在化工行業(yè)生產過程中，壓力是非常關鍵的指標。通過壓力和差壓測量，生產者還可以獲得液位、體積流量、過濾器狀態(tài)等監(jiān)測參數(shù)。但是，化工行業(yè)對壓力變送器的要求也非常苛刻。為了滿足這些需求，VEGA 測量儀表提供金屬和陶瓷兩種測量元件，后者尤其能夠勝任各項化工挑戰(zhàn)。
VEGABAR 83 等金屬壓力變送器已經在化工設施上得到了數(shù)十年的應用，保障生產過程的安全可靠。金屬儀表一般采用 316L 等優(yōu)質不銹鋼或其他合金制成， 尤其適用于嚴苛的工況條件。憑借堅固的構造，此類儀表也可以用在高壓環(huán)境或高低溫下。
陶瓷測量元件：更好的選擇
化工過程經常需要使用腐蝕性介質，在這種情況下，陶瓷壓力變送器往往是比金屬測量儀表更好的選擇，原因之一便是陶瓷出色的耐腐蝕性。那么，陶瓷壓力變送器究竟如何進行測量呢？它采用了電容器的原理：膜片和基座上覆有測量電極，中間的空氣作為絕緣介質，三者共同組成電場。當壓力作用在陶瓷膜片上時，膜片會產生微弱的形變，使電容值發(fā)生變化。根據(jù)出廠前的標定，電容值即可轉換為壓力信號。
CERTEC® 陶瓷測量元件由 VEGA 自主研發(fā)并生產，全球只有少數(shù)供應商有能力做到這一點。該元件是陶瓷壓力變送器的基礎。在一系列復雜的工藝中，氧化鋁陶瓷膜片和基座在潔凈室內被印刷上黃金漿料，再在高溫下由玻璃焊料封接，形成測量元件。
陶瓷優(yōu)勢眾多
除了耐腐蝕性以外，陶瓷測量元件還有以下優(yōu)勢：
優(yōu)異的長期穩(wěn)定性
高度的可靠性
出眾的耐過載強度
它能夠在很長時間內始終保證精準測量。然而，陶瓷測量元件常常會面臨質疑，很多人會認為它的材料易碎。“這種擔憂是毫無必要的，”VEGA 產品經理 Robin Müller 解釋道， “陶瓷測量元件的耐過載強度遠高于金屬元件。在超高的壓力下，金屬膜片可能會產生無法逆轉的形變，而陶瓷膜片則可以抵靠在基座上，之后便能回到原始位置。”
堅固的干式元件
使用陶瓷測量元件還有另一個理由：它是一種干式元件。在金屬測量元件上，如果膜片出現(xiàn)損壞，作為傳導液的填充油就會泄露，而在陶瓷元件上則不會有這種情況。
在面對腐蝕性氣體及有毒有害氣體的測量時，這一優(yōu)勢對設計院和用戶就會非常有利，因為這些場合的安全性至關重要。而在含有酸或堿的應用中，VEGA 為 VEGABAR 82 和 83 提供的過程連接和測量元件耐腐蝕能力強，并且可以增加“第二道防線”， 通過氣密的玻璃密封饋通件將電子部件和測量元件隔離。
陶瓷元件對潮濕環(huán)境和溫度驟變較為敏感，這曾經是它相比于金屬測量元件的劣勢，但如今早已不再是問題。測量元件一方面會測量過程溫度，用于消除溫度對壓力測量值造成的影響；同時，陶瓷膜片背后的玻璃封接中還有第二個溫度傳感器，能夠檢測到微弱的溫度變化。根據(jù)兩個傳感器的數(shù)據(jù)，儀表電子部件內置的算法能夠確保溫度驟變得到補償。“儀表的溫度測量相當靈敏，測量結果還可以作為獨立信號輸出供用戶使用。”Robin Müller 又介紹了一個實用的功能。
真空及氫氣環(huán)境對測量技術提出了特殊的挑戰(zhàn)。真空條件下，液體的沸點降低， 可能會導致金屬測量元件中的傳導液在常壓沸點以下的溫度沸騰。氫氣測量的難點性質不同卻也不容輕視：氫氣分子能夠穿透金屬，包括金屬壓力測量元件的單薄膜片。“氫氣擴散進膜片并將其穿透后，會和內部的傳導液發(fā)生反應。”Robin Müller 解釋道。產生的氫氣沉積可能導致測量性發(fā)生不可逆的改變。
除了氫滲以外，材料的氫脆是氫氣測量的另一個問題。對此，VEGA 為氫能應用儀表采用了耐腐蝕材料、防滲透過程連接以及鍍金或鍍金鍍銠涂層。在此，同樣占據(jù)一席之地的還有干式陶瓷測量元件。“即使氫氣滲入測量元件也不會造成任何損害。”Robin Müller 說。因此，對于過程壓力較低的制氫電解槽，“陶瓷壓力變送器具有得天獨厚的優(yōu)勢。”
在化工領域的應用中，差壓測量為流量、液位、容器壓力的測量提供了重要參數(shù)。比如，借助差壓測量可以實現(xiàn)以下功能：
測量帶壓容器的液位
結合孔板測量流量
監(jiān)測過濾器或換熱器
無需引壓管的差壓測量：只要使用兩臺電纜連接的測量儀表即可。
常規(guī)的差壓測量采用的是差壓變送器，測量元件通過引壓管連接需要對比的兩個測量點。然而，Robin Müller 表示，這些引壓管“會在實際應用中引起各種問題”。例如寒冷環(huán)境下，液體或冷凝水可能結冰，或者氣體可能會進入管道，導致測量結果不準確。VEGA 提出的解決方案， 是采用兩個獨立工作的測量儀表，將它們用電纜連接， 從而實現(xiàn)可靠精準的差壓測量——不再需要故障頻發(fā)的引壓管。
關于VEGA
VEGA是一家生產物位、限位、壓力和密度測量儀表的全球制造商，并提供將儀表整合到過程控制系統(tǒng)中的設備和軟件。VEGA在全球擁有2,400多名員工，60多年來，VEGA為各類應用場合的測量難題提供了解決方案，包括化工和制藥設備、食品加工、飲用水供應、污水處理、垃圾填埋、采礦、發(fā)電、鉆井平臺、船舶、航空，等等。
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