1 概述
在諸類(lèi)儀表中,，變送器的應(yīng)用最廣泛,、最普遍，變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器,。變送器常用來(lái)測(cè)量壓力,、差壓、真空,、液位,、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分，兩線制變送器尤多,；有智能和非智能之分,，智能變送器漸多；有氣動(dòng)和電動(dòng)之分,，電動(dòng)變送器居多,；另外，按應(yīng)用場(chǎng)合有本安型和隔爆型之分,；按應(yīng)用工況變送器的主要種類(lèi)如下：
低（微）壓/低差壓變送器,；
中壓/中差壓變送器；
高壓/高差壓變送器,；
絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器,；
高溫/壓力、差壓變送器,；
耐腐蝕/壓力,、差壓變送器；
易結(jié)晶/壓力,、差壓變送器,。
變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件,、儀表性能,、經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用介質(zhì)等方面考慮。實(shí)際運(yùn)用中分為直接測(cè)量和間接測(cè)量,；其用途有過(guò)程測(cè)量,、過(guò)程控制和裝置聯(lián)鎖。常見(jiàn)的變送器有普通壓力變送器,、差壓變送器,、單法蘭變送器、雙法蘭變送器,、插入式法蘭變送器等,。
壓力變送器和差壓變送器單從名詞上講測(cè)量的是壓力和兩個(gè)壓力的差，但它們間接測(cè)量的參數(shù)是有很多的,。如壓力變送器,，除測(cè)量壓力外，它還可以測(cè)量設(shè)備內(nèi)的液位,。在常壓容器測(cè)量液位時(shí),，需用一臺(tái)壓變即可。當(dāng)測(cè)量受壓容器液位時(shí),，可用兩臺(tái)壓變,，即測(cè)量下限一臺(tái),，測(cè)量上限一臺(tái)，它們的輸出信號(hào)可進(jìn)行減法運(yùn)算,，即可測(cè)出液位,，一般選用差壓變送器。在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來(lái)測(cè)量介質(zhì)的密度,。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做的很寬,，從絕壓0開(kāi)始可以到100MPa（一般情況）。
2 壓力/差壓變送器介紹
差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)量壓力的差壓值外,，它還可以配合各種節(jié)流元件來(lái)測(cè)量流量,，可以直接測(cè)量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負(fù)壓。
2.1 制作
從壓力和差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來(lái)分有普通型和隔離型,。普通型的測(cè)量膜盒為一個(gè),，它直接感受被測(cè)介質(zhì)的壓力和差壓；隔離型的測(cè)量膜盒接受到的是一種穩(wěn)定液（一般為硅油）的壓力,，而這種穩(wěn)定液是被密封在兩個(gè)膜片中間,，接受被測(cè)壓力的膜片為外膜片。原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片,，當(dāng)外膜片上接受壓力信號(hào)時(shí)通過(guò)硅油的傳遞原封不動(dòng)的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上,，測(cè)出了外膜片所感受的壓力。
隔離型變送器主要是針對(duì)特殊的被測(cè)量介質(zhì)使用的,，如被測(cè)介質(zhì)離開(kāi)設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶,，而使用普通型變送器需要取出介質(zhì)，會(huì)將導(dǎo)壓管和膜盒室堵塞使其不能正常工作,，所以必須選用隔離型,。隔離型通常作成法蘭式安裝，即在被測(cè)設(shè)備上開(kāi)口加法蘭使變送器安裝后它的感應(yīng)膜片是設(shè)備壁的一部分,，這樣它不會(huì)取出被測(cè)介質(zhì),，一般不會(huì)造成結(jié)晶堵塞。
當(dāng)被測(cè)介質(zhì)需求結(jié)晶溫度較高時(shí),，可選用將膜片凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部,，從而感應(yīng)到的介質(zhì)溫度不會(huì)降低,，這樣測(cè)量是有保障的，即選用插入式法蘭變送器,。
隔離型變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型,。遠(yuǎn)傳型即外膜盒與測(cè)量膜盒之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接，一般毛細(xì)管為 3~5米,，這樣外膜盒裝在設(shè)備上,，內(nèi)膜盒及變送器可以安裝在便于維護(hù)的支架上,；另一種形式是外膜盒與變送器作成一體直接由法蘭安裝在設(shè)備上。對(duì)于隔離型壓力變送器它還可以作成螺紋連接型,，即外膜盒或外彈性元件可在安裝螺紋的前面,，只要在被測(cè)設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺(tái)，便可將變送器直接擰到設(shè)備上,，安裝非常方便,。
隔離型壓力/差壓變送器的制作復(fù)雜，材質(zhì)要求高,，所以它的價(jià)格通常是普通型的3倍,。
2.2 選型原則
在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金,、便于安裝和維護(hù)為參考,。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合，必須選用隔離型變送器,。
在選型時(shí)要考慮它的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕,，一定要選好膜盒材質(zhì)，否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞,，法蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設(shè)備和人身事故,，所以材質(zhì)選擇非常重要。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼,、304不銹鋼,、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等,。
