差压变送器通过精密的机械-电信号转换机制,实现流体或气体差压的精准测量与标准化输出,其核心过程可分为压力传递、膜片变形、电容转换及信号处理四个阶段。
1.压力传递机制
差压变送器采用双侧隔离膜片结构,当流体或气体压力作用于膜片时,压力通过膜片内的密封液(如硅油)传导至中心测量膜片。密封液不仅确保压力无损传递,还起到隔离被测介质的作用,防止腐蚀性或高黏度介质直接接触传感器,延长设备寿命。
2.膜片变形与位移生成
中心测量膜片为张紧的弹性元件,在两侧压力差作用下产生形变。其位移量与差压值成正比,最大位移通常控制在0.1mm以内,以确保线性响应和测量精度。膜片材料(如316不锈钢)需具备高弹性模量和抗疲劳特性,以适应长期高频振动环境。
3.电容变化与信号转换
膜片位移改变电容极板间距离,形成差动电容。两侧压力差导致膜片偏向低压侧,使高压侧电容减小、低压侧电容增大,产生与差压成比例的电容差值。电路系统通过检测该差值,将其转换为初始电信号。
4.信号处理与标准化输出
初始电信号经放大、滤波等处理后,由微处理器运算转换为4-20mA直流电流信号。该标准信号具有抗干扰能力强、传输距离远的优势,可长距离传输至控制系统。同时,微处理器支持HART通信协议,实现远程参数设置与故障诊断,提升系统智能化水平。