智能压力变送器

智能压力变送器的写法

智能压力变送器介绍

智能压力变送器由智能传感器和智能电子板两部分组成，智能传感器部分包括：电容式传感器、测量膜片检测电路、温度传感器和温度补偿电路等组成；智能电子板板部分包括：微电脑控制器及外围电路组成，完成压力信号到4～20mAdc的转换。用于测量液体、气体或蒸汽的压力，然后将压力信号转变成4～20mADC信号输出。西森自动化生产的智能压力变送器可与HART手操器相互通讯，通过它进行设定，调整压力范围，监控或与上位机组成现场监控系统，它广泛应用于工业管道中弱腐蚀性液体、气体、蒸汽的测量和控制系统。

原理

压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压力变送器和压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外，它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方，，传感器微调等运算，以及诊断和数字通信。本微处理器中有16字节程序的RAM，并有三个16位计数器，其中之一执行A/D转换。D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据，这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内，即使断电也保存完整。数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如275型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号，并通过回路传送所需信息。通信的类型为移频鍵控FSK技术并依据BeII202标准。

组成

智能变送器一般是由传感器、微处理器、存储器及模数、数模转换器组成。传感器用来检测被测量的信号，其所用材料因厂家而异。横河EJA为硅谐振式，把被测参数转换为硅梁的振动频率；ST300的传感器是扩散硅复合半导体式，把被测参数转换为硅芯片电阻值的变化；1151、3051及富士的FCX-A/C是硅微电容式，通过测电容来获得被测的差压或压力值，而8600系列智能变送器则为电感式。微处理器是智能变送器的核心，负责对数据的综合运算处理，如对检测信号线性化、量程重调、函数运算、工作单位换算及诊断与通讯功能。存储器用来存贮供微处理器调用的各种常数、程序及变送器的组态等，现在一般都是可擦写的。模数、数模转换器是将模拟信号与数字信号进行相互转换，传感器的检测信号到微处理器须用模数转换器，微处理器输出4～20mA信号须用数模转换器。智能变送器需要输出一路数字信号与DCS进行通讯，并附有一智能现场通讯器（SFC）或称手操器来与变送器通讯。此外，智能变送器备有后备电源，以免停电时存储器内数据丢失。

选用

在压力/智能压力变送器的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准，以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合，必须选择隔离型变送器。在选择时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀，一定要选好膜盒材质，否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏，法兰也会被腐蚀坏造成设备和人身事故，所以材质选用非常重要。变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。在选用时要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200℃~400℃，要选用高温型，否则硅油会产生汽化膨胀，使测量不准。在选用时要考虑称重设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从经济角度上讲，外膜盒及插入部分材质比较合适，但连接法兰可以选用碳钢、镀铬，这样会节约很多资金。隔离型压力变送器选用是选用螺纹连接形式的，这样既节约资金安装又方便。对于普通压力和智能压力变送器选用，也要考虑被测介质的腐蚀性问题，但使用的介质温度可以不考虑，因为普通型压变是引压到表内，长期工作温度为常温，但普通型使用的维护量要比隔离型大。首先是保温问题，在北方冬季零下，导压管会结冰，变送器无法工作甚至损坏，这就需要增加伴热和保温箱等。从经济角度上来讲，选用智能压力变送器时，只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器，而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量（只要工艺允许用吹扫液或气），应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查，包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等，只要维护好，大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多。从选用变送器测量范围上来说，一般变送器都具有一定的量程可调范围，将使用的量程范围设在它量程的1/4~3/4段，这样精度会有保证，对于微智能压力变送器来说更是重要。实践中有些应用场合（液位测量）需要对变送器的测量范围迁移，根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量，迁移有正迁移和负迁移之分。目前，智能压力变送器已相当普及，它的特点是精度高、可调范围大，而且调整非常方便、稳定性好，选用时应多考虑。川仪横河EJA、北京远东1751、霍尼韦尔ST3000、ARK800系列等，使用都非常可靠。

