差壓傳感器分(fēn)類與基本原理(lǐ)
        壓力設備通(tōng)常分(fēn)爲三種類型：表壓、絕對(duì)壓力以及差壓。但從根本上說，它們都屬于差壓測量。
        差壓設備用(yòng)于測量相對(duì)于環境大(dà)氣壓的(de)過程壓力。傳感器的(de)過程側處于過程壓力中，而非過程側處于大(dà)氣中。表壓測量即爲兩側的(de)壓力差。若傳感器的(de)非過程側與大(dà)氣相隔離，存留的(de)氣體體積将随著(zhe)溫度變化(huà)膨脹或縮小，并造成傳感器非過程側的(de)壓力變化(huà)。這(zhè)将導緻表壓信号出現嚴重誤差。通(tōng)常所有的(de)表壓傳感器都有一條内部通(tōng)道，将非過程側與大(dà)氣相連。
 

内通(tōng)道将流體引至設備膜片的(de)兩側。資料來(lái)源：Honeywell

        絕壓測量設備與表壓傳感器的(de)相似之處，是都隻有一側的(de)傳感器膜片位于過程壓力中。其非過程側被設計爲包含一個(gè)近似的(de)完全真空。在非過程側的(de)傳感膜片處于完全真空的(de)情況下(xià)，絕對(duì)壓力讀數可(kě)通(tōng)過測量傳感器非過程側及過程側之間的(de)壓力差而獲得(de)。施加于過程側的(de)任何壓力都爲正壓差，即所謂的(de)絕對(duì)壓力讀數。
        這(zhè)表明(míng)，所有這(zhè)些壓力讀數都是相對(duì)的(de)，因此表壓和(hé)絕對(duì)壓力這(zhè)兩種類型實質上也(yě)屬于差壓測量。這(zhè)使得(de)差壓傳感器比其他(tā)類型的(de)傳感器應用(yòng)面更爲寬廣。
        進行差壓測量時(shí)，通(tōng)常在隔膜型傳感器上連接兩個(gè)獨立壓力輸入端。壓力被施加在傳感器的(de)兩側，并互相抵消，産生一個(gè)等值于兩壓力輸入（如圖）的(de)網絡差分(fēn)的(de)傳感器響應。高(gāo)壓端（藍色）和(hé)低壓端（黃(huáng)色）的(de)壓力分(fēn)别傳輸到傳感器，以确定差壓。
        讓低壓端口連通(tōng)大(dà)氣，使得(de)施加的(de)過程壓力相對(duì)于大(dà)氣将是正壓差，傳感器便成爲表壓測量。令低壓端口處于完全真空，就能達到近似于絕壓傳感器的(de)效果。
        将大(dà)氣壓值視爲零始點，進行真空測量時(shí)，真空被施加于低壓端口，而高(gāo)壓端口則與大(dà)氣相通(tōng)。增加的(de)壓差值（增加的(de)負壓）以正輸出變化(huà)來(lái)表示。
        應用(yòng)
        差壓設備能測量或輔助測量其他(tā)一些過程變量，包括流量、液位以及流體密度。
        流體
        差壓傳感器最常見的(de)應用(yòng)，是讀出流體測量時(shí)孔闆兩側的(de)壓力損耗（此處我們僅關注基礎，但可(kě)以進行詳細研究）。
        孔闆、皮托管、文丘裏管、錐形流量計等等，都屬于一次流量元件，當流體流經節流孔時(shí)會産生壓力損失。節流量的(de)設定需滿足過程管道、壓力及流體的(de)需求。壓力損耗與節流孔尺寸及包括密度及流速等流體物(wù)理(lǐ)性質成比例。通(tōng)過測量流經一次元件的(de)流體壓力損耗，可(kě)計算(suàn)出流速。
        位于流量元件上遊及下(xià)遊的(de)取壓口與差壓傳感器的(de)高(gāo)壓及低壓輸入端相連接。管道中的(de)壓力可(kě)能高(gāo)達1,000psi，但壓力損耗通(tōng)常很小。若使用(yòng)兩個(gè)獨立的(de)表壓設備并求取讀數之差，由于兩設備量程較大(dà)，可(kě)能會導緻綜合誤差。這(zhè)樣的(de)測量結果很可(kě)能不适用(yòng)于控制。差壓傳感器的(de)量程則小得(de)多(duō)，并且隻需一台設備即可(kě)進行測量，大(dà)大(dà)增進了(le)精确度。由于不必使用(yòng)兩台傳感器，也(yě)減少了(le)現場(chǎng)配線的(de)用(yòng)量。
         操作要點——确保導壓管内抽除了(le)所有的(de)空氣或其他(tā)氣體。多(duō)支管通(tōng)常都有排洩口。
