差壓變送器通過精密的機械-電信號轉換機制,實現流體或氣體差壓的精準測量與標準化輸出,其核心過程可分為壓力傳遞、膜片變形、電容轉換及信號處理四個階段。
1.壓力傳遞機制
差壓變送器采用雙側隔離膜片結構,當流體或氣體壓力作用于膜片時,壓力通過膜片內的密封液(如硅油)傳導至中心測量膜片。密封液不僅確保壓力無損傳遞,還起到隔離被測介質的作用,防止腐蝕性或高黏度介質直接接觸傳感器,延長設備壽命。
2.膜片變形與位移生成
中心測量膜片為張緊的彈性元件,在兩側壓力差作用下產生形變。其位移量與差壓值成正比,最大位移通常控制在0.1mm以內,以確保線性響應和測量精度。膜片材料(如316不銹鋼)需具備高彈性模量和抗疲勞特性,以適應長期高頻振動環境。
3.電容變化與信號轉換
膜片位移改變電容極板間距離,形成差動電容。兩側壓力差導致膜片偏向低壓側,使高壓側電容減小、低壓側電容增大,產生與差壓成比例的電容差值。電路系統通過檢測該差值,將其轉換為初始電信號。
4.信號處理與標準化輸出
初始電信號經放大、濾波等處理后,由微處理器運算轉換為4-20mA直流電流信號。該標準信號具有抗干擾能力強、傳輸距離遠的優勢,可長距離傳輸至控制系統。同時,微處理器支持HART通信協議,實現遠程參數設置與故障診斷,提升系統智能化水平。