高靜壓差壓變送器作為一種高精度智能型的現(xiàn)場(chǎng)壓力參數(shù)的檢測(cè)儀表,在過(guò)程控制系統(tǒng)中具有廣泛的用途,可以用來(lái)測(cè)量各種介質(zhì)在液體,氣體和蒸汽狀 態(tài)下的差壓、壓力,液位等參數(shù),與節(jié)流裝置配合還可以測(cè)量流體的流量參數(shù),并 將被測(cè)的壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換成4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出;該輸出可作為指示、記錄和各 種控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入信號(hào),變送器同時(shí)采用HART協(xié)議傳輸數(shù)字信號(hào),具有與 手操器或上位機(jī)進(jìn)行通訊的功能,變送器具有輸出參數(shù)組態(tài)功能,能適應(yīng)不同用戶的需要。
高靜壓差壓變送器具有非常豐富的品種,這些品種可以精確地測(cè)量小差壓至大差 壓、低壓力至高壓力、液位、真空度和比重。
DP/GP型壓力/差壓變送器配上遠(yuǎn)傳密封裝置后,可避免被測(cè)介質(zhì)直接與變送器 的隔離膜片接觸,對(duì)不能直接進(jìn)行測(cè)量的介質(zhì)提供了一種可靠的測(cè)量方法。
該品種的變送器具有體積小,重量輕,精度高等優(yōu)點(diǎn),帶有現(xiàn)場(chǎng)顯示,具有全 系列的品種和規(guī)格供用戶選擇,可廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電站等部門(mén)的工 業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。
高靜壓差壓變送器產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)
3151系列智能壓力變送器釆用金屬密封的5室(壓力敏感元件)作為感測(cè)元 件,使變送器提高了抗沖擊和振動(dòng)的性能,減少裝配應(yīng)力和靜莊引起的誤差,保證 變送器具有較高的穩(wěn)定性能,由于各品種采用大致相同外型尺寸的S室,使整個(gè)系列 從測(cè)量0.5kPa的差壓到測(cè)量42MPa的壓力范圍內(nèi),都具有,相同的外型和重量。 本產(chǎn)品在3151普通型智能差壓/壓力變送器基礎(chǔ)上,通過(guò)#免屬密封的差動(dòng)電容 壓力傳感器的5室結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì),在5室的受壓腔體內(nèi),嵌入了高精度的溫度傳感器 (在一定的溫度范圍內(nèi),測(cè)溫精度可達(dá)± 0.5°C),構(gòu)成了一體化的壓力,溫度復(fù) 合傳感器,使該變送器具備了差壓(壓力)與傳感器本體溫度的精確測(cè)量功能,提 高了變送器環(huán)境溫度影響補(bǔ)償性能,由于該復(fù)合傳感器與被測(cè)介質(zhì)直接接觸,所以 同時(shí)可獲得與傳感器所接觸的介質(zhì)的溫度信息,通過(guò)對(duì)變送器信號(hào)處理電路的改進(jìn) 設(shè)計(jì),將變送器測(cè)得的壓力信號(hào)與溫度信號(hào)同時(shí)用于顯示與傳輸,使變送器除了能 夠測(cè)量、顯示及用數(shù)字信號(hào)傳輸變送器所測(cè)的壓力參數(shù)外,還能夠顯示及用數(shù)字信 號(hào)傳輸傳感器本體與被接觸介質(zhì)的溫度參數(shù),變送器配置的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字顯示表可以直 接顯示測(cè)量壓力值、輸出模擬電流值、被測(cè)壓力對(duì)應(yīng)設(shè)定量程的百分比值、傳感器。
本體與其接觸介質(zhì)的溫度值。本項(xiàng)技術(shù)已申請(qǐng)。
在變送器的傳感器組件中設(shè)置了專門(mén)用于存儲(chǔ)傳感器特征信息的存儲(chǔ)器芯片, 在特定的條件下(更換CPU電路板或因調(diào)試不當(dāng)使原始數(shù)據(jù)發(fā)生了變化,影響了 變送器的總體性能)均可通過(guò)監(jiān)控軟件的恢復(fù)操作功能來(lái)恢復(fù)其出廠性能,提高了 變送器的故障恢復(fù)能力,同時(shí)在更換CPU電路板后無(wú)需再進(jìn)行重新調(diào)校,大大減少 了變送器維護(hù)工作量。
在電路設(shè)計(jì)上采用了的數(shù)字技術(shù)及新型的集成電路芯片和低功耗高性能的 微處理器,采用了2 4位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,提高了變送器的測(cè)量精度及量程變換性 能,電路板采用了SMD技術(shù)縮小了電子線路板的體積,在變送器殼體上設(shè)計(jì)了非 接觸式就地零點(diǎn)和量程調(diào)整和LCD液晶顯示參數(shù)組態(tài)按扭,便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整零點(diǎn)和 量程及設(shè)置所需的現(xiàn)場(chǎng)顯示參數(shù),在變送器內(nèi)部配置了獨(dú)立的電磁干擾抑制電路, 同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)上,采用了多重關(guān)鍵參數(shù)冗余保護(hù)措施,軟件抗干擾措施,提高了 產(chǎn)品的可靠性。
