压力变送器的性能与选购

如何更好的应用压力变送器？中科博微是一家有这二十余年生产研发经验的智能温度变送器、智能压力变送器生产厂家，是国内第1个通过国际认证的FF H1现场总线协议栈，国内工业以太网协议（HSE）的厂家，拥有先进的技术工艺，拥有多项研发专利，产品主要出欧美等数十个国家和地区。选择博微，值得信赖。联系电话：(024)31217263 很多人都会问压力传感器与压力变送器是不是一个我来告诉你不是一个，压力传感器是一种能感受压力，并按照一定的规律将压力信号转换成可用电信号的器件或装置。传感器内部没有放大电路，满量程输出一般为mV级，带负载能力低，不能直接与计算机接口。压力变送器是一种能感受压力，并将压力信号转换成可传递的统一输出信号的仪表，而且其输出信号与压力信号之间有一给定的连续线性函数关系。变送器内部装入放大电路，输出信号通常为直流4-20mA或1-5V（供Ⅲ型系列仪表使用）；0-10mA或0-10V（供Ⅱ型系列仪表使用）。变送器可以直接与计算机接口。压力变送器的性能比较稳定，可以在不同的行业中进行可靠的测量，简单介绍一下它的应用与维护。由于压力变送器采用的是集成电路，所以它的外围器件比较少，但是可靠性很高，维护也很方便。此外，由于压力变送器的体积较小，所以比较容易安装和调试。而它的铝合金外壳使得其隔离效果也很好，并且还有一层静电保护层，给用户带来了更大地好处。如今中科博微研发的智能压力变送器不仅具有抗干扰能力、测量精度高，而且稳定性很好带有温度补偿，因此可以测量各个领域中，流体的压力、流量、液位、密度等状况，可以算得上是一款不可缺少的测量仪器。那么在选购压力变送器时,应该注意哪些问题,才能选购到一个经久耐用的压力变送器呢?以下六种方法供大家参考: 精度等级每一种电子式的测量计都是会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不同的,比如,中国、美国等国家标的精度是传感器在线性度最好的部分,也就是我们所说的测量范围的10%到90%之间的精度;但欧洲标的精度则是线性度最不好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度.如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%. 测量介质一般我们测量的是相对比较清洁的流体,我们就直接采用标准的压力变送器就可以了,如果你所测量的介质是易结晶的或粘稠的,我们一般采用的是外置膜片或和化学密封共同使用,这样会有效阻止介质堵住压力测量孔. 接液材质一般考虑的是压力变送器所测量的介质,一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量.如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性,那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿面. 输出信号目前由于各种采集的需要,现在市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要4~20mA,0~20mA,0~10V,0~5V等等,但是比较常用的是4~20mA和0~10V两种,在我上面举的这些输出信号中,只有4~20mA为两线制（我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线）,其他的均为三线制. 介质温度由于压力变送器的信号是通过电子线路部分转换的,所以一般情况下,压力变送器的测量介质温度为-30到+100度,如果温度过高,我们一般采用的是冷凝弯来冷却介质,这样相对让厂家特地为你生产一个耐高温的压力变送器的成本会降低很多. 量程范围一般传感器测量的最大范围为传感器的满量程70%是最好的,也就是现在要测量70bar的压力,我们选压力变送器的量程应该选100bar.

压力变送器介质的具体作用与发展分析

关键词：压力变送器摘要：本文对压力变送器介质的具体作用与发展分析进行了详细介绍，供参考。随着国内经济的发展，压力变送器市场发展面临巨大机遇与挑战，在市场竞争方面，压力变送器企业数量越来越多，市场正面临供给与需求的不对称，压力变送器行业有进一步洗牌的强烈要求，但是在一些压力变送器细分市场仍有较大的发展空间，信息化技术将成为核心竞争力。压力变送器，是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力变送器在实际操作中，需要借助介质来完成生产的测量。那么接下来中国传感器交易网就来说说压力变送器的介质在生产测量中的作用吧。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。我们使用压力变送器的被测介质具有两种不同的压力，分别是高、低两压力室，另外，在使用仪器仪表的过程控制系统中，它的检测仪表其稳定性、可靠性比精度更为重要。在生产测量中，压力变送器的介质是不可缺少的，并且也发挥了重要的作用。压力变送器的介质，其好坏将会直接影响到测量结果的准确性，因此，在测量前，需要注意压力变送器的维护。根据2016-2021年中国智能型压力变送器产业运行态势及投资战略研究报告显示，到2020年全球压力变送器市场收益预计达37.7亿美元(约合人民币248亿元)，复合增长率为5.0%。随着工业生产过程的日益自动化，优化资源、减少成本和提高安全性的需求推动了这一市场的发展。压力变送器将在电力、化学、给水排水和制药等产业增加应用。分类别来看，多变量变送器市场增长最快，虽然这一装置成本较高，但它能够测量多个参数，减少整个流程的测量成本，从而帮助企业节省大量的潜在费用。分地区来看，2014年北美地区占据全球压力变送器市场最大的份额，但是由于亚太地区能源容量扩张、新的项目投产，为保持成本最优而需要提高工业自动化和产量，预计2015至2020年间，亚太地区将成为增长最快的压力变送器市场。纵观国内市场，变送器行业有着广泛的发展空间，据有关专家预测智能压力变送器产业市场未来主要在电力工业、石油化工、化肥、环保和城建等行业。他们断言，谁有好的技术，谁有过硬的质量，谁能不断开发新产品，谁就能在激烈的市场竞争中抢得先机、脱颖而出。

压力变送器传感器的应用及特点分析

智能压力变送器什么品牌的好？中科博微是一家有这二十余年生产研发经验的智能温度变送器、智能压力变送器生产厂家，是国内第1个通过国际认证的FF H1现场总线协议栈，国内工业以太网协议（HSE）的厂家，拥有先进的技术工艺，拥有多项研发专利，产品主要出欧美等数十个国家和地区。选择博微，值得信赖。联系电话：(024)31217263 我们知道，晶体都是各向异性的，非晶体就是各向同性的。某些晶体介质，当沿着的一定方向受到机械力作用发生变形的时候，就会产生极化效应；科学家就是根据这个效应研制从而出了压力传感器。压电传感器中主要就是使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠以及磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体当中发现的，在一定的温度范围以内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。也可以用于军事工业，例如用它来测量在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。在智能化的今天GPRS型无线压力传感器和智能无线压力变送器是一款低功耗、具有无线通讯功能的智能仪表，以先进的工业级MCU为核心，高品质的传感器为采集前端，结合工业级无线GPRS数据模块，利用中国移动成熟的GPRS网络，实现现场仪表数据到云端的无线传输。仪表按照设定间隔时间上报数据，客户通过Web页面实现远程仪表配置和数据查阅，上传下发数据均存进数据库，便于后期查询。通过互联网PC或移动终端登录相关网址即可获取仪表数据，并实现对采集的数据统计、分析，形成报表和数据曲线，具有直观、准确、高效的特点。基于GPRS公网的广泛覆盖，可实现大区域范围内的众多监测点的实时监测，如自来水管网压力、高池液位、环境参量检测、水文监测等等。产品特点 GPRS网络适用地域广； LCD实时显示；电源反接保护；两路继电器输出；阈值上、下限报警功能；联网自动校时，断网自动重连；按键操作，可现场配置仪表； Web端查看和远程配置仪表，支持手机短信查询数据；具有防震、防潮功能，适应野外环境。性能指标量程：0MPa～1MPa...10MPa 供电电源：太阳能电源/15V～30V DC（以仪表名牌标识为准）精度：±0.5%FS 压力类型：表压/绝压/密封表压显示：6位8段数码液晶输出信号：LCD现场显示，GPRS无线信号传输按键：3按键电气连接：6芯电缆（电源和继电器）重量：约6kg 电磁兼容：GB/T 17626.2/4-2006 存储温度：-30℃～80℃ 感压膜片：不锈钢316L 工作温度：-20℃～70℃ 相对湿度：0%～95% 继电器负载：5A/220V AC 5A/30V DC 继电器触点寿命：>10万次长期稳定性：±0.5%FS/年振动：≤3g/10Hz...150Hz（IEC 60068-2-6-2007）传输距离：有中国移动GPRS网络覆盖的地方均可装置充电：取出配置线、电源接头，将电源接头同航空插头线连接，插接头同装置连接，待连接好后，将电源接头插入220V 电源插座，这时装置显示屏上电源电量指示格动态显示，表示装置正在充电。 31.装置开关机：装置正常工作时，实时显示采集的数据。当装置长时间不使用时，可用随机配带的磁棒点击显示面板的POWER按键2-3秒，显示屏关闭，装置即进入深度休眠状态。再次点击设备POWER按键2-3秒，显示屏即可正常显示数据，设备进入正常工作状态。开关机按键位置如图6-1。 32.装置校准：当装置更换使用环境，在正常大气压下显示零点压力值有误差时，可使用随机配带的磁棒按下CALIBRATE键2-3秒，即可对装置进行零点校准，此时显示屏第一字段显示“C”，表示装置零点校准成功。采用低功耗处理器内嵌精密时钟、自动校时，与Internet 时间同步内嵌TCP/IP 协议高精度内部AD 检测温度变化专用上位机软件设置参数支持数据存储功能内嵌看门狗，不死机锂离子电池供电支持深度休眠，按键唤醒功能具有数据存储，数据补发功能具有电池电量低短信报警功能外壳防护等级：IP65 标准工业5 芯防水航插具有防反接、防浪涌、防震、防潮、防雨、防有害气体功能。精度高、抗干扰、免维护选型提示 1、选型时请注意被测介质要与产品接触部分的相兼容。 2、绝压型产品的基本量程最小为0.1MPa。 3、电源和继电器连接线缆标配为1米。 4、为提高产品可靠性，建议用户在现场加装防雷击保护装置，并确保产品可靠接地。那么美压力变送器有什么特点一般意义上的压力变送器主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将测压元件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（如4~20mADC等），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。压力变送器根据测量范围可分成一般压力变送器和微差压变送器，负压变送器三种；从精度角度来分类的话，因为我们国家标的精度就为0.5%. 所以近年来又可以分为高精度压力变送器（0.1%或0.2%或0.075%）和一般压力变送器（0.5%）。特点： 1）使用被测介质广泛，可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物，具有一定的防腐能力。 2）高准确度、高稳定性、选用进口原装传感器，线性好，温度稳定性高。 3）体积小、重量轻、安装、调试、使用方便 4）不锈钢全封闭外壳，防水好。应用领域： 1、石油/石化/化工 *与节流装置配套，提供精确的流量测量和控制。 *可测量管道和贮罐的压力和液位。 2、电力/城市煤气/其它公司事业 *要求高稳定度和高精度的测量等场所。 3、纸浆和造纸 *用于要求耐化学液体、耐腐蚀性液体之类的场所。 4、钢铁/有色金属/陶瓷 *用于炉膛压力测量等要求高稳定性，高精度测量等场所。 *用于在严格控制（温度、湿度等）条件下要求稳定测量的场所。 5、机械/造船 *用于在严格控制（温度、湿度等）高精度条件下要求稳定测量的场所。如何正确的使用压力变送器压力变送器可以在石油、化工、造纸、冶金等行业中应用，一般用来传输压力信号。如果根据它的测量范围来分类的话，那么可将其分为一般压力变送器、微差压变送器和负压变送器。因为经常被使用，压力变送器难免不会出现一些故障，所以今天本文就来简单分析一下在应用时需要注意的地方： 1.压力在传输时，变送器与散热管连接处应密封不得漏气，管路中应保持畅通。使用时必须缓慢打开阀门，防止被测介质直接冲击传感器膜片，使其损坏无法应用； 2.如果测量蒸汽或其他高温介质时，应使用散热装置，即散热管，并且使变送器和管道连在一起； 3.由于隔离膜片很容易损坏，因此一定不可用硬物碰触膜片； 4.被测介质一定不可以结冰，否则会损坏隔离膜片，从而导致变送器无法测量。此外，压力变送器还应注意其他一些方面的问题，我们正在近一步的探讨中，尽请期待！

