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安徽國天儀表有限公司
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安徽國天儀表產(chǎn)品制造，外觀造型獨特、質(zhì)量過硬、力爭與世界現(xiàn)代化工業(yè)接軌。
高精確 High precision 高穩(wěn)定 High stability 高耐用High durability
智能壓力變送器
發(fā)布時間: 2017-08-02 16:19
智能壓力變送器由智能傳感器和智能電子板兩部分組成，智能傳感器部分包括：電容式傳感器、測量膜片檢測電路、溫度傳感器和溫度補償電路等組成；智能電子板板部分包括：微電腦控制器及外圍電路組成，完成壓力信號到4～20mA dc 的轉(zhuǎn)換。用于測量液體、氣體或蒸汽的壓力，然后將壓力信號轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號輸出。西森自動化生產(chǎn)的智能壓力變送器可與HART手操器相互通訊，通過它進行設(shè)定，調(diào)整壓力范圍，監(jiān)控或與上位機組成現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)管道中弱腐蝕性液體、氣體、蒸汽的測量和控制系統(tǒng)。
智能壓力變送器是把帶隔離的硅壓阻式壓力敏感元件封裝于不銹鋼殼體內(nèi)制作而成。它能將感受到的液體或氣體壓力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號對外輸出，廣泛應(yīng)用于供/排水、熱力、石油、化工、冶金等工業(yè)過程現(xiàn)場測量和控制。
應(yīng)用
智能壓力變送器由傳感器技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合形成的智能型變送器，因其在功能、精度、可靠性、維護、組態(tài)上較常規(guī)模擬變送器有很大提高，現(xiàn)階段已被廣泛應(yīng)用。變送器的智能化主要表現(xiàn)為具有自我監(jiān)測、遠程通訊的能力，及因采用微機械電子加工技術(shù)、超大規(guī)模的專用集成電路（ASIC）和表面安裝技術(shù)，而使變送器具有高可靠性、量程范圍寬及穩(wěn)定的溫壓補償性能。
產(chǎn)品特點
智能壓力變送器具有反向極性和限流保護；激光調(diào)阻溫度補償，范圍寬，抗腐蝕，適于多種介質(zhì)；過載及抗干擾能力強，性能穩(wěn)定；獨特顯示表頭設(shè)計，可以選配模擬、數(shù)字顯示表頭；零點和滿量程可通過手操器調(diào)節(jié)，量程遷移范圍寬。
零點和量程調(diào)節(jié)
變送器的零點和量程調(diào)節(jié)可以通過變送器本身的按鍵進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)；也可以通過手持終端遠程調(diào)節(jié)。具體方法是：加零點壓力并穩(wěn)定后，同時按住Z和S鍵（Z為零點調(diào)節(jié)，S為量程調(diào)節(jié)）5秒鐘松開，按Z鍵2秒調(diào)節(jié)零點，加滿程壓力并穩(wěn)定后，按S鍵2秒調(diào)節(jié)滿程。注：零點校準(zhǔn)調(diào)節(jié)范圍為壓力量程的±8%，量程校準(zhǔn)范圍為壓力量程的30%～100%，連續(xù)可調(diào)。調(diào)節(jié)完畢后，蓋好密封蓋并擰緊。
特點
具有自動補償能力，可通過軟件對傳感器的非線性、溫漂、時漂等進行自動補償?？勺栽\斷，通電后可對傳感器進行自檢，以檢查傳感器各部分是否正常，并作出判斷。數(shù)據(jù)處理方便準(zhǔn)確，可根據(jù)內(nèi)部程序自動處理數(shù)據(jù)，如進行統(tǒng)計處理、去除異常數(shù)值等。
具有雙向通信功能。微處理器不但可以接收和處理傳感器數(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳感器，從而對測量過程進行調(diào)節(jié)和控制。可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數(shù)據(jù)、組態(tài)信息和補償特性等。
具有數(shù)字量接口輸出功能，可將輸出的數(shù)字信號方便地和計算機或現(xiàn)場總線等連接。
模擬型特點
精度高
量程、零點外部連續(xù)可調(diào)
穩(wěn)定性能好
正遷移可達500%、負遷移可達600%
二線制
阻尼可調(diào)、耐過壓
固體傳感器設(shè)計
無機械可動部件、維修量少
重量輕（2.5kg）
全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、互換性強
小型化（166mm總高）
接觸介質(zhì)的膜片材料可選
單邊抗過壓強
低壓澆鑄鋁合金殼體
智能型特點
超級的測量性能，用于壓力、差壓、液位、流量測量
數(shù)字精度：+（-）0.05%
模擬精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S
全性能：+（-）0.25F.S
穩(wěn)定性：0.25% 60個月
量程比：100：1
測量速率：0.2S
小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝
過程連接與其它產(chǎn)品兼容
實現(xiàn)了較好的冷、熱穩(wěn)定性
采用16位計算機的智能變送器
標(biāo)準(zhǔn)4-20mA，帶有數(shù)字信號，遠程操控
支持向現(xiàn)場總線與基于現(xiàn)場控制的技術(shù)的升級。
八大特點