在變送器的就地顯示技術(shù)上,變送器內(nèi)部配置的顯示器有通用的LCD液晶顯 示器及型的OLED有機(jī)電致發(fā)光點(diǎn)陣顯示器兩種供用戶選用,對(duì)OLED有機(jī) 電致發(fā)光點(diǎn)陣顯示的變送器,設(shè)計(jì)了*的中文顯示界面,并可內(nèi)置中文字庫(kù),顯 示用戶定制的管理信息,具有中文電子的功能。
產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)參見(jiàn)圖1所示。
產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)
3151系列智能壓力變送器具有符合HART協(xié)議的遠(yuǎn)程通訊功能,即可以在4 - 20mA模擬傳輸信號(hào)上疊加一個(gè)數(shù)字通訊信號(hào),用于傳送變送器的各種測(cè)量參數(shù)及 相關(guān)信息供上位機(jī)或的手持操作器進(jìn)行查詢及用于變送器輸出參數(shù)的組態(tài)及故 障診斷和監(jiān)控,同時(shí)又不影響4-20mA壓力參數(shù)的模擬信號(hào)傳輸,可在控制室實(shí)現(xiàn) 對(duì)變送器進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢和重新組態(tài)。
在變送器上設(shè)置了就地零點(diǎn)和量程調(diào)整和LCD液晶顯示參數(shù)組態(tài)按扭,便于 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整零點(diǎn)和量程及設(shè)置所需的現(xiàn)場(chǎng)顯示參數(shù)。
由于在變送器內(nèi)部配置有差壓/溫度參數(shù)復(fù)合傳感器,所以變送器可以輸出一 路模擬信號(hào)及符合HART協(xié)議的壓力與溫度數(shù)字信號(hào),變送器對(duì)壓力測(cè)量信號(hào)采用 4 - 20mA線性或開(kāi)方運(yùn)算的模擬輸出信號(hào),同時(shí)采用符合HART協(xié)議的數(shù)字信號(hào)輸 出壓力測(cè)量參數(shù)和溫度參數(shù),變送器的參數(shù)組態(tài)功能可通過(guò)本公司提供的上位機(jī)組 態(tài)軟件或的HART協(xié)議手操器來(lái)實(shí)現(xiàn),參見(jiàn)相關(guān)操作手冊(cè)。
變送器配置的顯示表有LCD液晶顯示表及OLED有機(jī)電致發(fā)光顯示表等多 種,顯示選擇配件,可供不同的用戶選擇使用。其中LCD液晶顯示表采用多個(gè)參 數(shù)循環(huán)顯示的方式工作,OLED有機(jī)電致發(fā)光顯示表則采用多參數(shù)同時(shí)顯示的方式 工作,在黑暗處仍可清晰的看到儀表的讀數(shù)。
變送器在實(shí)現(xiàn)差壓(壓力)測(cè)量的同時(shí),增加了傳感器本體與被接觸介質(zhì)的溫 度檢測(cè)功能,為用戶提供了更多的現(xiàn)場(chǎng)工況信息,有利于用戶提高過(guò)程控制的效 果。
變送器具有防爆和防塵結(jié)構(gòu),安裝,使用和調(diào)校都方便簡(jiǎn)單。接線端子和電子線 路板放置在變送器上部的密封電氣腔室中,且彼此相互隔離開(kāi)。所以現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí), 放大器仍在密封狀態(tài)下工作。變送器具有反極性保護(hù)措施,防止由于電源接反而損 壞變送器。工作時(shí)的容積變化量小于0.16毫升,可防止被測(cè)介質(zhì)液柱過(guò)大變化,因 而可不需為補(bǔ)償容積變化量而增置冷凝器或液位筒。變送器與被測(cè)介質(zhì)接觸部分的 零部件,用戶可選用316不銹鋼或鉭,哈氏合金-C (Hasloy-C)等防腐性材料, 以適應(yīng)不同的腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。采用表面貼裝的電子元件和插拔式設(shè)計(jì)制造的印 制電路板,使故障少,維修方便,通用性強(qiáng),減少了備品備件,降低了維修成本。
本產(chǎn)品外形精巧,重量輕,測(cè)壓接口兼容3151普通型智能差壓/壓力變送 器,方便用戶安裝和使用,可以全系列替代市場(chǎng)上廣泛使用的1151、3151普通型 模擬式或智能式差壓/壓力變送器使用。
圖2 3151系列智能壓力變送器工作原理框圖