压力变送器的故障处理措施与日常维护

关键字：智能压力变送器摘要：压力变送器在使用过程中可能会出现无信号、误差或信号干扰等诸多问题，如下针对此类问题做了相应排查，以供参考。差压变送器在应用中是和导压管相连接的，通常的做法，需要把导压管和差压变送器的接头分别拆开，再接入压力源以后进行校准。这样是很麻烦的，并且工作和劳动强度大，最担心的是拆装接头时把导压管扳断或出现泄漏问题。我们知道不管是什么型号的差压变送器，其正、负压室都有排气、排液阀或旋塞；这就为我们的现场校准差压变送器提供了方便，也就是说可以不用拆除导压管就可校准差压变送器。对差压变送器进行校准的时候，先把三阀组的正、负阀门关闭，打开平衡阀门，然后旋松排气、排液阀或旋塞放空，然后用自制的接头来代替接正压室的排气、排液阀或旋塞；而负压室则保持旋松状态，使其通大气。压力源通过胶皮管与自制接头相连接，关闭平衡阀门，并检查气路密封情况，然后把电流表（电压表）、手操器接入变送器输出电路中，通电预热后开始校准。常规差压变送器的校准先将阻尼调至零状态，先调零点，然后加满度压力调满量程，使输出为20mA, 在现场调校讲的是快，在此介绍零点、量程的快速调校法。调零点时对满度几乎没有影响，但调满度时对零点有影响，在不带迁移时其影响约为量程调整量的1／5，即量程向上调整1mA，零点将向上移动约0.2mA,反之亦然。例如:输入满量程压力为100Kpa, 该读数为19.900mA, 调量程电位器使输出为19.900+（20.000-19.900）*1.25=20.025mA. 量程增加0.125mA，则零点增加1／5*0．125=0.025. 调零点电位器使输出为20.000mA. 零点和满量程调校正常后，再检查中间各刻度，看其是否超差?必要时进行微调。然后进行迁移、线性、阻尼的调整工作。三.智能差压变送器的校准用上述的常规方法对智能变送器进行校准是不行的，因为这是由HART变送器结构原理所决定了。因为智能变送器在输入压力源和产生的4-20mA电流信号之间，除机械、电路外，还有微处理芯片对输入数据的运算工作。因此调校与常规方法有所区别。* D4 b6 y* Z, a. K4 b 实际上厂家对智能变送器的校准也是有说明的，如ABB的变送器，对校准就有:“设定量程”、“重定量程”、“微调”之分。其中“设定量程”操作主要是通过LRV.URV的数字设定来完成配置工作，而“重定量程”操作则要求将变送器连接到标准压力源上，通过一系列指令引导，由变送器直接感应实际压力并对数值进行设置。而量程的初始、最终设置直接取决于真实的压力输入值。但要看到尽管变送器的模拟输出与所用的输入值关系正确，但过程值的数字读数显示的数值会略有不同，这可通过微调项来进行校准。由于各部分既要单独调校又必需要联调，因此实际校准时可按以下步骤进行: 一、压力变送器无输出 1、检查一下变送器的电源极性是否接反 2、检查电源输出端电压可满足要求 3、如果是带表头，看其是否损坏 4、检查电路回路电流是否正常 5、电源线是否松动先做一次4-20mA微调，用以校正变送器内部的D/A转换器，由于其不涉及传感部件，无需外部压力信号源。再做一次全程微调，使4-20mA、数字读数与实际施加的压力信号相吻合，因此需要压力信号源。二、变送器输出小于或大于4mA 1、电源是否正常：如果电源输出太小，检查回路是否带有大的负载，其输入阻抗应满足RL≤(变送器供电电压-12V)/(0.02A)Ω 2、实际测量压力是否超过量程：在过载情况时，容易造成产品回零不正常，会大于初始零位；有时严重过载会导致其损坏，应返厂维修三、变送器输出大于20mA 1、检查电源（检查方法同上一条） 2、实际测量压力是否超过量程 3、检查接线是否松动，并拧紧 4、电源接线接到相应的接线柱上最后做重定量程，通过调整使模拟输出4-20mA与外加的压力信号源相吻合，其作用与变送器外壳上的调零（Z）、调量程（R）开关的作用完全相同有的人认为，只要用HART手操器就可改变智能变送器量程，并可进行零点和量程的调整工作，而不需要输入压力源，但这种做法不能称为校准，只能称为“设定量程”。真正的校准是需要用一台标准压力源输入变送器的。因为不使用标准器而调量程（LRV、URV）不是校准，忽略输入部分（输入变送器的压力）来进行输出调节（变送器的转换电路）不是正确的校准。四、指示不稳定 1、在这种情况下，应对变送器进行阻尼调整，调整后，情况未改观，则需对其进行重新检验，看感应膜是否损坏，最后检查附近有没有强电磁干扰，这种故障如果处理不当，会导致系统不工作或误动作。再者压力、差压检测部件与A/D转换电路、电流输出的关系并不对等，校准的目的就是找准三者的变化关系。强调一点:只有对输入和输出（输入变送器的压力、A/D转换电路、环路电流输出电路）一齐调试，才称得上是真正意义上的校准。日常维护方法压力变送器已经被广泛应用，很多环境中都需要应用到压力变送器，也许我们知道怎么选择压力变送器，也知道怎么使用压力变送器，但是你是否知道怎么维护压力变送器呢？日常维护压力变送器有那些方法呢？压力变送器厂家一般质保一年，有的质保两年，但是没有哪个厂家会经常去给你维护压力变送器，所以我们还是需要了解一下压力变送器日常维护方法。主要有一下8点： 1、防止渣滓在导管内沉积和变送器与腐蚀性或过热的介质接触。 2、测量气体压力时，取压口应开在流程管道顶端，并且变送器也应安装在流程管道上部，以便积累的液体容易注入流程管道中。 3、测量液体压力时，取压口应开在流程管道的侧面，以避免沉积积渣。 4、导压管应安装在温度波动小的地方。 5、测量液体压力时，变送器的安装位置应避免液体的冲击（水锤现象），以免变送器过压损坏。 6、冬季发生冰冻时，安装在室外的变送器必须采取防冻措施，避免引压口内的液体因结冰体积膨胀，导致变送器损失。 7、接线时，将电缆穿过防水接头或绕性管并拧紧密封螺帽，以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。 8、测量蒸汽或其它高温介质时，需接加缓冲管（盘管）等冷凝器，不应使变送器的工作温度超过极限。了解以上几点压力变送器日常维护方法对我们是很有帮助的，这样才能确保我们的压力变送器用得更久，性能更加稳定。当然这只是日常维护的几点，还有其它的需要注意的，比如用了一年之后可以发回厂家进行校准，防止变送器出现偏移等。

