TECHNOLOGY & APPLICATION
从测量原理到现场应用，了解单法兰隔膜压力变送器的技术特点与选型要点。
TECHNICAL GUIDE
是工业过程测量与控制系统中的关键仪表之一，主要用于测量液体、气体或蒸汽介质的压力信号，并通过法兰直接安装于管道或容器之上。
本产品通过法兰端的金属隔离膜片将过程介质的压力传递至内部敏感元件，配合专用填充液实现压力信号的可靠传输。其一体化设计可省去传统引压管路与配套阀门的安装环节，显著降低系统成本并提高测量响应速度，特别适用于粘稠、易结晶、易凝固、强腐蚀以及含颗粒物等常规压力变送器难以胜任的工况。
本技术总结将从工作原理、结构组成、优缺点对比、应用领域、技术参数及选型指南等方面进行系统阐述，为工程设计、设备选型与现场维护提供参考依据。
MEASUREMENT PRINCIPLE
基于成熟的单晶硅压阻效应或电容式传感原理工作。被测介质压力作用于隔离膜片后，通过内部填充液（通常为医用级硅油）将压力传递到高精度的单晶硅敏感元件上。敏感元件在压力作用下发生微小形变，导致其内部电阻或电容值产生与压力成线性关系的微小变化。
这一微弱的电信号经专用 ASIC 放大电路进行放大、温度补偿和非线性校正后，转换为与被测压力成比例的标准工业信号（通常为 4–20 mA 直流电流信号，并可叠加 HART 通信协议）。
| 序号 | 环节 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 1 | 被测介质 | 提供原始压力信号 |
| 2 | 隔离膜片 | 与介质接触，将压力转换为机械位移 |
| 3 | 填充液 | 传递压力至敏感元件，同时隔离介质 |
| 4 | 敏感元件 | 将压力转换为电阻/电容变化 |
| 5 | 放大电路 | 信号放大、温度补偿、线性化 |
| 6 | 输出信号 | 4–20 mA + HART 标准工业信号 |
PRODUCT STRUCTURE
由过程连接部分、测量隔离部分、信号处理部分与外壳结构组成，典型结
第3页
过程法兰（1） → 隔离膜片（2） → 填充液腔（3） → 敏感元件腔（4） →放大电路板（5） → 接线端子（6） → 壳体盖（7）。
其中法兰端是直接接触被测介质的部分，敏感元件腔体则完全密封在壳体内，通过填充液与膜片连通，实现介质与电子元件的物理隔离。
第4页
与管道或容器连接，承受介质压力 316L / 哈氏合金 C-276
直接感受压力，与填充液构成密封系统 316L / 哈氏合金 C / 钽 / 蒙乃尔
传递压力、隔离介质、提供温度补偿 硅油（常规 / 高温 / 低温型）
将压力转换为电信号 单晶硅压阻 / 单晶硅电容
信号调理、线性化、温度补偿 ASIC 集成电路
保护内部元件，提供电气接口 铝合金 / 不锈钢（IP65/IP67）
现场显示测量值与诊断信息 LCD（可选背光）
电源与信号输出接口 镀金端子 / 压簧式
TECHNICAL GUIDE
具体说明：装于管道或容器，无需配套引压管、阀门组及管路附件，材料与施工成
具体说明：哈氏合金、钽、蒙乃尔等贵金属材质，适用于强酸、强碱等强腐蚀性介
具体说明：用于粘稠、易结晶、易凝固、含颗粒物的介质，可有效避免引压管路堵塞
具体说明：晶硅敏感元件，典型精度可达 ±0.075% / ±0.1%，长期稳定性优于 0.1%
具体说明：一体化结构无引压管滞后，动态响应时间优于传统引压式变送器。
具体说明：无引压管泄漏点，可靠性高，平均无故障工作时间（MTBF）可达 10
具体说明：sHART、FOUNDATION Fieldbus、PROFIBUS-PA 等现场总线，便于
具体说明：可选 Exia ⅡC T6 / Exd ⅡC T6 防爆等级，适用于危险场所。
应对措施建议：充液受温度影响，对高温工况需选择高温型填充液，必要时配置冷凝管或
应对措施建议：安装或侧装时需注意法兰面受力情况，不当安装会导致零点漂移或测量误
应对措施建议：高于普通压力变送器，但综合考虑引压管路节约成本，总体工程费用接
应对措施建议：膜片一旦受到机械冲击或介质结晶挤压发生变形，需整体更换过程法兰组
应对措施建议：现场维修需泄压、清洗、拆装法兰，相对引压式结构检修时间较长。
应对措施建议：况选用 ANSI、JIS、DIN、HG/T 等不同法兰标准与密封面形式（RF /
APPLICATIONS
凭借耐腐蚀、防堵塞、易安装等特点，单法兰隔膜压力变送器在以下行业获得了广泛应用：第5页第6页
