El transmisor de presión diferencial es un instrumento crucial en el control de procesos industriales para medir la diferencia de presión entre dos puntos y convertirlo en una salida de señal estándar. Su flujo de trabajo central se puede dividir en tres enlaces: percepción de presión, conversión mecánica y transmisión de señales electrónicas.
I. percepción del estrés y transformación mecánica
El elemento de percepción central del transmisor de presión diferencial suele ser un diafragma o un fuelle. Tiene dos cámaras de presión altas (h) y bajas (l) en su interior, introduciendo dos presiones P1 y P2 que deben compararse, respectivamente.
Cuando la presión varía de un lado a otro, la diferencia de presión (△ P = P1 - p2) actúa sobre el diafragma sensible para que produzca un pequeño desplazamiento de deformación. Esta variable de forma es proporcional al valor de presión diferencial△ p, es decir, cuanto mayor sea la presión diferencial, mayor será el desplazamiento de deformación. Este proceso completa la conversión de una diferencia de presión invisible en un desplazamiento mecánico medible.
II. mecanismo de detección y conversión de señales
El pequeño desplazamiento del diafragma necesita ser detectado y transformado con precisión. Los transmisores tradicionales y modernos utilizan diferentes mecanismos:
Principio capacitivo (tecnología principal): el propio diafragma sirve como electrodo móvil del capacitor, y los electrodos fijos a ambos lados forman dos condensadores con él. Cuando el diafragma se desplaza debido a la presión diferencial, cambia el valor de la capacidad de los dos condensadores (uno aumenta y el otro disminuye). El circuito de detección mide con precisión esta diferencia de voltaje capacitivo, que corresponde directamente al valor de tensión diferencial de entrada.
Principio del manómetro: el desplazamiento del diafragma se transmitirá a una variante metálica a través del líquido de llenado, lo que hará que se deforme. El valor de la resistencia del medidor de tensión pegado a la variante correspondiente cambia, y luego el cambio de resistencia se convierte en una señal de voltaje a través del Circuito del puente wheaton.
3. transmisión y salida de señales electrónicas
La señal eléctrica (cambio de voltaje o capacitiva) obtenida a través del Circuito de detección es muy débil y no lineal. Se envía al circuito de acondicionamiento de señales para amplificación, linealización y compensación de temperatura para eliminar los efectos de la interferencia ambiental.
Finalmente, las señales procesadas se convierten en señales analógicas de 4 a 20 madc de estándares industriales por circuitos controlados por microprocesadores o señales digitales que cumplen con protocolos específicos (como hart, PROFIBUS - pa). Esta señal estándar tiene una relación lineal precisa con la presión diferencial medida y se puede transmitir al sistema de control, grabadora o instrumento de visualización a larga distancia para lograr un monitoreo y control precisos de la presión del proceso.
En resumen, el transmisor de presión diferencial ha logrado una conversión precisa de la cantidad física a la información estandarizada a través de una reacción en cadena de "diferencia de presión → desplazamiento mecánico → cambio de señal eléctrica → señal estándar", convirtiéndose en un "nervio perceptivo" en el campo de la automatización industrial.