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BURKERT寶德壓力變送器一級代理
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BURKERT寶德壓力變送器一級代理
BURKERT,德國寶德,成立已有快70年,在德國、法國有5家工廠,是一家針對流體控制領(lǐng)域的產(chǎn)品和系統(tǒng)的研發(fā)、制造的性跨國企業(yè),也是這個領(lǐng)域的者。
BURKERT產(chǎn)品大量使用于分析儀器、汽車制造、生物技術(shù)、化學、電子、能源、基因工程、半導體、化妝品、食品與飲料、啤酒工業(yè)、機械工程、醫(yī)療、醫(yī)藥衛(wèi)生、紡織、包裝、水(污水)處理、衛(wèi)星、太空實驗、核反應(yīng)堆、深海探測等領(lǐng)域。
作為技術(shù)的企業(yè),Burkert生產(chǎn)的“環(huán)氧樹脂封裝線圈”以及“電纜連接插頭 ”已成為ISO質(zhì)量標準。而Burkert發(fā)明的 “先導銜鐵電磁系統(tǒng)”“搖臂式電磁閥”及“脈沖線圈”*處于*水平。
BURKERT產(chǎn)品大致分為六大類:“通用電磁閥系統(tǒng)”“過程控制閥系統(tǒng)”“氣動控制閥系統(tǒng)”“液體分析閥系統(tǒng)”“傳感器/變送器”和 “控制器”,很多產(chǎn)品達到衛(wèi)生級標準。
根據(jù)國家的擴大內(nèi)需政策,BURKERT公司在西南地區(qū)加大了銷售力度,相關(guān)行業(yè)工程師和技術(shù)員可從成都嘉軒陽科技有限責任公司了解更多詳細資料和參數(shù),以及PDF文件。
六十多年來,Burkert一直致力于流體控制領(lǐng)域的產(chǎn)品和系統(tǒng)的研發(fā)、制造,如今Burkert已發(fā)展成一個擁有三千多名員工、在德國和法國擁有五家生產(chǎn)廠、在四十多個國家和地區(qū)設(shè)立了分公司的跨國集團,成為流體控制系統(tǒng)領(lǐng)域的者。在長期的發(fā)展過程中,非常重視技術(shù)創(chuàng)新和新品開發(fā)。通過針對性的產(chǎn)品設(shè)計、現(xiàn) 代化和加工工藝、嚴格認真的質(zhì)量檢驗和切實的市場預(yù)測,形成了以“通用電磁閥系統(tǒng)”“過程控制 閥系統(tǒng)”“氣動控制閥系統(tǒng)”“液體分析閥系統(tǒng)”以及“傳感器/變送器”和 “控制器”為主體的六 大系列產(chǎn)品。基于“Burkert”產(chǎn)品精巧的設(shè)計、的性能和完善的服務(wù),使“Burkert”產(chǎn)品在流 體控制領(lǐng)域始終處于地位。 “Burkert”生產(chǎn)的 “環(huán)氧樹脂封裝線圈”以及“電纜連接插頭 ”已成為ISO質(zhì)量標準。 Burkert”發(fā)明的 “先導銜鐵電磁系統(tǒng)”“搖臂式電磁閥”及“脈沖 線圈”就是公司不斷創(chuàng)新發(fā)展的*例證。 目前,Burkert專業(yè)化的流體控制系統(tǒng)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),尤其在水/污水處理、啤酒飲 料、食品加工、制藥及醫(yī)療設(shè)備、消毒清洗、及紡織化工等領(lǐng)域更是有著極大的優(yōu)勢和廣闊的市場前 景。而且在一些苛刻的工作情況下,如衛(wèi)星、太空試驗室、核反應(yīng)堆及深海探測裝置中, “Burkert”產(chǎn)品也顯示了其性和可靠性
BURKERT寶德壓力變送器一級代理
變送器
變送器(英文:transmitter)是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號(或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號同時放大以便供遠方測量和控制的信號源)的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動控制的監(jiān)測信號源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。
變送器的種類很多,用在工控儀表上面的變送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等等。
在諸類儀表中,變送器的應(yīng)用zui廣泛、zui普遍,變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。
主要概念
應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場、能輸出標準信號的傳感器稱為變送器。這個術(shù)語有時與傳感器通用。
在《自動控制原理》中,變送器是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號的轉(zhuǎn)換器
至于有時候與傳感器通用是因為現(xiàn)代的多數(shù)傳感器的輸出信號已經(jīng)是通用的控制器可以接收的信號,此信號可以不經(jīng)過變送器的轉(zhuǎn)換直接為控制器所識別。所以,傳統(tǒng)意義上的“變送器”意義應(yīng)該是:“把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為可以
