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德国宝德BURKERT变送器的应用介绍

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2019/12/18 9:37:11

德国宝德BURKERT变送器

德国宝德,成立已有快70年,在德国、法国有5家工厂,是一家针对流体控制领域的产品和系统的研发、制造的性跨国企业,也是这个领域的者。

BURKERT产品大量使用于分析仪器、汽车制造、生物技术、化学、电子、能源、基因工程、半导体、化妆品、食品与饮料、啤酒工业、机械工程、医疗、医药卫生、纺织、包装、水(污水)处理、卫星、太空实验、核反应堆、深海探测等领域。
作为技术的企业,Burkert生产的“环氧树脂封装线圈”以及“电缆连接插头 ”已成为ISO质量标准。而Burkert发明的 “先导衔铁电磁系统”“摇臂式电磁阀”及“脉冲线圈”*处于水平。
BURKERT产品大致分为六大类:“通用电磁阀系统”“过程控制阀系统”“气动控制阀系统”“液体分析阀系统”“传感器/变送器”和 “控制器”,很多产品达到卫生级标准。
根据国家的扩大内需政策,BURKERT公司在西南地区加大了销售力度,相关行业工程师和技术员可从成都嘉轩阳科技有限责任公司了解更多详细资料和参数,以及PDF文件。
六十多年来,Burkert一直致力于流体控制领域的产品和系统的研发、制造,如今Burkert已发展成一个拥有三千多名员工、在德国和法国拥有五家生产厂、在四十多个国家和地区设立了分公司的跨国集团,成为流体控制系统领域的者。在长期的发展过程中,非常重视技术创新和新品开发。通过针对性的产品设计、现 代化和加工工艺、严格认真的质量检验和切实的市场预测,形成了以“通用电磁阀系统”“过程控制 阀系统”“气动控制阀系统”“液体分析阀系统”以及“传感器/变送器”和 “控制器”为主体的六 大系列产品。基于“Burkert”产品精巧的设计、的性能和完善的服务,使“Burkert”产品在流 体控制领域始终处于地位。 “Burkert”生产的 “环氧树脂封装线圈”以及“电缆连接插头 ”已成为ISO质量标准。 Burkert”发明的 “先导衔铁电磁系统”“摇臂式电磁阀”及“脉冲 线圈”就是公司不断创新发展的*例证。 目前,Burkert专业化的流体控制系统产品已广泛应用于各行各业,尤其在水/污水处理、啤酒饮 料、食品加工、制药及医疗设备、消毒清洗、及纺织化工等领域更是有着极大的优势和广阔的市场前 景。而且在一些苛刻的工作情况下,如卫星、太空试验室、核反应堆及深海探测装置中, “Burkert”产品也显示了其性和可靠性
变送器
变送器(英文:transmitter)是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号(或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源)的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。
变送器的种类很多,用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。
在诸类仪表中,变送器的应用zui广泛、zui普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器。
主要概念
应用在工业现场、能输出标准信号的传感器称为变送器。这个术语有时与传感器通用。
在《自动控制原理》中,变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器
至于有时候与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号,此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。所以,传统意义上的“变送器”意义应该是:“把传感器的输出信号转换为可以
变送器种类很多,总体来说就是由变送器发出一种信号来给二次仪表使二次仪表显示测量数据。被控制器或者测量仪表所接受标准信号的仪器”。在自控中:信号源-->传感器-->变送器-->运算器控制器-->执行机构-->控制输出。
将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。一般分为:温度/湿度变送器,压力变送器,差压变送器,液位变送器,电流变送器,电量变送器,流量变送器,重量变送器等。
原理说明
变送器是中文名字,英文是:TRANSMITTER顾名思义,变送器含有“变”和“送”之意。所谓“变”,是指将各种从传感器来的物理量,转变为一种电信号。比如:利用热电偶,将温度转变为电势;利用电流互感器,将大电流转换为小电流。由于电信号zui容易处理,所以,现代变送器,均将各种物理信号,转变成电信号。因此,我们说的变送器,通常都变成了“电”。所谓“送”,是指将各种已变成的电信号,为了便于其他仪表或控制装置接收和传送,又一次通过电子线路,将传感器来的电信号,统一化(比如4-20MA)。方法是通过多个运算放大器来实现。这种“变”+“送”,就组成了现代zui常用的变送器。比如:SST3-AD就是一种将电流互感器的输出电流,转变成标准的4-20MA的电流变送器;再比如:SST4-LD,可以将重量传感器来的重量信号,转变成标准的4-20MA的重量变送器。
保护功能
1、输入过载保护;
2、输出过流限制保护;
3、输出电流长时间短路保护;
4、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护;
5、工作电源过压极限保护≤35V;
6、工作电源反接保护。
优劣辨别
生产资料市场化以后,加剧激烈的竞争,真假优劣难辨,又因变送器是边缘学科,很多工程设计人员对此较陌生,有些厂家产品工业级别和民用商用级别指标混淆(工业级的价格是民用商用级的2-3倍)。
以常用的0.5级精度的电流电压变送器为例,从以下方法着手来辨别真假优劣:
1、基准要稳,4mA是对应的输入零位基准,基准不稳,谈何精度线性度,冷开机3分锺内4mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V,国外IC芯片多用昂贵的能隙基准,温漂系数每度变化10ppm;
2、内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化,国外IC芯片采用恒流供电;
3、当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载0-700Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;
4、当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;
