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智能壓力變送器

1. 概述
本壓力變送器為系列產品。選用多種傳感器(擴散硅、陶瓷電容、陶瓷應變橋、藍寶石)與高品質的集成電路組裝而成。主體電路工藝材料先進,密封固化與外部隔離,能滿足防潮、防爆、防腐、防塵等惡劣工況的要求。
本系列壓力變送器可廣泛應用于石油、化工、鋼鐵、電力、建材、紡織、制藥、食品、氣體、科學實驗和軍工等各個領域,測量液體、氣體或蒸汽的壓力,然后將其轉變成4-20mADC的電流信號輸出。
本系列壓力變送器,有模擬型和智能型兩種,智能數字型具有HART通信功能,可與上位機通訊、組態、調整及設置變送器參數等。
2.  工作原理
如圖1 所示,壓力傳感器核心部件是一個應變橋。它是在一塊硅基片上由激光光刻并生長四個阻值高度接近的電阻。并組成一個平衡電橋。當硅基片受到壓力作用,產生微小形變時,四個橋臂的電阻受到不同壓力,阻值變化也不同,使電橋失去平衡狀態,橋路有電壓輸出。傳感器輸出的這一電壓信號與供電電壓、橋臂電阻的阻值相關。由于橋路電路由恒流源供電,這時輸出信號僅與橋臂阻值的變化有關。阻值的變化與所受壓力成正比,信號電壓大小就與壓力信號強弱成正比關系。此信號經過前置放大電路、AD轉換電路、溫度補償、顯示電路、DA轉換電路,轉換為4-20mA的輸出電流信號。從而實現了壓力的測量。
 
 
智能壓力變送器
3.  主要特性
1) 輸出與通訊同時進行
 通過Hart協議來通訊,使用了工業標準的Bell202頻率漂移鍵控(FSK)技術。通過在4-20mA輸出信號上跌加一個高頻信號來完成遠程通訊。利用這一技術,可使輸出與通訊同時進行而不損害回路的完整性。
2) 數據存儲 
     組態數據存貯在變送器線路板上的非易失性EEPROM存貯器中。變送器斷電數據仍能保存,因此變送器一通電可立刻工作。
3) 數/模轉換和信號傳輸 
   過程量以數字數據方式存貯,可進行精度修正和工程單位轉換。經修正的數據轉換成模擬輸出信號。
4) 組態軟件功能
 Hart協議使用戶很容易對智能壓力變送器進行組態,測試和具體設置?;蛘咄ㄟ^任意支持Hart通訊協議的與上位機完成通訊。
5) 故障連續自檢
    智能型壓力變送器可進行連續自檢。如發現問題,變送器則激活用戶可選的模擬輸出報警。(3.8mA 或22.8mA可選)
智能型壓力變送器能夠很方便地與各種智能顯示、控制儀、PDA、PLC,PC或DCS系統組成測量顯示或控制系統。
 
4. 技術參數
 
·被測介質:液體、氣體、蒸汽
·測量范圍:  
(無隔離膜片)0-500Pa~0-2.5KPa
(有隔離膜片)0-3KPa ~0-80MPa
·精度等級:±0.2%FS,±0.25%FS
·溫度漂移:≤0.2% FS /℃
(在0-70℃范圍內)
·環境溫度:-38℃ +85℃ 
·介質溫度:-20℃~+85℃ 
·輸出信號:4-20mA或Hart數字輸出
·供電電壓:16-28VDC 
·負載特性:見圖(.2)
·允許過載:額定壓力的2倍
·顯示表頭:0-100%模擬指示(精度2.5%),
            LCD用戶可選
·防爆等級:本安ia II C T6   隔爆 dII C T6
·接濕件材質:316不銹鋼和1Gr18Ni9Ti
·外殼材質:壓鑄合金鋁,表面環氧噴涂,四氟,鉭膜片
·引壓接口:M20×1.5外螺紋,
            或1/2”NPT外螺紋
·重   量: 1.4kg

 
5.  外形結構   智能壓力變送器的外型尺寸見圖(3)
 