注意

在安装使用前应详细阅读产品样本及使用说明书，安装时压力接口不能泄露，确保量程及接线正确。压力传感器及变送器的外壳一般需接地，信号电缆线不得与动力电缆混合铺设，传感器及变送器周围应避免有强电磁干扰。传感器及变送器在使用中应按行业规定进行周期检定。压力变送器选用必知参数压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后转变成4～20mADC信号输出。而智能型压力变送器可与HART手操器相互通讯，通过它进行设定，监控或与上位机组成现场监控系统。购买压力变送器必须知道以下几个参数。一、接液材质我们要考虑的是压力变送器所测量的介质，一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢，如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性，那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量.如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性，那么我们就要采用化学密封，这样不但起到可以测量介质的压力，也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触，从而起到保护压力变送器，延长了压力变送器的寿命.二、精度等级每一种电子式的测量计都会有精度误差的，但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的，比如，中国和美国等国家标的精度是传感器在线性度的部分，也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不好的部分，也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度.如欧洲标的精度为1%，则在中国标的精度就为0.5%。三、量程范围一般传感器测量的范围为传感器的满量程70%是的，也就是现在要测量70bar的压力，我们选压力变送器的量程应该选100bar.四、输出信号现阶段由于各种采集的需要，当前市场上压力变送器的输出信号有很多种，主要4~20mA,0~20mA,0~10V,0~5V等等，但是比较常用的是4~20mA和0~10V两种，在我上面举的这些输出信号中，只有4~20mA为两线制（我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线），其他的均为三线制.五、介质温度由于压力变送器的信号是通过电子线路部分转换的，所以一般情况下，压力变送器的测量介质温度为-30到+100度，如果温度过高，我们一般采用的是冷凝弯来冷却介质，这样相对让厂家特地为你生产一个耐高温的压力变送器的成本会降低很多.六、测量介质一般我们测量的是相对比较清洁的流体，我们就直接采用标准的压力变送器就可以了，如果你所测量的介质是易结晶的或粘稠的，我们一般采用的是外置膜片的或和化学密封共同使用，这样会有效的阻止介质堵住压力测量孔.

应用

现在的智能变送器一般都是既有数字信号又有模拟信号的混合式智能变送器，与DCS的通讯是以传递4～20mA模拟信号为主，然后在其上面叠加数字信号用来远程设定零点、量程以及对变送器的校验、组态和诊断等。它只是为和现有DCS兼容而设计的，是真正意义上的全数字式智能变送器（如现场总线型智能变送器）的过渡产品。与常规模拟变速器相比，智能变速器在应用中具有以下特点：

1量程范围宽，量程比大

智能变送器一般都具有宽广的量程范围，量程比大，从30：1到100：1，有的甚至达到400：1。变送器的量程比是指测量范围（URV）与最小测量范围（LRV）之比[1]。智能变送器量程与常规模拟变送器相比，的好处就是可以减少库存量，同时可根据工艺要求，在不更换表的情况下随时更改量程，而不用顾忌量程超限。例如中原大化集团有限责任公司由于新增了3套三聚氰胺装置，中间副产品CO2都要返回尿素装置的中压吸收塔进行重新吸收，而吸收CO2就要大大增加进人中压吸收塔的氨量，这样用来测氨的仪表量程要由原来的10t/h扩大到30t/h，这时用智能变送器就非常方便，在线调整一下量程就可以了，不用重新更换仪表。如果是常规模拟变送器就要更换量程较大的新表。

2维护简单方便

用手持通信器与智能变送器通信可选在现场变送器接线端子处或主控室控制柜内的接线端子处。这样仪表检修人员可在相对较安全、周围环境较好的控制室来对变送器进行量程修改、参数设置、仪表维护等工作。中原大化集团有限责任公司尿素装置有一测液氨罐液位的仪表，在开车阶段总是指示有误，原因是开车阶段与生产正常阶段液氨的密度不同造成仪表指示不准。只能是开车时给变送器设一测量范围，生产正常时再设一测量范围。另外，开车时现场容易漏氨等有害气体，仪表维护人员每次不得不戴着防毒面具来进行处理。如果用智能变送器代替原先的模拟仪表，可以同时解决上述问题，在控制室就可对仪表进行参数修改，保证了人员的人身安全。需要注意的是，手持通信器不能直接连在仪表控制回路中给变送器供电的电源两端，原因是电源为低阻抗，手持通信器在它两端无法读取信息，一般要求回路电阻在250～600Ω，电阻太小不能通讯，电阻太大变送器工作就会异常。

3具有高低压侧转换功能

智能变送器一般有传感器高低压侧转换的功能，用手持通讯器调整内部参数即可。在生产中就遇到过这样的问题，由于仪表已运行多年，连接到变送器的导压管因漏需要更换，更换后仪表投用时发现正负相导压管接反（因为导压管较长，又有伴热管在一块，正负相容易接反）。如果把2个导压管互换工作量很大。而智能变送器有高低压侧转换功能，把表内的参数“D45：H/LSWAP”项由NOROMAL（右侧高压，左侧低压）改为REVERSE（右侧低压，左侧高压），重新组态后表一切正常，很省时省力。

4智能变送器的固定输出功能

这项功能在下列情况下使用起来比较方便：①当变送器出现故障时，为保证生产设备和人身安全，或为保证产品质量需要变送器输出在一个固定值上。②在年度大修后，由于仪表控制回路中的各个环节都进行了检修，需要在开车前对整个回路进行联校，这时可以用手操器运用智能变送器的固定输出功能，找到菜单中的“OUTPUTSET（输出设定）”项，一般可以设定3.8～21.6mA间的任一数值，联校其所在整个回路是否正常。