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上海投入式压力变送器在高温环境下的性能如何?需要注意哪些事项?

2025-02-05

在工业生产的众多复杂场景中,高温环境并不罕见。从冶金、化工到电力等行业,诸多工艺流程都伴随着高温条件。对于需要精确测量压力的环节,投入式压力变送器扮演着关键角色。而上海作为工业仪器生产的重要基地,其产出的投入式压力变送器在高温环境下的性能表现备受关注。

压力变送器.jpg

一、高温对压力变送器性能的影响

(一)测量精度

热膨胀导致的误差:高温环境下,压力变送器的敏感元件以及相关零部件会发生热膨胀。以常用的陶瓷电容式敏感元件为例,当温度升高时,陶瓷材料的几何尺寸会发生变化,这可能导致电容值的改变,进而影响压力测量的准确性。研究表明,在超过 80℃的环境中持续工作,部分普通陶瓷电容式敏感元件可能产生 ±0.5% FS(满量程)的测量误差。

电子元件性能漂移:压力变送器内部的电子元件,如放大器、模数转换器等,对温度也较为敏感。高温会使电子元件的参数发生漂移,例如放大器的增益可能会随着温度升高而降低,导致输出信号的准确性下降。在一些高温工业窑炉环境中,温度可达 150℃以上,此时电子元件的性能漂移问题更加突出,可能使测量精度下降至 ±1% FS 甚至更高。

(二)稳定性

材料老化加速:长期处于高温环境,压力变送器外壳、密封材料以及内部线路的绝缘材料老化速度会加快。例如,常见的橡胶密封材料在高温下容易变硬、失去弹性,从而导致密封性能下降,可能使外界的高温介质渗入变送器内部,影响其正常工作。据统计,在 120℃的高温环境中,普通橡胶密封材料的使用寿命会缩短至正常环境下的三分之一左右。

零点漂移与量程变化:高温还可能引发压力变送器的零点漂移和量程变化。由于敏感元件和电子线路的性能变化,在高温环境下长时间工作后,变送器的零点可能会发生偏移,量程范围也可能出现不准确的情况。这对于需要长期稳定监测压力的工业过程来说,可能会导致严重的生产问题,如化工反应过程中的压力控制不准确,影响产品质量甚至引发安全隐患。


二、上海投入式压力变送器的应对特性

(一)采用耐高温材料

敏感元件材料:部分上海厂家生产的投入式压力变送器采用了耐高温的硅蓝宝石敏感元件。这种材料具有出色的耐高温性能,在高达 200℃的环境下仍能保持稳定的压力传感特性。其热膨胀系数极低,相比普通陶瓷电容式敏感元件,大大降低了因热膨胀导致的测量误差,能够将测量精度控制在 ±0.2% FS 以内,确保了在高温环境下的高精度测量。

外壳与密封材料:为应对高温环境,上海投入式压力变送器的外壳常采用不锈钢材质,如 316L 不锈钢,具有良好的耐高温、耐腐蚀性能。密封材料则选用聚四氟乙烯(PTFE)或高温硅胶等,这些材料在高温下能够保持良好的密封性能,有效防止高温介质的侵入,保障变送器内部电子元件的正常工作环境。

(二)优化散热设计

散热结构设计:上海投入式压力变送器通常采用特殊的散热结构设计,如增加散热片或采用散热鳍片结构。这些散热片或鳍片能够增大变送器与周围环境的热交换面积,加快热量的散发,从而降低变送器内部的温度。例如,一些型号的变送器在外壳上设计了密集的散热鳍片,可使变送器在高温环境下的内部温度降低 10℃ - 15℃,有效提高了其在高温环境下的稳定性。

内部热传导优化:在变送器内部,通过合理布局电子元件和采用高导热系数的材料,优化了热量的传导路径。将发热量大的元件与散热结构直接相连,使热量能够快速传递到外壳并散发出去。同时,使用高导热的灌封胶对内部线路进行封装,不仅起到绝缘保护作用,还能辅助热量传导,进一步提升了变送器在高温环境下的散热性能。


三、高温环境下使用的注意事项

(一)安装位置选择

远离热源:在安装上海投入式压力变送器时,应尽量选择远离高温热源的位置。例如,在工业锅炉的压力测量中,避免将变送器直接安装在靠近燃烧器或高温蒸汽管道的地方,应保持一定的安全距离,一般建议距离热源至少 50cm 以上,以减少热源对变送器的直接热辐射影响。

通风良好区域:选择通风良好的位置安装变送器,有助于加快热量的散发。良好的通风环境能够使周围的冷空气不断带走变送器散发的热量,维持其正常工作温度。例如,在化工反应釜的压力测量中,将变送器安装在反应釜周围通风良好的支架上,避免安装在封闭的角落或通风不畅的位置。

(二)防护措施

隔热防护:对于高温环境下的压力变送器,可采取隔热防护措施。例如,使用隔热棉或隔热罩对变送器进行包裹,减少外界高温对其的影响。在一些高温窑炉的压力测量中,采用厚度为 2 - 3cm 的隔热棉对变送器进行包裹,能够有效降低其表面温度 15℃ - 20℃,提高其在高温环境下的稳定性。

冷却措施:在极端高温环境下,可考虑为变送器配备冷却装置。常见的冷却方式有风冷和水冷两种。风冷可通过安装风扇对着变送器吹风,加速空气流动带走热量;水冷则可通过循环水冷却系统,利用冷却水管对变送器进行降温。例如,在钢铁厂的高温炉前压力测量中,采用水冷冷却装置,可使变送器在高达 250℃的环境下稳定工作。

(三)定期维护与校准

定期检查:在高温环境下使用上海投入式压力变送器,需要定期进行检查。检查内容包括外壳是否有变形、密封是否良好、散热结构是否有堵塞等。建议每月至少进行一次外观检查,每季度进行一次全面的内部检查,及时发现并处理潜在问题,确保变送器的正常运行。

校准周期缩短:由于高温环境会影响压力变送器的测量精度,因此需要适当缩短校准周期。相比常温环境下的校准周期,在高温环境下建议将校准周期缩短至原来的一半。例如,常温下每半年校准一次的变送器,在高温环境下应每三个月校准一次,以保证其测量数据的准确性。


上海投入式压力变送器在应对高温环境方面具备一定的性能优势,但在实际使用过程中,仍需要关注高温对其性能的影响,并采取相应的注意事项。通过合理选择安装位置、采取有效的防护措施以及定期进行维护与校准,能够充分发挥其在高温环境下的作用,为工业生产的安全、稳定运行提供可靠的压力测量数据支持。