压力变送器未来发展趋势和市场行情

关键词：压力变送器单晶硅压力变送器传感器趋势压力变送器在未来发展中上升非常快，应用领域涉及众多，中科博微致力发展新的技术新的产品，让变送器更加智能化、现代化、数字化。压力变送器主要用于工业过程自动化控制中的压力、流量、液位、真空度、密度等参数的测量，广泛应用于冶金、电力、化工、煤化工、核电、建材、船舶、机械制造、垃圾处理、高速公路、城市供热、军工、医药、食品等各个行业。压力变送器是一种将检测到的压力转换为与压力成正比的电信号，再经过放大、输出标准信号，为控制系统、二次仪表提供显示、记录、调节、测量、通讯等信号的设备。压力变送器的核心是压力传感器和信号处理电路两部分。随着计算机、电子技术的发展，压力变送器在技术、功能、性能上得到了快速提升，也促进了工业自动化水平的发展与应用。变送器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开变送器,因此,许多国家对变送器技术的发展十分重视,如日本把变送器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和变送器) 之一。在各类变送器中压力变送器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力变送器已成为各类变送器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类变送器。因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力变送器的研究现状和发展趋势。压力变送器的技术现状经过多年的建设与发展，我国仪器仪表已经初步形成产品门类品种比较齐全，具有一定生产规模和开发能力的产业体系，我国仪器仪表发展很快，形势很好，很多三资企业和民营企业都得以迅速发展和崛起，如今已经成为仪器仪表产业的主体。另外国家支持，推动功能新材料的产业发展，产业布局由低级向高级阶段发展的整体战略布局也渐渐浮现。虽然我国仪器仪表产业有了较大的发展，但还远远不能满足国民经济、科学研究、国防建设以及社会发展等各个方面日益增长的迫切需求。我国仪器仪表产品大部分属于中低端产品，高精度变送器几乎全部依赖进口。我国仪器仪表落后于国际先进水平，差距是全方位的，包括产品技术方面的差距和企业综合实力上的差距。主要体现在以下几个方面： 1）基础材料研究，未列入国家层面的研究项目。 2）标准化工作差距大。 3）技术差距：见表1。 4）产业水平差距：中小企业占多数，制造技术水平不高。压力变送器的发展历程现代压力变送器以半导体变送器的发明为标志,而半导体变送器的发展可以分为四个阶段: (1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯(C.S. Smith) 与1945 发现了硅与锗的压阻效应[2 ] ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力变送器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着扩散硅技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯。这种形式的硅杯变送器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。 (3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅变送器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术 ,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。 (4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力变送器,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力变送器进入了微米阶段。 2 压力变送器国内外研究现状从世界范围看压力变送器的发展动向主要有以下几个方向。压力表的分类既然自然界以及现代社会有压力存在，我们就需要对压力进行测量。而压力表就是一种用于测量压力的仪表。压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级；一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。压力表按其指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准；绝压表以绝对压力零位为基准；差压表测量两个被测压力之差。压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值；压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值；微压表用于测量小于60000 Pa的压力值；低压表用于测量0~6MPa压力值；中压表用于测量10~60MPa压力值；高压表用于测量100MPa以上压力值。压力变送器是工业实践中最为常用的一种压力测量仪器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力变送器的组成和测量原理作为一个转换为电信号的测量仪表，图1-2-1是压力变送器有一个基本的工作框图：压力传感器检测到压力后，输出一个电信号，这个信号可以是电压，也可以是频率或脉冲。信号处理电路会把这个信号放大或者整形，若是智能变送器会把这个信号转换为数字量，进行非线性及温度的补偿，然后再转换为模拟量，送给变送输出部分，变成4～20mA电流信号。若是非智能变送器，则直接把模拟的电信号送变送输出。一般的变送器均为2线制仪表，即供电和测量信号的输出使用相同的2根导线。光纤压力变送器这是一类研究成果较多的变送器,但投入实际领域的并不是太多。它的工作原理是利用敏感元件受压力作用时的形变与反射光强度相关的特性,由硅框和金铬薄膜组成的膜片结构中间夹了一个硅光纤挡板,在有压力的情况下,光线通过挡板的过程中会发生强度的改变,通过检测这个微小的改变量,我们就能测得压力的大小。这种敏感元件已被应用与临床医学,用来测扩张冠状动脉导管气球内的压力。可预见这种压力变送器在显微外科方面一定会有良好的发展前景。同时,在加工与健康保健方面,光纤变送器也在快速发展。电容式真空压力变送器某公司电容式压力变送器是由一块基片和厚度为0. 8～2. 8mm的氧化铝(Al2O3) 构成,其间用一个自熔焊接圆环钎焊在一起。该环具有隔离作用,不需要温度补偿,可以保持长期测量的可靠性和持久的精度。测量方法采用电容原理,基片上一电容CP 位于位移最大的膜片的中央,而另一参考电容CR 位于膜片的边缘,由于边缘很难产生位移,电容值不发生变化,CP 的变化则与施加的压力变化有关,膜片的位移和压力之间的关系是线性的。遇到过载时,膜片贴在基片上不会被破坏,无负载时会立刻返回原位无任何滞后,过载量可以达到100 %,即使是破坏也不会泄漏任何污染介质。因此具有广泛的应用前景。硅微机械加工变送器在微机械加工技术逐渐完善的今天,硅微机械变送器在汽车工业中的应用越来越多。而随着微机械变送器的体积越来越小,线度可以达到1～2mm ,可以放置在人体的重要器官中进行数据的采集。Hachol ,Andrzej ;dziuban ,Jan Bochenek 报导了一种可以用于测量眼球的眼压计,其膜片直径为1mm。在内眼压为60mmHg 时,静态输出为40mV ,灵敏度系数比较高。耐高温压力变送器新型半导体材料碳化硅(SiC) 的出现使得单晶体的高温变送器的制作成为可能。Rober. S. Okojie报导了一种运行试验达500 ℃的α(6H) SiC 压力变送器. 实验结果表明,在输入电压为5V ,被测压力为6. 9MPa 的条件下,23500 ℃时的满量程输出为44. 66～20. 03mV ,满量程线度为20. 17 % ,迟滞为0. 17 %。在500 ℃条件下运行10h ,性能基本不变,在100 ℃和500 ℃两点的应变温度系数( TCGF) , 分别为20. 19 %/ ℃和- 0. 11 %/ ℃。这种变送器的主要优点是PN 结泄漏电流很小,没有热匹配问题以及升温不产生塑性变型,可以批量加工。Ziermann ,Rene 报导了使用单晶体n 型β- SiC 材料制成压力变送器,这种压力变送器工作温度可达573K,耐辐射。在室温下,此压力变送器的灵敏度为20. 2muV/ VKPa。 Madshen智能单晶硅高稳定型压力变送器采用美国、德国先进的MEMS技术制成的单晶硅传感器芯片、全球独创的单晶硅悬浮式设计，实现了国际领先的高准确度、超高过压性能优异的稳定性。内嵌德国信号处理模块，实现静压与温度补偿的完美结合，可在大范围内的静压和温度变化下提供极高的测量精度和长期稳定性。同时具备极强的抗电磁干扰能力，足以应对最为苛刻的工业环境应用。中国工业自动化压力变送器的发展，是从西仪引进罗斯蒙特的金属电容模拟型压力变送器到国内厂商竞相模仿并推出小型化数字金属电容压力变送器，再到现在全球发展动向的单晶硅技术压力变送器，从满足最基本流程工业自动化（DCS、PLC）常规、防爆、本安单晶硅压力变送器到SIS安全仪表系统功能安全单晶硅压力变送器，还有与药品食品安全相关的无菌级卫生型单晶硅压力变送器，麦德胜Madshen是想成为全球专业、领先的单晶硅智能压力变送器知名品牌，随着中国制造2025智能制造趋势发展，单晶硅技术压力变送器正借助于中国智能智造的东风，全力以赴抓住智能制造的历史机遇超越自我，努力成为全球知名品牌之一。多维力变送器六维力变送器的研究和应用是多维力变送器研究的热点,现在国际上只有美、日等少数国家可以生产。在我国北京理工大学在跟踪国外发展的基础上,又开创性的研制出组合有压电层的柔软光学阵列触觉,阵列密度为2438tactels/ cm2 ,力灵敏1g ,结构柔性很好,能抓握和识别鸡蛋和钢球,现已用于机器人分选物品。具有自测试功能的压力变送器为了降低调试与运行成本,Dirk De Bruyker 等人报导了一种具有自测试功能的压阻、电容双元件变送器,它的自测试功能是根据热驱动原理进行的,该变送器尺寸为1. 2mm 3mm 0. 5mm ,适用于生物医学领域。压力传感器压力传感器的作用是将压力的物理信号转换为电信号。通常使用的压力传感器主要有3类。陶瓷电容传感器以三氧化二铝陶瓷构成，当传感器感受压力后，两导电极板间距离发生变化，引起电容量发生变化。通过振荡电路可以将这个电容变化转换为电压信号，就可以测量出电容量也就是压力大小。陶瓷电容压力传感器的特点是热稳定性好，抗过载能力可达量程的百倍以上，没有液体传递压力，无任何填充液，不会产生工艺污染，因此在食品、医药等行业有着广泛的应用，加之是干式陶瓷膜片，也没有安装位置影响。有的陶瓷压力传感器带有专用调理电路，可直接输出0.5~4.5V的电压信号。虽然压力传感器的量程范围不同，但是输出信号的幅值都相同。即0.5V对应传感器测量的最小压力，4.5V对应最大压力，其余中间各点与测量压力成线性关系。例如，-0.1～１MPa的压力传感器，在压力为0时的理论输出为0.86V。金属电容差压传感器金属电容差压传感器的原理是：被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充的硅油传送到测量膜片两侧。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。这个信号可以是电压，或者频率及脉冲。金属电容传感器的优点是结构简单，灵敏度高，过载能力强，动态响应特性好，对高温、辐射等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性，有压力迟滞，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，很难做高精度。扩散硅传感器扩散硅传感器的核心测量元件是采用扩散工艺形成电阻并连接成惠斯通电桥，并施加一个供电给电桥。