變送器種類很多,總體來說就是由變送器發(fā)出一種信號來給二次儀表使二次儀表顯示測量數(shù)據(jù)。被控制器或者測量儀表所接受標準信號的儀器”。在自控中:信號源-->傳感器-->變送器-->運算器控制器-->執(zhí)行機構(gòu)-->控制輸出。
將物理測量信號或普通電信號轉(zhuǎn)換為標準電信號輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備。一般分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,電量變送器,流量變送器,重量變送器等。
原理說明
變送器是中文名字,英文是:TRANSMITTER顧名思義,變送器含有“變”和“送”之意。所謂“變”,是指將各種從傳感器來的物理量,轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N電信號。比如:利用熱電偶,將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱荩焕秒娏骰ジ衅鳎瑢⒋箅娏鬓D(zhuǎn)換為小電流。由于電信號zui容易處理,所以,現(xiàn)代變送器,均將各種物理信號,轉(zhuǎn)變成電信號。因此,我們說的變送器,通常都變成了“電”。所謂“送”,是指將各種已變成的電信號,為了便于其他儀表或控制裝置接收和傳送,又一次通過電子線路,將傳感器來的電信號,統(tǒng)一化(比如4-20MA)。方法是通過多個運算放大器來實現(xiàn)。這種“變”+“送”,就組成了現(xiàn)代zui常用的變送器。比如:SST3-AD就是一種將電流互感器的輸出電流,轉(zhuǎn)變成標準的4-20MA的電流變送器;再比如:SST4-LD,可以將重量傳感器來的重量信號,轉(zhuǎn)變成標準的4-20MA的重量變送器。
保護功能
1、輸入過載保護;
2、輸出過流限制保護;
3、輸出電流長時間短路保護;
4、兩線制端口瞬態(tài)感應(yīng)雷與浪涌電流TVS抑制保護;
5、工作電源過壓極限保護≤35V;
6、工作電源反接保護。
優(yōu)劣辨別
生產(chǎn)資料市場化以后,加劇激烈的競爭,真假優(yōu)劣難辨,又因變送器是邊緣學科,很多工程設(shè)計人員對此較陌生,有些廠家產(chǎn)品工業(yè)級別和民用商用級別指標混淆(工業(yè)級的價格是民用商用級的2-3倍)。
以常用的0.5級精度的電流電壓變送器為例,從以下方法著手來辨別真假優(yōu)劣:
1、基準要穩(wěn),4mA是對應(yīng)的輸入零位基準,基準不穩(wěn),談何精度線性度,冷開機3分鍾內(nèi)4mA的零位漂移變化不超過4.000mA0.5%以內(nèi);(即3.98-4.02mA),負載250Ω上的壓降為0.995-1.005V,國外IC芯片多用昂貴的能隙基準,溫漂系數(shù)每度變化10ppm;
2、內(nèi)電路總計消耗電流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流濾波放大恒流電路不因原邊輸入變化而消耗電流也隨之變化,國外IC芯片采用恒流供電;
3、當工作電壓24.000V時,滿量程20.000mA時,滿量程20.000mA的讀數(shù)不會因負載0-700Ω變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內(nèi);
4、當滿量程20.000mA時,負載250Ω時,滿量程20.000mA的讀數(shù)不會因工作電壓15.000V-30.000V變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內(nèi);
5、當原邊過載時,輸出電流不超過25.000mA+10%以內(nèi),否則PLC/DCS內(nèi)供變送器用的24V工作電源和A/D輸入箝位電路因功耗過大而損壞,另外變送器內(nèi)的射隨輸出亦因功耗過大而損壞,無A/D輸入箝位電路的更遭殃;
6、當工作電壓24V接反時不得損壞變送器,必須有極性保護;
7、當兩線之間因感應(yīng)雷及感應(yīng)浪涌電壓超過24V時要箝位,不得損壞變送器;一般在兩線之間并聯(lián)1-2只TVS瞬態(tài)保護二極管1.5KE可抑制每20秒間隔一次的20毫秒脈寬的正反脈沖的沖擊,瞬態(tài)承受沖擊功率1.5KW-3KW;
8、產(chǎn)品標示的線性度0.5%是誤差還是相對誤差,可以按以下方法來辨別方可一目了然:符合下述指標是真的線性度0.5%;
原邊輸入為零時輸出4mA正負0.5%(3.98-4.02mA),負載250Ω上的壓降為0.995-1.005V;
原邊輸入10%時輸出5.6mA正負0.5%(5.572-5.628mA)負載250歐姆上的壓降為1.393-1.407V;
原邊輸入25%時輸出8mA正負0.5%(7.96-8.04mA)負載250Ω上的壓降為1.990-2.010V;
原邊輸入50%時輸出12mA正負0.5%(11.94-12.06mA)負載250Ω上的壓降為2.985-3.015V;
原邊輸入75%時輸出16mA正負0.5%(15.92-16.08mA)負載250Ω上的壓降為3.980-4.020V;
原邊輸100%時輸出20mA正負0.5%(19.90-20.10mA)負載250Ω上的壓降為4.975-5.025V。
9、原邊輸入過載時必須限流:原邊輸入過載大于125%時輸出過流限制25mA+10%(25.00-27.50mA)負載250Ω上的壓降為6.250-6.875V;
10、感應(yīng)浪涌電壓超過24V時有無箝位的辨別:在兩線輸出端口并一個交流50V指針式表頭,用交流50V接兩根線去瞬間碰一下兩線輸出端口,看有無箝位,箝位多少伏可一目了然啦;
