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4.2_2 气动差压变送器在线视频

4.2_2 气动差压变送器

下一节:4.2_3 电动差压变送器

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4.2_2 气动差压变送器课程教案、知识点、字幕

同学们好

下面我们介绍具体的差压变送器

根据被测量物理量的不同

变送器包括温度变送器

压力变送器和差压变送器等

但差压变送器是船舶机舱中最常见变送器

差压变送器是专门用于测量各种压差信号的

一种测量仪表

用它可以间接地测量温度 压力

液位 流量和粘度等物理量

并按比例转变成统一的标准信号输出

以下分别介绍气动和电动两种类型的差压变送器

下面呢我们来结束一下气动差压变送器

气动差压变送器将被测量的物理量

转化为19.8~98.1KPa的

标准气压输出信号输出

下面我们一起来学习

气动差压变送器的结构和工作原理

气动差压变送器的结构形式呢有多种

图中呢所示为单杠杆差压变送器的结构原理图

它由测量和气动转换两部分组成的

测量膜盒16把测量室

分成了正压室15和负压室17

并分别承受正压和负压压力信号

在压差正压减去负压称为压差的作用下

测量膜盒16带动

主杠杆9的下端产生微小的位移

经主杠杆的弹性支点13

其上端呢也会有一个微小的位移

比如呢当作用在测量膜盒上的压差信号

ΔP增大时

测量膜盒连同主杠杆的下端一起左移

主杠杆绕弹性支点13顺时针转动

顶针架5和顶针4右移

挡板7靠本身弹性靠近喷嘴

喷嘴背压升高

经气动功率放大器1放大

差压变送器的输出压力信号P输出增大

这个输出信号

一方面呢代表被控量的被测量

送至显示仪表和调节器

另一方面呢直接送入反馈波纹管10

输出压力信号P输出呢

与波纹管10的有效面积相乘

就等于波纹管对主杠杆产生的推力

这个推力对弹性支点13产生的反馈力矩

与测量膜盒对弹性支点产生的测量力矩相等时

主杠杆呢就不再移动

喷嘴与挡板之间的开度呢不变

差压变送器输出信号P输出呢稳定不变

若测量信号ΔP减小

主杠杆9呢将绕弹性支点13逆时针转动

顶针架5和顶针4呢左移

使挡板7离开喷嘴

喷嘴呢背压呢下降

差压变送器输呢这个P输出呢减小

反馈波纹管10对主杠杆产生的反馈力矩

将使主杠杆呢顺时针转动

当测量力矩与反馈力矩相等时

差压变送器的输出呢将稳定在比原来低的值上

上面简单地分析了单杠杆差压变送器和

双杠杆差压变送器的工作过程

下面详细分析差压变送器各组成部分的

结构特点和工作特性

下面介绍测量部分

测量部分的结构原理如图所示

它由主杠杆及密封装置

检测元件和基体等部分组成

杠杆的密封装置直接与工作介质接触

要求呢它具有良好的密封性和耐腐蚀性

以防止呢工作介质漏泄和本身被腐蚀

同时呢密封簧片又作为杠杆转动的支点

要求它具有良好的弹性和抗疲劳强度

为了满足上述要求

密封簧片一般用镍铬钛合金制成

检测元件是把基体1分为

正 负压室的测量膜盒

金属膜片3用滚焊分别焊接在硬芯4和基座2上

在制造测量膜盒时

首先把膜盒抽成真空

然后充注硅油11

硅油呢是一种低凝固点和体积膨胀系数较小的

有机硅化合物

它在膜盒内作为传递压力的

介质使膜片的运动产生阻尼

防止膜片以至呢变送器发生振荡

单向过载保护圈5和硅油呢

可防止膜盒在单向承受过大压力时被压坏

在某些情况下

例如误操作时

可能造成呢正 负压室一边的压力

比另一边呢大大增加

这时呢由于硅油的阻尼作用

膜片呢缓慢位移

当硬芯与单向过载保护密封圈5接触时

因为呢液体不可压缩

膜片呢不会再有位移

这就防止了膜片呢位移过大而损坏

测量部分的作用是把压差信号ΔP

转换成轴向推力q测

假定呢测量膜盒中金属膜片的有效面积呢为

F膜则呢q测呢等于差压乘以呢膜片的有效面积

若膜盒的有效面积F膜不变

那么呢轴向推力q测呢

