压力变送器工作原理

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理 篇1

工作原理

电容式压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两个压力室，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。电容式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。电容式压力变送器和电容式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。电容式压力变送器的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。

施工现场出现的故障，绝大多数是由于使用和安装方法不当引起的，归纳起来有几个方面。

1．一次元件（孔板、远传测量接头等）堵塞或安装形式不对，取压点不合理。

2．引压管泄漏或堵塞，充液管里有残存气体或充气管里有残存液体，变送器过程法兰中存有沉积物，形成测量死区。

3．变送器接线不正确，电源电压过高或过低，指示表头与仪表接线端子连接处接触不良。

4．没有严格按照技术要求安装，安装方式和现场环境不符合技术要求。

压力变送器工作原理分析 篇2

关键词：压力变送器；工作原理；分析

压力变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外，还具有一定的放大作用。近年来，越来越多的仪器、仪表和工业自动化领域需要进行自动控制和集中检测，所以对压力变送器的需要量增多，同时对产品的精度、稳定性和价格的要求也趋于严格。在目前国内市场上，相继出现过电阻式、扩散硅式、陶磁式压力变送器，并逐步占据了大量的市场位置。本文特意对压力变送器的工作原理进行分析，以期对大家有一些帮助。

一、压力变送器的基本介绍

（一）基本概念。压力变送器用于检测流体的压力（实际上是压强），并进行远程信号传送，信号传送到二次仪表或者计算机进行压力控制或监测的一种自动化控制前端元件，主要由压力传感器、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将压力传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。在国内，目前在小型自动化控制方面运用的压力变送器一般基于压阻式原理，也就是压敏电阻受压后产生电阻变化，通过放大器放大并采用标准压力标定，即可进行压力检测。

（二）基本优点。第一，设置方便，可实现多点控制。如果检测出的压力信号是连续信号，就可任意设置压力，只需对电控部分进行设定。第二，可以实现压缩机运行高级控制，延长压缩机寿命。通过运用变频技术，能让压缩机运行更平稳，大量减少启动次数，延长使用周期，而且更加环保节能。第三，提供控制精度，元件可靠性更好。压力变送器的检测精度相对于压力开关高出数倍，控制精度自然就相应地得到提高，因为采用的敏感元件为非机械结构，基本上不再需要维护，能够降低损坏率。

二、压力变送器的工作原理

（一）电阻应变片式压力变送器

1、基本概述。电阻应变式压力变送器大信号输出，不锈钢结构，具有线性度高、迟滞误差小、温度性能好、工作稳定、量程广、耐腐蚀等特点，主要在国防和工业自动化等领域被广泛使用。它的重要组成部分是一种电阻应变片，这种敏感器件可以将被测件上的应变变化转换成为一种电信号。2、工作原理。吸附在基体材料上，金属电阻应变片的应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。通常情况下，是将应变片采用特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，随着基体受力发生应力变化后，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。在运用时，电阻的取值范围要格外注意，阻值太小，所需的驱动电流太大，同时不断发热会致使应变片的温度过高，导致应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力就会降低。

（二）扩散硅压力变送器

1、基本概述。扩散硅压力变送器的压力检测元件采用进口扩散硅或者陶瓷芯体，传感器信号经高性能电子放大器转换成0-10mA或4-20mA统一输出信号。这种压力变送器可替代传统的远传压力表、霍尔元件、差动变送器，并具有DDZ-Ⅱ及DDZ-Ⅲ型变送器性能。扩散硅压力变送器具有强大的使用性能，不但能与各种型号的动圈式指示仪、数字压力表、电子电位差计配套使用，也能与各种自动调节系统或计算机系统配套使用。2、工作原理。当介质的压力信号作用于传感器时，压力传感器就将压力信号转换成电信号，经差分放大和输出放大器放大，最后经V/A电压电流转换成与被测介质的液位压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。

（三）陶瓷压力变送器

1、基本概述。陶瓷材料的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动是被大家公认的。陶瓷的工作温度范围位于-40～135℃之间，具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，不仅输出信号强，而且能够保持长期的稳定性能。这样的高特性、低价格优势，将促使陶瓷传感器将成为以后的发展方向。2、工作原理。抗腐蚀的陶瓷压力变送器的压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使陶瓷膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在其背面连接成一个惠斯通电桥。压敏电阻的压阻效应能够使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，2.0/3.0/3.3mV/V的标准信号是根据压力量程的不同来标定的，可以和应变式传感器相兼容。传感器通过激光标定，具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。