11、有無極性保護的辨別:用指針式萬用表Ω乘10K檔正反測量兩線輸出端口,總有一次Ω阻值無限大,就有極性保護;
12、有無極輸出電流長時間短路保護:原邊輸入100%時或過載大于125%-200%時,將負載250Ω短路,測量短路保護限制是否在25mA+10%;
13、工業(yè)級別和民用商用級別的辨別:工業(yè)級別工作溫度范圍是-25度到+70度,溫漂系數(shù)是每度變化100ppm,即溫度每度變化1度,精度變化為萬分之一;民用商用級別工作溫度范圍是0度(或-10度)到+70度(或+50度),溫漂系數(shù)是每度變化250ppm,即溫度每度變化1度,精度變化為萬分之二點五;電流電壓變送器的溫漂系數(shù)可以用恒溫箱或高低溫箱來試驗驗證較繁瑣。
上述13種方法同樣可用與其它變送器真假優(yōu)劣的辨別。
常見故障
1、安裝時應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,如果安裝條件限制,則應(yīng)安裝固定后調(diào)整變送器零位到標準值。
2、殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來。排除此原因的*方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更換密封圈再試。
3、加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因極有可能是壓力傳感器密封圈引起的。
4、是否符合供電要求;電源與變送器及負載設(shè)備之間有無接線錯誤。如果變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成變送器無電壓信號輸出。
5、壓力傳感器及變送器的外殼一般需接地,信號電纜線不得與動力電纜混合鋪設(shè),傳感器及變送器周圍應(yīng)避免有強電磁干擾。傳感器及變送器在使用中應(yīng)按行業(yè)規(guī)定進行周期檢定。
6、用戶在選擇壓力傳感器及變送器時,應(yīng)充分了解壓力測量系統(tǒng)的工況,根據(jù)需要合理選擇,使系統(tǒng)工作在*狀態(tài),并可降低工程造價。
7、通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。
8、壓力變送器要求每周檢查一次,每個月檢驗一次,主要是清除儀器內(nèi)的灰塵,對電器元件認真檢查,對輸出的電流值要經(jīng)常校對,壓力變送器內(nèi)部是弱電,一定要同外界強電隔開。
變送器的線制分類
二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制:這種引線方法很簡單,但由于連接導線必然存在引線電阻r,r大小與導線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān),因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合;
三線制:在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線制,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響,是工業(yè)過程控制中的zui常用的;
四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制,其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I,把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可*消除引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。
熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻,其連接導線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分,這一部分電阻是未知的
且隨環(huán)境溫度變化,造成測量誤差。采用三線制,將導線一根接到電橋的電源端,其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上,這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。
兩線制優(yōu)點:
1、不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響,可用非常便宜的更細的導線;可節(jié)省大量電纜線和安裝費用;
2、在電流源輸出電阻足夠大時,經(jīng)磁場耦合感應(yīng)到導線環(huán)路內(nèi)的電壓,不會產(chǎn)生顯著影響,因為干擾源引起的電流極小,一般利用雙絞線就能降低干擾;三線制與四線制必須用屏蔽線,屏蔽線的屏蔽層要妥善接地。
3、電容性干擾會導致接收器電阻有關(guān)誤差,對于4~20mA兩線制環(huán)路,接收器電阻通常為250Ω(取樣Uout=1~5V)這個電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤差,因此,可以允許的電線長度比電壓遙測系統(tǒng)更長更遠;
4、各個單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進行換接,不因電線長度的不等而造成精度的差異,實現(xiàn)分散采集,分散式采集的好處就是:分散采集,集中控制....