智能一體化設(shè)計：集壓力信號采集、處理、顯示和輸出于一體。
微功耗雙電源設(shè)計，可靠性高。
具有獨特的動態(tài)自動跟蹤溫度補償功能。
具有軟件修正零點漂移功能。
上、下限報警記憶閃光指示功能。
壓力滿量程軟件設(shè)置遷移功能。
低電源自診斷功能。
具有斷電保護功能。
通訊協(xié)議
智能變送器的可靠性與穩(wěn)定性非常高，但經(jīng)常遇到通訊方面的問題。由于智能變送器誕生時國際上沒有制定出統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，所以各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的變送器用的通信協(xié)議不盡相同。典型的如Honeywell的ST3000用的是DE協(xié)議，F(xiàn)isher-Rosement的3051用的是HART協(xié)議，橫河川儀的EJA系列為Brain（布朗）協(xié)議/HART協(xié)議，還有遵循現(xiàn)場總線通信標(biāo)準(zhǔn)的全數(shù)字式智能變送器。影響智能變送器現(xiàn)場不通訊的因素主要有高頻電磁波干擾；因電纜太長、電纜的分布電容超過了網(wǎng)絡(luò)限制，及負載電阻較低等。各協(xié)議的特點及可能伴生的通訊問題如下。
1 HART協(xié)議
HART（Highway Addressable Remote Transducer）是基于貝爾202通訊標(biāo)準(zhǔn)的移頻鍵控（FSK）技術(shù)[2]，通過在4～20mA電流上疊加頻率信號實現(xiàn)數(shù)字通訊。2個不同頻率：1200 Hz和2200H：代表“0”和“1”，以正弦波的形式疊加在4～20mA直流信號上，因這些正弦波的平均值為零，所以不產(chǎn)生直流分量，不會對4～20rnA過程信號產(chǎn)生影響，它是在不中斷傳輸信號的情況下完成了真正的同步通訊。
中山化工有限公司曾現(xiàn)場應(yīng)用了幾臺HART協(xié)議的3051變送器和1臺渦街流量計，投運后均出現(xiàn)異常，撤回到車間校驗，儀表通訊及工作正常。經(jīng)細致檢查，發(fā)現(xiàn)裝置中運行了60 Hz的電機、泵，為適應(yīng)50 Hz的電源，采用了大量的變頻器，而變頻器的載波頻率大都組態(tài)設(shè)置為2000 Hz，這個頻率正好與HART通訊頻率接近，從而影響了智能變送器的正常工作。采取增大儀表電纜與動力電纜槽架的改造措施后問題得到解決[3]。另外在智能變送器和連線的附近使用發(fā)報機也會影響正常通訊與工作。
2 DE協(xié)議
DE協(xié)議是以脈沖電流的多少來代表“1”和“0”的，數(shù)字信號和模擬信號是分開傳輸?shù)模?dāng)傳送數(shù)字信號時，模擬信號須中斷[1]。HART通訊頻率較高（約1～2 kHz），要求網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)不大于0.65μs，這樣HART通訊設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的最大電容限制了通訊的最大距離，一般為不大于400m。而DE協(xié)議通訊頻率較低，網(wǎng)絡(luò)的最大時間常數(shù)為104μs，允許的電纜分布電容比HART協(xié)議寬的多，所以，就會出現(xiàn)同一套裝置中用DE通訊協(xié)議的儀表通訊正常而用HART協(xié)議的智能變送器卻不能通訊的現(xiàn)象。對于具有HART協(xié)議的變送器如果通訊距離確實需要足夠長，可以用電容較低的交聯(lián)電纜。
3 現(xiàn)場總線通訊協(xié)議
IEC（國際電工委員會）對現(xiàn)場總線（Fieldbus）的定義是“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。”它是一種全數(shù)字化、雙向、串行、多站的通信網(wǎng)絡(luò)，一對導(dǎo)線上可傳輸多種信息。純數(shù)字的現(xiàn)場總線智能變送器，是根據(jù)現(xiàn)場總線通信協(xié)議開發(fā)出來的一種變送器。它已不是傳統(tǒng)意義上的變送器，而是同時起著變送、控制和通信的作用。在整個控制系統(tǒng)中，每臺變送器都是一個網(wǎng)絡(luò)接點。使用現(xiàn)場總線后，自控系統(tǒng)的配線、安裝、調(diào)試和維護等方面的費用可以大大降低，隨著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的發(fā)展應(yīng)用，作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線智能變送器必將被廣泛應(yīng)用。
組成
智能壓力變送器一般是由傳感器、微處理器、存儲器及模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成。傳感器用來檢測被測量的信號，其所用材料因廠家而異。橫河EJA為硅諧振式，把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅梁的振動頻率；ST300的傳感器是擴散硅復(fù)合半導(dǎo)體式，把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅芯片電阻值的變化；1151、3051及富士的FCX-A/C是硅微電容式，通過測電容來獲得被測的差壓或壓力值，而8600系列智能變送器則為電感式。微處理器是智能變送器的核心，負責(zé)對數(shù)據(jù)的綜合運算處理，如對檢測信號線性化、量程重調(diào)、函數(shù)運算、工作單位換算及診斷與通訊功能。存儲器用來存貯供微處理器調(diào)用的各種常數(shù)、程序及變送器的組態(tài)等，一般都是可擦寫的。模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將模擬信號與數(shù)字信號進行相互轉(zhuǎn)換，傳感器的檢測信號到微處理器須用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，微處理器輸出4～20mA信號須用數(shù)模轉(zhuǎn)換器。智能變送器需要輸出一路數(shù)字信號與DCS進行通訊，并附有一智能現(xiàn)場通訊器（SFC）或稱手操器來與變送器通訊。此外，智能變送器備有后備電源，以免停電時存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)丟失。
