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浅析压力变送器原理、选型标准及影响价格因素

更新时间  2020-12-27
压力变送器是工业实践中常用的一种传感器,广泛应用于各种工业自动控制环境,尤其是石油、化工等管道运输领域。它也是许多电气仪表材料采购中的常见对象。为了方便用户在选择压力变送器的过程中少犯一些常识性错误,正确选择仪表,本文将通过分析常见压力变送器的原理来分析变送器的选择,并结合以往相应的采购案例来对比导致变送器价格波动的参数。压力变送器经常出现在高精度仪表设备的采购范围内,往往成为量大价高的电气仪表的主要采购对象,因此控制其价格非常重要。通过对压力变送器原理的分析,了解其选型特点,并通过实际采购经验,合理找出影响价格的因素。
压力变送器。
压力变送器作为一种精密仪器,在石油石化行业中发挥着重要作用。压力变送器不仅可以将一些常用量转换成预期电量,还可以放大一些常用量。在各个领域和行业中,变送器可分为压力变送器、集成温度变送器、液位变送器等。在石油石化行业,压力变送器经常被广泛使用和广泛使用,是购买的主要对象。本文也将以压力变送器为主要研究对象,对上述其他功能变送器进行解读,并在后面的附表中分析各自的特点。
压力变送器主工作表现在将石油石化行业常用的压力信号传输到电子设备,通过AD转换反映在计算机操作中。例如,以水压为例,水压产生的压力信号传输到电子设备,产生相应的电流(目前大多数变送器电流为4~20mA)。根据相应的算法公式,压力变送器的转换电流也随着压力产生的压力信号的增加而增加。
从宏观上来说,压力变送器使用压力测量传感器来实现压力的大小,然后通过模块电路实现模数转换,以获得可用范围内的电压或电流。微观上,压力反映在集成硅压制元件上,迫使它们在压力下变形,导致电桥动作获得相应的电压和电流,然后放大电路将前期获得的电压和电流放大并转换成可用的电压或电流。
压力变送器根据测量使用角度可分为压力变送器和差压变送器。顾名思义,前者是一种压力测量,后者是一种压差测量。但压力变送器原则上不仅可以使用该功能,还涉及其他间接测量量。例如,上限和下限可以通过两个压力变送器或一个差压变送器分别测量,得到电信号的差值,可以反映液位的高低。它还可以通过截取组件来测量测量介质的流量和密度,体现了压力变送器的强大功能和广泛的应用范围。
压力变送器不仅可以从测量和使用的角度进行分类,还可以根据压力变送器的结构规模进行分类。由于压力变送器与被测液体介质直接接触,考虑到在石油石化行业使用时,液体往往具有腐蚀性,对精密仪器和后续维护等工作造成损坏,为此,压力变送器分为普通型和隔离型。通用压力变送器通过零保护变送器墨盒内的内膜与被测介质接触,而隔离式压力变送器的内膜用硅油密封,硅油作为保护液存在于波纹管内,而压力变送器的外膜与被测介质接触。当被测介质压在外膜上时,内膜中的硅油保护液将压力传递给普通波纹管。另一方面,与一般压力变送器相比,隔离式压力变送器具有不会堵塞压力导管波纹管室的优点。由于被测介质往往含有脏物,会经常堵塞波纹管,甚至因为介质与变送器分离,会产生结晶,迫使介质被泵出压力变送器,必然导致压力变送器不能正常工作,甚至大面积瘫痪,延误工期。通常隔离式压力变送器采用法兰连接方式,使隔离式压力变送器的传感膜片进入被测装置,可以有效解决堵塞问题和结晶问题,被测介质无法提取。该隔离变送器的外波纹管和测量波纹管可分为两种类型:远程传输型和集成型。远传式是外波纹管和测量波纹管分离为一体,中间用毛细管连接,可以安装在带变送器的支架上,利于维护;集成隔离压力变送器的外波纹管和变送器本体集成为一体,整体安装在设备上。连接方式简单易行,设备和隔离式压力变送器上留有配合螺纹,只需配合拧紧即可。综上所述,隔离式压力变送器的优点不容置疑,同样好的产品设计和工艺都不一样,导致隔离式压力变送器是一般压力变送器的3到4倍。
综上所述,说明压力变送器的种类很多,那么如何判断某个压力变送器的价格就成了*重要的问题,而决定压力变送器价格的因素就成了这个问题的关键。本文将根据XX项目对成功的变送器制造商的报价进行分析。
油气田工程中广泛使用的两种压力变送器,按原理分为电容式和扩散式硅电容。电容式压力变送器可以通过检测中心膜片与两侧测量室壁之间的电容变化来判断膜片在压力下的位移。直接测量中心测量隔膜的位移(被测压力直接作用于此)。此外,测量膜片可以增加巨大的预紧力,使得金属膜片位移引起的应力影响极小,精度高。扩散硅压力变送器有两种类型,一种是将扩散硅桥植入测试中心的测量膜片中,以判断膜片的压缩位移。测量膜片感受到的力传递给扩散硅传感器,通过扩散硅传感器的输出获得测量压力。由于压力不作用在传感器上,所以只传输一次,所以相对精度较低,一般精度为0.2%或0.5%,扩散硅元器件的质量也不一样(大部分变送器厂家自己不生产扩散硅元器件),导致质量差异很大,但价格很低。所以这是原则上直接影响压力变送器价格的主要因素。TPO某气田工程总承包项目变送器采购中标人提供的型号及价格如下:XTG5报价6471元,设定范围0~40兆帕;XTG4报价5546元,设定范围0~10MPa。招标文件中相应的技术规范为:工作压力分别为20和3.5~6.7。不难看出,在其他技术要求相同的情况下,压力是一个变量,也直接影响供应商选择和产品价格。
同样的,比较另一个常见品牌在压力范围内的价格差异:XXGP4A和XXGP3A的价格比较是3348.72元和3271.79元,以及厂家的压力变送器压力标准,代码2:-101.3531kPa到1034.2155kPa(-14.7到150psi),代码3:-101.3531kPa到550psi。
在该供应商提供的压力变送器型号中,XGP4A2B21AI5M5T1,**个数字4代表适用范围,从-101.3531kPa到27579.08kPa范围较高的变送器价格高于从-101.3531kPa到5515.816kPa范围较高的变送器价格,这也说明测量范围或量程也直接影响压力变送器的单价。
对于变送器,压力范围提供相应的过载保护,过载保护的价格取决于工艺水平。过载保护作为一个安全因素,对于不同类型的压力变送器来说是不可忽视的。一般设计师给出的范围只是相对参考值,并没有完全考虑实际情况,有时会出现超范围的情况。从经济和降损的角度来看,合理的过载保护非常重要。由于压力变送器的类型不同,过载保护也有不同的设计。为了保证高精度,高灵敏度压力变送器通常会牺牲一部分测量范围,这部分测量范围通常很小。在设计阶段,以凸台的方式呈现,形成方法有玻璃刻蚀技术、背面刻蚀技术、硅直接键合技术等。通常这种设计的压力变送器腔体比较大,提高灵敏度的空间相对减小,硅片的利用率也降低,增加了工艺难度,增加了压力变送器的价格和成本。目前,牺牲层结构的压力变送器已经成为主流方向,这主要是由于牺牲层结构的压力变送器。