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智能压力变送器

文章日期:2019-07-20|阅读数:



1. 概述
本压力变送器为系列产品。选用多种传感器(扩散硅、陶瓷电容、陶瓷应变桥、蓝宝石)与高品质的集成电路组装而成。主体电路工艺材料先进,密封固化与外部隔离,能满足防潮、防爆、防腐、防尘等恶劣工况的要求。
本系列压力变送器可广泛应用于石油、化工、钢铁、电力、建材、纺织、制药、食品、气体、科学实验和军工等各个领域,测量液体、气体或蒸汽的压力,然后将其转变成4-20mADC的电流信号输出。
本系列压力变送器,有模拟型和智能型两种,智能数字型具有HART通信功能,可与上位机通讯、组态、调整及设置变送器参数等。
2.  工作原理
如图1 所示,压力传感器核心部件是一个应变桥。它是在一块硅基片上由激光光刻并生长四个阻值高度接近的电阻。并组成一个平衡电桥。当硅基片受到压力作用,产生微小形变时,四个桥臂的电阻受到不同压力,阻值变化也不同,使电桥失去平衡状态,桥路有电压输出。传感器输出的这一电压信号与供电电压、桥臂电阻的阻值相关。由于桥路电路由恒流源供电,这时输出信号仅与桥臂阻值的变化有关。阻值的变化与所受压力成正比,信号电压大小就与压力信号强弱成正比关系。此信号经过前置放大电路、AD转换电路、温度补偿、显示电路、DA转换电路,转换为4-20mA的输出电流信号。从而实现了压力的测量。
 
 
智能压力变送器
3.  主要特性
1) 输出与通讯同时进行
 通过Hart协议来通讯,使用了工业标准的Bell202频率漂移键控(FSK)技术。通过在4-20mA输出信号上跌加一个高频信号来完成远程通讯。利用这一技术,可使输出与通讯同时进行而不损害回路的完整性。
2) 数据存储 
     组态数据存贮在变送器线路板上的非易失性EEPROM存贮器中。变送器断电数据仍能保存,因此变送器一通电可立刻工作。
3) 数/模转换和信号传输 
   过程量以数字数据方式存贮,可进行精度修正和工程单位转换。经修正的数据转换成模拟输出信号。
4) 组态软件功能
 Hart协议使用户很容易对智能压力变送器进行组态,测试和具体设置。或者通过任意支持Hart通讯协议的与上位机完成通讯。
5) 故障连续自检
    智能型压力变送器可进行连续自检。如发现问题,变送器则激活用户可选的模拟输出报警。(3.8mA 或22.8mA可选)
智能型压力变送器能够很方便地与各种智能显示、控制仪、PDA、PLC,PC或DCS系统组成测量显示或控制系统。
 
4. 技术参数
 
·被测介质:液体、气体、蒸汽
·测量范围:  
(无隔离膜片)0-500Pa~0-2.5KPa
(有隔离膜片)0-3KPa ~0-80MPa
·精度等级:±0.2%FS,±0.25%FS
·温度漂移:≤0.2% FS /℃
(在0-70℃范围内)
·环境温度:-38℃ +85℃ 
·介质温度:-20℃~+85℃ 
·输出信号:4-20mA或Hart数字输出
·供电电压:16-28VDC 
·负载特性:见图(.2)
·允许过载:额定压力的2倍
·显示表头:0-100%模拟指示(精度2.5%),
            LCD用户可选
·防爆等级:本安ia II C T6   隔爆 dII C T6
·接湿件材质:316不锈钢和1Gr18Ni9Ti
·外壳材质:压铸合金铝,表面环氧喷涂,四氟,钽膜片
·引压接口:M20×1.5外螺纹,
            或1/2”NPT外螺纹
·重   量: 1.4kg

 
5.  外形结构   智能压力变送器的外型尺寸见图(3)
 