性能指標(biāo)
性能規(guī)格
（零基準(zhǔn)校驗范圍，參考條件下，硅油充液，316 L不銹鋼隔離膜片。）
1.1. 參考精度
數(shù)字、智能：±0.1%校驗量程
模擬、線性：±0.2%校驗量程
1.2. 穩(wěn)定性
數(shù)字、智能：6個月，±0.1%URL
模擬、線性：6個月，±0.2%URL
1.3. 環(huán)境溫度影響
數(shù)字、智能：
零點誤差：±0.2%URL/56℃
總體誤差：±（0.2%URL+0.18%校驗量程）/56℃
模擬、線性
零點誤差：±0.5%URL/56℃
總體誤差：±（0.5%URL+0.5%校驗量程）/56℃
1.4. 振動影響
在任意軸向上，200Hz下振動影響為±0.05%URL/g
1.5. 電源影響
小于±0.005%輸出量程/伏特。
1.6. 負載影響：
沒有負載影響，除非電源電壓有變化。
1.7. 電磁干擾/射頻干擾（EMI/RFI影響）
由20至1000MHz，場強達至30V/M時，輸出漂移小于±0.1%量程。
1.8. 安裝位置影響
零點漂移至多為±0.25kPa。所有的零點漂移
都可修正掉；對量程無影響。
功能規(guī)格
2.1. 測量范圍：0-0.125-41370KPa
2.2. 零點與量程
數(shù)字、智能
可用本機量程和零點按鈕調(diào)整，或用HART手操器遠程調(diào)整
模擬、線性
量程和零點連續(xù)可調(diào)
2.3. 零點正、負遷移
零點負遷移時，量程下限必須大于或等于-URL；零點正遷移時，量程上限必須小于或等于+URL。校驗量程必須大于或等于最小量程。
2.4. 輸出
數(shù)字、智能：
4～20mA DC，用戶可選擇線性或平方根輸出。數(shù)字過程變量疊加在4～20mA 信號上，可供采用HART協(xié)議的上位機使用
應(yīng)用
當(dāng)前的智能變送器一般都是既有數(shù)字信號又有模擬信號的混合式智能變送器，與DCS的通訊是以傳遞4～20mA模擬信號為主，然后在其上面疊加數(shù)字信號用來遠程設(shè)定零點、量程以及對變送器的校驗、組態(tài)和診斷等。它只是為和現(xiàn)有DCS兼容而設(shè)計的，是真正意義上的全數(shù)字式智能變送器（如現(xiàn)場總線型智能變送器）的過渡產(chǎn)品。與常規(guī)模擬變速器相比，智能變速器在應(yīng)用中具有以下特點：
量程范圍寬，量程比大
智能變送器一般都具有寬廣的量程范圍，量程比大，從30：1到100：1，有的甚至達到400：1。變送器的量程比是指最大測量范圍（URV）與最小測量范圍（LRV）之比[1]。智能變送器量程與常規(guī)模擬變送器相比，最大的好處就是可以減少庫存量，在不更換表的情況下隨時更改量程，而不用顧忌量程超限。例如中原大化集團有限責(zé)任公司由于新增了3套三聚氰胺裝置，中間副產(chǎn)品CO2都要返回尿素裝置的中壓吸收塔進行重新吸收，而吸收CO2就要大大增加進人中壓吸收塔的氨量，這樣用來測氨的儀表量程要由原來的10 t/h擴大到30t/h，這時用智能變送器就非常方便，在線調(diào)整一下量程就可以了，不用重新更換儀表。如果是常規(guī)模擬變送器就要更換量程較大的新表。
維護簡單方便
用手持通信器與智能變送器通信可選在現(xiàn)場變送器接線端子處或主控室控制柜內(nèi)的接線端子處。這樣儀表檢修人員可在相對較安全、周圍環(huán)境較好的控制室來對變送器進行量程修改、參數(shù)設(shè)置、儀表維護等工作。中原大化集團有限責(zé)任公司尿素裝置有一測液氨罐液位的儀表，在開車階段總是指示有誤，原因是開車階段與生產(chǎn)正常階段液氨的密度不同造成儀表指示不準(zhǔn)。只能是開車時給變送器設(shè)一測量范圍，生產(chǎn)正常時再設(shè)一測量范圍。另外，開車時現(xiàn)場容易漏氨等有害氣體，儀表維護人員每次不得不戴著防毒面具來進行處理。如果用智能變送器代替原先的模擬儀表，可以同時解決上述問題，在控制室就可對儀表進行參數(shù)修改，保證了人員的人身安全。需要注意的是，手持通信器不能直接連在儀表控制回路中給變送器供電的電源兩端，原因是電源為低阻抗，手持通信器在它兩端無法讀取信息，一般要求回路電阻在250～600Ω，電阻太小不能通訊，電阻太大變送器工作就會異常。
具有高低壓側(cè)轉(zhuǎn)換功能
智能變送器一般有傳感器高低壓側(cè)轉(zhuǎn)換的功能，用手持通訊器調(diào)整內(nèi)部參數(shù)即可。在生產(chǎn)中就遇到過這樣的問題，由于儀表已運行多年，連接到變送器的導(dǎo)壓管因漏需要更換，更換后儀表投用時發(fā)現(xiàn)正負相導(dǎo)壓管接反（因為導(dǎo)壓管較長，又有伴熱管在一塊，正負相容易接反）。如果把2個導(dǎo)壓管互換工作量很大。而智能變送器有高低壓側(cè)轉(zhuǎn)換功能，把表內(nèi)的參數(shù)“D45：H/L SWAP”項由NOROMAL（右側(cè)高壓，左側(cè)低壓）改為REVERSE（右側(cè)低壓，左側(cè)高壓），重新組態(tài)后表一切正常，很省時省力。