5、当原边过载时,输出电流不超过25.000mA+10%以内,否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏,另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏,无A/D输入箝位电路的更遭殃;
6、当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护;
7、当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器;一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW;
8、产品标示的线性度0.5%是误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5%;
原边输入为零时输出4mA正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V;
原边输入10%时输出5.6mA正负0.5%(5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V;
原边输入25%时输出8mA正负0.5%(7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为1.990-2.010V;
原边输入50%时输出12mA正负0.5%(11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V;
原边输入75%时输出16mA正负0.5%(15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V;
原边输100%时输出20mA正负0.5%(19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V。
9、原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25mA+10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V;
10、感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V指针式表头,用交流50V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦;
11、有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护;
12、有无极输出电流长时间短路保护:原边输入100%时或过载大于125%-200%时,将负载250Ω短路,测量短路保护限制是否在25mA+10%;
13、工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到+70度,温漂系数是每度变化100ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之一;民用商用级别工作温度范围是0度(或-10度)到+70度(或+50度),温漂系数是每度变化250ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之二点五;电流电压变送器的温漂系数可以用恒温箱或高低温箱来试验验证较繁琐。
上述13种方法同样可用与其它变送器真假优劣的辨别。
常见故障
1、安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向,如果安装条件限制,则应安装固定后调整变送器零位到标准值。
2、残存的压力释放不出,因此传感器零位又下不来。排除此原因的*方法是将传感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更换密封圈再试。
3、加压变送器输出不变化,再加压变送器输出突然变化,泄压变送器零位回不去。产生此现象的原因极有可能是压力传感器密封圈引起的。
4、是否符合供电要求;电源与变送器及负载设备之间有无接线错误。如果变送器接线端子上无电压或极性接反均可造成变送器无电压信号输出。
5、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。
6、用户在选择压力传感器及变送器时,应充分了解压力测量系统的工况,根据需要合理选择,使系统工作在*状态,并可降低工程造价。
7、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。
8、压力变送器要求每周检查一次,每个月检验一次,主要是清除仪器内的灰尘,对电器元件认真检查,对输出的电流值要经常校对,压力变送器内部是弱电,一定要同外界强电隔开。
变送器的线制分类
二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合;
三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的zui常用的;
四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可*消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的
且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。
德国宝德BURKERT变送器

两线制优点:
1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响,可用非常便宜的更细的导线;可节省大量电缆线和安装费用;
2、在电流源输出电阻足够大时,经磁场耦合感应到导线环路内的电压,不会产生显著影响,因为干扰源引起的电流极小,一般利用双绞线就能降低干扰;三线制与四线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。
3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差,对于4~20mA两线制环路,接收器电阻通常为250Ω(取样Uout=1~5V)这个电阻小到不足以产生显著误差,因此,可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远;
4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接,不因电线长度的不等而造成精度的差异,实现分散采集,分散式采集的好处就是:分散采集,集中控制....