典型应用场景：罐、管道及催化剂浆液管道压力测量，尤其适用于聚酯、PVC、烯烃等高
典型应用场景：注水井、分离器、原油储罐压力监测；适用于含砂、含蜡、含水等多种复杂
典型应用场景：锅炉汽包、给水泵、凝结水系统、灰浆输送管路压力监测。
典型应用场景：高炉炉顶、连铸二冷段、煤气管道、除尘系统压力测量。
典型应用场景：蒸煮锅、洗浆机、白水回收、浆池液位压力测量。
典型应用场景：酵罐、CIP 清洗系统、奶制品罐体压力监控；可使用卫生级（Tri-Clamp）
典型应用场景：进水泵站、滤池、加药系统、污泥管道压力监测。
聚氨酯、胶粘剂、涂料、染料等高粘稠物料管道压力测量。
燃油系统、海水淡化装置、压载水系统压力监测。
TECHNICAL SPECIFICATIONS
以下参数为典型单法兰隔膜压力变送器的通用技术指标，实际产品参数请以厂家出厂数据表为准。
第7页
| 参数项目 | 规格参数 | 备注 |
|---|---|---|
| 测量范围 | 0–6 kPa ~ 0–40 MPa | 可选覆盖绝压、表压、负压 |
| 精度等级 | ±0.075%FS / ±0.1%FS / ±0.2%FS | 包含线性、回差、重复性 |
| 长期稳定性 | ±0.1%FS / 年 | 智能型优于 0.1% / 5 年 |
| 输出信号 | 4–20 mA + HART（两线制） | 可选 FF / PROFIBUS-PA |
| 供电电压 | 10.5–45 V DC（标准型） | 本安型 10.5–30 V DC |
| 负载能力 | 0–600 Ω（HART 通信 ≥ 250 Ω） | 依供电电压而定 |
| 介质温度 | 40 ℃ ~ +150 ℃（常规硅油） | 高温型可达 +400 ℃（配冷凝管） |
| 环境温度 | 40 ℃ ~ +85 ℃ | 显示表头 -20 ℃ ~ +70 ℃ |
| 环境湿度 | 5% ~ 95% RH | 无凝露 |
| 防护等级 | IP65 / IP67 | 可选 IP68 |
| 防爆等级 | Exia ⅡC T6 Ga / Exd ⅡC T6 Gb | 依据 GB/T 3836 |
| 电气接口 | M20×1.5 / 1/2 NPT | 可选防爆格兰头 |
| 过程连接 DN50 | / DN80 / DN100 法兰（HG/T / ANSI / JIS / | DIN） 可定制特殊规格 |
| 密封面形式 | RF（突面）/ FF（平面）/ RTJ（环连接面） | 依据工艺需求 |
| 隔离膜片材质 | 316L / 哈氏合金 C-276 / 钽 / 蒙乃尔 / 钛 | 依据介质腐蚀性 |
| 填充液 | 硅油（常规）/ 高温硅油 / 氟油 / 植物油 | 食品级可选 FDA 认证 |
| 响应时间 | ≤ 100 ms（阻尼可调 0–60 s） | 含电气阻尼 |
| 重量 | 约 4.5–8.5 kg（不含法兰） | 随法兰规格变化 |
| 外壳材质 | 铝合金（喷涂）/ 不锈钢 316L | 防腐等级可选 |
| 通讯协议 | HART 7 / WirelessHART / FF / PROFIBUS-PA | 可选智能诊断功能 |
SELECTION GUIDE
本节提供按"量程规格"与"应用场景"两种维度的选型参考，便于工程师在工程设计阶段快速定位型号。
第8页第9页
| 量程代码 | 测量范围 | 典型应用 | 推荐膜片材质 |
|---|---|---|---|
| RC-01 | 0–6 ~ 40 kPa 微 | 压测量、储罐液位（低密度介质 | ） 316L |
| RC-02 | 0–40 ~ 200 kPa | 常压容器、液位测量 | 316L |
| RC-03 | 0–0.2 ~ 1 MPa | 蒸汽、低压管道 | 316L / 哈氏 C |
| RC-04 | 0–1 ~ 4 MPa | 一般工艺管道、反应釜 | 316L / 哈氏 C |
| RC-05 | 0–4 ~ 10 MPa | 高压蒸汽、注水系统 | 316L / 哈氏 C |
| RC-06 | 0–10 ~ 40 MPa | 超高压工艺、注聚系统 | 哈氏 C-276 / 镍基合金 |
| RC-V | 100 ~ 0 kPa / ±100 kPa | 真空与负压测量 | 316L |
| RC-A | 0–40 kPa ~ 2 MPa（绝压） | 密闭容器绝压 | 316L / 哈氏 C |
| 应用场景 | 介质特征 | 推荐选型要点 | |
