智能壓力變送器的原理與特點(diǎn)（二）

      自20世紀(jì)90年代以來，隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的迅速崛起，工業(yè)過程控制系統(tǒng)逐漸向具有雙向通訊和具有智能儀表控制的FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))方向發(fā)展，從而產(chǎn)生了智能壓力變送器。目前，智能型變送器已成為主力軍，經(jīng)過這么多年的發(fā)展，已達(dá)到精度、可靠性、小型化，并具有完善的自診斷和通訊功能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力變送器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、航空航天、石油化工、軍工等各個行業(yè)。本文介紹了智能壓力變送器的發(fā)展歷程和智能壓力變送器的產(chǎn)生背景，并說明了智能壓力變送器的組成和工作原理及其特點(diǎn)。

　　智能壓力變信號變送器是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要檢測設(shè)備，變送器是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號的儀器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程中壓力、壓差、流量、液位等工藝參數(shù)的檢測，是工業(yè)自動化控制的基本數(shù)據(jù)來源，也是重要的數(shù)據(jù)來源之一。其工作原理就是當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，則稱為變送器。變送器是基于負(fù)反饋原理工作的，它主要由測量部分、放大器和反饋部分組成。測量部分用于檢測被測變量，并將其轉(zhuǎn)換成能被放大器接受的輸入信號 (電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號)。反饋部分則把變送器的輸出信號轉(zhuǎn)換成反饋信號，再回送輸入端。與調(diào)高信號的代數(shù)和同反饋信號進(jìn)行比較高，其差值送入放大器進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出。

      送器的工作原理及特點(diǎn)

　   一、工作原理

　　智能壓力變送器是一種能感受壓力,并在保持與原來壓力信號嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號,進(jìn)行放大、輸出或能夠以通訊協(xié)議方式為二次儀表提供顯示、記錄、調(diào)節(jié)、測量、通訊等信號的設(shè)備。

　　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(bǔ)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。生產(chǎn)的SK1151/3351GP智能壓力變送器可與HART手操器相互通訊，通過它進(jìn)行設(shè)定，調(diào)整壓力范圍，監(jiān)控或與上位機(jī)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)。

　　二、工作特點(diǎn)

　　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(yuǎn)程設(shè)定特點(diǎn)、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)模擬變送器相比，智能變送器在應(yīng)用中具有以下特點(diǎn)：

　　1、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，有的甚高達(dá)到400：1。變送器的量程比是指測量范圍（URV）與很小測量范圍（LRV）之比。智能變送器量程與常規(guī)模擬變送器相比，的好處就是可以減少庫存量，同時可根據(jù)工藝要求，在不更換表的情況下改量程，而不用顧忌量程限。

　　2、維護(hù)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高安全、周圍環(huán)境較高好的控制室來對變送器進(jìn)行量程修改、參數(shù)設(shè)置、儀表維護(hù)等工作。

　　3、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。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ROMAL（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。

　　4、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高方便：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。

   　5、常用智能壓力變送器

　　壓力變送器是化工自動控制中使用更多的測量儀表之一。在現(xiàn)代化連續(xù)生產(chǎn)過程中，變送器的可靠性將會影響生產(chǎn)工藝過程。根據(jù)羅斯蒙公司介紹：3051系列變送器是目前以上的變送器，精度為0.075％，量程比為100：1，穩(wěn)定性：0.1％年、0.25％五年。到目前為止，沒有一種變送器能全面達(dá)到這樣好的指標(biāo)

　智能變送器在工作中具備以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、好的穩(wěn)定性變送器的測量會隨著環(huán)境溫度、過程溫度、靜壓的變化而發(fā)生漂移，如果在一些微小的壓力、差壓測量場合，這個漂移很可能是比較高嚴(yán)重的，會存在一個很大的誤差。但3051變送器由于具有的傳感器結(jié)構(gòu)，摩托羅拉專用芯片的電子制造工藝，使得這種漂移降到很低的程序，很好地解決了漂移的問題。3051變送器在不同的工作條件下，能得到相對正確的測量。從而維護(hù)了生產(chǎn)的穩(wěn)定，保證了工藝的一致性。2靈活性3051變送器具有100：1的量程比。給設(shè)計、使用帶了很大的方便。100：1的量程比大大減少了工程中所用變送器的型號，同時100：1量程比也大大減少了備品備件，減少了庫存，減少了資源的積壓。3完整的產(chǎn)品系列化工生產(chǎn)的過程是比較高復(fù)雜的，對變送器也有各種各樣的要求， 3051系列變送器是目前系列全的變送器，各種測量范圍的壓力，差壓，高壓變送器，各種材質(zhì)，各種連接法蘭的要求都可以從3051系列變送器里找到。

　　2、智能壓力變送器在液位測量領(lǐng)域的擴(kuò)展應(yīng)用

　　應(yīng)用智能壓力變送器來測量液位有其到之處，對于由于溫度變化而造成的液位偏差，我們可以根據(jù)密度與溫度之間的對應(yīng)關(guān)系，通過對溫度的補(bǔ)償運(yùn)算來間接的換算出密度，進(jìn)而算出液柱的高度，而這些在控制軟件中不難實現(xiàn)，特別是智能變送器本身自帶溫度補(bǔ)償功能。如此以來，可以使壓力變送器的應(yīng)用擴(kuò)展到油位，藥液等敞口容器液位的測量。

　　3、在安裝形式上對壓力變送器的傳感器和轉(zhuǎn)換器分離布置后，還可以應(yīng)用于深井，污水池等容器的水位測量，應(yīng)用前景良好。

結(jié)束語

       以上介紹了智能式壓力變送器的基本原理和其特點(diǎn),并列舉了一些在生活實際中的創(chuàng)新應(yīng)用實例。從這些實例中我們可窺見智能式壓力變送器無限的應(yīng)用前景。智能式壓力變送器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會對自動化儀表提出的要求越來越是其發(fā)展的強(qiáng)大動力,突飛猛進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的則為其提供了堅強(qiáng)的后盾,我們相信在不懈地探索中, 智能式壓力變送器的應(yīng)用定會有新的飛躍。（智能壓力傳感器）