当压力作用在敏感元件上时，电阻值发生变化并且产生一个与作用压力成正比的线性输出信号。有的厂家传感器使用硅油传递压力。当外界压力作用在不锈钢隔离膜片上，通过隔离硅油传递到扩散硅压力敏感元件上引起电桥输出电压变化。扩散硅压力传感器的优点是非线性误差小，压力迟滞小，缺点是对温度变化敏感，为此，154N传感器使用激光调阻技术进行温度及量程补偿，改善了输出信号的温度特性。智能压力变送器技术特点压力变送器是工业自动化控制的关键设备，了解变送器行业的技术特点，也有利于工程设计的优化。随着科学技术的发展，信息传输与处理技术已取得突破性进展，智能压力变送器充分利用了微处理器的运算和存储能力，对传感器的数据进行处理，包括对测量信号的调理（如滤波、放大、A/D转换等）、自动校正、自动补偿和数据显示等，使产品性能得到很大提升。虽然各个品牌的产品特点有所不同，但整个变送器行业总的技术特点如下： 1）量程比宽，达到100：1（少数有200 ：1、400 ：1）。可以减少项目压力变送器备件采购数量。 2）精度高，最通用的是0.075%FS。可满足现有工业生产系统的控制需求。 3）稳定性好。稳定性是变送器非常重要的指标，是生产系统稳定运行的关键参考之一。现阶段，高端压力变送器的长期漂移量一般小于0.1%FS/5年。 4）测量范围大，差压最高可达20MPa，压力最高达到70MPa。解决了高差压、高压力的测量问题。 5 ）输出信号有4 ～ 2 0 m A 叠加H A R T 6 . 0 、PROFIBUS-PA、FF等多种协议可选。 6）耐温能力强。变送器本体适用于-40℃～80℃的环境温度；普通变送器可直接接触-40℃～120℃介质；法兰变送器可承受-90℃～400℃的介质，解决了煤化工、化工、石化行业中的超高、超低温介质的测量难题。 7）防腐材质多样化。随着电子束、激光焊接技术的应用，可以制造多种特殊材质的变送器。可选择的防腐材质有：316L、哈氏C、哈氏B、蒙乃尔、钽材、镀金、钛材、双相钢（MOD）、尿素级316L、特氟龙膜片（PTFE、PFA），可解决不同腐蚀介质及混合物腐蚀的测量难题。镀金膜片主要用于高温高压氢气或含氢介质的测量，减少氢离子的渗透，延长产品寿命。 8）功能更加强大。本地组态和远程组态（上位机软件或手操器）功能相结合，提高了设备的管理、调试与维护效率和方便性。仿真、故障自诊断、模块化设计功能增加了变送器使用的方便性和实用性。 9）产品种类齐全，针对不同的工艺条件、参数，可选择不同类型的压力变送器，如压力型变送器、绝对压力变送器、微差压力变送器、差压变送器、液位变送器、造纸型变送器、卫生型变送器、远传压力变送器、远传差压变送器、真空专用法兰变送器等等。压力变送器的一些基本参数和指标每一台压力变送器，都有其性能指标、使用功能、适用范围等参数，下面列举一些主要的性能指标和必要的工作参数：测量精度压力变送器的输出值随压力的变化，理论上是线性的（开方输出除外），而实际上的输出与理论值之间是有误差的，测量精度就是表示变送器的最大测量误差，精度=（实际输出值-理论输出值）/量程×100%，取3次测量行程的最大值，是一个相对量。目前各公司生产的智能变送器基本上测量精度为±0.1%，非智能变送器为±0.5%。回差（迟滞）当使用变送器测量压力时，压力变化从小到大和从大到小，经过同一个压力点时，按理论讲，变送器所测量出的压力值是一样的，但实际情况是，变送器所测量出的压力值是不同的，为说明这个问题，我们定义变送器上升行程与下降行程经过同一个压力点时，测量压力的差值为压力回差。若与量程比，就用相对值表示。一般金属电容变送器的回差相对大些，扩散硅及陶瓷电容变送器的回差相对小些。测量范围（量程）测量范围是指一台变送器所能测量的最大压力范围。这实际上是变送器所使用的压力传感器的测量范围。本公司压力变送器的测量范围一般最大约0～60MPa，即量程=60-0=60MPa，最小约0～1kPa，即量程=1kPa。量程并不是越大越好，量程大说明其检测压力范围宽，量程小说明其检测微小压力的能力强。实际变送器的设定量程有时候不一定需要其最大量程，这就需要进行量程迁移。量程迁移比假如实际工况需要测量的压力范围为0～3kPa，但是我们压力传感器没有这个档，这就需要我们使用0～10kPa的传感器来制作变送器，然后，通过量程迁移，使得变送器可以在测量0～3kPa的压力时，输出4～20mA电流,并且精度等指标满足使用要求。量程迁移比=传感器量程/实际需要量程，在上面例子中，量程迁移比为10/3=3.3，表示为 3.3:1。变送器的迁移实际是改变信号放大电路的增益，非智能表一般通过改变电阻值来改变增益，智能表可以通过按键或HART通信直接改变其量程。量程迁移比对每种变送器来说，其允许的最大迁移量是有限定的，超过最大迁移比，变送器的性能变差，不能正常工作。阻尼时间阻尼时间是指当有阶越输入时，输出达到阶越值63.2%时的时间。它表示了变送器的输出随被测压力变化的响应速度。例如在测量介质波动比较厉害时，仪表输出就会随之波动，不利于人员观察和操作，后续设备如调节阀电机等也会频繁剧烈动作，易损坏设备。把阻尼调大就可使输出信号尽量平缓柔和。一般智能变送器出厂时阻尼时间设定为0秒，即无阻尼。输出特性对于二线制的压力变送器来说，其输出通常就是4～20mA电流，即压力量程下限对应4mA，上限对应20mA，上下限之间的压力与电流呈线性关系。例如一个量程0～100kPa的变送器，其零点输出为4.001mA，满量程输出为20.005mA，当测量压力为50kPa时，理论输出电流=零点电流+测量压力值/量程×电流最大变化量=4.001+50/100×（20.005-4.001）=12.003mA对于差压变送器来说，在其用于测量流量时，由于流量与压力的开方成线性关系，因此，差压变送器有开方输出模式，对于上面例子来说，当测量压力为50kPa时，理论输出电流=零点电流+（测量压力值/量程）1/2×电流最大变化量= 4 . 0 0 1 + （ 5 0 / 1 0 0 ） 1 / 2 × （ 2 0 . 0 0 5 - 4 . 0 0 1 ）=15.317mA 压力变送器的应用压力变送器工作时，必须直接与被测介质相接触，常常在高温、低温、腐蚀、振动、冲击等环境中运行，在工程现场能否正常、可靠运行，不仅取决于产品质量，还取决于优化的工程设计、合理的型号配置、正确的现场维护3个方面。压力变送器产品广泛应用于钢铁、化工、造纸、污水处理、自来水、热力、电力、食品、有色等行业。压力变送器除了可以测量压力外，还可以衍生出很多用途，比如利用差压变送器测量流量，利用液体的重力测量液位（静压式液位计）。测量流量差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外，它还可以配合各种节流元件（如孔板）来测量介质流体的流量。测量液位静压液位变送器的工作原理是：液体中某一点的静压力与该点到液面的距离成正比，即：P=ρgh。其中：P-被测点的压力（压强）、ρ-介质密度、g-重力加速度、h-被测点到液面的高度。对已确定的被测介质ρ，g为常数，故被测点到液面的位置的变化只与被测的P压力（压强）有关。在敞开容器内测量液位时，需要一台压力变送器即可。当测量密闭受压容器的液位时，可考虑用两台压力或者一台差压变送器，即测量下限一台，测量上限一台，它们的输出信号进行减法运算，即可测出液位，这时一般选用差压变送器。在容器内液位与压力值不变的情况下，它还可以用来测量介质的密度。压力变送器的发展趋势为适应工业及自动化控制的发展，未来压力变送器的在技术层面的发展趋势将是实现产品低功耗、数字化、智能化、网络化、专业化、高精度、高适应性和高安全性。压力变送器的趋势：当今世界各国压力变送器的研究领域十分广泛,几乎渗透到了各个行业,但归纳起来主要有以下几个趋势: (1) 智能化由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得变送器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。 (2) 集成化压力变送器已经越来越多的与其它测量用变送器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。 (3) 小型化目前市场对小型压力变送器的需求越来越大,这种小型变送器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小,可以放置在人体的各个重要器官中收集资料,不影响人的正常生活。如美国Entran 公司生产的量程为2～500PSI 的变送器,直径仅为1. 27mm ,可以放置在人体的血管中而不会对血液的流通产生大的影响。 (4) 标准化变送器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。如ISO 国际质量体系;美国的ANSI、ASTM标准、俄罗斯的ГOCT、日本的J IS 标准。 (5) 广泛化压力变送器的另一个发展趋势是正从机械行业向其它领域扩展,例如:汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。高性能压力变送器日趋成熟采用先进的微型计算机技术，设计低功耗、快速响应、高分辨率的处理和控制电路，以降低系统硬件所产生的误差，提升系统的可靠性和稳定性。对放大、滤波、线性与温度复合补偿算法进行深入的研究，提高算法的准确性，以减小系统的综合误差。未来0.04%精度等级的压力变送器将成为市场的主流。无线压力变送器市场前景广阔随着无线通讯技术在行业应用的逐渐推广，无线压力变送器也受各大厂商和各行业用户的关注，成为继现场总线和工业以太网又一热点技术。在现场使用硬线连接成本过高的工业现场，无线压力变送器将发挥明显优势，消除变送器和控制电路之间的连接，从而节约能源，减少配线和维护费用。随着工业信息化、智能化建设的大力推进，无线压力变送器产品优势在中国市场逐渐被用户认可，市场进入快速成长时期。特别是在油气、化工、市政等行业，无线智能压力变送器应用较为广泛。智能化由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得变送器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。集成化成为行业应用新趋势压力变送器已经越来越多的与其他测量用变送器集成，以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化系统中可提高操作速度和效率。小型化市场需求进一步扩大目前市场对小型压力变送器的需求越来越大，小型压力变送器可以工作在窄小的空间。集成技术在一定程度上支持了变送器产品小型化的发展。并且这种小型变送器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小。专业化（个性化）需求更加突出，应用领域更加宽广随着工业自动控制水平的提高，各行业尤其是精细化工、石油石化、煤化工的大力发展，对变送器的要求也越来越高，针对不同工艺条件，需研发专用的智能变送器，以解决压力、流量、液量测量中的工艺难题。如：在煤制油、煤制气工艺中，需解决高温、高压、氢渗透、固体杂质冲刷与堵塞难题的专用法兰变送器。在大化肥尿素合成、精细化工中，需解决高温、高压、强腐蚀、易结晶，以及高温真空测量的专用变送器。在深海油田中，需研发耐海水腐蚀、海底高压力防护等级和高可靠性的专用压力变送器，确保变送器在海底石油开采中长期稳定的工作。在液体、气体计量中，需要专用的多参量智能压力变送器，提高微小流量计量的精度与可靠性等。标准化变送器的设计与制造已经形成了一定的行业标准，但是我国的仪器仪表行业正面临着巨大的挑战。只有提高国产品牌的性能，才能在与洋品牌的竞争中有一席之地。针对我国传感器与仪表元器件产品的使用寿命、稳定性、可靠性与国外先进技术与产品存在较大差距，建立元器件可靠性服务平台，传感器、仪器仪表元器件可靠性设计与分析；可靠性试验与评估；环境适应性测试技术与仿真；可靠性数据库构建技术，建设统一的可靠性数据库，实现数据共享；可靠性筛选试验和可靠性管理。一点点的积累，一步步的前进，才能造就将来的行业良好发展。