智能變送器的固定輸出功能
這項功能在下列情況下使用起來比較方便：①當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時，為保證生產(chǎn)設(shè)備和人身安全，或為保證產(chǎn)品質(zhì)量需要變送器輸出在一個固定值上。②在年度大修后，由于儀表控制回路中的各個環(huán)節(jié)都進行了檢修，需要在開車前對整個回路進行聯(lián)校，這時可以用手操器運用智能變送器的固定輸出功能，找到菜單中的“OUTPUTSET（輸出設(shè)定）”項，一般可以設(shè)定3.8～21.6mA間的任一數(shù)值，聯(lián)校其所在整個回路是否正常。
模擬線性
4～20mA DC，與過程壓力成線性。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(dǎo)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(dǎo)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，最好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。
優(yōu)勢分析
模擬型特點
精度高
量程、零點外部連續(xù)可調(diào)
穩(wěn)定性能好
正遷移可達500%、負遷移可達600%
二線制
阻尼可調(diào)、耐過壓
固體傳感器設(shè)計
無機械可動部件、維修量少
重量輕（2.4kg）
全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、互換性強
小型化（166mm總高）
接觸介質(zhì)的膜片材料可選
單邊抗過壓強
低壓澆鑄鋁合金殼體
選型表
代號 品種
DR 微差壓變送器
DP 差壓變送器
HP 高靜壓差壓變送器
AP 絕對壓力變送器
GP 壓力變送器
LT 法蘭式液位變送器
DP/GP 遠傳差壓、壓力變送器
代號 量程范圍
2 0-0.1~1KPa
3 0-1~6KPa
4 0-6~40KPa
5 0-40~250KPa
6 0-0.16~1MPa
7 0-0.4~2.5MPa
8 0-1.6~10MPa
9 0-4~25MPa
0 0-6~40MPa
代號 功能
N 非智能型（4~20mA輸出）
S 智能型（HART協(xié)議）
代號 靜壓Mpa
A 1
B 4
C 10
E 25
F 35
代號
結(jié)構(gòu)材料
法蘭接頭
排氣/排液閥
隔離膜片
灌充液體
23
316不銹鋼
316不銹鋼
316不銹鋼
硅油
24
316不銹鋼
316不銹鋼
哈氏合金C
25
316不銹鋼
316不銹鋼
鉭
33
哈氏合金C
哈氏合金C
哈氏合金C
35
哈氏合金C
哈氏合金C
鉭
44
蒙乃爾
蒙乃爾
蒙乃爾
注意事項
在安裝使用前應(yīng)詳細閱讀產(chǎn)品樣本及使用說明書，安裝時壓力接口不能泄露，確保量程及接線正確。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。
壓力變送器選用必知參數(shù)
壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號輸出。而智能型壓力變送器可與HART手操器相互通訊，通過它進行設(shè)定，監(jiān)控或與上位機組成現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。購買壓力變送器必須知道以下幾個參數(shù)。
一、接液材質(zhì)
我們要考慮的是壓力變送器所測量的介質(zhì)，一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼，如果你的介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合你對介質(zhì)壓力的測量.
如果你的介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性，那么我們就要采用化學(xué)密封，這樣不但起到可以測量介質(zhì)的壓力，也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸，從而起到保護壓力變送器，延長了壓力變送器的壽命.
二、精度等級
每一種電子式的測量計都會有精度誤差的，但是由于各個國家所標(biāo)的精度等級是不一樣的，比如，中國和美國等國家標(biāo)的精度是傳感器在線性度最好的部分，也就是我們通常所說的測量范圍的10%到90%之間的精度;而歐洲標(biāo)的精度則是線性度最不好的部分，也就是我們通常所說的測量反的0到10%以及90%到100%之間的精度.如歐洲標(biāo)的精度為1%，則在中國標(biāo)的精度就為0.5%。
三、量程范圍
一般傳感器測量的最大范圍為傳感器的滿量程70%是最好的，也就是現(xiàn)在要測量70bar的壓力，我們選壓力變送器的量程應(yīng)該選100bar.
四、輸出信號
現(xiàn)階段由于各種采集的需要，當(dāng)前市場上壓力變送器的輸出信號有很多種，主要4~20mA,0~20mA,0~10V,0~5V等等，但是比較常用的是4~20mA和0~10V兩種，在我上面舉的這些輸出信號中，只有4~20mA為兩線制（我們所說的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線），其他的均為三線制.
五、介質(zhì)溫度
由于壓力變送器的信號是通過電子線路部分轉(zhuǎn)換的，所以一般情況下，壓力變送器的測量介質(zhì)溫度為-30到+100度，如果溫度過高，我們一般采用的是冷凝彎來冷卻介質(zhì)，這樣相對讓廠家特地為你生產(chǎn)一個耐高溫的壓力變送器的成本會降低很多.