5、将4mA用于零电平,使判断开路与短路或传感器损坏(0mA状态)十分方便。
6、在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。
三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代,
两线制电流变送器的输出为4~20mA,通过250Ω的精密电阻转换成1~5V或2-10V的模拟电压信号.转换成数字信号有多种方法,如果系统是在环境较为恶劣的工业现场长期使用,因此需考虑硬件系统工作的安全性和可靠性。系统的输入模块采用压频转换器件LM231将模拟电压信号转换成频率信号,用光电耦合器件TL117进行模拟量与数字量的隔离。
同时模拟信号处理电路与数字信号处理电路分别使用两组独立的电源,模拟地与数字地相互分开,这样可提高系统工作的安全性。利用压频转换器件LM231也有一定的抗高频干扰的作用。
变送器
在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号,如电流变送器、压力变送器、温度变送器、流量变送器等。
早期的变送器大多为电压输出型,即将测量信号转换为0-5V电压输出,这是运放直接输出,信号功率<0.05W,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型传感器的使用受到了极大限制,暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点,而两线制电流输出型变送器以其具有*的抗干扰能力得到了广泛应用。
电压输出型变送器抗干扰能力极差,线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分,使单片机产生误判断,控制出现错误,严重时还会损坏设备,输出0-5V不能远传,远传后线路压降大,度大打折扣,很多的ADC,PLC,DCS的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20mA的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。
发展趋势
压力变送器的技术发展:
压力、差压变送器是过程变量变送器中zui重要的一类,应用范围很广,除了可用于压力、差压测量之外,还可用于流量、液位、比重等其他参数测量。一条5000t/d的水泥生产线,在工艺流程各关键部位必须设置压力变送器,如在窑头、窑尾,各级预热器的顶部和底部,各次风管和冷却机各室等,以监控工艺正常运行。据统计,一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80台。
压力变送器按测量机理来分,zui常用的有电容式、电感式、扩散硅、振弦式等。除了用于测窑头负压的DR型微差压变送器的度是0.5%以外,其余大多是0.25%,它的特点是采用4mA~20mA传输的模拟仪表,就地显示表头为指针式,量程比在6:1左右,稳定性为6个月,这是*代模拟式变送器。第二代产品是智能变送器,所谓智能的概念是:传感器和变送器是由微处理器驱动,并且具有通信与自我诊断的能力。智能压力变送器除了有高度(0.1%~0.075%),大量程比(zui大可到100:1)和高稳定性(1~5年)外,它一般带有HART协议或生产公司的协议,后期的产品还带有符合现场总线标准的FF或PROFIBUS-PA协议,它就地显示表改为数字式,还可用手操器或在控制系统远程组态,实现远方设定或远方修改变送器组态数据。
进入21世纪,第三代变送器——数字智能式变送器又逐步进入人们的视野。第三代变送器由于采用了先进的检测技术,消除了湿气、粉尘及其他现场恶劣环境对变送器测量的影响,度更高,据称它的度均优于0.05%;量程分档更细,量程比扩大到200?1;稳定性达到5年以上;通讯协议更全,新的变送器还通过了安全论证,能保证在工艺条件超过临界值时安全停机。由于第二代变送器已能满足水泥厂监控要求,且第三代变送器价格还较高,故笔者认为在水泥厂暂不宜推广。
智能温度变送器的技术发展:
温度也是过程变量变送器中很重要的一类,它是测量流量、密度及其他过程变量的基本要素之一。一条5000t/d的水泥生产线,在工艺流程及重要设备的关键部位必须设置温度变送器,据统计,一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80~100台。
基于在温度测量的发展上已取得了巨大进步,它也促进了在过程控制工业领域中温度变送器度、可靠性和重复性的提高,同时也为过程控制质量的不断提高做出了贡献。
所谓智能温度变送器指的是将温度传感器技术和附加的电子部件结合在一起的一种温度变送器,它可以实现远方设定或远方修改组态数据。纵观当前的温度变送器市场及水泥行业的应用,主要有三大类不同的智能温度变送器产品。从应用和成本的角度来看,每一类智能温度变送器都有其优点和不足之处。
1、防风雨型温度变送器这类温度变送器通常装在对变送器性能有很高要求、苛刻的应用场合,如在窑尾、分解炉、五级预热器等。这类温度变送器被封装在密封的壳体内,而这种壳体通常由不锈钢制成,其特点是度高、可靠性高、安全性好、防风雨,它的主要缺点是价格较高。它通常都带有现场表头,可现场监视、调整和组态。
