概 述
系列全隔離智能型壓力/差壓變送器,分為3351系列全隔離智能型變送器(簡(jiǎn)稱(chēng)3351變送器)和3395系列全隔離智能型變送器(簡(jiǎn)稱(chēng)3395變送器)以及3351TGP型和3395TGP型壓力變送器,統(tǒng)稱(chēng)為變送器。是我公司借鑒經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用全隔離電路技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)的帶HART通信協(xié)議的全隔離智能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表。
變送器由于采用了全隔離電路技術(shù)設(shè)計(jì),對(duì)供電電源和傳感器信號(hào)進(jìn)行隔離處理,大大提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和抗力。
變送器除了具有以往智能變送器的調(diào)整零位、量程和零壓力微調(diào)的三個(gè)基本功能按鍵外,還設(shè)計(jì)了通過(guò)顯示器上F1、F2和F3三個(gè)按鍵組合使用,具有在線(xiàn)無(wú)源遷移(不需要加壓力即可設(shè)置測(cè)量范圍,修改零位和滿(mǎn)位的壓力值)、設(shè)定顯示工程量單位、線(xiàn)性/開(kāi)方轉(zhuǎn)換、設(shè)置阻尼時(shí)間和固定電流輸出等功能。
3395變送器增設(shè)了編碼電位器,無(wú)需打開(kāi)變送器表蓋,在儀表殼體外旋轉(zhuǎn)編碼電位器旋扭,即可調(diào)整零位壓力?,F(xiàn)場(chǎng)使用方便靈活,使用效率大為提高。
變送器還具有參數(shù)資料備份與恢復(fù)功能。當(dāng)數(shù)據(jù)資料被損壞時(shí),可通過(guò)三個(gè)按鍵在線(xiàn)恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)資料,并可以即時(shí)備份修改后的數(shù)據(jù)資料。
變送器的按鍵功能均可由通信軟件或我公司生產(chǎn)的手操器實(shí)現(xiàn)。
工作原理
傳感器(δ室)工作原理
如圖2-3和2-4所示:過(guò)程(液體、氣體或蒸汽)壓力經(jīng)變送器一側(cè)“夾板”內(nèi)的壓力容室作用于δ室隔離膜片上,通過(guò)“灌充液”傳導(dǎo)至δ室內(nèi)部的“中心測(cè)量膜片”上,基準(zhǔn)壓力經(jīng)另一側(cè)以同樣的方式傳遞到“中心測(cè)量膜片”的另一側(cè),如圖3-1所示。“中心測(cè)量膜片”為一個(gè)張緊的彈性元件,其位置由兩側(cè)的電容極板來(lái)確定,受壓時(shí)產(chǎn)生位移形變,其位移形變的大小跟壓力或差壓成正比,位移約0.1mm。“中心測(cè)量膜片”受壓后的位移形變?cè)?ldquo;電容極板”上形成電容差信號(hào),電子組件將“中心測(cè)量膜片”兩電容極板之間的電容差信號(hào)最終轉(zhuǎn)換為二線(xiàn)制直流4~20mA信號(hào)輸出。
電子部件工作原理
變送器電子部件內(nèi)的“振蕩解調(diào)器”接收到來(lái)自壓力/差壓傳感器的差動(dòng)電容信號(hào),將其轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)送入“A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換器”,用于溫度補(bǔ)償?shù)?ldquo;熱敏電阻”的電壓信號(hào)直接進(jìn)入“A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換器”。
兩路電壓信號(hào)迭加后經(jīng)“A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換器”轉(zhuǎn)換成復(fù)合數(shù)字信號(hào),經(jīng)“光偶隔離器”隔離處理后進(jìn)入“微處理器(CPU)”中進(jìn)行數(shù)字處理。
經(jīng)CPU處理后的復(fù)合數(shù)字信號(hào)進(jìn)入“D/A轉(zhuǎn)換器”,經(jīng)“D/A轉(zhuǎn)換器”處理后轉(zhuǎn)換成環(huán)路4—20mA DC信號(hào),通過(guò)“電源隔離變壓器”輸出至控制系統(tǒng)中進(jìn)行處理。
HART協(xié)議使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BELL202頻率相移鍵控(FSK)技術(shù), 以1.2或2.2kHz的數(shù)字信號(hào)疊加在4—20mA環(huán)路上實(shí)現(xiàn)通信。
來(lái)自4—20mA環(huán)路上的“HART通信器”發(fā)送的HART數(shù)字信號(hào),經(jīng)“HART通信模塊”解調(diào)后進(jìn)入“微處理器(CPU)”進(jìn)行調(diào)制處理,再送入“HART通信模塊”,經(jīng)“電源隔離變壓器” 送回到4—20mA環(huán)路中被“HART通信器”接收。
電源工作負(fù)載
由于HART數(shù)字通信信號(hào)迭加在環(huán)路4—20mA上,“HART通信器” 必須通過(guò)串聯(lián)在環(huán)路上的“負(fù)載電阻”才能發(fā)送或接收HART數(shù)字通信信號(hào)。為使供電電源和通信正常工作,“負(fù)載電阻”的阻值需在一定的范圍。