六、測量介質(zhì)
一般我們測量的是相對比較清潔的流體，我們就直接采用標(biāo)準(zhǔn)的壓力變送器就可以了，如果你所測量的介質(zhì)是易結(jié)晶的或粘稠的，我們一般采用的是外置膜片的或和化學(xué)密封共同使用，這樣會有效的阻止介質(zhì)堵住壓力測量孔.
智能壓力變送器是把帶隔離的硅壓阻式壓力敏感元件封裝于不銹鋼殼體內(nèi)制作而成。它能將感受到的液體或氣體壓力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號對外輸出，廣泛應(yīng)用于供/排水、熱力、石油、化工、冶金等工業(yè)過程現(xiàn)場測量和控制。
應(yīng)用
智能壓力變送器由傳感器技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合形成的智能型變送器，因其在功能、精度、可靠性、維護、組態(tài)上較常規(guī)模擬變送器有很大提高，現(xiàn)階段已被廣泛應(yīng)用。變送器的智能化主要表現(xiàn)為具有自我監(jiān)測、遠程通訊的能力，及因采用微機械電子加工技術(shù)、超大規(guī)模的專用集成電路（ASIC）和表面安裝技術(shù)，而使變送器具有高可靠性、量程范圍寬及穩(wěn)定的溫壓補償性能。
產(chǎn)品特點
智能壓力變送器具有反向極性和限流保護；激光調(diào)阻溫度補償，范圍寬，抗腐蝕，適于多種介質(zhì)；過載及抗干擾能力強，性能穩(wěn)定；獨特顯示表頭設(shè)計，可以選配模擬、數(shù)字顯示表頭；零點和滿量程可通過手操器調(diào)節(jié)，量程遷移范圍寬。
零點和量程調(diào)節(jié)
變送器的零點和量程調(diào)節(jié)可以通過變送器本身的按鍵進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)；也可以通過手持終端遠程調(diào)節(jié)。具體方法是：加零點壓力并穩(wěn)定后，同時按住Z和S鍵（Z為零點調(diào)節(jié)，S為量程調(diào)節(jié)）5秒鐘松開，按Z鍵2秒調(diào)節(jié)零點，加滿程壓力并穩(wěn)定后，按S鍵2秒調(diào)節(jié)滿程。注：零點校準(zhǔn)調(diào)節(jié)范圍為壓力量程的±8%，量程校準(zhǔn)范圍為壓力量程的30%～100%，連續(xù)可調(diào)。調(diào)節(jié)完畢后，蓋好密封蓋并擰緊。
特點
具有自動補償能力，可通過軟件對傳感器的非線性、溫漂、時漂等進行自動補償?？勺栽\斷，通電后可對傳感器進行自檢，以檢查傳感器各部分是否正常，并作出判斷。數(shù)據(jù)處理方便準(zhǔn)確，可根據(jù)內(nèi)部程序自動處理數(shù)據(jù)，如進行統(tǒng)計處理、去除異常數(shù)值等。
具有雙向通信功能。微處理器不但可以接收和處理傳感器數(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳感器，從而對測量過程進行調(diào)節(jié)和控制。可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數(shù)據(jù)、組態(tài)信息和補償特性等。
具有數(shù)字量接口輸出功能，可將輸出的數(shù)字信號方便地和計算機或現(xiàn)場總線等連接。
模擬型特點
精度高
量程、零點外部連續(xù)可調(diào)
穩(wěn)定性能好
正遷移可達500%、負遷移可達600%
二線制
阻尼可調(diào)、耐過壓
固體傳感器設(shè)計
無機械可動部件、維修量少
重量輕（2.5kg）
全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、互換性強
小型化（166mm總高）
接觸介質(zhì)的膜片材料可選
單邊抗過壓強
低壓澆鑄鋁合金殼體
智能型特點
超級的測量性能，用于壓力、差壓、液位、流量測量
數(shù)字精度：+（-）0.05%
模擬精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S
全性能：+（-）0.25F.S
穩(wěn)定性：0.25% 60個月
量程比：100：1
測量速率：0.2S
小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝
過程連接與其它產(chǎn)品兼容
實現(xiàn)了較好的冷、熱穩(wěn)定性
采用16位計算機的智能變送器
標(biāo)準(zhǔn)4-20mA，帶有數(shù)字信號，遠程操控
支持向現(xiàn)場總線與基于現(xiàn)場控制的技術(shù)的升級。
八大特點
智能一體化設(shè)計：集壓力信號采集、處理、顯示和輸出于一體。
微功耗雙電源設(shè)計，可靠性高。
具有獨特的動態(tài)自動跟蹤溫度補償功能。
具有軟件修正零點漂移功能。
上、下限報警記憶閃光指示功能。
壓力滿量程軟件設(shè)置遷移功能。
低電源自診斷功能。
具有斷電保護功能。
通訊協(xié)議
智能變送器的可靠性與穩(wěn)定性非常高，但經(jīng)常遇到通訊方面的問題。由于智能變送器誕生時國際上沒有制定出統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，所以各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的變送器用的通信協(xié)議不盡相同。典型的如Honeywell的ST3000用的是DE協(xié)議，F(xiàn)isher-Rosement的3051用的是HART協(xié)議，橫河川儀的EJA系列為Brain（布朗）協(xié)議/HART協(xié)議，還有遵循現(xiàn)場總線通信標(biāo)準(zhǔn)的全數(shù)字式智能變送器。影響智能變送器現(xiàn)場不通訊的因素主要有高頻電磁波干擾；因電纜太長、電纜的分布電容超過了網(wǎng)絡(luò)限制，及負載電阻較低等。各協(xié)議的特點及可能伴生的通訊問題如下。