5、將4mA用于零電平,使判斷開路與短路或傳感器損壞(0mA狀態(tài))十分方便。
6、在兩線輸出口非常容易增設(shè)一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。
三線制和四線制變送器均不具上述優(yōu)點即將被兩線制變送器所取代,
兩線制電流變送器的輸出為4~20mA,通過250Ω的精密電阻轉(zhuǎn)換成1~5V或2-10V的模擬電壓信號.轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號有多種方法,如果系統(tǒng)是在環(huán)境較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場長期使用,因此需考慮硬件系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。系統(tǒng)的輸入模塊采用壓頻轉(zhuǎn)換器件LM231將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號,用光電耦合器件TL117進行模擬量與數(shù)字量的隔離。
同時模擬信號處理電路與數(shù)字信號處理電路分別使用兩組獨立的電源,模擬地與數(shù)字地相互分開,這樣可提高系統(tǒng)工作的安全性。利用壓頻轉(zhuǎn)換器件LM231也有一定的抗高頻干擾的作用。
變送器
在單片機控制的許多應(yīng)用場合,都要使用變送器來將單片機不能直接測量的信號轉(zhuǎn)換成單片機可以處理的電模擬信號,如電流變送器、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器等。
早期的變送器大多為電壓輸出型,即將測量信號轉(zhuǎn)換為0-5V電壓輸出,這是運放直接輸出,信號功率<0.05W,通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換數(shù)字信號供單片機讀取、控制。但在信號需要遠距離傳輸或使用環(huán)境中電網(wǎng)干擾較大的場合,電壓輸出型傳感器的使用受到了極大限制,暴露了抗干擾能力較差,線路損耗破壞了精度等等等缺點,而兩線制電流輸出型變送器以其具有*的抗干擾能力得到了廣泛應(yīng)用。
電壓輸出型變送器抗干擾能力極差,線路損耗的破壞,談不上精度有多高,有時輸出的直流電壓上還疊加有交流成分,使單片機產(chǎn)生誤判斷,控制出現(xiàn)錯誤,嚴重時還會損壞設(shè)備,輸出0-5V不能遠傳,遠傳后線路壓降大,度大打折扣,很多的ADC,PLC,DCS的輸入信號端口都作成兩線制電流輸出型變送器4-20mA的,證明了電壓輸出型變送器被淘汰的必然趨勢。
發(fā)展趨勢
壓力變送器的技術(shù)發(fā)展:
壓力、差壓變送器是過程變量變送器中zui重要的一類,應(yīng)用范圍很廣,除了可用于壓力、差壓測量之外,還可用于流量、液位、比重等其他參數(shù)測量。一條5000t/d的水泥生產(chǎn)線,在工藝流程各關(guān)鍵部位必須設(shè)置壓力變送器,如在窯頭、窯尾,各級預(yù)熱器的頂部和底部,各次風管和冷卻機各室等,以監(jiān)控工藝正常運行。據(jù)統(tǒng)計,一條新型干法水泥生產(chǎn)線共需設(shè)置壓力變送器約為80臺。
壓力變送器按測量機理來分,zui常用的有電容式、電感式、擴散硅、振弦式等。除了用于測窯頭負壓的DR型微差壓變送器的度是0.5%以外,其余大多是0.25%,它的特點是采用4mA~20mA傳輸?shù)哪M儀表,就地顯示表頭為指針式,量程比在6:1左右,穩(wěn)定性為6個月,這是*代模擬式變送器。第二代產(chǎn)品是智能變送器,所謂智能的概念是:傳感器和變送器是由微處理器驅(qū)動,并且具有通信與自我診斷的能力。智能壓力變送器除了有高度(0.1%~0.075%),大量程比(zui大可到100:1)和高穩(wěn)定性(1~5年)外,它一般帶有HART協(xié)議或生產(chǎn)公司的協(xié)議,后期的產(chǎn)品還帶有符合現(xiàn)場總線標準的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議,它就地顯示表改為數(shù)字式,還可用手操器或在控制系統(tǒng)遠程組態(tài),實現(xiàn)遠方設(shè)定或遠方修改變送器組態(tài)數(shù)據(jù)。
進入21世紀,第三代變送器——數(shù)字智能式變送器又逐步進入人們的視野。第三代變送器由于采用了先進的檢測技術(shù),消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場惡劣環(huán)境對變送器測量的影響,度更高,據(jù)稱它的度均優(yōu)于0.05%;量程分檔更細,量程比擴大到200?1;穩(wěn)定性達到5年以上;通訊協(xié)議更全,新的變送器還通過了安全論證,能保證在工藝條件超過臨界值時安全停機。由于第二代變送器已能滿足水泥廠監(jiān)控要求,且第三代變送器價格還較高,故筆者認為在水泥廠暫不宜推廣。
智能溫度變送器的技術(shù)發(fā)展:
溫度也是過程變量變送器中很重要的一類,它是測量流量、密度及其他過程變量的基本要素之一。一條5000t/d的水泥生產(chǎn)線,在工藝流程及重要設(shè)備的關(guān)鍵部位必須設(shè)置溫度變送器,據(jù)統(tǒng)計,一條新型干法水泥生產(chǎn)線共需設(shè)置壓力變送器約為80~100臺。
基于在溫度測量的發(fā)展上已取得了巨大進步,它也促進了在過程控制工業(yè)領(lǐng)域中溫度變送器度、可靠性和重復性的提高,同時也為過程控制質(zhì)量的不斷提高做出了貢獻。
