变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2,检测前,高、低压室压力平衡,P1=P2;按结构要求,组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称,极间距相等,C1=C2。当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时,由于P1>P2隔离膜片中心将发生位移,压迫电解质使高压侧容积变小。
当电解质为不可压缩体时,其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移,此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学,当组成电容的两极板极间距发生变化时,其电容量也将发生变化,即从C1=C2变为C1≠C2。由电气原理图可知,未发生位移时,I1=I2=0;ι1+ι2=ιc;发生位移后,由于相对极间距发生变化,各极板上的积聚电荷量也发生变化,形成电荷位移,此时反映出I1≠I2,两者之间将产生电流差,若检测出其值大小以及和压差的关系,即可求取流量。
电容式差压变送器是20世纪80年代研制开发的新型差压变送器,它利用单晶硅谐振传感器,采用微电子表面加工技术,除了保证±0.2%的测量精度外,还可实现抵制静压、温飘对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议,目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。
