简述电容差压变送器进行流量检测的工作原理

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-04
电容差压变送器进行流量检测的工作原理

差压变送器的基本原理是、将一个空间用敏感元件(多用膜盒)分割成两个腔室,分别向两个腔室引入压力时,传感器在两方压力共同作用下产生位移(或位移的趋势),这个位移量和两个腔室压力差(差压)成正比,将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输出。 实际构造中,敏感元件的结构,腔室的形式,位移转换的方式,标准信号的格式 都有很多种。 差压变送器原理 过程压力通过两侧或一侧隔离膜片,灌充液作用在δ元件(即敏感元件)内张紧的测量膜片上,测量膜片与两侧绝缘体上的电容极板各组成一个电容器,在无压力通入或两侧压力均等时测量膜片处于中间位置,两个电容器的电容量相等.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,这种位移转变为电容极板上形成的差动电容.由电子线路把差动电容转换成4-20mADC的二线制电流信号,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。 差压变送器原理以及应用 力学变送器的种类繁多,如电阻应变片差压变送器、半导体应变片差压变送器、压阻式差压变送器、电感式差压变送器、电容式差压变送器、谐振式差压变送器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式差压变送器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。差压变送器电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,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通常较小,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。 金属电阻应变片的内部结构 它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,差压变送器电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使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较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理: 差压变送器金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上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。金属导体的电阻值可用下式表示: R=ρ*L/S 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,差压变送器电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情。 原创文章:"http://www.cntronics.com/public/tool/kbview/kid/1689/cid/1"

  原理:
  将一个空间用敏感元件(多用膜盒)分割成两个腔室,分别向两个腔室引入压力时,传感器在两方压力共同作用下产生位移(或位移的趋势),这个位移量和两个腔室压力差(差压)成正比,将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输出。 实际构造中,敏感元件的结构,腔室的形式,位移转换的方式,标准信号的格式 都有很多种。 差压变送器原理 过程压力通过两侧或一侧隔离膜片,灌充液作用在δ元件(即敏感元件)内张紧的测量膜片上,测量膜片与两侧绝缘体上的电容极板各组成一个电容器,在无压力通入或两侧压力均等时测量膜片处于中间位置,两个电容器的电容量相等.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,这种位移转变为电容极板上形成的差动电容.由电子线路把差动电容转换成4-20mADC的二线制电流信号,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。 差压变送器原理以及应用 力学变送器的种类繁多,如电阻应变片差压变送器、半导体应变片差压变送器、压阻式差压变送器、电感式差压变送器、电容式差压变送器、谐振式差压变送器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式差压变送器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。差压变送器电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,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通常较小,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。 金属电阻应变片的内部结构 它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,差压变送器电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使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较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理: 差压变送器金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上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。金属导体的电阻值可用下式表示: R=ρ*L/S 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,差压变送器电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情。
  变送器是中文名字,英文是:TRANSMITTER。 顾名思义,变送器含有“变”和“送”之意。
  所谓“变”,是指将各种从传感器来的物理量,转变为一种电信号。比如:利用热电偶,将温度转变为电势;利用电流互感器,将大电流转换为小电流。由于电信号最容易处理,所以,现代变送器,均将各种物理信号,转变成电信号。因此,我们说的变送器,通常都变成了“电”。
  所谓“送”,是指将各种已变成的电信号,为了便于其他仪表或控制装置接收和传送,又一次通过电子线路,将传感器来的电信号,统一化(比如4-20MA)。方法是通过多个运算放大器来实现。这种“变”+“送”,就组成了现代最常用的变送器。
  比如:SST3-AD 就是一种将电流互感器的输出电流,转变成标准的4-20MA的电流变送器;再比如:SST4-LD,可以将重量传感器来的重量信号,转变成标准的4-20MA的重量变送器。

  差压变送器只是某类流量计进行流量检测的工具。下面所说的各种流量测量原理,都可能用到差压变送器。

  在同一根密闭管道中,当流体流动流速加快,其静压能会转化为动压能。所以在同一根密闭管道中,流速越快的位置静压越低。在流体通路中设置一个节流元件,使流过节流元件的流体流速加快,则节流元件前后会形成压力不同的静压区,其压力差(差压)的平方与流量成正比,通过测量差压并加以开方则可以得到流量值
  根据这个原理工作的流量计有:孔板流量计,喷嘴流量计,1/4圆喷嘴流量计,文丘利管流量计,V塞管流量计
  