就与压差信号Δp呢成正比例

下面我们介绍气动转换部分

气动转换部分由喷嘴6 挡板7 放大器1

反馈波纹管10及调零和迁移弹簧等组成

它把测量部分输出的轴向推力主杠杆的微小位移

转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出

左图示出单杠杆差压变送器的工作原理

图中标明了各部分有关尺寸

L1 L2和L3

作用在比较杠杆主杠杆上有两个力矩

一个是测量力矩

一个是反馈力矩

杠杆呢在平衡时呢测量力矩跟反馈力矩呢相等

即由此呢可求得呢差压变送器的输出压力信号

为下面的这个公式

其中呢放大倍数K是膜片的有效面积乘以呢L1

除以呢反馈波纹管有效面积除以L2

是差压变送器的放大系数

在这个式中膜片的有效面积

反馈波纹管的有效面积

和L1呢是固定不的

唯一可改变的是L2

反馈波纹管上移L2呢增大K呢就减小

这就需要有较大的Δp

即被控量呢要变化较大的范围

才能使p输出呢等于0.01MPa

也亦呢即增大了变送器的量程

反馈波纹管下移L2呢减小K呢就增大

变送器的量程呢减小

要得到较大的量程

必须把主杠杆做得很长

这不仅影响变送器的精度

而且变送器的结构也会很庞大

所以单杠杆差压变送器的量程不可能太大

在需要大量程的场合

可以采用双杠杆差压变送器

本图呢给出了双杠杆差压变送器的工作原理图

它的工作原理呢与单杠杆相仿

不过呢由于多了一个副杠杆5

使力的传递过程呢略有不同

当主杠杆顺时针转动时

通过顶针架

使副杠杆5绕量程支点8顺时针转动

挡板12靠近喷嘴11

变送器输出压力信号p输出呢增大

这个信号

一路呢送至调节器和显示仪表

另一路呢直接送入反馈波纹管14

使副杠杆5对量程支点8产生一个

与测量力矩方向相反的反馈力矩

当这两个力矩平衡时

差压变送器的输出就稳定在某个值上

在双杠杆差压变送器中

副杠杆的作用

实质上是对主杠杆顶端的位移进行二次放大

改变量程支点8的上下位置

可以呢改变副杠杆的放大系数

当量程支点处于副杠杆中间时

量程呢等于单杠杆差压变送器的最大量程

若把量程支点向上移

放大系数呢减小

这时呢双杠杆差压变送器的量程

比单杠杆最大量程呢还要大

下面呢我们来讲一下

气动差压变送器零点和量程的调整

差压变送器在正常工作时

应该确保测量信号Δp呢

在最大变化范围内变化时

其输出能在标准信号范围

也就是说呢在0.02~0.1MPa之间变化

因此呢在投入工作以前

要根据测量信号Δp的最大变化范围

调整好零点和量程

所谓调零点

就是呢当测量信号Δp等于零时

确保呢差压变送器的输出等于呢0.02MPa

若当Δp等于零时

输出呢不等于0.02MPa就应该进行呢调整

调整方法呢是通过调整调零弹簧

或者呢迁移弹簧的预紧力

强制改变挡板与喷嘴之间的初始开度

使得呢Δp等于零时

输出呢等于0.02MPa

所谓调量程

是指呢当测量信号Δp达到最大值时

调整反馈波纹管的上下位置

使得呢p输出呢等于0.1MPa

假定呢测量信号Δp的最大变化范围是

0~1000mm水柱

调零 调量程的具体步骤呢为

首先呢使Δp等于零

例如呢让正 负压室呢均通大气

观察变送器输出压力是否指示为0.02MPa

若不是 则可拧动调整螺钉改变弹簧预紧力

强制改变挡板与喷嘴之间的初始开度

直到p输出呢0.02MPa

然后呢逐渐增大压差

直到呢Δp呢等于1000mm水柱

观察呢变送器输出是否为0.1MPa

如果不是 比如呢这个变送器的输出呢

是0.08MPa的时候说明呢量程呢大了

则可松开反馈波纹管的锁紧螺母

下移呢反馈波纹管

反之亦然

由于量程的调整会影响零点

因此量程调整后

需重新调零

然后再看量程是否合适

重复上述操作

直到零点与量程准确为止

有经验者经2次~3次调整

即可把零点和量程调准

量程调整完毕后要重新

锁紧反馈波纹管的锁紧螺母

以上是对气动差压变送器的介绍

谢谢大家

轮机自动化课程列表:

