差壓變送器的核心是測量兩個測點的壓力差值,基于這一核心功能,結合工業工藝的壓力差與其他參數的物理關聯,能間接測量工業現場常用的多種工藝參數,也是流程工業中應用最多的儀表之一,除了直接測差壓 / 表壓 / 絕壓,主流可測參數及測量原理、實操要點如下,覆蓋化工、石化、冶金、水處理等核心場景:
一、液位(最核心的間接測量應用,占比超 60%)
這是差壓變送器經典的用法,利用液體靜壓力差與液位高度的線性關系測量,分敞口容器和密閉容器兩種核心場景,適配絕大多數儲罐、反應釜、塔器的液位測量。
測量原理:ΔP=ρgh(ΔP 為差壓,ρ 為介質密度,g 為重力加速度,h 為液位高度);
敞口容器:變送器正壓端接容器底部,負壓端通大氣,差壓直接對應液位高度,無需補償;
密閉容器:負壓端接容器氣相空間,抵消氣相壓力的影響,若介質有冷凝 / 汽化,需加冷凝罐 / 隔離罐,防止導壓管堵塞。
補充:還可測界位(如油水兩相),利用兩種介質的密度差,差壓信號對應界位高度,需注意介質密度穩定。
二、流量(節流式流量測量的核心配套儀表)
工業中90% 以上的節流式流量測量都由差壓變送器 + 節流元件配合完成,是流量測量的主流方案,適配氣體、液體、蒸汽的流量檢測。
測量原理:基于伯努利方程,流體通過節流元件(孔板、噴嘴、文丘里管、威力巴等)時,流速驟增、壓力驟降,節流元件前后產生與流量的平方成正比的差壓,即Q=KΔP(K 為節流元件的流量系數);
實操要點:變送器需與節流元件配套校準,測蒸汽 / 高溫液體時需加冷凝罐,測含塵 / 易凝介質時需加隔離器 / 吹掃裝置,且智能差壓變送器可直接做開方運算,將差壓信號轉換為線性的流量信號。
三、密度(適用于均相流體的在線密度測量)
利用固定高度的介質柱產生的差壓與密度的線性關系測量,適配儲罐、管道中液體 / 漿液的密度檢測,如重油、糖漿、泥漿、化工溶液等。
測量原理:將差壓變送器的正負壓端,分別接在固定高度差 H的管道 / 容器兩個測點,則ΔP=ρgH,變形得ρ=ΔP/(gH)(H 固定,g 為常數,差壓直接對應密度);
實操要點:兩個測點的高度差必須固定且精準,介質需充滿導壓管、無氣泡,測漿液時需加防堵裝置,部分變送器可直接內置密度運算模塊,輸出密度值。
四、真空度 / 微壓(高精度小差壓測量)
差壓變送器可通過負壓端接標準大氣壓 / 參考真空,實現真空度或微壓的精準測量,比普通壓力變送器更適合小量程差壓 / 真空檢測。
真空度測量:正壓端接被測真空系統,負壓端通大氣,變送器測量的差壓即為真空度(表壓形式);
微壓測量:如鍋爐爐膛負壓、車間新風壓差、潔凈室壓差(幾 Pa~ 幾千 Pa),選用微差壓變送器(量程 0~100Pa、0~5kPa 等),直接測量兩點的微小壓力差,精度遠高于常規壓力變送器。
五、其他工藝參數(衍生應用,需配套輔助裝置)
基于差壓的物理特性,結合輔助工裝,還能實現部分特殊參數的測量,工業中雖不常用,但適配特定工況:
料位:針對粉狀、顆粒狀固體物料(如煤粉、水泥、糧食),利用吹氣壓差法,變送器測量吹氣管內的壓力與料倉氣相壓力的差壓,差壓變化對應料位高度,避免變送器與固體直接接觸;
液位差 / 壓力差:如輸水管網的上下游壓差、換熱器的進出口壓差、過濾器的堵塞壓差(通過差壓變化判斷過濾器是否臟堵,實現反吹 / 清洗提醒)。
關鍵實操總結
差壓變送器間接測量的核心是建立 “差壓” 與被測參數的線性關聯,需保證介質密度、高度差、流量系數等參數穩定,否則會引入測量誤差;
不同被測參數對變送器的量程、精度、防護要求不同:測微壓差選微差壓型(量程比 50:1~100:1),測高溫蒸汽 / 液體需選耐高溫型,測腐蝕性介質需選襯氟 / 哈氏合金材質;
導壓管的安裝是關鍵:需做伴熱、保溫、排污、防堵處理,測氣相加液封、測液體加凝液罐、測漿液加隔離器,避免導壓管堵塞 / 泄漏導致測量失效。
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