1 HART協(xié)議
HART（Highway Addressable Remote Transducer）是基于貝爾202通訊標(biāo)準(zhǔn)的移頻鍵控（FSK）技術(shù)[2]，通過在4～20mA電流上疊加頻率信號實現(xiàn)數(shù)字通訊。2個不同頻率：1200 Hz和2200H：代表“0”和“1”，以正弦波的形式疊加在4～20mA直流信號上，因這些正弦波的平均值為零，所以不產(chǎn)生直流分量，不會對4～20rnA過程信號產(chǎn)生影響，它是在不中斷傳輸信號的情況下完成了真正的同步通訊。
中山化工有限公司曾現(xiàn)場應(yīng)用了幾臺HART協(xié)議的3051變送器和1臺渦街流量計，投運后均出現(xiàn)異常，撤回到車間校驗，儀表通訊及工作正常。經(jīng)細致檢查，發(fā)現(xiàn)裝置中運行了60 Hz的電機、泵，為適應(yīng)50 Hz的電源，采用了大量的變頻器，而變頻器的載波頻率大都組態(tài)設(shè)置為2000 Hz，這個頻率正好與HART通訊頻率接近，從而影響了智能變送器的正常工作。采取增大儀表電纜與動力電纜槽架的改造措施后問題得到解決[3]。另外在智能變送器和連線的附近使用發(fā)報機也會影響正常通訊與工作。
2 DE協(xié)議
DE協(xié)議是以脈沖電流的多少來代表“1”和“0”的，數(shù)字信號和模擬信號是分開傳輸?shù)模?dāng)傳送數(shù)字信號時，模擬信號須中斷[1]。HART通訊頻率較高（約1～2 kHz），要求網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)不大于0.65μs，這樣HART通訊設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的最大電容限制了通訊的最大距離，一般為不大于400m。而DE協(xié)議通訊頻率較低，網(wǎng)絡(luò)的最大時間常數(shù)為104μs，允許的電纜分布電容比HART協(xié)議寬的多，所以，就會出現(xiàn)同一套裝置中用DE通訊協(xié)議的儀表通訊正常而用HART協(xié)議的智能變送器卻不能通訊的現(xiàn)象。對于具有HART協(xié)議的變送器如果通訊距離確實需要足夠長，可以用電容較低的交聯(lián)電纜。
3 現(xiàn)場總線通訊協(xié)議
IEC（國際電工委員會）對現(xiàn)場總線（Fieldbus）的定義是“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。”它是一種全數(shù)字化、雙向、串行、多站的通信網(wǎng)絡(luò)，一對導(dǎo)線上可傳輸多種信息。純數(shù)字的現(xiàn)場總線智能變送器，是根據(jù)現(xiàn)場總線通信協(xié)議開發(fā)出來的一種變送器。它已不是傳統(tǒng)意義上的變送器，而是同時起著變送、控制和通信的作用。在整個控制系統(tǒng)中，每臺變送器都是一個網(wǎng)絡(luò)接點。使用現(xiàn)場總線后，自控系統(tǒng)的配線、安裝、調(diào)試和維護等方面的費用可以大大降低，隨著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的發(fā)展應(yīng)用，作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線智能變送器必將被廣泛應(yīng)用。
組成
智能壓力變送器一般是由傳感器、微處理器、存儲器及模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成。傳感器用來檢測被測量的信號，其所用材料因廠家而異。橫河EJA為硅諧振式，把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅梁的振動頻率；ST300的傳感器是擴散硅復(fù)合半導(dǎo)體式，把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅芯片電阻值的變化；1151、3051及富士的FCX-A/C是硅微電容式，通過測電容來獲得被測的差壓或壓力值，而8600系列智能變送器則為電感式。微處理器是智能變送器的核心，負責(zé)對數(shù)據(jù)的綜合運算處理，如對檢測信號線性化、量程重調(diào)、函數(shù)運算、工作單位換算及診斷與通訊功能。存儲器用來存貯供微處理器調(diào)用的各種常數(shù)、程序及變送器的組態(tài)等，一般都是可擦寫的。模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將模擬信號與數(shù)字信號進行相互轉(zhuǎn)換，傳感器的檢測信號到微處理器須用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，微處理器輸出4～20mA信號須用數(shù)模轉(zhuǎn)換器。智能變送器需要輸出一路數(shù)字信號與DCS進行通訊，并附有一智能現(xiàn)場通訊器（SFC）或稱手操器來與變送器通訊。此外，智能變送器備有后備電源，以免停電時存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)丟失。