被測(cè)介質(zhì)的壓力作用于壓力、溫度復(fù)合傳感器上的5室的正壓端隔離膜片(LT 型液位變送器和帶毛細(xì)管的DP/GP遠(yuǎn)傳型變送器則是被測(cè)壓力先經(jīng)過(guò)一次隔離膜 片和充滿硅油的全密封的毛細(xì)管系統(tǒng)再被傳到S室的隔離膜片)再通過(guò)5室中的灌 充硅油傳遞到中心的測(cè)量膜片上使其產(chǎn)生相應(yīng)的位移,測(cè)量膜片是一種預(yù)張緊的 彈性元件,其位移與被測(cè)介質(zhì)的壓力成正比,zui大的位移量約為0.08mm,測(cè)量膜 片的位置變化由它兩側(cè)的電容固定極板通過(guò)電容量的變化檢測(cè)出來(lái)。使傳感器的 測(cè)量膜片和兩固定電容極板的電容量發(fā)生變化。除AP型壓力變送器,其測(cè)量 膜片的另一側(cè)(負(fù)壓端)是真空基準(zhǔn)點(diǎn)外,其它品種的測(cè)量膜片的負(fù)壓端與 被測(cè)差壓的低壓側(cè)或大氣相通。在S室的正壓端嵌有高精度的溫度傳感器,用于檢 測(cè)傳感器本體的溫度變化,由于5室的正壓端與被測(cè)介質(zhì)直接接觸,所以同時(shí)可獲 得與傳感器所接觸的介質(zhì)的溫度信息。
傳感器的電容量變化,通過(guò)特定的高頻激勵(lì)與檢測(cè)電路將其轉(zhuǎn)換為直流電儼 號(hào),通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為一定幅度的電壓信號(hào),經(jīng)A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換 為數(shù)字量的信號(hào)送至CPU處理,所檢測(cè)到的溫度信號(hào)同樣轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送至 CPU處理、上述兩個(gè)信號(hào)經(jīng)微處理器的程序運(yùn)算,并經(jīng)D/A (數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換 以及HART通信電路處理,將壓力及溫度參數(shù)轉(zhuǎn)換成所需的4?20mA標(biāo)準(zhǔn)直流電 流信號(hào)及符合HART協(xié)議的數(shù)字信號(hào)并調(diào)制在二線制電流信號(hào)上,提供給用戶使 用,同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器顯示。變送器內(nèi)置的微處理器在計(jì)算機(jī)程序(軟件)的支持 下完成所需的特定功能。
在變送器的傳感器組件與CPU電路板中設(shè)置了專門(mén)用于存儲(chǔ)傳感器特征信息 的存儲(chǔ)器芯片,用于傳感器出廠特征數(shù)據(jù)的保存實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)冗余保護(hù)及便于傳 感器組件與CPU電路板的更換。
變送器主要功能
1.測(cè)量參數(shù)類型:
差壓、表壓、壓力任意選擇一種
2.測(cè)量范圍:
差壓:0 - 0. 15kPa?7MPa (按不同的量程段選擇傳感器)
表壓:0 - 0. 15kPa?42MPa (按不同的量程段選擇傳感器)
絕壓:0 - 40kPa~7MPa (按不同的量程段選擇傳感器)
3.與傳感器接觸的介質(zhì)溫度范圍:
-40-85 °C
4.顯示參數(shù):
測(cè)量壓力值
輸出模擬電流值
被測(cè)壓力對(duì)應(yīng)設(shè)定量程的百分比值 傳感器本體與其接觸介質(zhì)的溫度值
5.輸出信號(hào):
4?20mADC壓力參數(shù)模擬信號(hào)與壓力、溫度數(shù)字信號(hào),使用HART協(xié)議。
6.主要組態(tài)功能:
零點(diǎn)遷移、量程、工程量單位、阻尼時(shí)間、超限報(bào)警、輸出4—20 mA電流標(biāo) 定、寫(xiě)數(shù)據(jù)保護(hù)、輸出函數(shù)、出廠數(shù)據(jù)恢復(fù)
7.防爆等級(jí): ExdIICT6(隔爆型)
Exiall C T6 (本質(zhì)安全型)
8.外殼防護(hù)等級(jí):IP65
防爆變送器的安裝、使用注意事項(xiàng)
1. 3151系列智能壓力變送器隔爆型”d”選項(xiàng)注意事項(xiàng)
3151-d系列智能型變送器經(jīng)*儀器偉表防_安全監(jiān)督檢驗(yàn)站(NEPSI)審查,防爆安全性能符合 GB3836.1-2000、GB3836.2-2000和GB12476.1-2000的有關(guān)要求,防爆標(biāo)志為ExdIICT6,防爆合格證號(hào)為GYB06441,適用于現(xiàn)場(chǎng)存在IIC級(jí)以下的爆炸性氣體混合和環(huán)境中存在可燃性粉塵的危險(xiǎn)場(chǎng)所。用戶在使用安裝該系列壓力變送器時(shí),需注意以下事項(xiàng):'
(1)產(chǎn)品使用環(huán)境溫度-20℃~+ 60℃
(2)產(chǎn)品設(shè)有接地端子,用戶:在使用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)可靠接地;
(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝、維護(hù)必須遵守先斷電后蓋的警告語(yǔ),.如用在粉塵危臉場(chǎng)所,有 可燃性粉塵存在時(shí)不得開(kāi)蓋.
