1、前言

        压力是重要的工业参数之一 , 正确测量和控制压力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。压力变送器的任务是将检测出来的非电量（物理量）大小转换为相应的电信号，传输到显示仪表中进行监视和控制。

 

        20 世纪 80 年代中末期，国内开始引进国外生产的压力变送器，主要是非智能的，在选购变送器时，要根据生产工艺过程的不同压力检测点的压力，来选择不同压力变送器的量程，由于被测压力点数量多，订货时所定压力变送器的规格多，同时在备件上造成很大的资金积压。由于早期的压力变送器没有微处理器进行各种性能的补偿，容易受到环境的影响，造成仪表的漂移和测量不准确。

 

        美国霍尼韦尔（HONEYWELL）公司于 1983 年好家率先向全shijie推出智能化现场仪表 ST3000 100 系列全智能压力变送器，这是对传统现场仪表的一次深刻变革！它为工业自动化仪表及其系统应用，向更高层次的发展奠定了基础，全智能变送器的问世，开创了现场仪表的新纪元。

 

        美国霍尼韦尔公司在 92 年 4 月向中国推出了 ST3000/900 系列全智能变送器，它具有数字式全智能变送器的全部优越性能，而价格接近传统模拟式常规变送器。1997 年底，霍尼韦尔公司又推出可测高温的压力变送器，现场环境温度#高可达150℃。通过使用专用的手操器，可以对运行中的变送器进行零点、量程、变送器的工作温度、使用单位等很多参数的监测和修改，非常的方便。20 世纪 90 年代中末期，引进的压力变送器的几乎是数字式全智

能变送器，在此基础上，国内有不少厂家与国外的公司合作，生产智能仪表。

 

2、智能型压力变送器

        智能型压力或差压变送器是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表，压力或差压变送器的精度为0.1 级，量程范围为 100：1 或 50:1，时间常数在 0 ～ 36s 可调，仪表的电压范围为 15 ～ 36VDC，正常工作电压为 24VDC，两线制仪表，输出电流 4 ～ 20mA，一般使用 HART 通讯协议。压力及差压变送器外形如图 2-1 和图 2-2 所示。

 

        智能型压力变送器不仅能输出电流信号，还在电流信号的的基础上传输双向数字通讯信号。模拟、数字两种信号方式同时使用一对电缆，通过手持操作器，可以非常方便地对 1500m 之内的现场变送器进行各种工作参数的设定、量程调整以及向变送器加入信息数据。智能型压力变送器具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功能，大大提高了变送器的精que度，简化了调整、校准与维护过程，通过通讯使变送器与计算机控制系统直接组态。

2.1 智能压力变送器的主要特点

2.1.1 具有自动补偿能力

        可通过软件对传感器的非线性、温漂、时漂等进行自动补偿。可自诊断，通电后可对传感器进行自检，以检查传感器各部分是否正常，并作出判断。数据处理方便准确，可根据内部程序自动处理数据，如进行统计处理、去除异常数值等。

 

2.1.2 具有双向通信功能

        微处理器不但可以接收和处理传感器数据，还可将信息反馈至传感器，从而对测量过程进行调节和控制。可进行信息存储和记忆，能存储传感器的特征数据、组态信息和补偿特性等。

 

2.1.3 具有数字量接口输出功能

        可将输出的数字信号方便地和计算机或现场总线等连接。

 

2.2 压力单位换算

        在国际单位制中，压力的单位是帕斯卡，简称帕，代号为 Pa。它的定义是在每平方米面积上垂直作用 1 牛顿的力，即实际使用中，常常有巴、毫米水柱、毫米汞柱、工程大气压等压力单位，它们之间的转换关系见表 2.2。

 

3、压力变送器的安装

3.1 测压点的选择

        ⑴所选择的测压点能反映被测压力的真实情况。

        ⑵要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其它易形成旋涡的地方。

        ⑶测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直。

        ⑷测量气体时，取压点应在管道上方，使导压管内不存液体。

        ⑸测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管内不存气体。

        ⑹变送器安装低于取压管线时应减去压力表到管道取压口之间的一段液柱压力。

        ⑺测量蒸汽压力时应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接和测压元件接触。

 

3.2 压力变送器安装注意事项

        ⑴压力变送器应安装在易观察和检修的地方。

        ⑵安装地点应力求避免振动和高温影响。

        ⑶避免安装在腐蚀性环境中。

        ⑷当被测介质易冷凝或冻结时，必须加保温伴热管线。

        ⑸取压口到变送器之间应装截止阀，应靠近取压口。

        ⑹压力变送器的连接处应加装密封垫片和聚四氟胶带，一般低于80℃及 2Mpa 时用石棉纸或铝片，温度及压力（50MPa）更高时用退火紫铜垫或铅垫。

 