在選型時(shí)要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度,，如果溫度高一般為200℃~400℃，要選用高溫型,，否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹,，使測(cè)量不準(zhǔn)。
在選型時(shí)要考慮設(shè)備工作壓力等級(jí),，變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合,。從經(jīng)濟(jì)角度上講，外膜盒及插入部分材質(zhì)比較合適,，但連接法蘭可以選用碳鋼,、鍍鉻，這樣會(huì)節(jié)約很多資金,。
隔離型壓力變送器選用最好是選用螺紋連接形式的,，這樣既節(jié)約資金安裝又方便。
對(duì)于普通壓力和差壓變送器選型,，也要考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問(wèn)題,，但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮,，因?yàn)槠胀ㄐ蛪鹤兪且龎旱奖韮?nèi)，長(zhǎng)期工作溫度為常溫,，但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型大,。首先是保溫問(wèn)題，在北方冬季零下,，導(dǎo)壓管會(huì)結(jié)冰,，變送器無(wú)法工作甚至損壞，這就需要增加伴熱和保溫箱等,。
從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)講,，選用變送器時(shí)，只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器,，而且對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來(lái)間接測(cè)量（只要工藝允許用吹掃液或氣）,，應(yīng)用普通型變送器就是要求維護(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查，包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏,、吹掃介質(zhì)是否正常,、保溫是否良好等，只要維護(hù)好,，大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多,。
從選用變送器測(cè)量范圍上來(lái)說(shuō)，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍,，最好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4~3/4段,，這樣精度會(huì)有保證，對(duì)于微差壓變送器來(lái)說(shuō)更是重要,。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合（液位測(cè)量）需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移,，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分,。
目前,，智能變送器已相當(dāng)普及，它的特點(diǎn)是精度高,、可調(diào)范圍大,，而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好,，選型時(shí)應(yīng)多考慮,。川儀橫河EJA、北京遠(yuǎn)東1751,、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等,，使用都非?？煽?。
按照設(shè)計(jì)規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)選型中,，究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器,，因其各有特長(zhǎng)，應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進(jìn)行綜合考慮和分析,。以下幾點(diǎn)可供選用時(shí)參考：
集中操作程度,；
是否與DCS計(jì)算機(jī)相操作配合；
響應(yīng)速度,；
經(jīng)濟(jì)性,；
可靠性及使用維護(hù)方面；
安全性（防爆,、停電,、氣源故障等）；
環(huán)境條件及傳輸距離,。
一般來(lái)說(shuō),，下列條件以選用氣動(dòng)儀表為宜：
自變送器至顯示調(diào)節(jié)儀表間的距離較短，通常以不超過(guò)150m較為合適,；
工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對(duì)濕度很大的場(chǎng)合,；
要求儀表投資少；
一般中小型企業(yè)要求易維修,，經(jīng)濟(jì)可靠,；
在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里，有些現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作,。
下列條件以選擇電動(dòng)儀表為宜：
變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過(guò)150m以上,；
大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制；
設(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理的對(duì)象,；
要求響應(yīng)速度快,，信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合。
實(shí)際中,，在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的,。
3 差壓變送器的選型
差壓變送器根據(jù)以下幾點(diǎn)選型：
(1) 測(cè)量范圍、需要的精度及測(cè)量功能,；