 
6  安装
6-1压力仪表准确的进行测量,很大程度上取决于仪表的正确安装:因此必须满足压力仪表的安装要求:
(1)尽可能选择温度波动较小(不超过80°)、灰尘少、振动较小、腐蚀性不强的地方;
(2)测量仪表与取压点的距离越短越好,必须安装切断用的阀门,阀门应安装在靠近取压点处;
(3)测压仪表低于取压点时如果检测介质是液体或带有冷凝液的其它介质,要修正导压管中由于液柱所产生的压力误差;
(4)检测脉动介质压力时,应在仪表前装设缓冲器和阻尼装置;
(5)当被测介质温度较高时,应在仪表前加装冷却装置,使高温介质冷却到30-40°以下,再进入仪表;
(6)测量粘度很大或腐蚀性介质压力时,应在仪表前安装隔离装置,检测含尘或能形成沉淀的介质压力时,应在仪表前安装沉积器;
(7)要根据介质的物理、化学性质选择垫片,注意使用安全;
(8)取压管端头应与管道内壁平齐,严禁突出;
(9)导压管水平敷设时要有1:10~1:20的坡度。管内介质为气体时在管路的最低位置安装排液装置或排液阀。管内介质为液体时,在管路的最高点安装一个气体收集装置或一个排气阀。 
6-2常用的压力检测仪表安装示意图
7 接线
仪表回路基本接线图见图9
压力变送器为两线制仪表,电源和信号端子位于仪表壳体内的接线侧,两线即是信号线又是电源线。
为防止仪表壳内进水,确保防爆功能,必须注意下述事项: 
(1)盖子必须用力拧紧,但不得损坏螺纹;
(2)接线孔必须用密封件密封;过渡连接件必须拧紧;
(3)如果仪表外壳上另一侧的接线孔不用,必须用带螺纹的金属塞拧紧;
(4)壳体的电路板侧和隔离层不得损坏,接线端子必须完好;
(5)开盖时必须断电。
本质安全型:防爆标志iaIICT6,本安仪表必须与关联设备(安全栅)配套使用,组成本安防爆系统。
8.  仪表校准
压力变送器在出厂时,若用户没有特别约定一般按最大测量范围整定,即压力量程下限对应4mA,量程上限值对应20mA。
 
8-1模拟型压力变送器校验
(1)将变送器安装在标准压力校准装置上,打开后端盖并按图10接线,将通电预热5分钟;
(2)用小螺刀调节线路板上调零电位器(Z)的位置,使测量下限对应4mA;
(3)将压力升至量程上限稳定后,用小螺刀调节线路板上量程调节电位器(S)使量程上限值对应20mA;
(5)将压力再次升降、重复(3)、(4)步骤使之准确,然后,设置多点进行线性和重复性校验;
校验用标准仪器的精度必须是被校验仪表精度3倍以上。
8-2智能型压力变送器的校验
智能型压力变送器表头显示如图11,调试方法除了用HART手操器进行调试和使用上位机组态软件进行调试以外,本节主要介绍表头按键进行现场组态和调试
组态数据设置
 
在正常显示状态下,按下z键进入设置密码状态,再按下Z键进行移位,按S键使密码由00000变为00002,按M键进入单位设置。按S键选择单位,按确认键M进入量程下限,继续重复上面的操作至主变量调量零后返回正常显示。
以上操作是在无源情况下进行,量程下限和量程上限设置后即可按模拟仪表校验方法对智能仪表进行检验。
如果进行零点迁移与量程迁移,必须对变送器施加压力信号。
其操作方法如下:
(1)同时按下变送器(Z)键和(S)键5秒钟,在LCD左下角显示“7”时,放开按键。 
(2)对变送器施加零点压力,按下(Z)键2秒种,变送器输出4.000 mA电流,完成零点迁移。 
(3)待显示返回正常显示后,重复(1)操作,对变送器施加满点压力,按下(S)键2秒种,变送器输出20.000mA电流,完成量程迁移。
9.注意事项
   智能变送器,有时会输出最大电流22.8mA或最小3.8mA。除了变送器损坏以外,多数情况是由于过程值超限(上限或下限)而输出的报警电流,此时用户要及时检查工艺状况。
设定报警电流值(故障电流)时,应考虑系统安全。
  
 
 
 


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