扩散硅式压力/差压变送器测量方法比较

1.差压变送器的几种应用测量方式

1）与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量，如图3-3-3 a所示。

2）利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度，如图3-3-3 b所示。

3）直接测量不同管道、罐体液体的压力差值，如图3-3-3 c所示。

图3-3-3 差压变送器的不同测量方法

a）流体流量测量 b）液位测量 c）管路差压测量

这类变送器具有可靠性好，测量准确度、灵敏度高等优良特性，下面以西门子系列扩散硅式压力/差压变送器为例说明其在实际应用中的不同测量方法。

2.压力式的绝压测量

如图3-3-4所示，压力通过密封膜片3，和内充液4传送到绝压传感器5使测量膜片产生变形。四个粘贴在测量膜片上的电桥电路中的压电电阻随之改变阻值，使电桥输出电压和输入成比值关系变化。

3.差压式的压力测量

如图3-3-5所示，压力P_e由测量元件2的取压接口3，引入表内，经密封膜片4和内充液5传递到硅压力传感器6，导致膜片变形。粘贴在膜片上的四个电桥电路中的压敏电阻值随膜片的变形而变化，电阻值的变化使电桥输出电压和输入压力成比值关系。

图3-3-4 压力系列绝压测量元件功能示意图

1—测量元件 2—取压接口 3—密封膜片 4—内充液 5—绝压传感器 P_e—输入压力

测量范围为0～6.3MPa（63bar）的变送器以大气压作为测量压力的参考压力，测量范围为0～16MPa（160bar）的以绝对真空作为参考压力。

4.差压和流量测量

如图3-3-6所示，差压经过密封膜片7和内充液8传递给硅压力传感器5，当压力超过测量极限时，过载保护膜片6产生变形，直到使一侧的密封膜片贴到测量元件4的内壁上，以保护硅压力传感器，避免被过电压损坏。粘贴在测量膜片上的四个电桥电路中的压电电阻随压力变化改变电阻值，使电桥输出电压和差成比值关系变化。(www.xing528.com)

图3-3-5 压力测量元件功能示意图

1—参考压力 2—测量元件 3—取压接口 4—密封膜片 5—内充液 6—硅式压力传感器 P_e—输入压力

图3-3-6 差压和流量测量元件功能示意图

1—高压测输入压力P₊ 2—过程连接法兰 3—O形圈 4—测量元件 5—硅式压力传感器 6—过载保护膜片 7—密封膜片 8—内充液 9—低压侧输入压力P

图3-3-7 液位变送器的测量元件功能示意图

1—工艺连接法兰 2—O形圈 3—硅式压力传感器 4—测量元件 5—过压保护膜片 6—测量元件内的密封膜片 7—测量元件内充液 8—连接安装法兰的充液毛细管 9—带接管法兰 10—连接法兰上的密封膜片

5.液位测量

如图3-3-7所示，输入压力作用在连接法兰上的密封膜片10上将压力传给测量元件，测量元件测量到的差压经测量元件内的密封膜片6和内充液7传送给硅式压力传感器3。当压力超过测量极限时过压保护膜片5产生变形，直到一侧的密封膜片贴到测量元件4的内壁上，以保护硅式压力传感器避免过压损坏。密封膜片随不同的差压值产生不同程度的变形，粘贴在测量膜片上的四个电桥电路中的压电电阻随之改变阻值，使电桥输出电压变化和被测的差压成比值关系。

6.差压系列中的绝压测量

如图3-3-8所示，绝对压力经密封膜片和内充液传送到硅式压力传感器5。当压力超过测量极限时，过压保护膜片6产生变形直到一侧密封膜片贴到测量元件的内壁上，以保护硅压力传感器，避免受过电压损坏。输入压力P_e和测量元件低压侧的参考压力8之间比较，产生的差压使测量膜片发生变形。粘贴在测量膜片上的电桥电路中的压电电阻随之改变阻值，使电桥输出电压变化和测量的绝对压力成比值关系。

图3-3-8 绝压测量元件功能示意图

1—工艺连接法兰 2—测量元件内的密封膜片3—O形圈 4—测量元件 5—硅式压力传感器 6—过压保护膜片 7—内充液 8—参考压力 P_e—输入压力