所謂智能溫度變送器指的是將溫度傳感器技術(shù)和附加的電子部件結(jié)合在一起的一種溫度變送器,它可以實現(xiàn)遠方設(shè)定或遠方修改組態(tài)數(shù)據(jù)。縱觀當前的溫度變送器市場及水泥行業(yè)的應(yīng)用,主要有三大類不同的智能溫度變送器產(chǎn)品。從應(yīng)用和成本的角度來看,每一類智能溫度變送器都有其優(yōu)點和不足之處。
1、防風雨型溫度變送器這類溫度變送器通常裝在對變送器性能有很高要求、苛刻的應(yīng)用場合,如在窯尾、分解爐、五級預(yù)熱器等。這類溫度變送器被封裝在密封的殼體內(nèi),而這種殼體通常由不銹鋼制成,其特點是度高、可靠性高、安全性好、防風雨,它的主要缺點是價格較高。它通常都帶有現(xiàn)場表頭,可現(xiàn)場監(jiān)視、調(diào)整和組態(tài)。
變送器
2、DIN導軌安裝、儀表盤安裝型溫度變送器這類溫度變送器可以采用DIN導軌安裝,通常在控制室內(nèi)安裝使用。它價格便宜,安裝和維護簡單,可以通過改變組態(tài)來匹配不同類型的溫度傳感器。由于同遠程安裝的傳感器之間的連接導線較長導致測量度較低。在水泥廠磨系統(tǒng)可推薦使用這類溫度變送器。
3、一體化溫度變送器這類溫度變送器可以直接安裝在溫度傳感器的DIN連接頭上,它的優(yōu)點是安裝費用低廉,體積小巧,兼容各種類型的溫度傳感器。由于這種溫度變送器直接安裝在溫度傳感器的接頭上,所以電氣連接和傳感器接線都非常簡單。水泥廠的窯系統(tǒng)除要求高的部位外,可采用一體化溫度變送器,磨系統(tǒng)也可選用。
智能溫度變送器所采用的通訊協(xié)議和壓力變送器一樣,處于支配地位是HART協(xié)議,另外還帶有符合現(xiàn)場總線標準的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的產(chǎn)品。
過程變量變送器的技術(shù)發(fā)展:
當前過程變量變送器主要發(fā)展趨勢是無線應(yīng)用、更小的外形尺寸及多變量過程變送器的應(yīng)用。由于有些水泥大集團局部輔助流程已采用了無線技術(shù),無線變送器也將受到我國水泥行業(yè)的關(guān)注。將無線功能加到過程變量變送器是物有所值,考慮到有些水泥廠占有的物理空間很大,有些工藝測量的位置難于安裝,而有些工藝測量點環(huán)境十分惡劣,用傳統(tǒng)的硬連線安裝器件成本又過高,如果消除過程變量變送器和控制電路之間連接,改用無線通訊能夠節(jié)約能源,減少配線和維護費用,故將無線功能加到過程變量變送器是物有所值。
在新型干法水泥生產(chǎn)線中,過程變量變送器作為監(jiān)控的眼睛是非常重要的,它度、可靠性、穩(wěn)定性、安全性的提高,為過程控制質(zhì)量和zui終產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高做出了貢獻。
選型注意
在諸類儀表中,變送器的應(yīng)用zui廣泛、zui普遍,變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分,兩線制變送器尤多;有智能和非智能之分,智能變送器漸多;有氣動和電動之分,電動變送器居多;另外,按應(yīng)用場合有本安型和隔爆型之分;按應(yīng)用工況變送器的主要種類如下:
低(微)壓/低差壓變送器;
中壓/中差壓變送器;
高壓/高差壓變送器;
絕壓/真空/負壓差壓變送器;
高溫/壓力、差壓變送器;
耐腐蝕/壓力、差壓變送器;
易結(jié)晶/壓力、差壓變送器。
變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟性和應(yīng)用介質(zhì)等方面考慮。實際運用中分為直接測量和間接測量;其用途有過程測量、過程控制和裝置聯(lián)鎖。常見的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式法蘭變送器等。
壓力變送器和差壓變送器單從名詞上講測量的是壓力和兩個壓力的差,但它們間接測量的參數(shù)是有很多的。如壓力變送器,除測量壓力外,它還可以測量設(shè)備內(nèi)的液位。在常壓容器測量液位時,需用一臺壓變即可。當測量受壓容器液位時,可用兩臺壓變,即測量下限一臺,測量上限一臺,它們的輸出信號可進行減法運算,即可測出液位,一般選用差壓變送器。在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測量范圍可以做的很寬,從絕壓0開始可以到100MPa(一般情況)。
選型原則:
在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù):以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標為準,以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強腐蝕的場合,必須選用隔離型變送器。
在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕,一定要選好膜盒材質(zhì),否則使用后很短時間就會將外膜片腐蝕壞,法蘭也會被腐蝕壞造成設(shè)備和人身事故,所以材質(zhì)選擇非常重要。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度,如果溫度高一般為200℃~400℃,要選用高溫型,否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹,使測量不準。