第一章 走进船舶自动化机舱

-第一节 走进船舶自动化机舱

--Video

第二章 反馈控制系统的概念

-第一节

--2.1_1认识反馈控制系统的组成

--2.1_2反馈控制系统的详细组成

--2.1_3反馈控制系统传递方框图

--2.1_4反馈控制系统的工作过程

--2.1_5反馈控制系统的分类

--2.1_6自动控制系统的其他形式

-第一节--作业

-第二节

--2.2_1控制系统动态过程的概念

--2.2_2控制系统的典型输入信号

--2.2_3评定控制系统动态过程品质指标

-第二节--作业

-第三节

--2.3 反馈控制系统认识实验

第三章 调节器基本作用规律

-第一节

--3.1_1调节器基本作用规律概述

--3.1_2双位作用规律的概念

--3.1_3浮子式液位双位控制系统

--3.1_4双位式压力调节器

-第一节--作业

-第二节

--3.2_1比例作用规律的定义

--3.2_2比例带的概念

-第二节--作业

-第三节

--3.3_1积分作用规律

--3.3_2比例积分作用规律

-第三节--作业

-第四节

--3.4_1微分作用规律

--3.4_2比例微分作用规律

-第四节--作业

-第五节

--3.5 比例积分微分作用规律

-第五节--作业

第四章 传感器和变送器

-第一节

--4.1_1温度传感器

--4.1_2 压力传感器

--4.1_3 液位与流量传感器

--4.1_4 转速与转矩传感器

-第一节--作业

-第二节

--4.2_1 变送器的构成原理

--4.2_2 气动差压变送器

--4.2_3 电动差压变送器

--4.2_4 差压变送器的应用实例

-第二节--作业

-第三节

--4.3_1 气动差压变送器实验

--4.3_2 电动差压变送器实验

第五章 执行机构

-第一节

--5.1 气动执行机构

-第二节

--5.2 电动执行机构

第六章 冷却水温度控制系统

-第一节

--6. 冷却水温度控制系统

第七章 燃油供油单元自动控制系统

-第一节

--7.1_1供油单元系统概述1

--7.1_2供油单元系统概述2

--7.1_3燃油粘度控制的基本过程

-第二节

--7.2_1 VISCOCHIEF燃油黏度控制系统1

--7.2_2 VISCOCHIEF燃油黏度控制系统2

第八章 燃油净油单元自动控制系统

-第一节

--8.1燃油净油单元自动控制系统1

-第二节

--8.2燃油净油单元自动控制系统2

第九章 船用燃油辅锅炉的自动控制系统

-第一节

--9.1 船用燃油辅锅炉自动控制系统概述

-第二节

--9.2_1锅炉水位变化特点

--9.2_2水位的双位自动控制

--9.2_3水位的定值自动控制

-第三节

--9.3_1蒸汽压力的双位自动控制

--9.3_2蒸汽压力的定值自动控制

-第四节

--9.4_1点火及燃烧时序控制

--9.4_2自动安全保护

第十章 主机遥控系统基础知识

-第一节

--10.1_1认识船舶主机遥控系统

--10.1_2主机遥控系统组成

--10.1_3 主机遥控系统的主要功能

-第二节

--10.2_1 气动阀件1

--10.2_2气动阀件2

-第三节

--10.3换向逻辑及其控制

-第四节

--10.4起动逻辑及其控制

-第五节

--10.5制动逻辑及其控制

-第六节

--10.6转速与负荷控制

-课后练习

--10课后练习

第十一章 船舶柴油主机气动操纵系统

-第一节

--11.1气动操纵系统1

-第二节

--11.2气动操纵系统2

-第三节

--11.3气动操纵系统3

-11课后练习

第十二章 主机遥控系统实例

-第一节

--12.1 AC C600遥控系统的结构组成

-第二节

--12.2 分布式处理单元

-第三节

--12.3 车钟系统及操作部位切换

-第四节

--12.4 AC C600面板

-第五节

--12.5 AC C600控制与安全保护功能

-12课后练习

第十三章 机舱监控与报警系统概述

-第一节

--13.1认识船舶机舱监控与报警系统

-第二节

--13.2参数类型

-第三节

--13.3_1监控与报警系统的组成与功能概述

--13.3_2声光报警和参数与状态显示功能

--13.3_3打印记录、报警延时和报警闭锁功能

--13.3_4延伸报警、失职报警和值班呼叫等其他功能

-13课后作业

第十四章 机舱监控与报警系统实例

-第一节

--14.1 K-Chief 600监控与报警系统的结构组成

-第二节

--14.2 分布式处理单元DPU

-第三节

--14.3 网关

-第四节

--14.4操作站OS

-第五节

--14.5软件界面

-第六节

--14.6_1监控与报警功能

--14.6_2综合控制功能之泵的控制

--14.6_3综合控制功能之阀门遥控

--14.6_4综合控制功能之PID过程反馈控制

--14.6_5综合控制功能之电力管理系统

--Video

-14课后练习

第十五章 船舶火灾监控系统

-第一节

--15船舶火灾监控系统

第十六章 油分浓度监视报警系统

-第一节

--16油分浓度监视报警系统

第十七章 曲柄箱油雾浓度监视报警系统

-第一节

--17曲柄箱油雾浓度监视报警系统

4.2_2 气动差压变送器笔记与讨论

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