性能指標(biāo)
性能規(guī)格
（零基準(zhǔn)校驗范圍，參考條件下，硅油充液，316 L不銹鋼隔離膜片。）
1.1. 參考精度
數(shù)字、智能：±0.1%校驗量程
模擬、線性：±0.2%校驗量程
1.2. 穩(wěn)定性
數(shù)字、智能：6個月，±0.1%URL
模擬、線性：6個月，±0.2%URL
1.3. 環(huán)境溫度影響
數(shù)字、智能：
零點誤差：±0.2%URL/56℃
總體誤差：±（0.2%URL+0.18%校驗量程）/56℃
模擬、線性
零點誤差：±0.5%URL/56℃
總體誤差：±（0.5%URL+0.5%校驗量程）/56℃
1.4. 振動影響
在任意軸向上，200Hz下振動影響為±0.05%URL/g
1.5. 電源影響
小于±0.005%輸出量程/伏特。
1.6. 負載影響：
沒有負載影響，除非電源電壓有變化。
1.7. 電磁干擾/射頻干擾（EMI/RFI影響）
由20至1000MHz，場強達至30V/M時，輸出漂移小于±0.1%量程。
1.8. 安裝位置影響
零點漂移至多為±0.25kPa。所有的零點漂移
都可修正掉；對量程無影響。
功能規(guī)格
2.1. 測量范圍：0-0.125-41370KPa
2.2. 零點與量程
數(shù)字、智能
可用本機量程和零點按鈕調(diào)整，或用HART手操器遠程調(diào)整
模擬、線性
量程和零點連續(xù)可調(diào)
2.3. 零點正、負遷移
零點負遷移時，量程下限必須大于或等于-URL；零點正遷移時，量程上限必須小于或等于+URL。校驗量程必須大于或等于最小量程。
2.4. 輸出
數(shù)字、智能：
4～20mA DC，用戶可選擇線性或平方根輸出。數(shù)字過程變量疊加在4～20mA 信號上，可供采用HART協(xié)議的上位機使用
應(yīng)用
當(dāng)前的智能變送器一般都是既有數(shù)字信號又有模擬信號的混合式智能變送器，與DCS的通訊是以傳遞4～20mA模擬信號為主，然后在其上面疊加數(shù)字信號用來遠程設(shè)定零點、量程以及對變送器的校驗、組態(tài)和診斷等。它只是為和現(xiàn)有DCS兼容而設(shè)計的，是真正意義上的全數(shù)字式智能變送器（如現(xiàn)場總線型智能變送器）的過渡產(chǎn)品。與常規(guī)模擬變速器相比，智能變速器在應(yīng)用中具有以下特點：
量程范圍寬，量程比大
智能變送器一般都具有寬廣的量程范圍，量程比大，從30：1到100：1，有的甚至達到400：1。變送器的量程比是指最大測量范圍（URV）與最小測量范圍（LRV）之比[1]。智能變送器量程與常規(guī)模擬變送器相比，最大的好處就是可以減少庫存量，在不更換表的情況下隨時更改量程，而不用顧忌量程超限。例如中原大化集團有限責(zé)任公司由于新增了3套三聚氰胺裝置，中間副產(chǎn)品CO2都要返回尿素裝置的中壓吸收塔進行重新吸收，而吸收CO2就要大大增加進人中壓吸收塔的氨量，這樣用來測氨的儀表量程要由原來的10 t/h擴大到30t/h，這時用智能變送器就非常方便，在線調(diào)整一下量程就可以了，不用重新更換儀表。如果是常規(guī)模擬變送器就要更換量程較大的新表。
維護簡單方便
用手持通信器與智能變送器通信可選在現(xiàn)場變送器接線端子處或主控室控制柜內(nèi)的接線端子處。這樣儀表檢修人員可在相對較安全、周圍環(huán)境較好的控制室來對變送器進行量程修改、參數(shù)設(shè)置、儀表維護等工作。中原大化集團有限責(zé)任公司尿素裝置有一測液氨罐液位的儀表，在開車階段總是指示有誤，原因是開車階段與生產(chǎn)正常階段液氨的密度不同造成儀表指示不準(zhǔn)。只能是開車時給變送器設(shè)一測量范圍，生產(chǎn)正常時再設(shè)一測量范圍。另外，開車時現(xiàn)場容易漏氨等有害氣體，儀表維護人員每次不得不戴著防毒面具來進行處理。如果用智能變送器代替原先的模擬儀表，可以同時解決上述問題，在控制室就可對儀表進行參數(shù)修改，保證了人員的人身安全。需要注意的是，手持通信器不能直接連在儀表控制回路中給變送器供電的電源兩端，原因是電源為低阻抗，手持通信器在它兩端無法讀取信息，一般要求回路電阻在250～600Ω，電阻太小不能通訊，電阻太大變送器工作就會異常。
具有高低壓側(cè)轉(zhuǎn)換功能
智能變送器一般有傳感器高低壓側(cè)轉(zhuǎn)換的功能，用手持通訊器調(diào)整內(nèi)部參數(shù)即可。在生產(chǎn)中就遇到過這樣的問題，由于儀表已運行多年，連接到變送器的導(dǎo)壓管因漏需要更換，更換后儀表投用時發(fā)現(xiàn)正負相導(dǎo)壓管接反（因為導(dǎo)壓管較長，又有伴熱管在一塊，正負相容易接反）。如果把2個導(dǎo)壓管互換工作量很大。而智能變送器有高低壓側(cè)轉(zhuǎn)換功能，把表內(nèi)的參數(shù)“D45：H/L SWAP”項由NOROMAL（右側(cè)高壓，左側(cè)低壓）改為REVERSE（右側(cè)低壓，左側(cè)高壓），重新組態(tài)后表一切正常，很省時省力。
智能變送器的固定輸出功能
這項功能在下列情況下使用起來比較方便：①當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時，為保證生產(chǎn)設(shè)備和人身安全，或為保證產(chǎn)品質(zhì)量需要變送器輸出在一個固定值上。②在年度大修后，由于儀表控制回路中的各個環(huán)節(jié)都進行了檢修，需要在開車前對整個回路進行聯(lián)校，這時可以用手操器運用智能變送器的固定輸出功能，找到菜單中的“OUTPUTSET（輸出設(shè)定）”項，一般可以設(shè)定3.8～21.6mA間的任一數(shù)值，聯(lián)校其所在整個回路是否正常。
