问电容差压变送器进行流量检测的工作原理

差压变送器只是某类流量计进行流量检测的工具。下面所说的各种流量测量原理，都可能用到差压变送器。 在同一根密闭管道中，当流体流动流速加快，其静压能会转化为动压能。所以在同一根密闭管道中，流速越快的位置静压越低。在流体通路中设置一个节流元件，使流过节流元件的流体流速加快，则节流元件前后会形成压力不同的静压区，其压力差（差压）的平方与流量成正比，通过测量差压并加以开方则可以得到流量值 根据这个原理工作的流量计有：孔板流量计，喷嘴流量计，1/4圆喷嘴流量计，文丘利管流量计，v塞管流量计 物体在做圆周运动时会产生离心力，在物体质量和圆周半径一定的情况下，离心力的大小与物体的速度相对应，对于流体同样如此。使流体经过一段圆形弯道，并测量其对弯道内外侧的压力差，可得到流速，并进而获得流量值。 根据这个原理工作的流量计有：弯管流量计，环形管流量计 运动中的流体保持其流动的能量称动压能。流体所具有的动压能和流速相关，改变流体的运动状态时流体的动压能会转化为动压力作用于改变流体的运动状态的物体上，检测这个物体所受的力或者直接测量动压力就能得到流速，并进而获得流量值。 根据这个原理工作的流量计有：皮托管流量计，匀速管（阿牛巴 笛形管）流量计，动压管流量计

电容式差压变送器是20世纪80年代研制开发的新型差压变送器，它利用单晶硅谐振传感器，采用微电子表面加工技术，除了保证±0.2%的测量精度外，还可实现抵制静压、温飘对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议，目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。一、结构及工作原理变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成，检测膜片在压差的作用下可轴向移动，形成可移动电容极板，并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2，结构及电气原理可见图6-11。检测前，高、低压室压力平衡，P1 =P2；按结构要求，组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称，极间距相等，C1 =C2。当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时，由于P1 >P2隔离膜片中心将发生位移，压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时，其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移，此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学，当组成电容的两极板极间距发生变化时，其电容量也将发生变化，即从C1=C2变为C1≠C2。由电气原理图可知，未发生位移时，I1=I2=0；ι1+ι2=ιc；发生位移后，由于相对极间距发生变化，各极板上的积聚电荷量也发生变化，形成电荷位移，此时反映出I1≠ I2，两者之间将产生电流差，若检测出其值大小以及和压差的关系，即可求取流量。二、变送电流与压差的关系 '设：未发生位移时，按电容定义：式中 K——比例常数；ε——介电常数；S——弧形板绝对面积；d0-——弧形板和可动极板之间相对平均距离。当发生位移Δd后，仍按电容定义有：由图6-11可看出，在电动势为e，角频率为ω的高频电源驱动下，其充放电流差为：将C1和C2定义表达式带入上式，有：由推导结果可以得出，电流差和可动极板(检测膜片)中心位移成正比，由于此位移和被测压差成正比，所以电流差与被测压差以及流量均成正比。三、电容式差压变送器的特点电容式差压变送器完全由密封测量元件组成，可消除机械传动所造成的瞬时冲击和机械振动。另外高、低压测量室按防爆要求整体铸造而成，大大抑制了外应力、扭矩以及静压对测量准确度的影响。四、差压变送器在应用中的故障诊断与分析　　1. 调查法：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、 误操作、误维修。　　2. 直观法：观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。　　3. 检测法：　　1) 断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，查看故障是否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可进下步查找，如：智能差压变送器不能正常Hart远程通讯，可将电源从表体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。　　2) 短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。　　3) 替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。　　4)分部检测：将测量回路分割成几个部分，如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测，按分部分检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。　　差压变送器的选择　　差压变送器是测量工艺管道或罐体中介质的压力差，并且通过数据的转换、开方将测量的差压值转换成电流信号输出。选择差压变送器需要知道如下的参数：