(4)防爆變送器必須配‘NEPSI*儀器儀表防爆_|£督檢查站)認(rèn)可的電 纜引人'裝置,連接螺紋1/2 — 14NPT.引入電纜外徑按電纜引入裝置說(shuō)明書(shū)中規(guī)定選用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)擰緊壓緊螺母,使密封圈內(nèi)徑緊緊抱住外徑.密封圏老 化時(shí)要及時(shí)更換,冗余引入口須用盲頭堵塞;
(5)裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)不存在對(duì)鋁合金有腐濁作用的有害氣體:
(6)防爆變送器使用在粉塵危險(xiǎn)場(chǎng)所時(shí),外殼須經(jīng)常清掃,防.止灰塵堆積。清掃時(shí)不得用壓縮空氣進(jìn)行吹掃.其表面溫度不得超過(guò)80℃
(7) 在危險(xiǎn)場(chǎng)所需要用HART手操作器時(shí),手操作器必須取得防爆認(rèn)可,并符合 危險(xiǎn)場(chǎng)所規(guī)定的防爆等級(jí)的手操器,方可使用,否則應(yīng)在安全區(qū)使用;
(8) 產(chǎn)品維修必須在安全場(chǎng)所進(jìn)行,當(dāng)安裝現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)無(wú)可燃性氣體或可燃性粉塵 存在時(shí),方可維修。
2. 3151系列智能壓力變送器本質(zhì)安全型“i”選項(xiàng)注意事項(xiàng)
3151abBcdM7ei (見(jiàn)注)系列智能差壓/壓力多參數(shù)顯示變送器經(jīng)*儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢站(NEPSI)檢驗(yàn),符合GB3836.1-2000 “爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第:.1部分:通用要求”和GB3836. 4-2000 “爆炸性氣體環(huán)境用電氣:設(shè)備第4部分:本質(zhì)參全型“i”防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求”,防爆標(biāo)志為ExiaIICT6,
防爆合格證編號(hào)為GYB091644X。
zui大使用壞境溫度范圍介于-20°C ~ + 60°C之間。
一、產(chǎn)品使用特殊要求
防爆合格證號(hào)后綴“X”表示該產(chǎn)品有特殊使用要求,具體內(nèi)容為:
該產(chǎn)品噼須與隔離式安全柵配套組成本安防爆系統(tǒng)或該產(chǎn)品所在的本安防 爆系統(tǒng)中各個(gè)接地點(diǎn)必須保證等電位平衡。
二、產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)
1.產(chǎn)品必須與已通過(guò)本安防爆認(rèn)證的關(guān)聯(lián)設(shè)備配套共同組成本安防爆系統(tǒng)方可 使用于爆炸性氣體環(huán)境。其系統(tǒng)接線必須同時(shí)遵守本變送器產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)和所 配關(guān)聯(lián)設(shè)備的使用說(shuō)明書(shū)要求,接線端子不得接錯(cuò)。
1.1產(chǎn)品的本安參數(shù)及內(nèi)部zui大等效參數(shù)如下:
zui高輸入電壓 Ui(V) zui大輸入電流 Ii(mA) zui大輸入功率 Pi(W) zui大內(nèi)部等效參數(shù)
Ci(nF) Li(mH)
28 93 0.66 2 1.2
1.2該產(chǎn)品與關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接電纜應(yīng)為帶絕緣護(hù)套的屏蔽電纜,其屏蔽層應(yīng)接地。
2.用戶不得隨意更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零部件配置。
3.產(chǎn)品的安裝、使用和維護(hù)應(yīng)同時(shí)遵守產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、GB3836.13-1997 “爆炸性氣 體環(huán)境用電氣設(shè)備第13部分:爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢修”、 GB3836.15-2000“爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分:危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤 礦除外)”、GB3836.16-2006 “爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第16部分:電氣裝置 的檢查和維護(hù)(煤礦除外)”和GB50257-1996 “電氣裝置安裝工程爆炸和火災(zāi)危 險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范”的有關(guān)規(guī)定。
注:產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格中a可為DP、GP、AP、HP、或LT; b可為3、4、5、6、7、 8、9或0; C可為22或25; d可為0或T; e可為Bl、B2或B3。