簡單來說,差壓變送器的核心工作原理是:測量兩個不同點之間的壓力差值,并將這個物理壓力差轉換成標準化的電信號(如4-20mA)或數字信號進行輸出。
下面我們分步驟詳細解釋:
一、核心組成部分
一臺典型的差壓變送器通常包含三個主要部分:
壓力傳感元件(核心):這是直接感受兩側壓力的部分,通常是隔離膜片和充油毛細管系統。
信號轉換與放大電路:將傳感元件檢測到的微小變化轉換成強大的電信號。
過程連接件:例如法蘭、螺紋等,用于將變送器連接到需要測量的設備上(如管道、罐體)。
二、詳細工作過程(以最常見的電容式原理為例)
步驟 1:壓力引入與隔離
變送器有兩個壓力接口,分別標記為 高壓側 (H, High Pressure) 和 低壓側 (L, Low Pressure)。
這兩個壓力通過過程連接件,作用在變送器兩側的隔離膜片上。這些膜片非常堅固,可以耐受過程介質的腐蝕、高溫或凝固。
隔離膜片和中心傳感元件之間充滿了不可壓縮的硅油,起到傳遞壓力和保護核心元件的作用。
步驟 2:差壓轉換為位移
高壓(P?)和低壓(P?)分別作用在兩側的隔離膜片上。
壓力差 ΔP = P? - P? 會使得填充的硅油產生移動。
硅油的移動會推動一個被稱為 “中心感壓膜片”(或測量膜片) 的彈性元件。這個膜片位于兩個固定的電容極板之間。
如果 P? = P?(差壓為零),中心膜片保持在中間位置。
如果 P? > P?,中心膜片會向低壓側(L)發生微小的、成正比的形變(位移)。
如果 P? < P?,中心膜片則會向高壓側(H)形變。