工業(yè)過程檢測與控制儀表按工作場合分為現(xiàn)場儀表與控制室儀表?，F(xiàn)場儀表由壓力儀表、溫度儀表、流量儀表、物位儀表、分析儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成, 其中壓力儀表的比重占現(xiàn)場儀表的1/3左右, 因此壓力儀表的地位和作用十分突出。

　　壓力變送器工作室必須直接與被測介質(zhì)想接觸,常常在高溫、低溫、腐蝕、振動(dòng)、沖擊等環(huán)境中運(yùn)行，在工作現(xiàn)場能否正常運(yùn)行，不僅取決于產(chǎn)品的質(zhì)量，也取決于優(yōu)化的工程設(shè)計(jì)，合理的型號配置，以及正確的安裝維護(hù)。壓力變送器是流體行業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵原件，壓力變送器主要應(yīng)用在以下幾個(gè)領(lǐng)域：

　　一、石油、石化、化工，與節(jié)流裝置配套，提供精確的流量測量與控制。可測量管道和貯罐的壓力和液位。

　　二、電力、城市煤氣、其他公司事業(yè)，要求高穩(wěn)定度和高精度的測量等場所。

　　三、紙漿和造紙，用于要求耐化學(xué)液體、耐腐蝕性液體之類的場所。

　　四、鋼鐵、有色金屬、陶瓷，用于爐膛壓力測量等要求高穩(wěn)定性，高精度測量等場所，用于在嚴(yán)格控制（溫度、濕度等）條件下要求穩(wěn)定測量的場所。

　　五、機(jī)械、造船，用于嚴(yán)格控制高精度條件下要求穩(wěn)定測量的場所。

　　總體來說，壓力變送器主要用來測量介質(zhì)的壓力以及液位。在我們的工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用非常廣泛。

　　本文介紹了壓力測量的范圍、基本要求和壓力變送器的類型, 分析了國內(nèi)壓力變送器的現(xiàn)狀;并針對國內(nèi)壓力變送器產(chǎn)品存在的問題提出了自己的建議。

　　在工業(yè)過程檢測與控制中, 壓力儀表通過對壓力的檢測來為工業(yè)過程的安全運(yùn)行、工序測控、污染處理、控制負(fù)荷、數(shù)據(jù)處理等提供可靠信息和保障。壓力儀表因被測對象的形態(tài)不同而分為表壓、絕壓、差壓。

　　表壓是相對于大氣壓而測得的壓力。該測量方式有正壓和負(fù)壓之分, 是常用的一種壓力測量方式。絕壓是相對于絕對真空而測量的壓力。該測量方式在真空環(huán)境和系統(tǒng)中經(jīng)常用到。差壓是測量兩個(gè)不同位置的壓力差。測量對象往往是管道流量、密閉容器的液位和液體的比重等參數(shù)。壓力變送器就是實(shí)現(xiàn)上述壓力檢測和控制的產(chǎn)品。

　　壓力變送器

　　1　壓力變送器的基本要求

　　工業(yè)過程的壓力變送器使用的場合具有一定的特殊性, 其特征如下:

　?、偃旌蜻B續(xù)工作;②工作現(xiàn)場存在著油、水、汽;高低溫、振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、射頻干擾以及潮氣、易燃易爆等惡劣條件;③測量介質(zhì)有蒸汽、水、油以及酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)和有機(jī)溶液。因此對壓力變送器來講, 就必須使產(chǎn)品滿足上述特殊要求。

　　隨著國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化改造進(jìn)程的逐漸加快, 壓力變送器應(yīng)用范圍的不斷拓寬, 工業(yè)用戶對壓力變送器的穩(wěn)定性尤為關(guān)注。產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)效率對企業(yè)而言是非常重要的, 因而對檢測環(huán)節(jié)的壓力變送器的要求也很高。早期僅能穩(wěn)定運(yùn)行6 ～ 12個(gè)月的壓力變送器已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到客戶的需要, 而現(xiàn)在要求變送器必須達(dá)到18個(gè)月以上。而且工業(yè)用戶對壓力變送器的故障率也提出了嚴(yán)格的要求。在一些重要作業(yè)環(huán)境中, 壓力變送器的故障率直接影響著用戶生產(chǎn)的安全性。

