Technical Summary

智能差压变送器

（DPT）是变送器家族中用量最大的分支——差压是流量（节流式）、液位（差压式）、密度、界面测量的共同物理基础。代表型号：罗斯蒙特 3051CD、横河 EJA110E/EJX110A。

压力变送器系列全部型号（2）咨询选型

所属系列：压力变送器系列

TECHNOLOGY & APPLICATION

理解原理，精准选型

从测量原理到现场应用，了解智能差压变送器的技术特点与选型要点。

MEASUREMENT PRINCIPLE

测量原理

1.1 差压测量链路

高、低压侧过程压力分别经隔离膜片 + 灌充液传递至中心测量膜片，两侧压差使测量膜片产生正比于差压的

微小位移（最大 0.1mm），再由传感元件转换为电信号：金属电容式（3051CD）：位移改变测量膜片与两侧固定极板间的差动电容，电容差值经放大、A/D 转换后由微处理器处理输出；

单晶硅谐振式（EJA110E）

单晶硅芯片中心与边缘制作两个 H 形谐振梁，压差使中心梁受压（频率降低）、边缘梁受拉（频率升高），两频率之差直接送 CPU 处理——天然数字信号，免除 A/D 转换误差；

且静压使两梁同向变形、频率同变，偏差自动消除，静压影响接近于零。

1.2 差压的四大应用机理

1.3 智能化能力（差压型特有）

动态补偿

DPharp 等数字传感器同时测量差压/静压/温度三变量，实时消除温度与静压影响；

复合传感

一台变送器同时输出差压与静压，省去独立静压变送器（节省约 20% CAPEX）；

10 段信号曲线表征

对罐体、流量等非线性应用做输出线性化修正；

开方与小信号切除

流量应用内置开方功能与低流量切除（避免 √ΔP 在零点附近放大噪声）；

引压管堵塞诊断

通过差压信号统计特征提前预警堵管。

测量原理 · 应用 / 机理对照查阅

应用	机理	关键公式/条件
流量测量	差压式流量计原理：流体经节流装置（孔板/V锥/喷嘴/ 阿牛巴）产生差压	q ∝ √ΔP · K，配开方运算（变送器内置开方或 DCS 开方）
液位测量	液柱静压 = 密度 × 液位高度	ΔP = ρgh，常需负迁移抵消引压管液柱；密闭罐需双法兰远传
密度测量	固定高度液柱的差压随密度变化	ρ = ΔP/(g·h)，两点定高引压
界面/分层测量	两种介质分界面变化引起差压变化	需知两相密度，常配双法兰

PRODUCT STRUCTURE

结构组成

2.1 总体结构

过程侧（传感器膜盒）+ 电气侧（电子壳体）两段式，Coplanar 平面共面接口（3051 特色）：高低压引压口位于同一平面，可直接贴合安装三阀组/五阀组或一体化节流装置，减少 70% 引压泄漏点。

2.2 传感器膜盒

隔离膜片

316L（标配）、哈氏合金 C-276、合金 400（蒙乃尔）、钽、镀金合金 400/镀金 316L（氢气场合）；

灌充液

硅油（标准）、惰性油（禁油场合）、高温油；

单向过压保护

膜片与膜盒本体采用波纹加工技术，超压时膜片贴合本体支撑，硅油压力不再传导——EJA 过压 220bar、3051 过压最高 414bar 不损坏，恢复正常后无需重新调校；

