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双法兰差压变送器作为工业过程控制中测量液位、压力的关键设备,毛细管的填充质量直接决定其测量精度和长期稳定性,其核心作用是通过填充介质传递法兰膜片感受到的压力信号,同时隔离被测介质对变送器本体的腐蚀与污染。毛细管填充的本质是在密闭的毛细管与变送器测量腔体内,注入特定的隔离填充液,形成连续、无气泡的压力传递通道,填充介质需满足与被测介质不互溶、化学稳定性强、黏度适宜、温度膨胀系数小等核心要求,常见的填充液包括硅油(如 DC200 系列)、氟油及特殊工况下的高温熔融盐等,其中硅油因适配温度范围广(-40℃~200℃)、化学惰性强、流动性好,成为工业场景中应用最广泛的填充介质。
毛细管的填充工艺需严格遵循 “清洁 — 抽真空 — 注液 — 排气 — 密封” 的流程,且每一步都直接影响最终测量效果。首先需对毛细管、法兰膜盒及变送器测量腔体进行彻底清洁,去除加工残留的铁屑、油污及水分,避免杂质影响填充液纯度或造成膜片磨损,清洁后用干燥氮气吹扫腔体,确保无残留污染物;随后将整个测量系统(毛细管 + 法兰 + 变送器腔体)连接至专用填充设备,启动真空泵抽至绝对压力低于 10Pa 的高真空状态,持续抽真空 30~60 分钟,目的是彻底排除腔体内的空气和水分,防止填充后形成气泡 —— 气泡的存在会导致压力传递滞后、非线性误差增大,甚至在温度变化时因气泡膨胀收缩引发测量漂移;抽真空完成后,通过填充设备缓慢注入预热至 30~50℃的填充液(预热可降低黏度,便于流动和排气),注液速度需控制在 5~10mL/min,避免流速过快裹挟空气,同时观察透明注液管路,确保无气泡混入;注液完成后,需对系统进行二次抽真空,进一步排除可能残留的微小气泡,随后关闭真空阀,通过氮气加压(压力 0.1~0.3MPa)使填充液充分浸润腔体各角落,最后按照设备规范完成密封处理,确保填充系统无泄漏。
填充过程中的多个因素会直接影响变送器的测量性能,其中气泡残留是最主要的隐患,即使微小气泡也会在压力传递过程中产生弹性变形,导致测量信号响应延迟,尤其在动态测量场景中会造成数据失真,而水分混入则可能引发填充液变质、毛细管内壁腐蚀或低温环境下结冰堵塞,进而导致设备失效;填充液的选择不当同样会引发严重问题,若填充液与被测介质互溶,会导致填充液被稀释或污染,破坏压力传递的连续性,若填充液黏度偏高,会增大压力传递阻力,降低测量响应速度,而温度膨胀系数过大则会在环境温度变化时,因填充液体积变化产生附加差压,引发零点漂移;此外,填充压力控制不当也会影响测量精度,填充压力过高可能导致法兰膜片预变形,造成零点偏移,压力过低则可能导致填充液未完全充满腔体,形成隐性气泡;安装过程中毛细管的弯曲半径过小(一般不小于 50mm)、拉伸或挤压,会导致填充液流动受阻,同样会影响压力传递效率。
合理的毛细管填充不仅能保障测量精度,还能延长设备使用寿命,而填充不当则会引发一系列连锁影响:短期可能出现测量误差超标、零点漂移、响应迟缓等问题,长期则可能因填充液泄漏、变质引发法兰膜片腐蚀、毛细管堵塞,甚至导致变送器核心部件损坏,增加维护成本和停机风险。为降低填充不良带来的影响,除严格执行填充工艺外,还需在填充后进行针对性检测:通过标准压力源施加不同量程的压力,验证变送器输出信号的线性度和重复性,线性误差需控制在 ±0.1% FS 以内;在不同环境温度下(覆盖设备工作温度范围)进行零点漂移测试,确保温度变化对测量的影响在允许范围内;同时通过压力保持试验(保压 24 小时)检查系统密封性,压力降不超过 0.05MPa 为合格。在实际应用中,还需根据被测介质的特性(如腐蚀性、温度、黏度)选择适配的填充液和填充工艺,例如测量高温介质(200℃以上)时需选用高温型硅油或氟油,测量强腐蚀介质(如强酸、强碱)时需确保填充液与被测介质完全隔离,避免发生化学反应。通过规范的填充工艺、科学的介质选择及严格的质量检测,可最大限度降低毛细管填充对测量的不利影响,确保双法兰差压变送器长期稳定运行。