变送器
2、DIN导轨安装、仪表盘安装型温度变送器这类温度变送器可以采用DIN导轨安装,通常在控制室内安装使用。它价格便宜,安装和维护简单,可以通过改变组态来匹配不同类型的温度传感器。由于同远程安装的传感器之间的连接导线较长导致测量度较低。在水泥厂磨系统可推荐使用这类温度变送器。
3、一体化温度变送器这类温度变送器可以直接安装在温度传感器的DIN连接头上,它的优点是安装费用低廉,体积小巧,兼容各种类型的温度传感器。由于这种温度变送器直接安装在温度传感器的接头上,所以电气连接和传感器接线都非常简单。水泥厂的窑系统除要求高的部位外,可采用一体化温度变送器,磨系统也可选用。
智能温度变送器所采用的通讯协议和压力变送器一样,处于支配地位是HART协议,另外还带有符合现场总线标准的FF或PROFIBUS-PA协议的产品。
过程变量变送器的技术发展:
当前过程变量变送器主要发展趋势是无线应用、更小的外形尺寸及多变量过程变送器的应用。由于有些水泥大集团局部辅助流程已采用了无线技术,无线变送器也将受到我国水泥行业的关注。将无线功能加到过程变量变送器是物有所值,考虑到有些水泥厂占有的物理空间很大,有些工艺测量的位置难于安装,而有些工艺测量点环境十分恶劣,用传统的硬连线安装器件成本又过高,如果消除过程变量变送器和控制电路之间连接,改用无线通讯能够节约能源,减少配线和维护费用,故将无线功能加到过程变量变送器是物有所值。
在新型干法水泥生产线中,过程变量变送器作为监控的眼睛是非常重要的,它度、可靠性、稳定性、安全性的提高,为过程控制质量和zui终产品质量的不断提高做出了贡献。
选型注意
在诸类仪表中,变送器的应用zui广泛、zui普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器。变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等。变送器有两线制和四线制之分,两线制变送器尤多;有智能和非智能之分,智能变送器渐多;有气动和电动之分,电动变送器居多;另外,按应用场合有本安型和隔爆型之分;按应用工况变送器的主要种类如下:
低(微)压/低差压变送器;
中压/中差压变送器;
高压/高差压变送器;
绝压/真空/负压差压变送器;
高温/压力、差压变送器;
耐腐蚀/压力、差压变送器;
易结晶/压力、差压变送器。
变送器的选型通常根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质等方面考虑。实际运用中分为直接测量和间接测量;其用途有过程测量、过程控制和装置联锁。常见的变送器有普通压力变送器、差压变送器、单法兰变送器、双法兰变送器、插入式法兰变送器等。
压力变送器和差压变送器单从名词上讲测量的是压力和两个压力的差,但它们间接测量的参数是有很多的。如压力变送器,除测量压力外,它还可以测量设备内的液位。在常压容器测量液位时,需用一台压变即可。当测量受压容器液位时,可用两台压变,即测量下限一台,测量上限一台,它们的输出信号可进行减法运算,即可测出液位,一般选用差压变送器。在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度。压力变送器的测量范围可以做的很宽,从绝压0开始可以到100MPa(一般情况)。
选型原则:
在压力/差压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,必须选用隔离型变送器。
在选型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,所以材质选择非常重要。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。
在选型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。
在选型时要考虑设备工作压力等级,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。
对于普通压力和差压变送器选型,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,对于微差压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。
差压变送器根据以下几点选型:
1、测量范围、需要的精度及测量功能;
2、测量仪表面对的环境,如石油化工的工业环境,有可燃(有毒)和爆炸危险气氛的存在,有较高的环境温度等;
3、被测介质的物理化学性质和状态,如强酸、强碱、粘稠、易凝固结晶和气化等工况;
4、操作条件的变化,如介质温度、压力、浓度的变化。有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时,气相和液相浓度和密度的变化;
5、被测对象容器的结构、形状、尺寸、容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考虑,如塔、溶液槽、反应器、锅炉汽包、立罐、球罐等;