3.3 压力变送器的安装方式

        压力变送器的安装有多种方式，目前经常用到的有以下三种。

        ⑴直接管道安装方式，这种安装方式简单，用材少。如图 3.3-1所示。

        ⑵法兰安装，主要应用于液位测量，利用液体的静压力对液位进行测量。如图 3.3-2 所示。

        ⑶支架安装（管装平支架），大多采用此种安装方式，安装维护方便，以往在露天的位置使用仪表箱作为保护压力变送器免遭粉尘、雨淋，但现在的压力变送器的防护做的很好，防护等级在 IP65，工作的环境温度－40～＋75℃，耐震动、防尘、防雨，5年免维护。如图3.3-3所示。

 

3.4 压力变送器的取气方式

        压力变送器的取气分两种，即压力变送器取气和压差变送器取气。

 

3.4.1 压力变送器取气

        压力变送器不是直接安装在管道上，是通过直径 14 毫米的取气管道连接到压力变速器的连接接头，压力变送器本体安装在设备的旁边。

        在管道上安装的取气装置（实际上是一个Φ50～75mm的金属管）焊接此管时，焊接角度#好在 45°左右，这样不容易造成积灰，另外，在金属管的头部有管螺纹，用丝堵拧紧不能漏气，在检查取气管时便于打开，检查取气管是否有积灰。仪表取气管焊接在取气管的上部，不容易造成积灰。

 

        压力变送器的取气管道上应装有 4 个仪表阀门，（如果是被测压力低的空气管道，可以省去取气管上部的仪表阀门。这个阀门一般称作一次阀门，但是测量高压气体和水的测量不能省去此阀门）。压力变送器工作时打开取气管道上部的阀门，打开三通上部的阀门，一般称为二次门，关闭#下部的阀门，一般称为排气阀门，缓慢打开接压力变送器的阀门，使压力变送器充压工作，如图 3.4 所示。

3.4.2 压差变送器的取气

 

        由于被测的是两个管路的压力差，所以压差变送器的安装要用两套取气装置，如图 3.4-2 所示，关键是在与压差变送器的连接上，连接压差变送器必须使用三阀组，压差变送器安装在三阀组上，压差变送器的两个进气管分为高压进气口（H）和低压进气口（L），不要接错，否则测量不正确，三阀组的外形图如图 3.4-3 所示。压差变送器的投入使用比压力变送器稍微复杂，因为所测量的气体或液体在流经测量元件上（变径测量装置，如文丘里管），在变径处的两边会产生不同的压力，通过压差变送器测量变径管两端的压力。

3.5 压差变送器的投入

        投入压差变送器前 , 须先将连接三阀组两端的仪表阀门关紧，不得让被测气体或液体流入，三阀组中间的仪表阀门打开，然后缓慢地打开取气管上部两个一次门、二次阀门，管道压力通过中间的阀门使被测压力两端的压力平衡。之后分别打开连接三阀组两边的阀门，#后关闭中间的仪表阀门，#后压差变送器投入正常使用。

 

        如果由于粉尘、杂物等原因造成仪表取气管道堵塞，造成压力变送器不能正常工作，就要对仪表取气管道进行清理，处理过程如下：

        将接在变送器处的阀门关闭，将工厂用的 0.4MPa 左右的压缩空气接在排气管上，缓慢打开排气阀门，用空气清扫取气管道。如果堵塞发生在取气管处（一般容易发生在此处），可以松开丝堵，直接用棍棒物清堵。

 

        如果被测压力为正压，清理此处的积灰一定要注意安全，侧身松开丝堵，一般情况下，由于正压的关系，积灰能从管子内部冲出来，管道内如果是负压则比较安全，清扫完毕，恢复正常取气状态。在清扫差压变送器取气仪表管道时，一定要事先将压差变送器脱离正常测量状态，操作方法与投入运行状态相反，清扫管道时的安全注意事项如前所述。如果被测量是高压、高温流体、气体，则必须注意人身和设备的安全。

 

3.6 压力变送器的接线

        目前，压力变送器更多的用于 DCS 控制系统中，在现场安装的压力变送器均带有 4 ～ 20mA 输出和数字通讯功能，通过屏蔽电缆连接到现场电力室模件柜 AI 模件的输入端。

        手操器使用非常方便，可以在现场电力室内的 DCS 模件柜相应的端子上使用。通过手操器，可以检查和设置压力变送器的零点、量程、变送器工作点的温度、工程压力单位的选择，如 Pa、Bar 等工作情况，例如某一压力点的零点或量程需要改变，在电力室就可以通过使用手操器轻松改变。如图 3.6 所示。