气动差压变送器

利用力矩平衡原理进行工作的设备

气动差压变送器是利用力矩平衡原理进行工作的。气动仪表的基本元件及组件包括气阻、阻容环节、喷嘴-挡板机构等。

气动仪表的基本元件及组件

气阻

阻碍气体流动的机构或元件称为气阻。在气动仪表中的恒节流孔、针阀等均为气阻。同电动仪表中的电阻相似，气阻在气动装置中起着降压和限流(调节气流量)的作用。

气阻按其结构特点可分为恒气阻和可变气阻。所溺恒气阻是指局部阻力的形状不变，如毛细管式恒气阻、隙缝式气阻；所谓可变气阻是指局部阻力形状可变，奶圆锥-圆锥可调气阻等。

阻容环节

在气动仪表中凡能储存或放出气体的气室称为气容。气容的作用与电容在电路中的充放电作用相类似气容在气动仪表中按其压力和容量的变化情况可分为固定气容和弹性气容两种。固定气容是指气室中的压力可变而容积不变的气室，在气动仪表中使用较多。

在层流型节流元件后串联一个气体容室，就组成阻容环节。阻容环节有节流盲室和节流通室两种。节流盲空为由一个节流元件(可变气阻)和一个气容串联而成，当P1>P2时对节流盲室充气；当P1

喷嘴-挡板机构

喷嘴-挡板机构是由恒节流孔、气室和由挡板-喷嘴组合的变节流孔组成。喷嘴-挡板机构的作用是把档板的微小位移的(指挡板相对于喷嘴的位移)转换成相对应的气压信号，作为它的输出。它是一个放大倍数很高的放大环节。

0.14MPa的气源压力P0经恒节流孔进入背压室，再由喷嘴与挡板间的间隙排至大气。由于喷嘴内径D(一般D=0.8～1.2mm)大于恒节流孔径d(一般d=0.15～0.3mm)，所以，如果喷嘴直接通大气，则气室中这股小气流较易地被排出，于是背压室中气压P1接近于大气压。

当挡板靠近喷嘴时，由喷嘴排出的气流受到挡板的第二次阻力，挡板愈靠近喷嘴，即间隙x愈小，阻力愈大，气流愈不易排出，背压室中的压力P1愈高。相反，挡板离开喷嘴，阻力就下降，气流容易排出，背压室中压力就降低。因此，挡板的位置(即x的大小)决定了背压室中的压力P1的高低；挡板的位置不同，就有相应的气压信号输出。这样，挡板的微小位移x就被转换为气压信号。

当挡板盖死喷嘴时(x=0)，喷嘴-档板机构的背压P1达到最大值，但实际达不到气源压力(0.14MPa)，因为挡板与喷嘴之问总还有点漏气。当挡板从盖死位置逐渐离开时，背压P1开始时下降的比较缓慢，中间下降很快，最后趋平缓。挡板位移x大于D/4后，而增加位移x也不影响流通面积，这时背压室有一个剩余压力。

气动喷嘴-挡板放大器的优点是尺寸小，结构简单、紧凑、工作可靠，坚固耐用、成本低廉，缺点为对气源净化要求较高。由于恒节流孔流通面积很小，因此喷咀一挡板机构输出压力P1的空气量很小，不能直接驱动执行器和远距离传送，只有经过气动功率放大器使气体的流量放大后方能输出驱动执行器及远距离传送。

气动差压变送器

气动差压变送器是利用力矩平衡原理进行工作的。当被测压力P1、P2分别进入高压室和低压室，在工作情况下P1>P2，就在膜片上产生作用力。此作用力通过连接杆作用在主杠杆的下端，以密封片为支点产生的力矩使杠杆顺时针转动。固定在主杠杆上边的顶针架亦随着转动。于是，挡板与喷嘴之间的间隙变小，使喷嘴的背压上升，放大器的输出压力P增大。同时输出压力进入反馈波纹管，在反馈支点产生一个力作用在主杠杆上，以密封片为支点，产生逆时针方向的力矩，从而又使档板远离喷嘴。所以，称这种反馈为负反馈。当所有力矩轴平衡时，主杠杆就稳定在一个新的平衡位置上，喷嘴与档板之间的间隙即稳定。这样，放大器就能输出与测量压差成比例的气压信号。

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