第三章 船用气动仪表 第二节 气动变送器155.docVIP

考点1 差压变送器不仅可直接测量压差信号，还可以间接测量液位、流量、黏度等参数。差压变送器结构类型很多，这里仅介绍QBC型单杠杆差压变送器结构和工作原理。QBC单杠杆差压变送器的结构原理如图3-2-1所示，任何气动变送器都是由测量部分和气动转换部分组成。 1．测量部分 测量部分的作用是把输入的压差信号ΔP的变化，转变成轴向推力的变化。测量力矩M测为 M测=q测·l1=F膜·l1·△P 图3-2-1 QBC单杠差压变送器结构原理图 l- 放大器；2- 锁紧螺钉；3- 迁移螺钉；4-顶针；5- 顶针架； 6- 喷嘴；7- 挡板；8- 迁移弹簧；9- 主杠杆；10- 反馈波纹管； 11- 锁紧螺母；12- 静压误差调节螺母；13- 密封簧片；14- 支架；15- 正压室；16- 膜盒；17-负压室；18-锁紧螺；19- 底板；20- 量程调节支点；21- 硬芯；22- 基座 2．气动转换部分 气动转换部分的作用是把测量部分输出的轴向推力q测及由q测所产生的测量力矩M测转换成0.02～0.1 MPa的气压信号，作为差压变送器的输出。 单杠杆差压变送器受力分析简图如图3-2-2所示，其反馈力矩M反 ＝ F波 · l2 · P出。当变送器处于平衡状态时，测量力矩必为反馈力矩所平衡，即M测 ＝ M反，则有 F波 · l2 ·P出 ＝ F膜 · l1 · ΔP； ； P出 ＝ K单 · ΔP 式中，K单 ＝ F膜 · l1／F波 · ；l2，称为单杠杆差压变送器的放大系数。可见，差压变送器的输出P出与测量信号ΔP是成比例的。 图3-2-2 单杠杆差压变送器受力分析图 考点2 变送器在投入工作前，要根据测量信号的最大变化范围调好零点和量程。任何变送器都是如此，差压变送器也不例外。 1．调零 所谓调零是指，当输入的测量信号ΔP=0时，变送器的输出P出=0.02 MPa。但是，从P出=K单·ΔP式子可以看出，当ΔP=0时，P出不等于0.02 MPa。为此，可通过调整调零弹簧，改变挡板与喷嘴之间的初始开度，直到ΔP=0，P出=0.02 MPa为止。这就是调零的操作步骤。特别注意，变送器的零点是，输入的测量信号为0时，变送器输出P出=0.02 MPa。决不是输入的测量信号为0，P出也等于0。 2．调量程 所谓调量程是指，当测量信号达到所要测量的最大值时，变送器的输出为P出=0.1 MPa。从P出=K单·ΔP式子可以看出，K单越小，为使P出=0.1 MPa，Δp就要越大，也就是测量值的变化范围越大，即说量程增大了。如果K单大，测量信号ΔP变化较小，P出就能达到0.1 MPa，即量程小了。在单杠杆差压变送器中，F膜、F波、l1都是固定不变的。所以在K单的表达式中，只有l2的大小是可调的，即可沿主杠杆上下移动反馈波纹管。上移波纹管，l2增大，K单减小，可增大量程。下移波纹管，l2减小，K单增大，则量程将减小。 考点3 所谓迁移是指，根据实际需要将变送器量程的起点由零迁到某一数值。迁移后，量程的起点和终点都改变了，但量程不变。现以测量锅炉水位为例，说明其迁移原理。目前，测量锅炉水位普遍采用参考水位罐装置，如图3-2-3所示。比如锅炉水位最大变化范围是600 mm水柱，当锅炉水位处于最低水位时，ΔP=-600 mm水柱。本来当ΔP=0时，差压变送器的输出P出 =0.02 MPa，现在当ΔP =-600 mm水柱时，通过调整迁移弹簧 把挡板拉向喷嘴，直到P出 =0.02 MPa为止。这就保证了锅炉水位处于最低水位时，差压变送器能输出P出 =0.02 MPa。以后，随着锅炉测量水位的升高，ΔP负值的减小（相当正压室压力的增加）靠迁移弹簧的张力使挡板不断靠近喷嘴，变送器的输出也会不断的增大。当测量水位上升到最高水位（与参考水位一致）时，ΔP=0，变送器的输出P出=0.1 MPa。这就是迁移原理。在上述的例子中，把变送器的零点从ΔP=0迁移到ΔP =-600 mm水柱，这是负迁移，迁移量是 -600 mm水柱，如图3-2-4所示。从图中可见，变送器迁移后，量程的起点和终点均改变，但量程没有变，仍为600 mm水柱。 图3-2-3 用参考水位罐检测锅炉水装置 图3-2-4 差压变送器负迁移特性 1- 锅炉；2- 参考水位罐；3- 测量管；4- 参考水位管；5-差压变送器；6- 阀箱； A- 截止阀；B- 平衡阀；C-泄放阀 实际上，不仅差压变送器能迁移，压力、温度等变送器也可以迁移，不仅可以负迁移，还可以正迁移。如锅炉的蒸汽压力最大变化范围是0.6