模擬線性
4～20mA DC，與過程壓力成線性。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(dǎo)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(dǎo)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，最好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。
優(yōu)勢分析
模擬型特點
精度高
量程、零點外部連續(xù)可調(diào)
穩(wěn)定性能好
正遷移可達500%、負遷移可達600%
二線制
阻尼可調(diào)、耐過壓
固體傳感器設(shè)計
無機械可動部件、維修量少
重量輕（2.4kg）
全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、互換性強
小型化（166mm總高）
接觸介質(zhì)的膜片材料可選
單邊抗過壓強
低壓澆鑄鋁合金殼體
選型表
代號 品種
DR 微差壓變送器
DP 差壓變送器
HP 高靜壓差壓變送器
AP 絕對壓力變送器
GP 壓力變送器
LT 法蘭式液位變送器
DP/GP 遠傳差壓、壓力變送器
代號 量程范圍
2 0-0.1~1KPa
3 0-1~6KPa
4 0-6~40KPa
5 0-40~250KPa
6 0-0.16~1MPa
7 0-0.4~2.5MPa
8 0-1.6~10MPa
9 0-4~25MPa
0 0-6~40MPa
代號 功能
N 非智能型（4~20mA輸出）
S 智能型（HART協(xié)議）
代號 靜壓Mpa
A 1
B 4
C 10
E 25
F 35
代號
結(jié)構(gòu)材料
法蘭接頭
排氣/排液閥
隔離膜片
灌充液體
23
316不銹鋼
316不銹鋼
316不銹鋼
硅油
24
316不銹鋼
316不銹鋼
哈氏合金C
25
316不銹鋼
316不銹鋼
鉭
33
哈氏合金C
哈氏合金C
哈氏合金C
35
哈氏合金C
哈氏合金C
鉭
44
蒙乃爾
蒙乃爾
蒙乃爾
注意事項
在安裝使用前應(yīng)詳細閱讀產(chǎn)品樣本及使用說明書，安裝時壓力接口不能泄露，確保量程及接線正確。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。
壓力變送器選用必知參數(shù)
壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號輸出。而智能型壓力變送器可與HART手操器相互通訊，通過它進行設(shè)定，監(jiān)控或與上位機組成現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。購買壓力變送器必須知道以下幾個參數(shù)。
一、接液材質(zhì)
我們要考慮的是壓力變送器所測量的介質(zhì)，一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼，如果你的介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合你對介質(zhì)壓力的測量.
如果你的介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性，那么我們就要采用化學(xué)密封，這樣不但起到可以測量介質(zhì)的壓力，也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸，從而起到保護壓力變送器，延長了壓力變送器的壽命.
二、精度等級
每一種電子式的測量計都會有精度誤差的，但是由于各個國家所標(biāo)的精度等級是不一樣的，比如，中國和美國等國家標(biāo)的精度是傳感器在線性度最好的部分，也就是我們通常所說的測量范圍的10%到90%之間的精度;而歐洲標(biāo)的精度則是線性度最不好的部分，也就是我們通常所說的測量反的0到10%以及90%到100%之間的精度.如歐洲標(biāo)的精度為1%，則在中國標(biāo)的精度就為0.5%。
三、量程范圍
一般傳感器測量的最大范圍為傳感器的滿量程70%是最好的，也就是現(xiàn)在要測量70bar的壓力，我們選壓力變送器的量程應(yīng)該選100bar.
四、輸出信號
現(xiàn)階段由于各種采集的需要，當(dāng)前市場上壓力變送器的輸出信號有很多種，主要4~20mA,0~20mA,0~10V,0~5V等等，但是比較常用的是4~20mA和0~10V兩種，在我上面舉的這些輸出信號中，只有4~20mA為兩線制（我們所說的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線），其他的均為三線制.
五、介質(zhì)溫度
由于壓力變送器的信號是通過電子線路部分轉(zhuǎn)換的，所以一般情況下，壓力變送器的測量介質(zhì)溫度為-30到+100度，如果溫度過高，我們一般采用的是冷凝彎來冷卻介質(zhì)，這樣相對讓廠家特地為你生產(chǎn)一個耐高溫的壓力變送器的成本會降低很多.
六、測量介質(zhì)
一般我們測量的是相對比較清潔的流體，我們就直接采用標(biāo)準(zhǔn)的壓力變送器就可以了，如果你所測量的介質(zhì)是易結(jié)晶的或粘稠的，我們一般采用的是外置膜片的或和化學(xué)密封共同使用，這樣會有效的阻止介質(zhì)堵住壓力測量孔.
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