热电偶作为温度传感器有什么特点

关键词：热电偶温度传感器智能温度变送器摘要：中科小编为您介绍热电偶作为温度测量传感器具有那些特点热电偶作为温度测量传感器,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统，用以直接测量或控制各种生产过程中0-1800℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等许多优点，它和工业用装配式热电偶一样，作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等优点，热电偶与装配式热电偶一样，作为测量温度的传感器，通常热电偶和显示仪表、记录仪和电子调节器配套使用，同时，热电偶亦可以作为装配式热电偶的感温元件。热电偶可以直接测量各种生产过程中从0℃～1100℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面的温度。通过对热电偶各项参数及特征的介绍，大家应该对此有了更深层的了解。热电偶是需要根据实际情况和要求来选取的，并非通用的，选择最适宜的产品才能给生产带来有益的效果，否则只会徒增烦恼，给质量带来不必要的困扰。在化工生产中，一般温度的检测都是单测量点，一个点安装一个温度检测仪表，但在一些压力容器中，由于容器内的介质高压、高温、腐蚀、易燃、有毒等等状况，对于容器外壁的开孔就有严格的要求。对于安全使用来说没有开孔是最安全的，因为开孔就需要密封、焊接，不论焊接的焊缝还是密封垫的静密封都是一个承压的薄弱环节，其具有不确定的安全隐患，泄漏危险往往从这些不弱环节发生。在高压、高温压力容器的制造过程中，生产厂家对于压力容器的开口都有非常苛刻的要求，能够减少的开孔尽量减少，而受使用过程中的生产需求，容器内需要进行众多的介质参数的检测，特别是在一些化学反应过程中的温度检测中，其温度的大小反映出化学反应的深度，因此需要尽可能的多点温度检测。多点温度计的就是由此设计出来的，在智能温度变送器中应用非常多，所谓多点温度计，就是在一个开口点上，尽可能多的安装温度检测仪器，通过温度检测仪器的长度不同来实现多点的温度检测。厂里的一套高压加氢的加氢精制反应器的温度检测就是使用了这种温度检测——多点热电偶。热电偶外部安装形式热电偶与塔器连接的安装形式 K型热电偶串入一个很细的的保护套管中，其外部通过旋母来实现固定。为防止裸露在外的热电偶损坏，外部使用了防护橡胶套管延伸到变送器处。多点热电偶的温度变送器三支热电偶分别标注，变送器按照顺序安装，防止维护维修误操作。温度变送器的铭牌，现场温度变送器悬挂的远传信号线缆标示牌，与控制室内的信号接线端子处的线缆信号相一致，可以方便的进行维护维修。反应器温度检测的法兰连接表面，可以看到密封法兰的厚度，承受压力越高厚度越大多点热电偶连接密封法兰的侧面，同样可以看到法兰的厚度，为了安全比压力容器预留的安装法兰的承压等级还要高多点热电偶安装法兰的内部密封面三支热电偶套管采用焊接的方式来实现密封为了加强进入容器内的热电偶套管的强度，为防止热电偶套管及热电偶在经受介质的冲击力和自身重量而发生机械变形弯曲等现象，内部使用了加强板结构，其热电偶的保护套管固定在加强板上。此反应器在使用中由于是加氢化学反应，对于介质的反应深度有检测控制要求，因此使用了三点温度检测，反应器中心温度和两侧温度，所以其多点热电偶三支长度差距较大，最长的热电偶为距离安装法兰最远的对边的容器边温度检测。热电偶长度的大小也能够反映出反应器容积的大小。