膜盒（Capsule）分档

按差压量程分为 L/M/H/V 等膜盒档（微差压至高压差），同一壳体换膜盒即换量程段。

2.3 电气部分

输出 4~20mA + HART 5/7；可选 FF 现场总线、PROFIBUS PA、BRAIN、WirelessHART、1~5V DC低功耗 HART；

内置显示表

独立回路运行，显示测量值、报警代码、条形图，可程序化设置；

本地参数设置（LPS）按钮

不用手操器即可现场改量程；

防爆

本安/隔爆双认证；SIL2/SIL3（TUV & Exida）。

2.4 成套安装结构

2.5 型号谱系

引压管式（传统）

说明：变送器 + 引压管 + 三阀组，适用常规工况

一体化三阀组直装

说明：305 系列阀组直接贴合 Coplanar 接口，省引压管

远传膜片密封式（1199 类）

说明：毛细管 + 法兰膜片密封，高粘/结晶/腐蚀/真空场合

一体化节流装置

说明：工厂预装孔板/阿牛巴 + 变送器整体标定，即装即用

多变量型（MV）

说明：差压 + 静压 + 过程温度三参数，用于气体/蒸汽流量温压补偿

厂商/系列

差压主型特殊型

艾默生

3051CD（标准差压） 3051S（高性能）、3095 多变量、3051 用户可换膜盒

横河

EJA110E / EJX110A EJA120E 微差压、EJA130E 高静压（4500psi）、EJA210/220 双法兰液位、 EJA310 绝压

国产

川仪 PDS、中控、麦克等精度 0.075~0.1%，性价比路线

TECHNICAL GUIDE

优缺点

3.1 优点（10 项）

流量/液位/密度/界面一表通用

差压是过程工业最通用的中间变量，配一次元件即成系统；

精度高

EJA110E ±0.055%（可选 ±0.04%）、3051CD ±0.075%（高型 ±0.04%）；

长期稳定性极佳

EJA ±0.1%URL/10 年、3051 0.125%/5 年，免频繁调校；

静压影响极小

单晶硅谐振式双梁结构静压自消除；电容式经静压传感器数字修正；

单向过压保护优异

220~414bar 过压不损坏且无需重新调校，误操作阀组不伤表；

量程比 100

1 + 迁移能力强：正迁移 500%、负迁移 600%，液位负迁移应用广泛；

响应快

90~150ms，刷新率 >20 次/秒，满足流量控制动态要求；

诊断与安全能力强

堵管诊断、回路自检、SIL2/3 认证，可入 SIS；

成套化程度高

一体化阀组/节流装置/远传膜片，工厂整体标定，安装工时省一半；

协议全覆盖

HART/FF/PA/BRAIN/无线，融入主流 DCS 与设备管理系统。

3.2 局限（10 项）

本质测量的是差压，不是流量本身

流量精度还取决于节流装置、密度、温压补偿，系统误差可能远大于变送器精度；

引压管路是薄弱环节

冷凝、积气、堵塞、泄漏占差压系统故障的大头（蒸汽/含尘介质尤甚）；

量程比拉大精度降级

超过 10:1 后精度从 0.075% 降至 0.1~0.2%，宽流量范围须核算；

微差压档静压受限

微差压量程下静压上限低、静压误差占比大，高静压微差压须选高静压型；

开方输出零点不稳

流量小信号切除设置不当会丢小流量或零点漂移；

价格高

进口型为普通差压表数十倍，成套阀组/远传后价格再翻倍；

需 24VDC 回路与配套工程

安全栅、电缆、阀组综合成本高；

远传毛细管附加迟滞与温度误差

双法兰液位测量的毛细管温差、充液密度变化需修正；

氢渗透与膜片腐蚀风险

氢气场合须镀金膜片，强腐蚀须哈氏/钽，选错即报废；

振动与安装姿态影响

引压式安装对取压点高度差、变送器位置敏感，不规范安装引入附加误差。

APPLICATIONS

应用领域

4.1 典型应用场景

4.2 选型定位判断

测流量

先定节流方案（孔板/V锥/阿牛巴），再按最大差压选变送器档；

测液位

开口池用单法兰/投入式，密闭罐用双法兰远传，汽包等安全液位用高可靠型 + 冗余；

测微压差（洁净室、炉膛）

微差压型（最小 0~25Pa 起）；

介质结晶/高粘/强腐蚀

一律远传膜片密封，不走引压管。

石油化工