6、其他要求,如环保及卫生等要求;
7、工程仪表选型要有统一的考虑,要求尽可能地减少品种规格,减少备品备件,以利管理;
8、工艺商的具体要求。
9、实际的工艺情况:
1)考虑被测对象是属于哪一类设备。如槽、罐类,槽的容积较小,测量范围不会太大,罐的容积较大,测量范围可能较大;
2)要看介质的物化性质及洁净程度,常规的差压式变送器及浮筒式液位变送器,还要对接触介质部分的材质进行选择;
3)对有些悬浮物、泡沫等介质可用单法兰式差压变送器。有些易析出、易结晶的用插入式双法兰式差压变送器;
4)对高黏度的介质的液位及高压设备的液位,由于设备无法开孔,可选用放射液位计来测量;[1]
5)除了测量方法上和技术上问题外,还有仪表投资问题。
综上所述,变送器的选型,从技术上要可行,经济上要合理,管理上要方便。
选购原则
1.安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向,如果安装条件限制,则应安装固定后调整变送器零位到标准值。[2]2.残存的压力释放不出,因此传感器零位又下不来。排除此原因的*方法是将传感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更换密封圈再试。
3.加压变送器输出不变化,再加压变送器输出突然变化,泄压变送器零位回不去。产生此现象的原因极有可能是压力传感器密封圈引起的
4.是否符合供电要求;电源与变送器及负载设备之间有无接线错误。如果变送器接线端子上无电压或极性接反均可造成变送器无电压信号输出。
5.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。
6.用户在选择压力传感器及变送器时,应充分了解压力测量系统的工况,根据需要合理选择,使系统工作在*状态,并可降低工程造价。
7.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。
8.压力变送器要求每周检查一次,每个月检验一次,主要是清除仪器内的灰尘,对电器元件认真检查,对输出的电流值要经常校对,压力变送器内部是弱电,一定要同外界强电隔开。
压力变送器
压力变送器(pressure transmitter)是指以输出为标准信号的压力传感器,是一种接受压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4~20mADC等),以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器是工业实践中zui为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
压力变送器是工业实践中zui为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。下面就简单介绍一些常用压力变送器的原理及其应用、压力变送器是用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后将压力信号转变成4~20mADC信号输出。
压力变送器主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器(0.001MPa~35MPa)和微差压变送器(0~1.5kPa),负压变送器三种。
压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备,进而在计算机显示压力其原理大致是:将水压这种压力的力学信号转变成电流(4-20mA)这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系,一般是正比关系。所以,变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室,低压室压力采用大气压或真空,作用在δ元(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。
压力变送器是由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。
主要优点
1、压力变送器具有工作可靠、性能稳定等特点;
2、V/I集成电路,外围器件少,可靠性高,维护简单、轻松,体积小、重量轻,安装调试极为方便;
3、铝合金压铸外壳,三端隔离,静电喷塑保护层,坚固耐用;
4、4-20mADC二线制信号传送,抗干扰能力强,传输距离远;
5、LED、LCD、指针三种指示表头,现场读数十分方便。可用于测量粘稠、结晶和腐蚀性介质;
6、高准确度,高稳定性。除进口原装传感器已用激光修正外,对整机在使用温度范围内的综合性温度漂移、非线性进行精细补偿。
主要分类
压力变送器种类
压力变送器种类(2)
1、普通压力变送器
2、防爆压力变送器
3、差压变送器
4、中、高温压力变送器
5、远传压力变送器
特点
压力变送器,顾名思义就是传导压力的仪器,它是把压力信号转化为电信号的仪器。它是由对压力比较敏感的电阻原件组成的,该元件对压力相当的敏感,它能感知哪怕一点点的压力,当它感知压力后,其内部的的电路开始工作,把压力信号转化为电信号,进而在计算机显示压力。