  物体在做圆周运动时会产生离心力,在物体质量和圆周半径一定的情况下,离心力的大小与物体的速度相对应,对于流体同样如此。使流体经过一段圆形弯道,并测量其对弯道内外侧的压力差,可得到流速,并进而获得流量值。
  根据这个原理工作的流量计有:弯管流量计,环形管流量计
  
  运动中的流体保持其流动的能量称动压能。流体所具有的动压能和流速相关,改变流体的运动状态时流体的动压能会转化为动压力作用于改变流体的运动状态的物体上,检测这个物体所受的力或者直接测量动压力就能得到流速,并进而获得流量值。
  根据这个原理工作的流量计有:皮托管流量计,匀速管(阿牛巴 笛形管)流量计,动压管流量计

  变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。

检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2,结构及电气原理可见图6-11。

检测前,高、低压室压力平衡,P1 =P2;按结构要求,组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称,极间距相等,C1 =C2。

当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时,由于P1 >P2隔离膜片中心将发生位移,压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时,其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移,此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学,当组成电容的两极板极间距发生变化时,其电容量也将发生变化,即从C1=C2变为C1≠C2。

当压力信号作用于传感器时,压力传感器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(液体)的液位压力成线性对应关系的4~20mA标准电流输出信号。

  • 请问一下电容式变送器的工作原理是什么?
    答:电容式变送器有一个可变电容的传感组件,称为“δ"室。该传感器是一个完全封闭的组件。过程压力、差压通过隔离膜片和灌充液硅油传到传感膜片引起位移,传感膜片和两电容极板之间的电容差由电子部件转换成(4~20)mA的两线制输出的电信号。2.电子放大电路由解调器、振荡器、振荡控制放大器、电流检测器...
  • 液差压变送器概述
    答:液差压变送器是一种用于测量两个液体压力之间差值的传感器,它在航空、航天、汽车、医疗设备以及水处理等领域广泛应用,进行差压、液位和流量的测控。主要分为压阻式和电容式两种类型。压阻式液差压变送器采用OEM硅压阻式差压充油芯体,外壳由全不锈钢制成,具有优异的耐腐蚀性。压力接口通常为螺纹连接,...
  • 电容差压变送器测量蒸汽发现显示仪表最大不超过14T/H,而锅炉为15T的...
    答:你那个是蒸汽流量,压力很高的,一点气泡没什么影响,忽略不计,你把二次门关掉,把排污门打开,让高压蒸汽冲仪表管,要注意安全,防止烫伤,都有蒸汽喷出就证明仪表管是通的,冲完后关闭排污门等仪表管冷却到可以触摸的温度在先开平衡门再开二次门,最后关掉平衡门。你的变送器超限了,要调零直接把...
  • 流量测量仪表测量压差的仪表
    答:在流量测量领域,我们有多种类型的仪表,其中包括应变式、电容式和振弦式差压变送器,以及广泛应用于各个行业的双波纹管差压计。这些仪表设计精良,调试起来非常方便,且已经形成了一套标准化的操作流程。要测量流体的流量,只需将它们与适当的节流装置连接起来即可实现。双波纹管差压计在石油、化工、冶金...
  • 电容式压力变送器是一种什么检测仪表
    答: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、...
  • 罗斯蒙特3051C差压变送器工作原理
    答:罗斯蒙特3051C差压变送器的工作原理主要基于弹性传感原理。当过程中的高压和低压侧压力作用于变送器时,首先通过隔离膜片和灌充液将这些压力传递。灌充液作为中介,将压力有效地传递至传感器中心的传感膜片。传感膜片是一种弹性材料制成的张紧元件,其位移会随着所承受的压力而变化。对于GP表压变送器,...
  • 压力变送器的原理及应用
    答:应用:压力变送器主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器(0.001MPa~35MPa)和微差压变送器(0~1.5kPa),负压变送器三种。压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备,进而在计算机显示压力其原理大致是:...
  • 用电容式差压变送器测量流量,若测量范围为0-16立方米每小时,问流量为12...
    答:我算得12毫安
  • 差压流量计变送器,如果判断是正取压口还是负取压口堵了?
    答:⒈查零点,关闭正、负压截止阀,打开平衡阀,此时差压变送器的输出电流为4mA。(无迁移型)⒉正常状态下,打开负压室的排污阀,这时,变送器的输出应最大(大于20mA),若又打开正压室排污阀,输出为最小(小于 4mA)。⒊在检查过程中,打开堵头时,若发现无液体流出,说明可能是导压管已堵塞,或者...