在選型時要考慮設(shè)備工作壓力等級,變送器的壓力等級必須與應(yīng)用場合相符合。從經(jīng)濟角度上講,外膜盒及插入部分材質(zhì)比較合適,但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻,這樣會節(jié)約很多資金。
隔離型壓力變送器選用是選用螺紋連接形式的,這樣既節(jié)約資金安裝又方便。
對于普通壓力和差壓變送器選型,也要考慮被測介質(zhì)的腐蝕性問題,但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮,因為普通型壓變是引壓到表內(nèi),長期工作溫度為常溫,但普通型使用的維護量要比隔離型大。首先是保溫問題,在北方冬季零下,導壓管會結(jié)冰,變送器無法工作甚至損壞,這就需要增加伴熱和保溫箱等。
從經(jīng)濟角度上來講,選用變送器時,只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器,而且對于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測量(只要工藝允許用吹掃液或氣),應(yīng)用普通型變送器就是要求維護人員多進行定時檢查,包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等,只要維護好,大量使用普通型變送器一次性投資會節(jié)約很多。
從選用變送器測量范圍上來說,一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍,將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4~3/4段,這樣精度會有保證,對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應(yīng)用場合(液位測量)需要對變送器的測量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負遷移之分。
差壓變送器根據(jù)以下幾點選型:
1、測量范圍、需要的精度及測量功能;
2、測量儀表面對的環(huán)境,如石油化工的工業(yè)環(huán)境,有可燃(有毒)和爆炸危險氣氛的存在,有較高的環(huán)境溫度等;
3、被測介質(zhì)的物理化學性質(zhì)和狀態(tài),如強酸、強堿、粘稠、易凝固結(jié)晶和氣化等工況;
4、操作條件的變化,如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化。有時還要考慮到從開車到參數(shù)達到正常生產(chǎn)時,氣相和液相濃度和密度的變化;
5、被測對象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進出口料管口都要考慮,如塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等;
6、其他要求,如環(huán)保及衛(wèi)生等要求;
7、工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮,要求盡可能地減少品種規(guī)格,減少備品備件,以利管理;
8、工藝商的具體要求。
9、實際的工藝情況:
1)考慮被測對象是屬于哪一類設(shè)備。如槽、罐類,槽的容積較小,測量范圍不會太大,罐的容積較大,測量范圍可能較大;
2)要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度,常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器,還要對接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進行選擇;
3)對有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器。有些易析出、易結(jié)晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器;
4)對高黏度的介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位,由于設(shè)備無法開孔,可選用放射液位計來測量;[1]
5)除了測量方法上和技術(shù)上問題外,還有儀表投資問題。
綜上所述,變送器的選型,從技術(shù)上要可行,經(jīng)濟上要合理,管理上要方便。
選購原則
1.安裝時應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,如果安裝條件限制,則應(yīng)安裝固定后調(diào)整變送器零位到標準值。[2]2.殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來。排除此原因的*方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更換密封圈再試。
3.加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因極有可能是壓力傳感器密封圈引起的
4.是否符合供電要求;電源與變送器及負載設(shè)備之間有無接線錯誤。如果變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成變送器無電壓信號輸出。
5.壓力傳感器及變送器的外殼一般需接地,信號電纜線不得與動力電纜混合鋪設(shè),傳感器及變送器周圍應(yīng)避免有強電磁干擾。傳感器及變送器在使用中應(yīng)按行業(yè)規(guī)定進行周期檢定。