温度测量应用分析

在机械化智能化的今天，智能温度变送器起到了很大的作用，中科博微自2001年就开始研发生产智能温度变送器和智能压力变送器，经过多年发展，在行业中，也起到了至关重要的角色，中科也进行了大规模的测试。下面是又中科小编整理的温度测量的应用分析，合成燃料研究、太阳能转换和新发动机开发是应对我们日益减少的自然资源状态仅有的少数几个迅速发展的学科。随着所有行业把新重点放在能效上，基本的温度测量呈现出更高的重要性。本应用说明的目的是探索更常见的温度监测技术并介绍提高其精度的过程。我们将重点介绍以下四种最常见的温度传感器：热电偶、RTD、热敏电阻和集成电路传感器。尽管热电偶已得到广泛应用，但却常被误用。因此，我们将主要集中介绍热电偶测量技术。对于使用特定热电偶应用的人员，附录B可帮助他们选择最佳类型的热电偶。在本应用说明中，我们将重点强调传感器布置、信号调节和仪器的实用考虑因素。早期测量设备 - 伽利略在约1592年前后发明了温度计。1, 2, 3他在开口的容器中装满有色酒精，并悬挂一个喉部狭长的玻璃管，管顶部是一个空心球。加热后，球体中的空气膨胀并通过液体冒出气泡。冷却球体会导致液体在管中向上移动。1然后，可通过标注液体在管内的位置观察球体的温度波动。这一“倒置”的温度计只是一个简劣的指示器，因为液位会随大气压力变化并且玻璃管没有刻度。随着佛罗伦萨温度计的发展，纳入了密封结构和刻度尺，温度测量的精度有了巨大提高。在随后的几十年里，人们构思了许多种温标，所有这些都基于两个或更多固定点。但其中一种温标直到18世纪早期才得到公认，当时荷兰的仪器制造商华伦海特制作出了精确并且可重复的水银温度计。对于华氏温标的低端固定点，华伦使用了冰水和盐（或氯化铵）的混合物。这是他能够重现的最低温度，并且他将其标记为“零度”。对于华氏温标的高端，他选择了人体血液温度并将其标为96度。为什么是96度而不是100度？这是因为早期的刻度被分成十二等份。而华伦显然为了努力追求更高的分辨率，而将华氏温标分成24等份、48等份乃至最终的 96等份。华氏温标得到普及主要是因为华氏制造温度计的可重复性和质量。约1742年，安德斯摄尔修斯提出将冰的融点和水的沸点用作温标的两个基准。摄尔修斯选择将零度作为沸点而将100度作为融点。后来，这两个端点被颠倒过来，百分度温标就这样诞生了。1948年，该温标正式更名为摄氏温标。19世纪早期，威廉汤姆森（开尔文男爵）根据理想气体的膨胀系数制定了通用的热力学温标。开尔文确立了绝对零度的概念，开氏温标仍然是现代温度测量的标准。四种现代温标的转换公式如下：˚C = 5/9 (˚F - 32) ˚F= 9/5 ˚C + 32 K = ˚C + 273.15 ˚R= ˚F + 459.67 标准温度我们可以建立电压分配器而无法建立分温器，我们不能像以增加长度来测量距离那样增加温度。我们必须依赖通过物理现象确定的温度，这些温度易于观察且本质不变。国际实用温标(IPTS)就是基于此类现象。1968年修订版确定了十一项基准温度。由于这些固定的温度只能用作基准，因此我们必须使用仪器在这些温度之间插补。但在这些温度之间精确插补可能需要一些相当特异的传感器，其中许多传感器太过复杂或昂贵而无法在实际情况中使用。我们将只讨论以下四种最常见的温度传感器：热电偶、电阻式温度检测器(RTD)、热敏电阻和集成电路传感器。在工业自动化生产中，差压变送器用于压力压差流量的测量，得到了非常广泛应用，在自动控制系统中发挥重要的作用。随着石化、钢铁、造纸、食品、医药企业自动化水平的不断提高差压变送器的应用范围越来越广泛，生产中遇到的问题也越来越多，加之安装、使用、维护人员的水平差异，使得出现的问题不能迅速解决，一定程度上影响了生产的正常进行，甚至危及生产安全，因此对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。 2、工作原理与故障诊断 2.1 差压变送器工作原理来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。差压变送器的几种应用测量方式： (1) 与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量。(2) 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。(3) 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。 2.2 差压变送器故障诊断变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说是至关重要的。我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。 (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：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，否则可进行下一步查找，如：智能差压变送器不能正常Hart远程通讯，可将电源从仪表本体上断开，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。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。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。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。3、典型故障案例 3.1 导压管堵塞以正导压管堵塞为例来分析导压管堵塞出现的故障现象。在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，容易发生正负导压管堵塞现象，其表现特征为：变送器输出下降、上升或不变。当流量增加时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响：设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值，设增加后的流量为F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量增加后的变送器输出值。由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F2时，P1+= P2+；当流量增加时，P2-出现如下变化：因为实际流量增加为F2，则与原流量F1时相比，管道内的静压力也相应增加，设增加值为P0，同时P2- 因管道中流体流速的增加而产生的静压减小，减小值为P0?，此时P2-与P1- 的关系为： P2- = P1-+ P0- P0 则： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0) 则： F’现=K = K 这样：当 P0=P0?时则：F’2=K =K F’2= F’1 变送器输出不变。当 P0P0?时则： F’2=K =K F’2 F’1变送器输出变大。当 P0 F’1 变送器输出变小。当流量减小时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响。设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值。设减小后的流量为F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量减小后的变送器输出值。由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F1时，P1+= P2+；当实际流量由F1减小到F2时，管道中的静压也相应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量下降至F2时，P2-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0’。此时，P2-与P1-的关系为： P2-= P1-- P0+ P0’P2= P2+- P2-= P1+-( P1-- P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)F’2=K = K 这样：当 P0=P0?时则：F’2=K =K F’2= F’2 变送器输出不变；当 P0P0?时则： F’2=K =K F’2 F’1变送器输出变大；当 P0 一般情况下，导压管的堵原因主要是由于测量导压管不定期排污或测量介质粘稠、带颗粒物等原因造成。 3.2 导压管泄漏以正导压管泄漏来分析导压管泄漏出现的故障现象。某加热炉仪表控制阀用净化风总管线的流量测量方式为：节流孔板+差压变送器。装置生产正常时的用风流量基本是稳定的，但在后期的生产过程中发现用风流量比正常值下降了很多。经过检查，二次仪表(DCS)组态及电信号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，于是怀疑问题出现出导压上，经过检查，由于正导压管焊接不好造成泄漏所至，经过补焊堵漏后，流量测量恢复正常。下面我们分析正导压管泄漏时反映出的故障现象。正导压管泄漏的现象是：变送器输出下降、上升分析：当流量上升时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值，设增加后的实际流量为F2，(即：F2F1)，F’2=K ，F’2为流量增加后的变送器输出值。因流量增加，管道静压增加为P0，随着流速的增大，实际压管静压减小为P0?，正压管泄漏降压下降为Ps

温度变送器在空调中的应用

温度变送器改如何选择？中科博微是一家专业的智能温度变送器、智能压力变送器生产厂家，产品均出口欧美数十个国家和地区，做变送器，我们更专业——中科博微，联系电话：(024)31217263 温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。天气渐渐寒冷，对于开车的人来说，车内空调可在冬天供给暖气，感觉很温暖舒适。而车内空调之所以能够供给暖气，是其中的温度传感器发挥了作用。车内温度取决于车外温度、空气流量以及太阳辐射的大小。一般来说，当车外温度超过25℃以上，车内的舒适温度只能靠冷风降温达到。有别于传统手动空调，高档的全自动区域空调智能地将车辆分为多个区域，并启动高温制冷、低温送风的功能，最大程度合理利用电量，这也是为什么自动空调比手动空调更省电、省油的原因。有些轿车的自动空调还装有红外温度传感器，专门探测乘员面部、额部的表面皮肤温度，当传感器检测到人体皮肤温度时也反馈到ECU。这样，ECU有多种传感器的温度数据输入，就能更精确地控制空调。这样，乘员只要操作旋钮或按键，设置所需温度及风机转速，以后一切事情都由自动空调控制系统办理了。空调温湿度系统主要是以温湿度检测模块为核心，湿度传感器采用热固聚酯电容式传感头，同时在内部集成了信号处理功能电路，因此该传感器可完成将相对湿度值变换成电容值，再将电容值转换成线性电压输送到含有2个ADC和一个温度传感器的DS2438温度传感器内。由DS2438将模拟湿度电压信号数字化后，连同温度的数字信号一同通过单总线送入微控制器，完成温湿度信号的采集。微控制器将温湿度信号通过特定的算法换算成温湿度值通过LCD12864直观的显示出来，给中央空调的温湿度调节提供了可靠的依据。

智能温度变送器的技术发展

哪里有卖智能温度变送器？沈阳中科博微是一家有这二十余年生产研发经验的智能温度变送器、智能压力变送器生产厂家，是国内第1个通过国际认证的FF H1现场总线协议栈，国内工业以太网协议（HSE）的厂家，拥有先进的技术工艺，拥有多项研发专利，产品主要出欧美等数十个国家和地区。选择博微，值得信赖。联系电话：(024)31217263 温度也是过程变量变送器中很重要的一类，它是测量流量、密度及其他过程变量的基本要素之一。一条5000t/d的水泥生产线，在工艺流程及重要设备的关键部位必须设置温度变送器，据统计，一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80-100台。基于在温度测量的发展上已取得了巨大进步，它也促进了在过程控制工业领域中温度变送器精确度、可靠性和重复性的提高，同时也为过程控制质量的不断提高做出了贡献。所谓智能温度变送器指的是将温度传感器技术和附加的电子部件结合在一起的一种温度变送器，它可以实现远方设定或远方修改组态数据。纵观当前的温度变送器市场及水泥行业的应用，主要有三大类不同的智能温度变送器产品。从应用和成本的角度来看，每一类智能温度变送器都有其优点和不足之处。 1．防风雨型温度变送器这类温度变送器通常装在对变送器性能有很高要求、苛刻的应用场合，如在窑尾、分解炉、五级预热器等。这类温度变送器被封装在密封的壳体内，而这种壳体通常由不锈钢制成，其特点是精确度高、可靠性高、安全性好、防风雨，它的主要缺点是价格较高。它通常都带有现场表头，可现场监视、调整和组态。代表性的产品是EMERSON生产的3144、3244和北京远东的444，另外E+H和西门子也有同类产品。 2．DIN导轨安装、仪表盘安装型温度变送器这类温度变送器可以采用DIN导轨安装，通常在控制室内安装使用。它价格便宜，安装和维简单，可以通过改变组态来匹配不同类型的温度传感器。由于同远程安装的传感器之间的连接导线较长导致测量精确度较低。在水泥厂磨系统可推荐使用这类温度变送器。