流量：孔板/V锥测蒸汽、原料油流量液位：精馏塔釜、储罐（双法兰）液位其他：反应器床层压差、催化剂密度

电力

流量：主蒸汽流量、给水流量液位：汽包水位（关键安全回路，常三取二冗余）其他：炉膛风压、凝汽器真空

天然气

流量：输配站孔板贸易计量（多变量温压补偿）液位：分离器界面其他：管网压差监测

水处理

流量：曝气流量（阿牛巴）液位：滤池液位其他：滤层压差（反冲洗判断）

制药食品

流量：卫生型流量液位：无菌罐液位（卡箍卫生膜片）其他：洁净室压差（微差压档）

冶金

流量：高炉煤气流量液位：洗涤塔液位其他：炉顶压差

纸浆造纸

流量：— 液位：蒸煮塔液位（高粘/结晶→远传）其他：烘缸压差

TECHNICAL SPECIFICATIONS

技术参数表

01
1 总体技术参数（EJA110E / 3051CD 基准）

5.3 膜盒/量程分档表（概念示意）

技术参数表 · 项目 / 参数对照查阅

项目	参数
测量类型	差压（可测流量/液位/密度/界面）
差压量程	0~25Pa（微差压型）至 0~13.8/14MPa（2000psi）；EJA 常规 -100~24000kPa
参考精度	±0.055%（EJA-E）/ ±0.075%（3051）；高型 ±0.04%
量程比	100:1
长期稳定性	±0.1%URL/10 年（EJA）；0.125%/5 年（3051）
静压上限	2300psi/16MPa（常规）；EJX 及 3051S 至 3600psi；EJA130E 4500psi/31MPa
过压保护	单向过压 220bar（EJA）~414bar（3051）不损坏、免重校
响应时间	90ms（EJA）/ 100~150ms（3051）
输出信号	4~20mA DC + HART 5/7；FF / PROFIBUS PA / BRAIN / WirelessHART / 1~5V 低功耗
供电	12~36VDC（本安型按安全栅）
环境温度	40~85℃
介质温度	40~120℃（远传高温硅油更高）
接液材质	316L / 哈氏 C-276 / 合金 400 / 钽 / 镀金合金 400 / 镀金 316L
迁移能力	正向 500%、负向 600%（最小调校量程）
防爆/安全	本安 ia ⅡC T6 / 隔爆 d ⅡC T6；SIL2/SIL3（TUV & Exida）
防护等级	IP66/IP67/IP68
显示表	独立回路内置显示，可程序化
执行/检定	GB/T 17614、IEC 61508；JJG 882 检定
参数	横河 EJA110E	艾默生 3051CD
传感技术	单晶硅谐振（DPharp）	金属电容
参考精度	±0.055%（可选 ±0.04%）	±0.075%（高型 ±0.04%）
稳定性	±0.1%/10 年	±0.125%/5 年
响应时间	90ms	100~150ms
过压能力	220bar	最高 414bar
静压自消除	结构性自消除	数字静压补偿
诊断特色	频率信号连续自检	堵管诊断/回路诊断成熟
生态	日系装置配套多	全球装用量最大、服务网络广

技术参数表 · 膜盒档 / 差压量程段对照查阅

膜盒档	差压量程段	静压上限	典型用途
L（微差压）	0~0.1~6kPa	低	炉膛差压、洁净室
M（低差压）	0~6~40kPa	14~16MPa	常规流量、液位
H（中差压）	0~40~250kPa	16~31MPa	中高压差流量
V（高差压）	0~0.25~14MPa	31MPa+	高压差、高静压管线

SELECTION GUIDE

选型表

6.1 订货必填参数

01
用途
流量 / 液位 / 密度 / 界面 / 纯差压；
02
差压量程
正常/最大/最小值（流量应用由节流计算书给出）；
03
静压（工作压力）——差压选型的第一核对项；
04
介质名称、腐蚀性、粘度、结晶/含颗粒情况；
05
介质温度、环境温度；
06
安装方式
引压式 / 一体化阀组 / 远传膜片（毛细管长度、法兰等级与材质）；
07
精度与 SIL 要求（是否入 SIS）；
08
输出协议（HART/FF/PA/低功耗）；
09
接液材质与灌充液（禁油注明）；
10
显示表头、防爆等级、安装附件（三阀组/五阀组/冷凝罐/集气器）。