6.用戶在選擇壓力傳感器及變送器時,應(yīng)充分了解壓力測量系統(tǒng)的工況,根據(jù)需要合理選擇,使系統(tǒng)工作在*狀態(tài),并可降低工程造價。
7.通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。
8.壓力變送器要求每周檢查一次,每個月檢驗一次,主要是清除儀器內(nèi)的灰塵,對電器元件認真檢查,對輸出的電流值要經(jīng)常校對,壓力變送器內(nèi)部是弱電,一定要同外界強電隔開。
壓力變送器
壓力變送器(pressure transmitter)是指以輸出為標準信號的壓力傳感器,是一種接受壓力變量按比例轉(zhuǎn)換為標準輸出信號的儀表。它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號(如4~20mADC等),以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。壓力變送器是工業(yè)實踐中zui為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。
壓力變送器是工業(yè)實踐中zui為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。下面就簡單介紹一些常用壓力變送器的原理及其應(yīng)用、壓力變送器是用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力,然后將壓力信號轉(zhuǎn)變成4~20mADC信號輸出。
壓力變送器主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器,陶瓷壓力變送器,應(yīng)變式壓力變送器等。壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa~35MPa)和微差壓變送器(0~1.5kPa),負壓變送器三種。
壓力變送器的主要作用把壓力信號傳到電子設(shè)備,進而在計算機顯示壓力其原理大致是:將水壓這種壓力的力學信號轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)這樣的電子信號壓力和電壓或電流大小成線性關(guān)系,一般是正比關(guān)系。所以,變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大由此得出一個壓力和電壓或電流的關(guān)系式壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力采用大氣壓或真空,作用在δ元(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上,通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。
壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側(cè)壓力不一致時,致使測量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。
主要優(yōu)點
1、壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定等特點;
2、V/I集成電路,外圍器件少,可靠性高,維護簡單、輕松,體積小、重量輕,安裝調(diào)試極為方便;
3、鋁合金壓鑄外殼,三端隔離,靜電噴塑保護層,堅固耐用;
4、4-20mADC二線制信號傳送,抗干擾能力強,傳輸距離遠;
5、LED、LCD、指針三種指示表頭,現(xiàn)場讀數(shù)十分方便。可用于測量粘稠、結(jié)晶和腐蝕性介質(zhì);
6、高準確度,高穩(wěn)定性。除進口原裝傳感器已用激光修正外,對整機在使用溫度范圍內(nèi)的綜合性溫度漂移、非線性進行精細補償。
主要分類
壓力變送器種類
壓力變送器種類(2)
1、普通壓力變送器
2、防爆壓力變送器
3、差壓變送器
4、中、高溫壓力變送器
5、遠傳壓力變送器
特點
壓力變送器,顧名思義就是傳導壓力的儀器,它是把壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號的儀器。它是由對壓力比較敏感的電阻原件組成的,該元件對壓力相當?shù)拿舾校芨兄呐乱稽c點的壓力,當它感知壓力后,其內(nèi)部的的電路開始工作,把壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號,進而在計算機顯示壓力。
壓力變送器能感知各種物體的壓力,不管是固體、液體甚至是氣體的壓力,所以他被應(yīng)用于很多領(lǐng)域。它的內(nèi)部又一個叫做隔離片的部件,隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側(cè)壓力不一致時,致使測量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。
當然,它也有工作的溫度范圍,通常一個變送器會標定兩個溫確段,其中一個溫度段是正常工作溫度,另外一個是溫度補償范圍,正常工作溫度范圍是指變送器在工作狀態(tài)下不被破壞的時候的溫度范圍,在超出溫度補償范圍時可能會達不到其應(yīng)用的性能指標。
壓力變送器的封裝業(yè)很簡單,只要注意一點就可以了,變送器的封裝,往往容易忽略是它的機架,然而這一點在以后使用中會逐漸暴露出其缺點。在選購變送器時一定要考慮到將來變送器的工作環(huán)境,濕度如何,怎樣安裝變送器,會不會有強烈的撞擊或振動等。