        差壓值可(kě)用(yòng)多(duō)種單位表示，但最常用(yòng)的(de)爲水(shuǐ)柱高(gāo)度(in. H2O)。在将差壓讀數轉換爲流量值的(de)公式中，這(zhè)個(gè)值成爲一個(gè)變量。将壓力轉換爲流量的(de)一個(gè)簡化(huà)方法，是取壓力讀數的(de)平方根，以流量百分(fēn)比表示，然後用(yòng)這(zhè)個(gè)百分(fēn)數來(lái)計算(suàn)流量值。
        例如，給定的(de)流量元件，設計其最大(dà)流量爲1,000gpm(加侖每分(fēn)鐘(zhōng))時(shí)，壓力損耗爲100 in. H2O。100的(de)平方根爲10，表示100%流量。在工作條件下(xià)，當壓力讀數爲49 in. H2O時(shí)，其方根爲7，則表示70%流量讀數，或700gpm。若配備了(le)具有先進功能的(de)現有現場(chǎng)傳感器，設備便能輕松調用(yòng)數學公式并指示出流量值，而非壓力值。
        操作要點——爲了(le)增進流量測量精确度，在啓動時(shí)，最好立即調整DP單元高(gāo)壓端和(hé)低壓端之間的(de)壓力，使其相等，并調節零點。某些多(duō)支管的(de)使用(yòng)，能使這(zhè)個(gè)過程更爲簡單快(kuài)捷。這(zhè)樣做(zuò)，可(kě)以消除因管道壓力的(de)機械應變而導緻的(de)零點影(yǐng)響。在高(gāo)壓應用(yòng)，如典型的(de)過熱(rè)蒸汽應用(yòng)中，這(zhè)樣做(zuò)極其必要。
        濾網特性
        多(duō)數過程都要求流體過濾，以确保濾除超出規定大(dà)小的(de)雜(zá)質，使其無法流至下(xià)遊。過濾器具有多(duō)種形狀及尺寸，這(zhè)取決于過程的(de)需求，大(dà)至發電廠進水(shuǐ)口的(de)寬過濾網，小則到油漆廠的(de)納米級過濾器。若不考慮應用(yòng)，過濾器的(de)過濾方式都非常相似。由于過濾器阻攔雜(zá)質，将縮小流體可(kě)通(tōng)過的(de)面積，這(zhè)個(gè)節流作用(yòng)将導緻過濾器上遊側的(de)壓力增大(dà)。
 

       若液罐爲密閉且可(kě)加壓，參比杆的(de)使用(yòng)， 使得(de)設備可(kě)将液體産生的(de)靜壓力與水(shuǐ)罐
内部壓力而非大(dà)氣壓力相比較，這(zhè)樣便确保了(le)液位讀數的(de)正确。

        通(tōng)過測量上下(xià)遊之間的(de)差壓，可(kě)對(duì)過濾器的(de)過濾作用(yòng)作出判斷：差壓增大(dà)意味著(zhe)堵塞。在前面提及的(de)流體測量應用(yòng)中，上遊壓力通(tōng)常遠(yuǎn)大(dà)于壓力損耗值。這(zhè)裏也(yě)同樣，采用(yòng)差壓測量能提供更高(gāo)的(de)精确度并減少測量所需的(de)設備數量。
        操作要點——過濾器可(kě)能在其元件兩端産生明(míng)顯的(de)差壓。當流體通(tōng)過時(shí)，若差壓讀數爲零，則可(kě)能預示著(zhe)過濾器元件故障，使流體毫無阻礙地通(tōng)過，而未經過濾的(de)流體将流往下(xià)遊。
        液位
        容器液位是差壓傳感器的(de)一種常見應用(yòng)，并且常常是最節約成本的(de)方案。液罐内的(de)液體會産生一個(gè)水(shuǐ)頭壓力，可(kě)在液罐底部測得(de)。水(shuǐ)頭壓力是液體高(gāo)度和(hé)密度的(de)函數。
        若液罐是開放或開口容器，可(kě)用(yòng)表壓設備來(lái)測量液位，但對(duì)于多(duō)數液罐來(lái)說，産生的(de)壓力通(tōng)常都極小。水(shuǐ)頭壓力一般不超過400 in. H2O。表壓傳感器的(de)量程通(tōng)常比這(zhè)大(dà)得(de)多(duō)。因此，爲了(le)改善精确度，最好使用(yòng)更精密的(de)DP傳感器，令其低壓端連接到大(dà)氣即可(kě)。
        若液罐爲密閉容器，使用(yòng)DP傳感器還(hái)将更爲經濟。密閉液罐内的(de)液體在壓力達到平衡前會釋放出水(shuǐ)蒸汽，水(shuǐ)蒸氣對(duì)液體表面施壓，這(zhè)個(gè)壓力将增加到液罐底部所測水(shuǐ)頭壓力讀數中。計算(suàn)實際液位時(shí)，需要從總水(shuǐ)頭壓力中減去蒸汽壓力。同樣，比之使用(yòng)兩台獨立的(de)表壓傳感器，隻需使用(yòng)一台DP傳感器便可(kě)同時(shí)接收總水(shuǐ)頭壓力及蒸汽壓力。差壓用(yòng)網絡水(shuǐ)頭壓力來(lái)表示，即是液位。
