600mmHmmH2 2O OMPa0.10.020 600 600 mmH2O负迁移正迁移3 3双杠杆差压变送器双杠杆差压变送器 单杠杆差压器的量程是有限的，当反馈波纹管移到主单杠杆差压器的量程是有限的，当反馈波纹管移到主杠杆最上端时，量程已最大（主杠杆过长，变送器易发生杠杆最上端时，量程已最大（主杠杆过长，变送器易发生振荡），为进一步扩大量程，可采用双杠杆差压变送器。振荡），为进一步扩大量程，可采用双杠杆差压变送器。l2l1l4l3气源主杠杆副杠杆p1p2由由 得：得： 当当 时，则时，则 ，双杠杆差压变送器的量程就已大于单，双杠杆差压变送器的量程就已大于单枝节杆差压变送器的最大量程。枝节杆差压变送器的最大量程。 差压变送器的种类：微压、低压、中压、高压。差压变送器的种类：微压、低压、中压、高压。 它们的区别在于测量膜盒的有效面积不同，量程越小，膜盒有效面它们的区别在于测量膜盒的有效面积不同，量程越小，膜盒有效面积越大，放大系数越大。积越大，放大系数越大。PlFlq12膜/qq outPlFlq34/波PKPllFllFPout双波膜324143ll min单双