热电阻温度传感器产生误差的原因

智能温度变送器什么品牌的好？中科博微是一家有这二十余年生产研发经验的智能温度变送器、智能压力变送器生产厂家，是国内第1个通过国际认证的FF H1现场总线协议栈，国内工业以太网协议（HSE）的厂家，拥有先进的技术工艺，拥有多项研发专利，产品主要出欧美等数十个国家和地区。选择博微，值得信赖。联系电话：(024)31217263 一、引言化工生产过程中经常出现仪表故障现象,由于检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，不但直接关系到化工生产的安全与稳定，同时，也涉及到化工产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表维护人员的实际工作能力和业务水平，也是仪表维护人员能否获得工艺操作人员信任，彼此配合密切的关键。二、仪表故障判断思路由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是现代化的化工企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格，根据仪表指示进行加量或减产，甚至停车。仪表指示出现异常现象(指示偏高、偏低，不变化，不稳定等)，本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺异常情况;二是仪表因素，由于仪表(测量系统)某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出故障到底出现在那里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、化工设备的特性应有所了解，这能帮助仪表维护人员拓展思路，有助于分析和判断故障现象。 1、温度检测故障判断故障现象：温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。以热电偶作为测量元件进行说明。首先应了解工艺状况，可以询问工艺人员被测介质的情况及仪表安装位置，是在气相还是液相或其它的工艺状况。因为是正常生产过程中的故障，不是新安装的热电偶，所以可以排除热电偶补偿导线极性接反、热电偶和补偿导线不配套等因素。排除上述因素后可以按图1的思路进行判断和检查。图1 温度检测故障判断 2、流量检测故障判断故障现象：流量指示不正常，偏高或偏低，或指示为零、指示波动。以差压式流量变送器为例(1151D)。仪表维护人员在处理故障时，应向工艺操作人员了解故障情况，了解工艺情况，如被测介质情况，机泵情况以及工艺流程等。通过对工艺开车情况的详细了解，故障处理可以按图2所示思路进行判断和检查。图2 流量检测故障判断 3、压力检测故障判断故障现象：某一化工容器压力指示不正常，偏高或偏低，或指示为零或不变化。以电动压力变送器为例(3051C)。首先应了解被测介质是气体、液体还是蒸汽，了解工艺开车情况和简单工艺流程，根据对工艺情况的了解和仪表故障现象来进行仪表故障判断和处理。有关故障判断及处理可按图3的思路来进行检查。 4、液位检测故障判断故障现象：液位指示不会变化，偏高或偏低，或无指示。以差压式液位变送器为检测仪表。首先要了解工艺状况、工艺介质，被测对象是精馏塔、反应釜，还是储罐(槽)、反应器。用差压式液位计测量液位，往往同时配置玻璃液位计，工艺操作人员以现场玻璃液位计为参照判断差压式液位变送器所测量值指示偏高或偏低，因为玻璃液位计比较直观。而仪表维护人员应根据工艺状况和仪表故障现象进行判断和检查。 5、简单控制系统故障判断故障现象：控制系统不稳定，输入信号波动大。以流量简单控制系统为例，控制系统由电动差压变送器、单回路调节器和带电气阀门定位器的气动薄膜调节阀组成。在处理这类故障时，仪表维护人员应很清楚该流量控制系统的组成情况，要了解工艺情况，如工艺介质，简单工艺流程，是加料流量还是出料流量或是塔的回流量;是液体、气体还是蒸汽。 6、调节阀常见故障及原因分析在化工生产过程中，调节阀的结构相对于自动调节系统的其他环节较为简单，但是它直接与工艺介质接触，因而故障率较高。调节阀在使用过程中有以下几种常见故障： (1) 调节阀不动作：原因可能是没有信号压力或虽有信号压力但膜片裂损，膜片漏气。也可能是阀芯与阀座或衬套卡死，阀杆弯曲。 (2) 调节阀动作正常，但不起调节作用：原因是阀芯脱落，此时，虽然阀杆动作正常，但阀芯不动，因此无调节作用。一般表现为，对于正作用气关阀和反作用气开阀，调节阀总处于关闭状态，无法开启;对于正作用气开阀，调节阀总处于全开状态，无法关闭。另外，管道堵塞也会出现调节阀不起调节作用的现象。 (3) 调节阀不稳定或产生振荡：原因可能是调节阀口径选得过大，经常在小开度下工作，或单座阀介质在阀内流动方向与关闭方向相同。在阀芯与衬套严重磨损的情况下，也可使调节阀在任何开度都发生振荡。附近有振荡源，是调节阀振荡的一个外界因素。 (4) 调节阀动作迟钝或跳动：由于密封填料老化或干枯，使阀杆与填料的干摩擦增大，会造成动作迟钝或跳动。有时也可能因阀体内含有粘性大的污物以及堵塞、结焦等情况而引起的。膜片及“O”型密封圈等处泄漏也会引起动作迟钝，但这往往表现为单方向动作迟钝。 (5) 调节阀泄漏量大：主要原因是阀芯与阀座腐蚀、磨损而造成。有时也可能因阀体内有异物，阀芯被垫住关不严，造成泄漏量大。 (6) 其它原因：调节阀阀门定位器故障或调节器故障也可能引起调节阀不动作等其它的故障。三、仪表常见故障处理实例在化工生产过程中，仪表检测所涉及的工艺参数比较多，为了更好的说明怎样判断和处理仪表故障，在这里以生产过程中所处理的温度和液位的一些故障实例为例来进行说明。 1、温度检测故障处理 1)温度指示为零 (1) 工艺过程：温度指示系统，采用热电偶作为测温元件，用温度变送器把信号转变成标准的4-20mA信号送给DCS显示。 (2) 故障现象：DCS系统上温度显示为零。 (3) 分析与判断：首先对DCS系统的模块输入信号进行检查，测得输入信号为4mA，这说明温度变送器的输出信号为4mA。为了进一步判断故障是出在温度变送器，还是在测温元件，对热电偶的mv信号进行测量，从测得mv信号得知，测温元件没有问题，这说明温度变送器存在故障。由于温度变送器存在故障致使温度变送器的输出为4mA，致使温度在DCS系统上显示值为零。 (4)处理方法：找到问题，其处理方法就是把温度变送器送检修理，如送检后不能修复，唯一的方法就是更换一台温度变送器。 2)控制室温度指示比现场温度指示低 (1) 工艺过程：温度指示调节系统，采用热电偶作为测温元件，除热电偶外，在装置上采用双金属温度计就地显示。 (2) 故障现象：控制室温度指示和现场就地温度指示不符，控制室温度指示比现场温度指示低50℃。 (3) 分析与判断：双金属温度计比较简单、直观，首先从控制室温度指示入手。在现场热电偶端子处测量热电势，对照相应温度，确定偏低，说明不是调节器指示系统有故障，问题出在热电偶测温元件上。抽出热电偶检查，发现在热电偶保护套管内有积水。积水造成下端短路，一则热电势减小，二则热电偶测量温度是点温，即热电偶测温点的温度，由于有积水，积水部分短路，造成热电偶测量点变动，引起测量温度变化。 (4) 处理方法：就是将保护套管内的水分充分擦干或用仪表空气吹干，热电偶在烘干后再安装。重新安装后，要注意热电偶接线盒的密封和补偿导线的接线要求，防止雨水再次进入保护套管内。 3)温度指示不会变化 (1)工艺过程：硫酸焚硫炉温度指示，共有三点温度分别来测量炉头、炉中、炉尾温度，用热电偶作为测温元件，信号直接送DCS系统显示。 (2)故障现象：三点温度中有一点温度指示不会变化，而其它两点温度指示正常。 (3)分析与判断：三点温度同时测量焚硫炉温度，其中两点正常，而另外一点示值不会变化，说明该点温度的示值确实存在问题。首先在盘后测量该点温度的mv信号，从测得的值来看，热电偶不存在问题，在对现场的热电偶进行检查，也没有发现问题，为了进一步确认，把该点温度接至显示正常的另外两点温度的通道上，温度指示正常。这说明该点温度的测温元件没有问题，问题出在模块输入通道或系统组态上。在随后对系统组态检查时，发现该点温度的组态模块输出参数处于手动状态。由于组态模块输出参数处于手动状态，致使模块输出值一直保持不变，导致该温度指示值不会变化。 (4)处理方法：找到问题，处理方法就比较简单了，把组态模块输出参数置于自动状态，问题得到解决，温度指示恢复正常。 2、物位检测故障处理 1)锅炉汽包液位指示不准 (1)工艺过程：锅炉汽包液位指示，采用差压变送器检测液位，同时在汽包另一侧安装玻璃板液位计。 (2)故障现象：开车时，差压变送器输出比玻璃板液位计指示高多。 (3)分析与判断：采用差压变送器检测密闭容器液位时，导压管内充满冷凝液，用100%负迁移将负压室内多于正压管内的液柱迁移掉，使差压变送器的正负压力差△P=r*h,h为液位高度，r为水的密度。差压变送器的量程就是Hr ，H为汽包上下取压阀门之间的距离。调校时，水的密度取锅炉正常生产时沸腾状态的值，r=0.76。锅炉刚开车时，锅炉内温度、压力没有达到设计值，此时水的密度r=0.98，虽然h不变，但h*r的值增大，△P=r*h,差压变送器的压差增大，变送器输出增加。玻璃板液位计只和h有关，所以它指示正常，从而出现差压变送器指示液位高度大于玻璃板液位计高度。 (4) 处理方法：这种情况是暂时现象，过一段时间锅炉达到正常运行时，两表指示就能达到一致，所以不必加以处理。但要和工艺操作人员解释清楚。在这里，要注意一点，由于仪表人员解释不清楚这个现象产生的原因，而工艺操作人员又坚持要两表指示一致，为了达到一致，仪表人员将差压变送器零位下调，直至两表指示一致。待锅炉运行一段时间后，要记住将变送器的零位调回来，否则，就会出现差压变送器的测量值指示偏低。 2)电极点水位计显示仪表少数指示灯常亮 (1)工艺过程：电极点水位计测量锅炉汽包液位。 (2)故障现象：显示(二次)仪表出现少数指示灯常亮故障。 (3)分析与判断：电极点水位计是利用被测介质液相(水)和气相(蒸汽)导电率差异大的特点，使得汽包测量筒上的电极在浸入气相(蒸汽)中对筒体的阻抗发生数量级的变化，从而将被测容器的液位转化为电量信号，再经放大处理后，由指示仪表上一串指示灯的“亮”或“灭”来指示液位高度范围。 (4)处理方法：应先判断是指示仪表故障还是电极故障所引起的。断开指示仪表上常亮指示灯所对应的接线，若指示灯继续常亮，则故障应在指示仪表，否则应检查电极回路;若断开指示仪表上常亮指示灯对应电极的接线，指示灯灭，说明电极回路存在问题，则首先可以对电极点测量筒冲先排污，排除电极绝缘端子因沾污物而发生的故障。若故障还未消除，则可在停运测量筒的情况下拆下电极，检查电极内外极之间的绝缘电阻，一般属于绝缘电阻太低引起的故障，需重新更换电极。更换电极时，电极的额定工作压力、工作温度和长度应与锅炉汽包水位测量筒设计参数相符，电极太长或太短使电极的内电极与测量筒壁距离太近，可能导致该点对应的指示灯常亮。 3)合成氨铜塔液位波动大(时高时低)，指示不稳 (1)工艺过程：由一台核液位计与控制室控制系统组成铜塔液位调节系统。 (2)故障现象：在生产过程中，铜塔液位指示不稳，时高时低，导致调节系统失调，影响了工艺的正常操作。 (3)分析与判断：铜塔液位控制系统是保证铜塔液位控制在有效范围，如果液位高于控制范围高限，将引起压缩机带液，液位低于控制范围低限，那么高压气体进入低压系统，后果将不堪设想。