压力变送器能感知各种物体的压力,不管是固体、液体甚至是气体的压力,所以他被应用于很多领域。它的内部又一个叫做隔离片的部件,隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力变送器是由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。
当然,它也有工作的温度范围,通常一个变送器会标定两个温确段,其中一个温度段是正常工作温度,另外一个是温度补偿范围,正常工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,在超出温度补偿范围时可能会达不到其应用的性能指标。
压力变送器的封装业很简单,只要注意一点就可以了,变送器的封装,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。在选购变送器时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。
发展历史
压力变送器是许多工业设备中用以控制工业过程和压力变化的重要原件。压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后将压力信号转变成4~20mADC信号输出。压力变送器分电容式压力变送器和扩散硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。
压力变送器是直接与被测介质相接触的现场仪表,常常在高温低温腐蚀振动冲击等环境中工作。在石油、化工、电力、钢铁、轻工等行业的压力测量及现场控制中应用非常广泛。
压力变送器的发展大体经历了四个阶段:
1、早期压力变送器采用大位移式工作原理,如曾大量生产的水银浮子式差压计及膜盒式差压变送器,这些变送器精度低且笨重。
2、20世纪50年代有了精度稍高的力平衡式差压变送器,但反馈力小,结构复杂,可靠性、稳定性和抗振性均较差。
3、70年代中期,随着新工艺、新材料、新技术的出现,尤其是电子技术的迅猛发展出现体积小巧、结构简单的位移式变送器。
4、90年代科学技术迅猛发展,这些变送器测量精度高而且逐渐向智能化发展数字信号传输更有利于数据采集。
压力变送器发展至今已有电容式变送器、扩散硅压阻式变送器、差动电感式变送器和陶瓷电容式变送器等不同类型。
20世纪90年代,现场总线技术迅速崛起,工业过程控制系统逐渐向具有双向通信和智能仪表控制的现场总线控制系统方向发展。从而产生了新一代的智能压力变送器。它们的主要特点如下。
1、自补偿功能如非线性、温度误差、响应时间、噪声和交叉感应等。
2、自诊断功能如在接通电源时进行自检,在工作中实现运行检查。
3、微处理器和基本传感器之间具有双向通信的功能构成闭环工作系统。
4、信息存储和记忆功能。
5、数字量输出。
基于上述功能,智能压力变送器的精度、稳定性、重复性和可靠性都得到提高和改善。其双向通信能力实现了计算机软件控制及远程设定量程等状态。
智能型压力变送器主要分为带协HART协议的和带482或RS232接口的两种类型。带HART协议的智能压力变送器是在模拟信号上迭加一个频率信号,实现模拟和数字同时进行通信。带RS232或485口的智能压力变送器内部将模拟信号A/D转换通过微处理器计算由D/A输出。RS232接口是异步通信协议接口,可与许多通信协议兼容。因此,后者应用非常广泛。
工作原理
电容式压力变送器
当压力直接作用在测量膜片的表面,使膜片产生微小的形变,测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,然后采用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号或者1-5V电压信号。
由于测量膜片采用标准化集成电路,内部包含线性及温度补偿电路,所以可以做到高精度和高稳定性,变送电路采用的两线制芯片,可以保证输出两线制4-20mA电流信号,方便现场接线。
扩散硅压力变送器
被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
陶瓷压力变送器
压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。
应变片式压力变送器
电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用zui多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。[3]
主要性能
1、使用被测介质广泛,可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物,具有一定的防腐能力;
2、高准确度、高稳定性、选用进口原装传感器,线性好,温度稳定性高;
3、体积小、重量轻、安装、调试、使用方便;
4、不锈钢全封闭外壳,防水好;
5、压力传感器直接感测被测液位压力,不受介质起泡、沉积的影响。

德国宝德BURKERT变送器

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