智能壓力變送器

1. 概述
本壓力變送器爲系列产品。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。
本系列壓力變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、气体或蒸汽的壓力,然后将其转变成4-20mADC的电流信号输出。
本系列壓力變送器,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、调整及设置變送器参数等。
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。它是在一塊矽基片上由激光光刻並生長四個阻值高度接近的電阻。並組成一個平衡電橋。當矽基片受到壓力作用,産生微小形變時,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,轉換爲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) 输出与通讯同时进行
 通過Hart協議來通訊,使用了工業標准的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) 数据存储 
     组态数据存贮在變送器线路板上的非易失性EEPROM存贮器中。變送器断电数据仍能保存,因此變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壓力變送器进行组态,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
    智能型壓力變送器可进行连续自检。如发现问题,變送器则激活用户可选的模拟输出报警。(3.8mA 或22.8mA可选)
智能型壓力變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
 
·被測介質:液體、氣體、蒸汽
·測量範圍:  
(無隔離膜片)0-500Pa~0-2.5KPa
(有隔离膜片)0-3KPa ~0-80MPa
·精度等級:±0.2%FS,±0.25%FS
·温度漂移:≤0.2% FS /℃
(在0-70℃範圍內)
·环境温度:-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用户可选
·防爆等级:本安ia II C T6   隔爆 dII C T6
·接濕件材質:316不鏽鋼和1Gr18Ni9Ti
·外殼材質:壓鑄合金鋁,表面環氧噴塗,四氟,钽膜片
·引壓接口:M20×1.5外螺紋,
            或1/2”NPT外螺纹
·重   量: 1.4kg

 
5.  外形结构   智能壓力變送器的外型尺寸见图(3)
 
 
6  安装
6-1壓力儀表准确的进行测量,很大程度上取决于仪表的正确安装:因此必须满足壓力儀表的安装要求:
(1)盡可能選擇溫度波動較小(不超過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産生的壓力誤差;
(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,檢測含塵或能形成沈澱的介質壓力時,應在儀表前安裝沈積器;
(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。管內介質爲氣體時在管路的最低位置安裝排液裝置或排液閥。管內介質爲液體時,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 接线
儀表回路基本接線圖見圖9
壓力變送器爲两线制仪表,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。
爲防止儀表殼內進水,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.  仪表校准
壓力變送器在出厂时,若用户没有特别约定一般按最大测量范围整定,即壓力量程下限对应4mA,量程上限值对应20mA。
 
8-1模拟型壓力變送器校验
(1)將變送器安裝在標准壓力校准裝置上,打開後端蓋並按圖10接線,將通電預熱5分鍾;
(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後,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、重複(3)、(4)步驟使之准確,然後,設置多點進行線性和重複性校驗;
校驗用標准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验
智能型壓力變送器表头显示如图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
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變爲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,繼續重複上面的操作至主變量調量零後返回正常顯示。
以上操作是在無源情況下進行,量程下限和量程上限設置後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秒鍾,在LCD左下角顯示“7”時,放開按鍵。 
(2)对變送器施加零点壓力,按下(Z)键2秒种,變送器输出4.000 mA电流,完成零点迁移。 
(3)待顯示返回正常顯示後,重複(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,有时会输出最大电流22.8mA或最小3.8mA。除了變送器损坏以外,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。
設定報警電流值(故障電流)時,應考慮系統安全。
  
 
 
 

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