差压变送器的工作原理

来源:威勤电子 08/27/2025

简单来说,差压变送器的核心工作原理是:测量两个不同点之间的压力差值,并将这个物理压力差转换成标准化的电信号(如4-20mA)或数字信号进行输出。
下面我们分步骤详细解释:

差压传感器

 
一、核心组成部分
 
一台典型的差压变送器通常包含三个主要部分:
 
压力传感元件(核心):这是直接感受两侧压力的部分,通常是隔离膜片和充油毛细管系统。
信号转换与放大电路:将传感元件检测到的微小变化转换成强大的电信号。
过程连接件:例如法兰、螺纹等,用于将变送器连接到需要测量的设备上(如管道、罐体)。
 
二、详细工作过程(以最常见的电容式原理为例)
 
步骤 1:压力引入与隔离
 
变送器有两个压力接口,分别标记为 高压侧 (H, High Pressure) 和 低压侧 (L, Low Pressure)。
这两个压力通过过程连接件,作用在变送器两侧的隔离膜片上。这些膜片非常坚固,可以耐受过程介质的腐蚀、高温或凝固。
隔离膜片和中心传感元件之间充满了不可压缩的硅油,起到传递压力和保护核心元件的作用。
 
步骤 2:差压转换为位移
 
高压(P₁)和低压(P₂)分别作用在两侧的隔离膜片上。
压力差 ΔP = P₁ - P₂ 会使得填充的硅油产生移动。
硅油的移动会推动一个被称为 “中心感压膜片”(或测量膜片) 的弹性元件。这个膜片位于两个固定的电容极板之间。
如果 P₁ = P₂(差压为零),中心膜片保持在中间位置。
如果 P₁ > P₂,中心膜片会向低压侧(L)发生微小的、成正比的形变(位移)。
如果 P₁ < P₂,中心膜片则会向高压侧(H)形变。