工艺要求该液位调节系统必须灵、准、稳，如果铜塔液位不稳，则不能达到系统正常控制的目的。根据故障判断思路进行检查，首先把调节系统打在手动位置进行手动调节，看液位是否能稳定下来，从而来判断到底是液位计故障，还是调节器或调节阀故障。通过手动调节，液位逐渐稳定，没有再出现波动。这说明核液位计及调节阀没有问题，液位出现波动是由于调节系统的PID参数设置不当所引起的。 (4)处理方法：把调节系统打在手动位置进行调节，待工艺状况及液位指示稳定后，对调节系统的PID参数重新整定，然后，把调节系统恢复到自动控制，通过观察记录曲线看PID参数的设置是否合理。通过对调节系统PID参数的整定，该问题得到解决。四、结束语通过对化工生产过程中仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理实例的举例，说明了怎样在生产过程中检查和处理仪表的故障，对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不断的学习、不断的总结经验，这样才能提高自己的工作能力和业务水平。首先，现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。现根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。 1.首先，在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。 2.在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在。 3.如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线)，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。 4.变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。 5.故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。流量仪表故障分析解决(一) 让我们来分析分析认仪表识故障，为缩短处理仪表故障时间，保证安全生产提高经济效益，随着石化、钢铁、造纸、食品、医药企业自动化水平的不断提高，对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。一、现场仪表系统故障的基本分析步骤现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。现根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。 1.首先，当发现DCS显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。 2.在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。 3.在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在。 4.变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。 5.故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。 6.如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线)，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。一、现场仪表系统故障的基本分析步骤现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。现根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。 1.在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。 2.在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在。 3.如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线)，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。 4.变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。 5.故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。 6.当发现DCS显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些均可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。二、四大测量参数仪表控制系统故障分析步骤 (一)温度控制仪表系统故障分析步骤分析温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制和该系统仪表的测量往往滞后较大。 1.温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。 2.温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。 3.温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。 4.温度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障;检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，此时是调节器本身的故障。 (二)压力控制仪表系统故障分析步骤 1.压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。 2.压力控制系统仪表指示出现死线，工艺操作变化了压力指示还是不变化，一般故障出现在压力测量系统中，首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象，不堵，检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在控制器测量指示系统。 (三)流量控制仪表系统故障分析步骤 1.流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，如果正常，则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。 2.流量控制仪表系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成. 因为以上特点，仪表故障分析不是孤立的只针对仪表本身，仪表人员要尽可能了解设备结构，工艺流程和生产特点及工艺生产趋势历史。为仪表故障分析提供帮助。 1、双法兰液位计大幅度波动。安装地点：二氧化碳吸收塔。故障现象：液位显示频繁在零位和一个相对固定值之间上下波动。危害：不能正常调节，容易出现串气和超压爆炸。故障原因分析：负压法兰下部设备填料出现堵塞造成托液，致使负压侧频繁出现气液两相或溶液空间被挤占。处理：疏通阻塞并找出原因，防止再次出现。提示：1、了解设备结构和前后工艺过程，2、了解近一段时间的生产条件变化情况。3、要结合科学分析和数据计算判断，要有说服力。 2、液位显示正常，出液泵抽空(工艺怀疑液位计故障)。安装地点：热水塔。故障现象：液位显示在以上，但出液泵抽空并伴有小幅度波动，检查管道无异物。危害：不能正常调节，为防止抽空要增高液位，易造成满液致使气体带液影戏生产。故障原因分析：出液管进口处有间断堵塞。检查处理：检查泵进口远端(设备近端)压力变化，了解设备结构和制作过程，停车，打开设备发现有一铁板在出口管下端，取出后故障排除。 3、双法兰液位计显示偏高并分时段波动。安装地点：常压储罐故障现象：仪表设置好后初期显示正常，液位变化时会出现较大误差，静液面时分时段显示波动。危害：可能造成溢液或空罐而造成浪费或影响生产。故障原因分析：1、导压管(毛细管)可能泄露。2、介质过于粘稠。3、罐体排气不畅。分析要点：液位计不可能堵塞，着重分析液位计本身和介质性质，另外考虑环境影响。检查处理结果：通过分析基本排除设备和介质影响，通过液位计分时段波动判断其对温度敏感，从而认为可能是罐装的导压介质不正常，毛细管有空隙。将负压法兰移至下方观察一段时间，有所改善，从而判断为负压毛细管有气隙。将毛细管拆除后故障排除。提示：如果罐装不正常的是正压侧，此故障无法排除，智能更换变送器。 4、塔顶温度有规律波动。安装地点：精醇常压塔出口。故障现象：塔顶温度出现节律性的波动。原因分析：1、元件接触不良。2、气体流速不稳。分析要点：两种原因都不能排除，智能通过实测和查看工艺管道全程走向判断。检查处理：用手持温度计实测测点温度或用手感粗判波动情况，证实温度计正常，温度却有波动。通过实际查看工艺管道发现，在流程中有一为保微正压设置的较隐蔽的水封槽，气体间断突破水封致使气体流动速率波动，从而造成温度波动。将水封液位降至最低，故障现象减弱。提示：1、了解工艺特点有助于分析判断。2、通过对比排除法判断。 5、微差压变送器零点漂移严重安装地点：风管。故障现象：多台微差压变送器出现严重零点漂移，有些出现分时段的规律性。原因分析：1、变送器质量不好。2、导压管路不畅通。3、温度影响。4、机械位移影响。检查处理：1、首先检查导压管路，发现有较大应力，消除应力后部分故障排除。2、检查变送器安装情况发现部分变送器支架安装不牢固，易产生机械位移。紧固后故障排除。提示：1、对于微差压变送器，导压管道的敷设要合理和选用要合适的口径。2、、微差压变送器不同于普通差压变送器，微小的位移就会带来较大的偏差，安装一定要牢固。3、微差压变送器对环境温度反应敏感，安装时一定要将双侧导压管并拢安装。 6、数字温度(K型)仪显示随室温变化。安装地点：压缩机本体。故障现象：数字仪表(巡检)随着控制室温度变化而变化。原因分析：补偿回路故障。检查处理：1、将仪表通入标准信号显示正常，排除数显仪故障。2、通过测试现场冷端和控制室温差发现与仪表显示误差相当，初步判断补偿导线没有补偿作用。经检测发现补偿导线为伪劣产品，更换导线后故障排除。提示：1、此种现象出现一般在冬季，此时室内外温差较大。2、对于高温场合不易被发现，随没有明显故障，但对生产优化存在潜在影响。3、仪表安装时，要对材料进行核实检测，不能相信所谓合格证书和品牌。 7、红外分析仪波动大。安装地点：甲醇塔分离器出口管。故障现象：分析仪显示波动较大。原因分析：1、仪表电子线路不稳定。2、仪表检测器故障。3、干扰气体影响。4、仪表加热系统故障。5、其它。检查判断：1、首先通入稳定流量的标准气体运行检查，发现仪表工作稳定。2、检查样气稳压和水封装置，工作正常。3、通入变化流量的标准气体发现仪表产生较大波动，同时发现故障表需要的供气压力较大。通过以上检查判断为分析仪出口管路阻力较大，根据实际情况拆除部分冗长环节，故障消除。