差壓計
差壓計是一種用于測量兩點之間壓力差(ΔP)的儀器,廣泛應(yīng)用于流量測量、液位監(jiān)測、過濾器堵塞報警等場景。其核心原理是通過檢測兩個壓力端口(高壓端HP和低壓端LP)的差值,輸出相應(yīng)的信號(機械指示或電信號)。
1. 工作原理
差壓計根據(jù)傳感技術(shù)不同,主要分為以下幾類:
(1)機械式差壓計
膜片/波紋管式:壓力差使彈性元件(金屬膜片、波紋管)變形,通過機械連桿放大后驅(qū)動指針顯示。
U型管式:利用液柱高度差(如水、油)直接反映壓力差(如毫米水柱mmH?O單位)。
(2)電子式差壓變送器
壓阻式:惠斯通電橋上的硅壓阻元件隨壓力差變形,電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(4~20 mA、0~10 V等)。
電容式:壓力差使電容極板間距改變,檢測電容值變化。
諧振式:壓力差影響振動元件的頻率,通過頻率變化計算ΔP。
2. 主要特點
類型 | 優(yōu)點 | 局限性 |
---|---|---|
機械式 | ? 無需供電,結(jié)構(gòu)簡單 | ? 精度較低(±1%~2% FS) |
? 抗電磁干擾 | ? 僅本地顯示,無遠程信號輸出 | |
電子式 | ? 高精度(±0.1%~0.5% FS) | ? 需外部供電 |
? 可輸出標準信號(4~20 mA) | ? 成本較高 |
3. 典型應(yīng)用場景
流量測量:通過孔板、文丘里管等節(jié)流裝置,差壓與流量平方成正比(伯努利方程)。
液位監(jiān)測:
敞口容器:高壓端接底部,低壓端通大氣(ΔP = ρgh)。
密閉容器:高低壓端分別接容器頂部和底部。
過濾器監(jiān)控:檢測過濾器兩側(cè)壓差,判斷堵塞程度。
風(fēng)壓/風(fēng)速測量:如 HVAC 系統(tǒng)風(fēng)管壓力差。
4. 選型與安裝要點
(1)選型參數(shù)
量程(ΔP):如 0~10 kPa、-100~100 Pa(注意正負壓差)。
精度:一般0.5級(±0.5% FS)或更高。
介質(zhì)兼容性:膜片材質(zhì)(如316不銹鋼、哈氏合金)需適應(yīng)腐蝕性流體。
輸出信號:機械表盤、4~20 mA、HART協(xié)議、數(shù)字通信(RS485)。
環(huán)境防護:IP等級(如IP65防塵防水)、防爆認證(Ex d/IIC T6)。
(2)安裝注意事項
引壓管布置:
避免氣泡(液體介質(zhì))或積液(氣體介質(zhì)),傾斜安裝或加排污閥。
高溫介質(zhì)需加散熱器或毛細管隔離。
零點校準:安裝后需在無壓差狀態(tài)下調(diào)零(機械表用調(diào)零螺絲,電子式通過按鍵)。
過壓保護:避免單側(cè)壓力超量程(可加保護閥或節(jié)流孔)。
5. 常見故障與處理
故障現(xiàn)象 | 可能原因 | 解決方法 |
---|---|---|
讀數(shù)偏差大 | 引壓管堵塞/泄漏 | 疏通管路或更換密封件 |
輸出信號不穩(wěn)定 | 電源干擾或接地不良 | 檢查屏蔽線、單獨接地 |
機械表指針卡死 | 膜片過載變形或雜質(zhì)進入 | 更換膜片或清洗內(nèi)部 |
電子式無輸出 | 供電故障或傳感器損壞 | 檢查電源、更換變送器 |
6. 與其他壓力儀表的對比
儀表類型 | 測量對象 | 典型應(yīng)用 |
---|---|---|
差壓計 | 兩點壓力差(ΔP) | 流量、液位、過濾器監(jiān)控 |
壓力表 | 單點表壓(相對大氣壓) | 容器壓力監(jiān)測 |
絕對壓力表 | 絕對壓力(相對于真空) | 真空系統(tǒng)、氣象測量 |
壓力變送器 | 壓力→電信號 | 自動化控制 |
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