智能差压变送器

技术特点

　　微处理器的使用智能变送器的灵活性增大,功能增强。

　　智能电子部件仅由一块线路板组成，优越性更强，可靠性更高。

　　就地按键调整零点和量程。

　　符合HART协议，可用HART通讯器与本智能表进行双向通讯而不中断输出信号。

　　具有自诊断和远程诊断功能。

　　带有EEPROM，断电后不丢失数据。

主要技术指标

　　被测介质:气体，液体，蒸汽

　　压力类型:差压、表压、绝压、液位

　　量程:0～0.2KPA～40MPA

　　供电电源:12～36VDC(标准24VDC)

　　输出信号:4～20MA(带HART协议输出)

　　精度:±0.1[%]/±0.25[%]/0.5[%]

　　环境温度:-20℃～85℃

　　相对湿度:0～90[%]RH

　　稳定性:六个月误差为量程的±0.15[%]

　　连接方式:M20×1.5/1/2NPT外螺纹

　　阻尼:时间常数在0.2～32.0S之间可调

选型

    　1、变送器要测量什么样的压力：先确定系统中要确认测量压力的值，一般而言，需要选择一个具有比值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中，尤其是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器，持续的高压力值或稍微超出变送器的标定值会缩短传感器的寿命，然而，由于这样做会精度下降。于是，可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时，要充分考虑压力范围，精度与其稳定性。
    　2、什么样的压力介质：我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送吕中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。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.
    　3、变送器需要多大的精度：决定精度的有，非线性，迟滞性，机电商务网 非重复性，温度、零点偏置刻度，温度的影响。但主要由非线性，迟滞性，非重复性，精度越高，价格也就越高。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%.
    　4、变送器的温度范围：通常一个变送器会标定两个温度范围，即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。　正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补范围时，可能会达不到其应用的性能指标。　温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作，变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出，一是零点漂移；二是影响满量程输出。如：满量程的+/-X%/℃，读数的+/-X%/℃，在超出温度范围时满量程的+/-X%，在温度补偿范围内时读数的+/-X%，如果没有这些参数，会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的，还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。
    　5、需要得到怎样的输出信号： mV 、V、 mA及频率输出数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备，采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法，如果需要将输出信号放大，采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号，采用mA级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中，除了要注意到要选择mA或频率输出外，还要考虑到特殊的保护或过滤器。(由于各种采集的需要,市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要有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)
    　6、选择怎样的励磁电压：输出信号的类型决定选择怎么样的励磁电压。许多放大变送器有内置的电压调节装置，因此其电源电压范围较大。有些奕送器是定量配置，需要一个稳定的工作电压，因此，能够得到的一个工作电压决定是否采用带有调节器的传感器，选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。
    　7、是否需要具备互换性的变送器：确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲，这一点很重要。尤其是对于OEM产品。一旦将产品送到客户手中，那么客户用来校准的花销是相当大的。如果产品具有良好的互换性，那么即使是改变所用的变送器，也不会影响整个系统的效果。
    　8、变送器超时工作后需要保持稳定度：大部分变送器在经过超时工作后会产生“漂移”，因此很有必要在购买前了解变送器的稳定度，这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。
    　9、变送器的封装：变送器的封装，尤其往往容易忽略是它的机架，然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选购传送器传一定要考虑到将来变送器的工作环境，湿度如何，怎样安装变送器，会不会有强烈的撞击或振动等。
    　10、在变送器与其它电子设备间采用怎样的连接：是否需要采用短距离连接？若是采用长距离连接，是否需要采用一个连接器？
    　11、其他：我们确定上面的一些参数之后还要确认你的压力变送器的过程连接接口以及压力变送器的供电电压;如果在特殊的场合下使用还要考虑防爆以及防护等级.

初级应用

　　基于微处理器的现场智能仪表是顺应现场总线而产生的，同样，现场智能仪表的应用也为现场总线的开发与应用提供了良好的基础并提出新的问题，供专家研究。现阶段现场智能仪表，正象有关文献所介绍的，由于通讯协议的不兼容，以及兼顾常规仪表4-20mA模拟信号传递的持点.是一种不得已的过渡产品。还不能真正适应现场总线的真智能现场仪表。它既不能降低控制系统的初期安装费用.也不能充分发挥其本身所具有的优越功能，更不能实现现场智能仪表之间的相互信息交换与运作。

　　然而.智能变送器毕竟代表着新-代变送器的崛起，它采用了当今不少高新技术.如传感技术，微电子数字处理技术等，与常现变送器相比，具有精度高、稳定性好、可靠性高、测量范围宽、量程比大等特定。更具优势的是它实现了数字通讯功能。通过具有相同通讯协议的DCS系统或现场通讯控制器可对智能变送器的各种参数进行变更、设定，实现远程调试、人机对话.在线监测各种数据。和所有智能仪表一样，智能变送器也拥有完善的自诊断功能。可以说，目前的智能变送器是替代过去，代表将来现场仪表发展方面的新型变送器。

　　2智能差压变送器的应用

　　以下关于智能变送器的实际应用例子、发挥其各种特点，解决过程控制测景中出现的各种问题：需要指出的是，市场上存在着各种类型的智能变送器.内在功能将特性不尽相同，故文中所举的个别例子不一定具有普通性.请读者叫鉴。

