在差压监测实践中，我们有时会注意到，差压变送器的输出需要处理成平方根4~20mA信号。此类应用常见于利用差压原理的工业流量测量系统，差压原理是目前常用的流量监测方法之一。简要回顾一下差压流量测量，我们就能理解差压变送器在辅助流量计运行中的作用。
流量计在复杂工业管网中发挥着至关重要的作用，它能够及时准确地读取流量读数，从而有助于有效的物料管理和操作安全。差压法是主要的流量测量技术之一，包含多种类型的流量计。它们的结构不同，但操作目标相似，即基于以下关键原理，为流量计算创造压力差：伯努利方程：流体流动时，由动能和势能组成的总能量在任何条件下都保持不变。因此，这些差压流量计的主要元件本质上是一个节流装置（孔板、文丘里管、皮托管、V 形锥等），用于在局部区域产生流动加速度，从而降低流体的静水压力。
这时，差压变送器就派上用场了。其主要元件仅仅是机械装置，它们在过程中物理地产生压力差，但都无法直接测量压力值并输出信号。因此，它们需要辅助元件来检测上游和下游之间的压差，并最终将其转换为流量测量值的输出信号——这听起来似乎非常适合差压变送器。
建立DP测量后，问题是压差和体积流量之间如何关联？根据伯努利方程和连续性方程，产生的压差（ΔP）与实际流体流量（Q）之间存在非线性关系：
Q=K√ΔP
其中 K 表示仪表专用系数，由一次元件类型和其他一些因素（流体密度、管道尺寸等）决定。变送器的原始 4~20mA 信号与流量并非线性，无法正确表示其趋势。该问题可以通过平方根提取 (SRE) 积分来解决，该积分对原始 ΔP 求平方根，最终使信号与体积流量成正比。
如果变送器无法内部执行 SRE，则必须由外部流量计算机或控制系统进行计算，这可能会增加信号路由的复杂性和潜在的错误点。因此，现代差压变送器通常在模拟电路上内置信号 SRE 功能，可以输出 4~20mA 的平方根电流。此外，差压变送器可以实现低流量截止，以减轻传感器漂移，这种漂移在低流量下可能会被不成比例地放大。当计算出的流量低于定义的阈值时，该软件功能会强制输出为 4 mA（0% 流量），以避免信号不稳定和虚假流量累积。
差压流量测量系统是最成熟、最流行的流量控制技术之一。虽然它具有突出的优势，但由于其结构和原理，也存在一些局限性：
+ 标准化设计，成熟技术
+ 结构坚固耐用，无活动部件
+ 提高准确性和稳定性
- 永久性压力损失
- 调节比窄
- 对流体密度和其他因素的变化敏感
选择合适的流量计对于流体流量测量的效率和准确性至关重要。通过综合考虑操作因素，用户可以做出符合特定需求的明智决策。上海旺源二十余年来，我们一直致力于测量和控制仪器的制造和服务，产品涵盖各类流量计、差压变送器及其他流量测量配件。如有任何疑问或需求，请随时联系我们。
发布时间：2025年8月25日