三、压力变送器工作时的注意事项

1、变送器上切勿使用高于36V的电压，容易导致损坏。2、变送器切勿用硬物碰触膜片，会损坏隔膜片。3、被测介质不能结冰，否则传感器元件隔离膜片容易损伤，导致变送器破坏。4、在测量蒸汽或其他高温介质时，其温度不应超过变送器使用时的极限温度，否则必须使用散热装置。5、在测量蒸汽或其他高温介质时，为使变送器和管道连在一起，应使用散热管，并使用管道上的压力传至变压器。当被测介质为水蒸气时，散热管中要注入适量的水，以防过热蒸汽直接与变送器接触，致使损坏传感器。6、在压力传输过程中，应注意几点：变送器与散热管连接处不可漏气；在打开阀门时要小心，以免被测介质直接冲击、损坏传感器膜片；必须保持管路畅通，避免管道中的沉积物弹出并损坏传感器膜片。

四、结语

随着对压力变送器的工作原理和注意事项的进一步深入研究，它在工业生产的运用势必越来越广泛。虽然他在在各行业中得到广泛应用，并获得必定的经济效益，但其技能水平与国外同类产物比较还有必定的距离，我国压力变送器职业仍存在一些缺点，阻止了压力变送器职业的展开，加大压力变送器的工作原理和存在问题的分析，自然就可以解决这种不良状况的存在。

参考文献：

[1]陈广庆.一种新型的智能压力变送器[J].工矿自动化.2009.10.

浅谈压力开关的工作原理 篇3

压力开关是一种简单的压力控制装置，当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。

压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。

压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。

开关元件有磁性开关、水银开关、微动开关等。

压力开关的开关形式有常开式和常闭式两种。

压力开关用在空压机上面主要是来调节空压机的起停状态,通过调节储气罐内的压力来让空压机停机休息,对机器有保养作用.在空压机工厂调试的时候,根据客户需要调节到指定压力,然后设定一个压差.例如,压缩机开始启动,向储气罐打气,到压力10kg的时候,空压机停机或者卸载,当压力到7kg的时候空压机又开始启动,此间有一个压力差,这个过程就可以让压缩机休息一下,达到保护空压机的作用.由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化，通过进气阀使空气经过空气滤清器（消声器）进入气缸，在压缩行程中，由於气缸容积的缩小，压缩空气经过排气阀的作用，质量流量计经排气管，单向阀（止回阀）进入储气罐，当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动

随着电子技术和信息技术的飞速发展，压力测量和自动控制技术已深入到人们生活和工作的各个领域，作为压力量的控制方式之一的压力开关已不仅仅局限于对某一点压力的开闭式两态控制，而是在开关控制的基础上要同时能够实现分辨压力大小，对控制点连续设定，进行远距离信号传输等功能，因此电子压力开关代替各种机械式压力开关已逐渐成为应用的主流。

电子压力开关基本原理

电子压力开关主要采用压力传感器进行压力采样，通过压力传感器直接将非电量—压力转换为可直接测量的电量—电压或电流，再通过信号调理电路对传感器信号进行放大和归整处理，最后通过比较电路，使得该器件在所设定的压力门限上，输出电平是某一逻辑状态，这个逻辑电平可输入到微控制器，驱动后部电路或控制电开关。用户可以通过设定电平转换门限来决定压力开关的动作的压力值，质量流量计而且可以通过放大和归整处理后的电信号对压力进行实时监测和远距离传输。

电子压力开关DS200结合了以下几项特色：精密的压力变送器，智能压力开关和数字显示功能。其应用领域贯穿于气体力学到液压领域，在精密控制领域也得到广泛应用。其显著特点就是它的稳定性。

DS200可用于任何能与不锈钢和FKM兼容的气体和液体测量

系统压力由四位LED显示。此外,DS200也支持通过显示板上的按钮对设置保护，两个开关输出显示设置和开关输出等现场编程。

在常压范围的0~100%可以自由设置点。

压力变送器工作原理 篇4

[论文摘要]介绍当前压力容器制造和使用过程中所采用的无损检测技术，包括射线、超声、磁粉、渗透等常规技术和声发射、磁记忆等新技术，并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。

[论文关键词]压力容器 无损检测 新技术

一、引言

随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种，本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。

二、无损检测方法

现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（Ultrasonic Testing，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（Magnetic Testing，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性 该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（Acoustic Emission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metal magnetic memory, MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

三、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。在质量保证系统中发挥的作用越来越显示它的重要性和必要性，成为控制产品质量、保证在役设备安全运行的重要手段。它的重要作用有赖于无损检测方法选择的正确和检测结果是否可靠，从产品质量观点看这是重要的，从纯经济观点讲，为了减少总费用支出，可靠性亦是必要的。近年来，由于产品市场的相互竞争，高质量是提高竞争力的重要因素，因此不少部门和企业逐渐重视加强质量检验系统。对于负责质量检测人员来说，研究和认识影响无损检测结果可靠性的种种因素是很重要和必要的。

参考文献：