　　2.1实际验证原始设计差压

　　我厂铜碱洗工段再生岗位.有一差压式流量计用于空气流量的测量。空气用于废铜液再生后铜比的调节。这套流量计的设计差压值为10KPa.但一直无法正常运行。现场操作人员只能凭借经验来判断、控制空气流量，给工艺操作伴来随意性、盲目性；门时.过多的空气量会使系统中的氧含量升高而威胁系统安全。考虑到该空气流量小，工艺管道小，及原始设计中相应的艺参数存在偏差、从而使得理论验证原设计差压值变得意义不大。

　　在应用智能差压变送器后.利用智能差压变送器具有显示输入差压值的功能。单位可以从规定的系列中选取，实际验证设计差压值变得非常方便，在岗位人员的配合下，实际测量了该流量计的工作差压值与差压值。出乎意料的是，差压值竟达100KPa.是原设计值的10倍，无怪乎原差压式流量计不能正常运行。按此差压值，用智能终端修改变送器的测量上限值、实现了空气流量的自动测量.解决了历史上未能解决、困扰已久的难题。

　　在差压式流量计应用中.尤其在小流量、小管道的测量中，可能存在工[艺参数个详或

　　与实际情况存在严重偏差等系列问题.引起原始设汁差压值的严重误差，导致整套流量计异常。此时，引用智能差压变送器可以起到化繁为简的作用，用它直接实际测量节流件前后的压差，据此修正原始设计值，使疑难问题迎刃而解。2.2简化系统组成环节

　　智能差压变送器只须通过简单的设定而获得与输入差压信号平方根关系的输出信号，因而可免于使用差压式流量计的开方环节.简化了测量、控制系统的构成。好处是不言而喻的。同时.开方后小信号切除又具有独到之处。有两种小信号切除方式.其一与普通开方器-样，在输出信号小于切除点时进行完全切除.如图l所示。称之为"零切除方式"：其二是在输出信号小于切除点时.输出信号与输入差压信号成线性关系.如图2所示，称之为"线性切除方式"。两种切除方式的切除点在0[%]-20[%]之间连续可调。比较图1和图2可知.线性切除方式在测量下限流量时，有益于现场的操作。

　　2.3减少仪表备品数量

　　中氮企业，氨合成塔主线进口氢、氟混合气流量的测量有大流量测量和小流量测量之

　　说。大流量用于合成塔正常生产时.小流量用于合成塔触媒更新后升温还原阶段。用常规

　　差压变送器来实现时。在升温还原阶段，需装上小量程差压变送器(本厂实际差压值为16KPa，进行电炉升温时安全气量(即小流量)的测量控制；在升温还原阶段结束后，合成塔投入正常生产时.又需重新换装成大量程差压变送器(实际差压值为254KPa)。通常常规差压变送器.不具备如此大的量程比。为满生产需要，该流量的测量实际上配备了两台差压变送器。

　　利用智能差压变送器量程比大。且有自设定、自校验能力.用其进行主线流量测量。

　　仅需通过智能终端在控制室内进行小量程差压值和大量程差压值的修改、完成同样的目的。避免了常规差压变送器的拆装校验.降低仪表工维护量，减少备品表数量。

　　常规差压变送器的量程比郁不大.像熟悉的1151差压变送器。量程比为6：1，而智能变送器的量程比至少可以达到30；1。一般可达50：1。显而易见.如果用智能变送器作为常规4-20mA输出变送器的备品，可大大减少备品仪表的规格和数量。

　　2.4便于各种参数的现场显示

　　仪表进行简单的设定，就可以使智能变送器内藏LCD模块显示各种不同的数据。如压力受送器.可使LCD直接显示输入压力及相应单位，差压受送器，可使LCD指示单位自定的流量工程值等。在某些场合可以省略现场一次指示仪表，如压力表、转子流量计等而不影响现场的监视与操作。LCD显示模块具有强制自诊断显示功能，一旦被测参数超出量程或变送器本身故障，LCD将显示出错代码来替代原设定参数的显示，利于及时排除故障。如果通过智能终端，可以从变送器中读出更多的过程信息。

　　3技术上有待改进的问题

　　在使用中也发现.智能变送器还存在尚需提高的技术问题。

　　(1)如何实现对变送器的加密，保证各种设定数据的权威性。

　　(2)如何降低变送器在进行通讯时对供电电源的要求。方便现场调试、维护。

　　(3)如何将变送器测出的其它信息，如环境温度、过程介质静压、差压值等可以在智能终端上显示的内容分离出来.以达一表多用。

　　(4)如何突破通讯协议上各自为政的局面，实现通讯的标准化、开放化。

　　4结束语

　　虽然智能变送器的价格略高于常规模拟变送器，但其性能价格比却非常规仪表所能及。上述几例仅归纳了智能变送器的几个特点，尚有其它优点限于篇幅而不能一一列举。总之，即使没有相应的DCS系统与之配套，合理选择智能变送器，不存在大材小用问题，它能帮助自控人员提高生产效率，降低仪表工作量，减少仪表备品备件，拓宽工作思路、提供解决问题新方法、新思路，最终提高生产过程的自动化水平。之所以称之为"智能差压变送器的初级应用".主要原因是未将智能变送器真正意义上的数字通讯功能与DCS系统结合起来，充分体现其综合优势。仅用作常规变送器的替代，运用其某些特性来解决实际工作中的问题。姑且作为现场智能仪表应用的初级经验奉献于同行。