發(fā)展歷史
壓力變送器是許多工業(yè)設(shè)備中用以控制工業(yè)過程和壓力變化的重要原件。壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力,然后將壓力信號轉(zhuǎn)變成4~20mADC信號輸出。壓力變送器分電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器,陶瓷壓力變送器,應(yīng)變式壓力變送器等。
壓力變送器是直接與被測介質(zhì)相接觸的現(xiàn)場儀表,常常在高溫低溫腐蝕振動沖擊等環(huán)境中工作。在石油、化工、電力、鋼鐵、輕工等行業(yè)的壓力測量及現(xiàn)場控制中應(yīng)用非常廣泛。
壓力變送器的發(fā)展大體經(jīng)歷了四個階段:
1、早期壓力變送器采用大位移式工作原理,如曾大量生產(chǎn)的水銀浮子式差壓計及膜盒式差壓變送器,這些變送器精度低且笨重。
2、20世紀50年代有了精度稍高的力平衡式差壓變送器,但反饋力小,結(jié)構(gòu)復雜,可靠性、穩(wěn)定性和抗振性均較差。
3、70年代中期,隨著新工藝、新材料、新技術(shù)的出現(xiàn),尤其是電子技術(shù)的迅猛發(fā)展出現(xiàn)體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單的位移式變送器。
4、90年代科學技術(shù)迅猛發(fā)展,這些變送器測量精度高而且逐漸向智能化發(fā)展數(shù)字信號傳輸更有利于數(shù)據(jù)采集。
壓力變送器發(fā)展至今已有電容式變送器、擴散硅壓阻式變送器、差動電感式變送器和陶瓷電容式變送器等不同類型。
20世紀90年代,現(xiàn)場總線技術(shù)迅速崛起,工業(yè)過程控制系統(tǒng)逐漸向具有雙向通信和智能儀表控制的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)方向發(fā)展。從而產(chǎn)生了新一代的智能壓力變送器。它們的主要特點如下。
1、自補償功能如非線性、溫度誤差、響應(yīng)時間、噪聲和交叉感應(yīng)等。
2、自診斷功能如在接通電源時進行自檢,在工作中實現(xiàn)運行檢查。
3、微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信的功能構(gòu)成閉環(huán)工作系統(tǒng)。
4、信息存儲和記憶功能。
5、數(shù)字量輸出。
基于上述功能,智能壓力變送器的精度、穩(wěn)定性、重復性和可靠性都得到提高和改善。其雙向通信能力實現(xiàn)了計算機軟件控制及遠程設(shè)定量程等狀態(tài)。
智能型壓力變送器主要分為帶協(xié)HART協(xié)議的和帶482或RS232接口的兩種類型。帶HART協(xié)議的智能壓力變送器是在模擬信號上迭加一個頻率信號,實現(xiàn)模擬和數(shù)字同時進行通信。帶RS232或485口的智能壓力變送器內(nèi)部將模擬信號A/D轉(zhuǎn)換通過微處理器計算由D/A輸出。RS232接口是異步通信協(xié)議接口,可與許多通信協(xié)議兼容。因此,后者應(yīng)用非常廣泛。
工作原理
電容式壓力變送器
當壓力直接作用在測量膜片的表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,測量膜片上的高精度電路將這個微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,然后采用芯片將這個電壓信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)標準的4-20mA電流信號或者1-5V電壓信號。
由于測量膜片采用標準化集成電路,內(nèi)部包含線性及溫度補償電路,所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性,變送電路采用的兩線制芯片,可以保證輸出兩線制4-20mA電流信號,方便現(xiàn)場接線。
擴散硅壓力變送器
被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,和用電子線路檢測這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標準測量信號。
陶瓷壓力變送器
壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號。
應(yīng)變片式壓力變送器
電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用zui多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應(yīng)變基體上,當基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時,電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。[3]
主要性能
1、使用被測介質(zhì)廣泛,可測油、水及與316不銹鋼和304不銹鋼兼容的糊狀物,具有一定的防腐能力;
2、高準確度、高穩(wěn)定性、選用進口原裝傳感器,線性好,溫度穩(wěn)定性高;
3、體積小、重量輕、安裝、調(diào)試、使用方便;
4、不銹鋼全封閉外殼,防水好;
5、壓力傳感器直接感測被測液位壓力,不受介質(zhì)起泡、沉積的影響。