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压力传感器压差测量的替代用途

发表时间:2021-07-06 16:00【

  压力传感器除了测量流体的压力外,压力表还可用于确定其他几个物理量。在工业中,压力表可用于确定储罐中的液位或计算通过管道的流体流量。


  液位计或体积计


  确定罐中液位的一种方法是使用差压计。通常,这是通过将压力传感器的一端放置在储罐底部并将另一端暴露在开放大气中来实现的。它基本上测量罐底部的表压。


  罐底施加的压力也称为静水压力。静水压力由下式控制:

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  其中ρ是液体的密度,g是重力加速度常数(地球上的9.81 m/s2或32.17 ft/s2),h是罐中液体的高度。请注意,这个方程根本没有体积——薄而深的罐底部的静水压力是相同的,因为它是一个高度相同的非常大的罐。

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  静水压力随深度增加


  使用标准的4-20 mA传感器,工程师可以校准信号以对应于绝对高度(以英尺或米为单位)或“充满百分比”,其中4 mA信号表示水箱已空,20 mA信号表示那个水箱是满的。“已满百分比”的好处是技术人员可以快速浏览显示屏,了解“30%已满”和“7米”。


  根据应用的不同,“充满百分比”的测量可能比体积测量更有用。如果您担心油箱溢出,更容易理解“30%满”与“358加仑”相比,技术人员必须回忆或研究该特定油箱的尺寸。


  但是,对于某些应用,例如配料和混合,体积可能更有用。如果技术人员知道(或可以找到)罐的尺寸,则可以校准相同的标准4-20 mA传感器以进行体积测量。


  流量计


  所有流体都从高压区流向低压区。任何曾经玩过水枪、松开未系紧气球的末端或将塑料瓶留在热车中的人都观察到了这种效果。

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  临界孔板。孔板内径必须小于管径


  压差测量可以使用相同的效果来确定有多少流体正在流动。压差测量可沿管道放置。带有小孔的板,称为“临界孔板”,放置在两个传感元件之间。通过管道的流量越高,临界孔口的压降就越大。


  在流体动力学中,伯努利方程和文丘里效应用于关联流体速度、压力、流动特性(层流和湍流)和管道(和临界孔口)的尺寸。对这些方程的完整解释超出了本文的范围。


  良好的流量计测量的关键是验证临界孔口直径并确保它是流路中的最小直径(最大极限)。尽管可以从流体动力学方程计算流量,但有时很难找到这些方程所需的所有参数。


  相反,流量总是可以根据可信赖的流量计计算,或者对于非危险液体,可以通过简单的“桶”测试来计算,其中允许流体流入桶中并在其中称重一个指定的时间来找到质量流量。


  差压表是工业上常用的。除了测量压力以比较过程的不同部分外,它们还可以测量液位、体积和流量,具体取决于它们的配置。事实证明,大多数表压传感器在技术上都是差压表,但一侧暴露于大气压力,而不是过程的另一部分。

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