6.2 测量任务决策表

6.3 量程与精度选择规则

差压量程按最大差压的 1.2~1.5 倍选档，兼顾正常运行点（25%~75% URL）；

量程比尽量 ≤10

1 保精度；宽流量范围考虑双表并联或核算降级精度；

液位负迁移

Δ = ρ·g·h（引压管液柱），核对不超过负迁移 600% 限值；

微差压高静压工况

核对静压误差指标（微差压档静压影响可达 ±10%，须选高静压型）。

6.4 型号编制示例（EJA110E）

EJA 110 E - E L S - 9 N - N - 13 - N / Fu11 ...
│ │ │ │ │ │ │ └── 输出(9: 4~20mA+HART/FF...)
│ │ │ │ │ └────── 电气连接/安装形式(N 等)
│ │ │ │ └─────── 接液材质/膜盒代码(如 L 膜盒)
│ │ │ └──────────── 过程连接(S: 1/4NPT 等)
│ └──┬───────────── 110 差压型(120 微差压/130 高静压)
│ └──────────── E 系列代号
└────────────────── 横河智能变送器

│ └──────────── E 系列代号└────────────────── 横河智能变送器（3051CD 型号编制见姊妹篇《智能压力变送器技术总结》。）

6.5 选型要点与使用维护

01
静压先于量程核对
静压超限是差压选型第一大事故源；
02
三阀组操作纪律
投用先开平衡阀，停用先关高低压阀再开平衡——防止单向冲击（虽有 220bar 过压保护，仍按规程执行）；
03
引压管设计
液体测压利于排气（变送器低于取压点）、气体测压利于排液（变送器高于取压点）、蒸汽必须配冷凝罐且两罐等高；
04
零点迁移校验
液位投用前做静压零点校验，运行中定期 HART 零点微调；
05
小信号切除设置
流量开方输出按 5%~10% 切除，避免零点噪声放大；
06
远传双法兰注意
两根毛细管等温敷设、避免阳光单侧直晒，高精度场合做温差修正；
07
禁油/氢气场合
写明惰性油灌充、镀金膜片；
08
防雷与接地
信号电缆屏蔽单点接地，雷区加装浪涌保护器；
09
周期检定按 JJG 882，智能型可用 HART 远程验证降低拆装工作量；
10
安全液位冗余
汽包水位等 SIS 回路按 IEC 61511 做冗余（2oo3）与定期功能测试。

选型表 · 任务 / 推荐配置对照查阅

任务	推荐配置
蒸汽流量（孔板）	差压型 + 三阀组 + 冷凝罐 + 温压补偿（或多变量型）
干净液体/气体流量	差压型 + 一体化阀组直装
密闭罐液位（干净介质）	差压型 + 双引压 + 负迁移
高粘/结晶罐液位	双法兰远传 + 毛细管（选毛细管长度与充液）
汽包水位等安全液位	高稳定型（3051S/EJX）+ 三取二冗余 + SIL3
洁净室/炉膛微压差	微差压膜盒（L 档）
天然气贸易计量	多变量型（DP+P+T）或高级流量计算机配套

TECHNICAL GUIDE

横向对比表

7.1 智能差压变送器 vs 其他流量/液位测量方案

7.2 选型口诀

流量液位靠差压，节流算书定档先；静压核对是第一，量程一点二到五；蒸汽冷凝罐等高，液位负迁移算清；结晶高粘上远传，微差压选 L 膜盒；三阀组按序操作，开方切零五到十；汽包水位 SIL 三，三取二来保安全。

本总结技术参数依据 GB/T 17614、JJG 882 及罗斯蒙特 3051CD、横河 EJA110E/EJX 官方样本整理，具体产品以厂家最新样本为准。

横向对比表 · 对比项 / 智能差压变送器（配节流件）对照查阅

对比项	智能差压变送器（配节流件）	科氏力质量流量计	电磁流量计	雷达液位计
可测任务	流量/液位/密度/界面/差压	质量流量（+密度）	导电液体体积流量	液位/界面
精度（系统）	变送器 0.075%，系统 1%~2%	0.05~0.2%（系统级）	0.5%	1~3mm
量程比	10:1~30:1（流量系统）	20:1~500:1	10:1~100:1	—
压损	有（节流件）	小~中	无	无
介质限制	广（远传可扩展）	气液均可（忌两相严重）	须导电	介电常数限制
价格	低~中（成套后中高）	最高	中	中~高
典型优势	一表多任务、SIS 认证、生态成熟	贸易计量级精度	无压损免维护	非接触、不受密度影响

Models