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    智能型壓力變送器原理及智能通訊介紹

    2023年01月13日

    隨著集成電路的廣泛應用,其性能不斷提高,成本大幅度降低,使得微處理器在各個領域中的應用十分普遍。智能型壓力或差壓變送器就是在普通壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表。例如,用帶有溫度補償的電容傳感器與微處理器相結合,構成精度為0.1級的壓力或差壓變送器,其量程范圍為100:1,時間常數在0~ 36s間可調,通過手持通信器,可對1500m之內的現場變送器進行工作參數的設定、量程調整以及向變送器加入信息數據。

    智能型壓力變送器的特點是可進行遠程通信,利用手持通信器,可對現場變送器進行各種運行參數的選擇和標定;其精確度高,使用與維護方便。通過編制各種程序,使變送器具有自修正、自補償、自診斷及錯誤方式告警等多種功能,因而提高了變送器的精確度,簡化了調整、校準與維護過程,促使變送器與計算機、控制系統直接對話.

    下面以紹興中儀的ZYY3051智能差壓變送器為例對其工作原理作簡單介紹。

    3051C型智能差壓變送器包括變送器和375型手持通信器

    變送器由傳感膜頭和電子線路板組成,

    智能型壓力變送器原理及智能通訊

    圖:智能型壓力變送器原理及智能通訊

    被測介質壓力通過電容傳感器轉換為與之成正比的差動電容信號。傳感膜頭還同時進行溫度的測量用于補償溫度變化的影響。上述電容和溫度信號通過A/D轉換器轉換為數字信號,輸入到電子線路板模塊。

    在工廠的特性化過程中,所有的傳感器都經受了整個工作范圍內的壓力與溫度循環測試。根據測試數據所得到的修正系數,都貯存在傳感膜頭的內存中,從而可保證變送器在運行過程中能精確地進行信號修正。

    電子線路板模塊接收來自傳感膜頭的數字輸入信號和修正系數,然后對信號加以修正與線性化。電子線路板模塊的輸出部分將數字信號轉換成4~20mA DC電流信號,并與手持通信器進行通信.在電子線路板模塊的***性EEPROM存儲器中存有變送器的組態數據,當遇到意外停電,其中數據仍然保存,所以恢復供電之后,變送器能立即工作。

    數字通信格式符合HART協議,該協議使用了工業標準Bell 202頻移調制(FSK) 技術。通過在4~20mA DC輸出信號上疊加高頻信號來完成遠程通信。羅斯蒙特公司采用這一技術,能在不影響回路完整性的情況下實現同時通信和輸出。

    3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為375型,其上帶有鍵盤及液晶顯示器。它可以接在現場變送器的信號端子上,就地設定或檢測,也可以在遠離現場的控制室中,接在某個變送器的信號線上進行遠程設定及檢測。為了便于通信,信號回路必須有不小于250Q的負載電阻。

    手持通信器能夠實現下列功能

    (1) 組殺組態可分為兩部分。首先,設定變送器的工作參數,包括測量范圍、線性或平方根輸出、阻尼時間常數、工程單位選擇,其次,可向變送器輸入信息性數據,以便對變送器進行識別與物理描述,包括給變送器指定工位號、描述符等。

    (2)測量范圍的變更當需要更改測量范圍時,不需到現場調整。

    (3)變送器的校準 包括零點和量程的校準。

    (4)自診斷3051C型變送器可進行連續自診斷。當出現問題時,變送器將激活用戶選定的模擬輸出報警。手持通信器可以詢問變送器,確定問題所在,變送器向手持通信器輸出特定的信息,以識別問題,從而可以快速地進行維修。

    由于智能型差壓變送器有好的總體性能及長期穩定工作能力,所以每五年才需校驗一次。智能型差壓變送器與手持通信器結合使用,可遠離生產現場,尤其是危險或不易到達的地方,給變送器的運行和維護帶來了極大的方便。

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