 
6  安裝
6-1壓力儀表準確的進行測量,很大程度上取決于儀表的正確安裝:因此必須滿足壓力儀表的安裝要求:
(1)盡可能選擇溫度波動較?。ú怀^80°)、灰塵少、振動較小、腐蝕性不強的地方;
(2)測量儀表與取壓點的距離越短越好,必須安裝切斷用的閥門,閥門應安裝在靠近取壓點處;
(3)測壓儀表低于取壓點時如果檢測介質是液體或帶有冷凝液的其它介質,要修正導壓管中由于液柱所產生的壓力誤差;
(4)檢測脈動介質壓力時,應在儀表前裝設緩沖器和阻尼裝置;
(5)當被測介質溫度較高時,應在儀表前加裝冷卻裝置,使高溫介質冷卻到30-40°以下,再進入儀表;
(6)測量粘度很大或腐蝕性介質壓力時,應在儀表前安裝隔離裝置,檢測含塵或能形成沉淀的介質壓力時,應在儀表前安裝沉積器;
(7)要根據介質的物理、化學性質選擇墊片,注意使用安全;
(8)取壓管端頭應與管道內壁平齊,嚴禁突出;
(9)導壓管水平敷設時要有1:10~1:20的坡度。管內介質為氣體時在管路的最低位置安裝排液裝置或排液閥。管內介質為液體時,在管路的最高點安裝一個氣體收集裝置或一個排氣閥。 
6-2常用的壓力檢測儀表安裝示意圖
7 接線
儀表回路基本接線圖見圖9
壓力變送器為兩線制儀表,電源和信號端子位于儀表殼體內的接線側,兩線即是信號線又是電源線。
為防止儀表殼內進水,確保防爆功能,必須注意下述事項: 
(1)蓋子必須用力擰緊,但不得損壞螺紋;
(2)接線孔必須用密封件密封;過渡連接件必須擰緊;
(3)如果儀表外殼上另一側的接線孔不用,必須用帶螺紋的金屬塞擰緊;
(4)殼體的電路板側和隔離層不得損壞,接線端子必須完好;
(5)開蓋時必須斷電。
本質安全型:防爆標志iaIICT6,本安儀表必須與關聯設備(安全柵)配套使用,組成本安防爆系統。
8.  儀表校準
壓力變送器在出廠時,若用戶沒有特別約定一般按最大測量范圍整定,即壓力量程下限對應4mA,量程上限值對應20mA。
 
8-1模擬型壓力變送器校驗
(1)將變送器安裝在標準壓力校準裝置上,打開后端蓋并按圖10接線,將通電預熱5分鐘;
(2)用小螺刀調節線路板上調零電位器(Z)的位置,使測量下限對應4mA;
(3)將壓力升至量程上限穩定后,用小螺刀調節線路板上量程調節電位器(S)使量程上限值對應20mA;
(5)將壓力再次升降、重復(3)、(4)步驟使之準確,然后,設置多點進行線性和重復性校驗;
校驗用標準儀器的精度必須是被校驗儀表精度3倍以上。
8-2智能型壓力變送器的校驗
智能型壓力變送器表頭顯示如圖11,調試方法除了用HART手操器進行調試和使用上位機組態軟件進行調試以外,本節主要介紹表頭按鍵進行現場組態和調試
組態數據設置
 
在正常顯示狀態下,按下z鍵進入設置密碼狀態,再按下Z鍵進行移位,按S鍵使密碼由00000變為00002,按M鍵進入單位設置。按S鍵選擇單位,按確認鍵M進入量程下限,繼續重復上面的操作至主變量調量零后返回正常顯示。
以上操作是在無源情況下進行,量程下限和量程上限設置后即可按模擬儀表校驗方法對智能儀表進行檢驗。
如果進行零點遷移與量程遷移,必須對變送器施加壓力信號。
其操作方法如下:
(1)同時按下變送器(Z)鍵和(S)鍵5秒鐘,在LCD左下角顯示“7”時,放開按鍵。 
(2)對變送器施加零點壓力,按下(Z)鍵2秒種,變送器輸出4.000 mA電流,完成零點遷移。 
(3)待顯示返回正常顯示后,重復(1)操作,對變送器施加滿點壓力,按下(S)鍵2秒種,變送器輸出20.000mA電流,完成量程遷移。
9.注意事項
   智能變送器,有時會輸出最大電流22.8mA或最小3.8mA。除了變送器損壞以外,多數情況是由于過程值超限(上限或下限)而輸出的報警電流,此時用戶要及時檢查工藝狀況。
設定報警電流值(故障電流)時,應考慮系統安全。
  
 
 
 

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