功能參數(shù)
使用范圍:液體、氣體和蒸汽。
測(cè)量范圍:見(jiàn)表4—1。
信號(hào)輸出:兩線(xiàn)制4~20mA隔離直流信號(hào)疊加HART數(shù)字信號(hào)輸出,可選擇線(xiàn)性或開(kāi)
方輸出,輸出電流不超過(guò)22mA。
供電電源:直流12~45V;HART通信時(shí),供電電壓范圍為:15.5~45V DC;一般工作
電壓為:24V DC。
負(fù)載范圍:HART通信時(shí),電源回路中的電阻≥250歐,電源電壓≥15.5伏,見(jiàn)圖3-3。
通信距離:連接導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)徑大于0.6mm,通信距離大約1500米。
顯 示 器:智能LCD液晶背光5位半數(shù)字顯示;
組合使用LCD液晶顯示器上的F1、F2和F3按鍵,顯示器可以循環(huán)或固定顯示:kPa、mA、﹪、℃、mmH2O、Mpa、Pa、mbar、atm、psi、Torr工程量單位,可以實(shí)現(xiàn)不加壓力修改測(cè)量范圍(無(wú)源遷移),設(shè)定固定電流輸出,修改阻尼時(shí)間,設(shè)置線(xiàn)性、開(kāi)方輸出和備份與恢復(fù)數(shù)據(jù)資料等功能。
零位和量程遷移:測(cè)量范圍的下限不低于測(cè)量范圍的下限值,上限不超過(guò)測(cè)量范圍的上限值,即工作量程不超過(guò)傳感器的極限值,零位和量程可設(shè)置在4~20mA的任何對(duì)應(yīng)點(diǎn)。
零壓力微調(diào):用F3按鍵或編碼電位器旋扭,修正變送器安裝位置變動(dòng)或零位漂移所產(chǎn)生的誤差,把變送器的所受的壓力調(diào)整為零壓力值。
阻 尼 值:電子阻尼可調(diào)范圍0~32秒。
放大倍數(shù):根據(jù)需要,在1—128倍范圍內(nèi)可調(diào)。
故障報(bào)警:自診斷程序檢測(cè)出故障時(shí),模擬輸出高于20.8mA或低于3.9mA。
恢復(fù)數(shù)據(jù)資料:當(dāng)數(shù)據(jù)資料被損壞時(shí),可通過(guò)三按鍵現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)資料。
溫度補(bǔ)償:計(jì)算機(jī)采集溫度數(shù)據(jù)送入變送器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
溫度指示:指示變送器工作的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度值。
工作溫度:電子線(xiàn)路:-40~+85℃,帶LCD液晶顯示器時(shí):-30~+80℃;
敏感元件(充硅油):-40~+104℃;
敏感元件(充惰性油):-18~+71℃。
貯存溫度:-45~+90℃。
安全防護(hù):AND電路保護(hù)設(shè)計(jì),抗靜電沖擊、浪涌電流,過(guò)載保護(hù)功能強(qiáng)大。
技術(shù)參數(shù)
基本誤差:≤±0.075%。
端基一致性誤差:< ±0.075%。
重復(fù)性誤差:< 0.05%。
回 差:< 0.075%。
穩(wěn) 定 性:在量程范圍內(nèi),一年內(nèi)不超過(guò)基本誤差。
溫度影響:對(duì)于DP、GP類(lèi),量程范圍代號(hào)4~8,誤差<±0.15%/10℃,量程限值;
其他類(lèi)型和其他量程,誤差增加一倍。
恒流性能:變化量< 0.075%。
絕緣性能:電源對(duì)地電阻﹥400MΩ。
響應(yīng)時(shí)間:通電啟動(dòng)時(shí),響應(yīng)時(shí)間<2秒。
靈 敏 度:下限值及量程變化量< 0.01%。
電源電壓變化:下限值及量程變化量< 0.02%。
穩(wěn)態(tài)變化量:電源短時(shí)中斷,變化量< 0.02%。
過(guò) 范 圍:下限值及量程變化量< 0.05%。
靜壓誤差:DP類(lèi),對(duì)于14MPa,下限值變化量< ±0.3%;HP類(lèi),對(duì)于32MPa,下限值變化量< ±0.5%。
外磁場(chǎng)影響:處在400A/m(均方根)磁場(chǎng)中, 變化量< 0.05%。
機(jī)械振動(dòng):振動(dòng)頻率:50Hz,全振幅:0.2mm,歷時(shí)2小時(shí)振動(dòng),殘余下限值及量程變化量< 0.075%。
安裝位置影響:當(dāng)傳感器中心測(cè)量膜片不是垂直時(shí),可能產(chǎn)生不大于0.24kPa的零位系統(tǒng)誤差,但此誤差可以通過(guò)調(diào)整零壓力微調(diào)來(lái)消除,對(duì)量程無(wú)影響。
結(jié)構(gòu)材料:壓力容室、接頭、泄放閥、隔離膜片等與介質(zhì)接觸的零件材料,詳見(jiàn)《YAOYE系列隔離智能型壓力/差壓變送器選型樣本》。
導(dǎo)壓連接:壓力容室上連接孔為1/4-18NPT,引壓接頭上的連接孔為1/2-14NPT,其中心距離可以通過(guò)調(diào)整連接頭改變。
電氣連接:變送器殼體有兩個(gè)M20×1.5螺孔,用以連接電纜導(dǎo)管。殼體內(nèi)有接線(xiàn)端和測(cè)試墊片,如與通信器連接時(shí),可固定在測(cè)試墊片上。
容積吸取量:< 0.16 c㎡。
重 量:3351約4kg;3395約3.5kg(不包括附件)。
防 爆:隔爆型Exd II BT 4;本質(zhì)安全型Exia II CT6。