(2) 測(cè)量?jī)x表面對(duì)的環(huán)境,，如石油化工的工業(yè)環(huán)境，有可燃（有毒）和爆炸危險(xiǎn)氣氛的存在,，有較高的環(huán)境溫度等,；
(3) 被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)，如強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿,、粘稠,、易凝固結(jié)晶和氣化等工況；
(4) 操作條件的變化,，如介質(zhì)溫度,、壓力、濃度的變化,。有時(shí)還要考慮到從開(kāi)車(chē)到參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)時(shí),，氣相和液相濃度和密度的變化；
(5) 被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu),、形狀,、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮,，如塔,、溶液槽、反應(yīng)器,、鍋爐汽包,、立罐、球罐等,；
(6) 其他要求,，如環(huán)保及衛(wèi)生等要求；
(7) 工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮,，要求盡可能地減少品種規(guī)格,，減少備品備件，以利管理,；
(8) 工藝專(zhuān)利商的具體要求,。
(9) 實(shí)際的工藝情況：
① 考慮被測(cè)對(duì)象是屬于哪一類(lèi)設(shè)備。如槽,、罐類(lèi),，槽的容積較小，測(cè)量范圍不會(huì)太大,，罐的容積較大,，測(cè)量范圍可能較大；
② 要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度,，首選常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器,，還要對(duì)接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇；
③ 對(duì)有些懸浮物,、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器,。有些易析出、易結(jié)晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器；
④ 對(duì)高黏度的介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位,，由于設(shè)備無(wú)法開(kāi)孔,，可選用放射液位計(jì)來(lái)測(cè)量；
⑤ 除了測(cè)量方法上和技術(shù)上問(wèn)題外,，還有儀表投資問(wèn)題。
綜上所述,，變送器的選型,，從技術(shù)上要可行，經(jīng)濟(jì)上要合理,，管理上要方便,。
4 壓力變送器的選型方法
從物理學(xué)角度看，任何一個(gè)物體上受到的壓力都應(yīng)包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力（一般稱為表壓）兩部分,。作用在被測(cè)物體上這兩部分壓力總和稱為絕對(duì)壓力,。
P絕 = P表 + 大氣壓
測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值,，也就是絕對(duì)壓力與大氣壓的壓差值,。當(dāng)絕對(duì)壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值，稱為正表壓,；當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值,，稱為負(fù)表壓，即真空度,。測(cè)量真空度的儀表稱為真空表,。
① 為了保證壓力測(cè)量精度，最小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3,；
② 對(duì)需遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合,，應(yīng)選擇壓力傳感器或壓力變送器；
③ 在測(cè)量精度要求不高時(shí),，可選擇電阻或電感式,、霍爾效應(yīng)式遠(yuǎn)傳壓力表；
④ 氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節(jié)器適宜作就地壓力指示調(diào)節(jié),；
⑤ 壓力變送器,、壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所防爆要求合理選擇。
5 壓力表的選型
(1) 量程選擇
在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí),，一般壓力表最大量程選擇接近或大于正常壓力測(cè)量值的1.5倍,；
在測(cè)脈動(dòng)壓力時(shí)，一般壓力表最大量程選擇接近或大于正常壓力測(cè)量值的2倍,；
在測(cè)機(jī)泵出口壓力時(shí),，一般壓力表最大量程選擇接近機(jī)泵出口最大壓力值；
在測(cè)高壓壓力時(shí)，一般壓力表最大量程選擇應(yīng)大于最大壓力測(cè)量值的1.7倍,；
為了保證壓力測(cè)量精度,，最小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3。
(2) 型式選擇
測(cè)壓>0.4MPa時(shí),，可選用彈簧管壓力表,；
測(cè)壓<0.04MPa時(shí)，可選用波紋管和膜盒壓力表,；
測(cè)粘稠,、易結(jié)晶、腐蝕性,、含固體顆粒的場(chǎng)合,，可采用膜片壓力表或附帶化學(xué)密封裝置；
測(cè)蒸汽或高于60℃的介質(zhì)壓力測(cè)量應(yīng)選擇不銹鋼壓力表或安裝冷凝圈,；
脈動(dòng)壓力測(cè)量應(yīng)附加阻尼器或耐震壓力表,；
測(cè)含有粉塵氣體時(shí)應(yīng)設(shè)置除塵器；
測(cè)含有液體的氣體壓力時(shí)應(yīng)設(shè)置氣液分離器,；
測(cè)某些化工介質(zhì)應(yīng)選用專(zhuān)用壓力表：對(duì)含氨介質(zhì)壓力測(cè)量采用氨用壓力表,，對(duì)含氧氣壓力測(cè)量采用氧氣壓力表，對(duì)乙炔壓力測(cè)量采用乙炔壓力表,，對(duì)含硫介質(zhì)壓力采用抗硫壓力表,；
高壓壓力表（大于10MPa）應(yīng)有泄壓安全設(shè)施。