| 蒸汽 / 高温介质 | T > 150 ℃ | 配冷凝管 / 选用高温硅油 / 高温型膜片 | |
| 粘稠 / 易结晶介质 | 聚合物、浆料、糖蜜 | 平法兰（嵌入式膜片）/ 大口径法兰 | |
| 腐蚀性介质 | 酸、碱、强氧化剂 | 哈氏 C-276 / 钽膜片 + PTFE 衬里 | |
| 食品 / 医药行业 | 卫生要求 | 卫生级 Tri-Clamp 法兰 / FDA 硅油 | |
| 易燃易爆场所 | 油气田、化工装置 | Exia 或 Exd 防爆认证 / IP67 | |
| 低压 / 微压 | 差压小、灵敏度高 | 选低量程规格 / 提高精度等级 | |
| 高频动态测量 | 脉动压力 | 缩短响应时间 / 减小阻尼设置 | |
| 高粘度浆料 | 催化剂、纸浆、油泥 | 插入式法兰 / 大尺寸膜片 | |
| 海洋 / 盐雾环境 | Cl 、湿热 | 316L 外壳 / 涂层升级 / IP68 | |
| 规格代号 | 公称通径 | 公称压力 | 密封面形式 |
| F-50A | DN50 (2") | PN16 / 150 lb | RF（突面） |
| F-80A | DN80 (3") | PN16 / 150 lb | RF（突面） |
| F-100A | DN100 (4") | PN16 / 150 lb | RF（突面） |
| F-50H | DN50 | PN40 / 300 lb | RF / RTJ |
|---|---|---|---|
| F-80H | DN80 | PN40 / 300 lb | RF / RTJ |
| F-50C | DN50 | PN100 / 600 lb | RTJ |
| F-Tri50 | DN50 (2") | 卫生级 | Tri-Clamp 快装 |
| F-Tri80 | DN80 (3") | 卫生级 | Tri-Clamp 快装 |
SELECTION GUIDE
法兰安装前应检查密封面无划痕，垫片规格型号应与设计一致。
紧固螺栓应交叉、对称、均匀加力，避免单侧受力导致膜片变形。
安装位置应远离振动源、电磁干扰源，必要时使用减振支架。
介质温度高于 85 ℃ 时，建议在取压口与变送器之间加装冷凝罐/冷凝管。
测量蒸汽或高温介质时，应先打开冷凝罐排气阀排气，避免单侧膜片受冲击。
严禁用硬物（如扳手、钢丝刷）直接接触隔离膜片表面。
投运前应进行零点与满量程校验，HART 手持器可进行回路测试。
定期检查外壳密封、格兰头、电缆外护套的完整性。
危险场所安装必须满足防爆等级对应的布线与接地要求。
长期停用时应切断电源，关闭取压阀，必要时装配防护盖。
第10页—— 文档结束 ——
| 步骤 | 关键内容 |
|---|---|
| Step 1 · 明确测量对象 | 确认被测介质名称、温度、压力范围、腐蚀性、粘度、是否含颗粒或易结晶。 |
| Step 2 · 确定量程 | 依据最大工作压力选择合适量程，一般工作压力应在量程的 1/3 ~ 2/3 之间。 |
| Step 3 · 选择膜片材质 | 依据介质腐蚀性选择 316L、哈氏 C-276、钽、蒙乃尔等材质。 |
| Step 4 · 选择填充液 | 依据介质温度选择常规硅油、高温硅油或氟油。 |
| Step 5 · 选定法兰规格 | 依据管道口径与工艺压力选择法兰标准、公称压力、密封面形式。 |
| Step 6 · 确认输出信号 | 选择 4–20 mA + HART 或 FF / PROFIBUS-PA 总线协议。 |
| Step 7 · 安全与防护 | 依据现场危险区域选择防爆等级与防护等级。 |
| Step 8 · 通讯与诊断 | 评估是否需要智能诊断、远程标定等功能。 |
| 常见故障 | 可能原因 | 建议处理措施 |
|---|---|---|
| 输出恒为 4 mA 或 20 mA | 供电异常 / 接线开路 / 膜片破损 | 检查供电电压、回路接线，检查膜片 |
| 输出值与压力不一致 量 | 程设置错误 / 零点漂移 / 介质温度影 | 响 重新标定零点与量程，检查填充液 |
| 零点漂移严重 | 安装应力 / 温度变化 / 膜片受冲击 | 重新松装法兰，检查环境温度 |
| 通信失败（HART） | 负载电阻 < 250 Ω / 干扰 / 协议版本 | 检查负载电阻，使用屏蔽电缆 |
| 显示异常 / 无显示 | 表头故障 / 供电不足 | 检查 LCD 模块与供电 |
More in 压力变送器系列