　　在現(xiàn)場應(yīng)用中, 隨著自動(dòng)化工程項(xiàng)目規(guī)模的逐漸擴(kuò)大, 對壓力變送器現(xiàn)場安裝的難易程度也提出了更高的要求, 在保證儀表穩(wěn)定運(yùn)行的前提下, 要求儀表的安裝更加便捷。

　　近些年, 產(chǎn)品市場競爭不斷加劇, 對產(chǎn)品質(zhì)量提出了新的要求,進(jìn)而導(dǎo)致工業(yè)用戶對壓力檢測的精度也不斷提高。由原來的0.25 ～ 0.5級,已經(jīng)提升到0.1 ～ 0.075級。隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制和通信的不斷發(fā)展, 對于壓力變送器, 除了要保證原有測量指標(biāo)外, 還必須滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的要求, 因此, 壓力變送器中的通信協(xié)議也成為工業(yè)用戶要求的指標(biāo)之一。

　　2　常用的壓力檢測傳感器

　　將壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出的傳感器稱為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件(或應(yīng)變計(jì))組成。彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個(gè)面積上并轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變, 然后由位移敏感元件(位移傳感器)或應(yīng)變計(jì)(電阻應(yīng)變計(jì)、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì))轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號。有時(shí)把這兩種元件的功能集于一體,如壓阻式傳感器中的固態(tài)壓力傳感器。壓力傳感器的發(fā)展趨勢是進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、精度和可靠性以及實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化等。常用壓力傳感器有電容式壓力傳感器、變磁阻式壓力傳感器、擴(kuò)散硅式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式壓力傳感器、霍耳式壓力傳感器、光纖式壓力傳感器(光纖傳感器)、振弦式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器等。

　　3　壓力變送器的類型和發(fā)展趨勢

　　測量壓力的變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器有兩線制和四線制之分, 目前兩線制變送器主導(dǎo)市場有智能和非智能之分, 智能型變送器已逐步取代模擬型變送器;按應(yīng)用場合之分又有普通型和防爆型;另外, 按應(yīng)用工況變送器的主要種類如下:

　?、俚?微)壓/低差壓變送器;

　　②中壓/中差壓變送器;

　?、鄹邏?高差壓變送器;

　?、芙^壓/真空/負(fù)壓差壓變送器;

　　⑤高溫/壓力、差壓變送器;

　?、弈透g/壓力、差壓變送器;

　?、咭捉Y(jié)晶/壓力、差壓變送器。變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用介質(zhì)因素等綜合考慮。實(shí)際運(yùn)用中分為直接測量和間接測量;其用途有過程測量、過程控制和裝置聯(lián)鎖。常見的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式法蘭變送器等。壓力變送器按測量機(jī)理來分, 常用的有電容式、電感式、擴(kuò)散硅式、振弦式等。壓力變送器產(chǎn)品總的發(fā)展趨勢是數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高精度、高適應(yīng)性和高安全性。目前數(shù)字智能式變送器正在主導(dǎo)壓力變送器的發(fā)展方向, 由于該類型變送器采用了先進(jìn)的檢測技術(shù), 消除了潮氣、粉塵及其它現(xiàn)場惡劣環(huán)境對測量的影響, 精確度可達(dá)到0.05%、量程比擴(kuò)大到200∶1、穩(wěn)定性和壽命達(dá)到5年以上, 通信協(xié)議更加完善, 并且通過安全認(rèn)證, 總體性能指標(biāo)可滿足大部分現(xiàn)場測量和控制要求, 所以得到工業(yè)客戶的廣泛關(guān)注。

　　4　目前國內(nèi)產(chǎn)品的現(xiàn)狀和存在的問題

　　4.1　現(xiàn)狀

　　我國壓力變送器由于下列原因?qū)е庐a(chǎn)品在低端水平徘徊:

　?、倩A(chǔ)材料差;②傳感器技術(shù)落后;③專業(yè)設(shè)備配套性差;④工藝基礎(chǔ)研究跟不上;⑤計(jì)量檢測技術(shù)落后;⑥人才分散, 協(xié)作性差, 各自為戰(zhàn)。

　　4.2　產(chǎn)品存在的問題產(chǎn)品存在主要問題有:①產(chǎn)品的精度不高;②可靠性和穩(wěn)定性差;③產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)不合理;④產(chǎn)品的維修率高;⑤環(huán)境適應(yīng)性差。

　　4.3　產(chǎn)品生產(chǎn)情況

　　目前, 國內(nèi)壓力變送器生產(chǎn)狀況分四類:首先類是國外公司在國內(nèi)獨(dú)資設(shè)廠生產(chǎn);第二類是合資生產(chǎn);第三類是傳感器和整機(jī)都由國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn);第四類是一部分小企業(yè)購買國內(nèi)主流變送器廠商的傳感器和組件組裝生產(chǎn)。國外原裝進(jìn)口和在國內(nèi)獨(dú)資設(shè)廠生產(chǎn)及合資生產(chǎn)的變送器獨(dú)占國內(nèi)中高端市場, 而國內(nèi)主流企業(yè)生產(chǎn)和小企業(yè)組裝生產(chǎn)的變送器只能滿足中低端市場需求。

　　另外國內(nèi)企業(yè)與國外公司合資生產(chǎn)的產(chǎn)品比國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量好, 但是芯片等核心技術(shù)不是國內(nèi)的,所以整體上與國外先進(jìn)水平相比存在一定的差距。但目前也出現(xiàn)了一些國產(chǎn)品牌產(chǎn)品質(zhì)量呈上升趨勢。特別是智能變送器的逐步成熟,使國產(chǎn)壓力變送器穩(wěn)定性和可靠性兩大“瓶頸有望得到一定程度的解決。

　　5　結(jié)束語

　　目前在國內(nèi)壓力變送器市場上, 國外品牌和合資生產(chǎn)產(chǎn)品優(yōu)勢依然十分明顯, 市場占有率達(dá)到70%,因此, 我們國內(nèi)企業(yè)必須面對現(xiàn)實(shí)、迎接挑戰(zhàn), 找出自己的出路, 以下為幾點(diǎn)建議:

　?、僭趥鞲衅骷夹g(shù)和專用芯片技術(shù)上必須有所突破, 必須研發(fā)生產(chǎn)出自己的高性能傳感器;②國內(nèi)企業(yè)必須打破技術(shù)封鎖, 互相交流和協(xié)作。國家可組織高端人才進(jìn)行技術(shù)難關(guān)攻關(guān);③對引進(jìn)的產(chǎn)品進(jìn)行分析,消化吸收、創(chuàng)新和發(fā)展, 開發(fā)出具有中國特色的產(chǎn)品;④加強(qiáng)專用設(shè)備的開發(fā), 以及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立。國內(nèi)壓力變送器除了在傳感器技術(shù)上要掌握核心技術(shù)外, 還必須在材料、設(shè)備、工藝等方面不斷完善和提高, 如真空設(shè)備、精密加工設(shè)備、焊接設(shè)備、批量檢測手段和設(shè)備等。同時(shí)變送器所需的集成電路和補(bǔ)償軟件、通信協(xié)議等都需要進(jìn)行自主研發(fā)。

　　上述工作單靠一兩個(gè)生產(chǎn)企業(yè)或科研院所是無法完成的, 因此各方面必須相互協(xié)作, 將資源充分整合起來, 細(xì)化分工、優(yōu)勢互補(bǔ), 形成一個(gè)專業(yè)化、大協(xié)作的氛圍和有效機(jī)制, 這樣才能真正走出困境, 實(shí)現(xiàn)我國壓力變送器產(chǎn)品的整體突破。