        實際應用(yòng)中，需考慮的(de)事項比上面提到的(de)更爲複雜(zá)。隔離膜片的(de)使用(yòng)，充氣的(de)細導管，物(wù)理(lǐ)安裝要求，等等，都要列入考慮，因此必須充分(fēn)了(le)解你的(de)需求。
        操作要點——在封閉液罐上安裝遠(yuǎn)程密封DP傳感器時(shí)，最好能将細導管集束，使得(de)它們處于同樣的(de)溫度條件下(xià)。當其中一條被陽光(guāng)加熱(rè)，而另一條沒有的(de)時(shí)候，會因液體熱(rè)膨脹不同而導緻誤差。
        密度
        液位應用(yòng)中，若液罐中裝盛的(de)材料較昂貴，在計量庫存時(shí)，當然希望液位測量越精确越好。溫度變化(huà)通(tōng)常會導緻液體密度變化(huà)，密度變化(huà)又轉而影(yǐng)響罐底水(shuǐ)頭壓力與液位之間的(de)關系。一種用(yòng)于測量密度變化(huà)的(de)方法，是将相隔特定距離的(de)取壓口以固定件固定在罐壁上。差壓傳感器可(kě)在與兩個(gè)取壓口不同的(de)位置安裝，然後可(kě)通(tōng)過計算(suàn)測得(de)液體密度。
        若罐内液體密度爲1.0，傳感器取壓口分(fēn)隔10in.，隻要兩取壓口都位于液面下(xià)，無論液位如何，傳感器讀數将始終維持在10 in. H2O。但若液體溫度下(xià)降，密度相應會上升。例如，若密度增大(dà)3%，傳感器讀數也(yě)将增加3%，變爲10.3 in. H2O。0.3 in.的(de)液位變化(huà)，對(duì)于大(dà)直徑液罐而言，将意味著(zhe)上千加侖的(de)物(wù)品計量誤差。因此，還(hái)需獲取密度讀數，以便對(duì)液位值作出修正。
        洩露檢測
        在一些啓動或維護當中，有必要對(duì)管道及容器作洩漏測試。測試洩漏有多(duō)種方法，包括通(tōng)過聞嗅判定是否有特殊氣體如氦氣的(de)逸出，或者觀察是否有顔料或在紫外線下(xià)可(kě)見的(de)液體的(de)滲漏。這(zhè)些方法可(kě)能成本較高(gāo)。另一種簡單又節省的(de)方法，是進行壓力衰減測試。
        做(zuò)壓力衰減時(shí)，需要對(duì)容器施加試驗壓力，然後監測一段時(shí)間内的(de)壓降情況。較大(dà)的(de)容器通(tōng)常在較小的(de)壓力下(xià)試驗，因爲較大(dà)的(de)受力面積意味著(zhe)需要施加更大(dà)的(de)力。對(duì)于低壓級别，通(tōng)常用(yòng)差壓傳感器更容易觀察到微小變化(huà)，因爲差壓傳感器的(de)量程通(tōng)常比表壓儀表的(de)小。
        一種更迅捷地檢測洩漏導緻的(de)壓力變化(huà)的(de)常用(yòng)方法，是使用(yòng)一個(gè)容積與被試容器相當的(de)參比容器。參比容器必須事先經過無洩漏驗證。向兩個(gè)容器同時(shí)施加壓力或真空，容器之間用(yòng)差壓傳感器相連。當兩個(gè)容器達到相同的(de)試驗壓力值時(shí)，将它們相互隔離。傳感器精密的(de)量程範圍，可(kě)迅速檢測出兩容器之間的(de)任何變化(huà)，指示出可(kě)能産生的(de)洩露。此方法通(tōng)常是臨時(shí)性的(de)，用(yòng)于難以獲取電源的(de)場(chǎng)合，而電池供電的(de)無線DP傳感器能在試驗過程中提供現場(chǎng)顯示，同時(shí)提供獲取及記錄實驗結果的(de)方法，無需使用(yòng)數據采集設備。
        黏度
        科裏奧利流量計因其可(kě)測量除質量流體以外的(de)多(duō)種流體特性，而得(de)到了(le)廣泛的(de)認可(kě)。科裏奧利元件能提供密度、固體百分(fēn)率、比重（百利糖度，波美(měi)）、溫度的(de)測量。但它較少用(yòng)于黏度的(de)測量。爲了(le)實現這(zhè)一功能，通(tōng)常要求安裝一台差壓傳感器，其兩個(gè)取壓口分(fēn)别位于科裏奧利傳感器的(de)上下(xià)遊。通(tōng)過流量計指示的(de)流量、密度以及溫度數據，結合差壓傳感器的(de)讀數，便可(kě)通(tōng)過主機控制器計算(suàn)獲得(de)流體黏度。本文來(lái)源：/。