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NO.213 压力变送器现状与未来发展趋势
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压力变送器现状与将来翻开趋势

摘要】:压力变送器是很多工业设备中用以操控工业进程和压力改动的首要原件。压力变送器用于丈量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后将压力信号转变成4~20mA DC信号输出。压力变送器分电容式压力变送器和懈怠硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。(延伸阅览…多参数差压变送器)

【关键词】:压力变送器;智能压力变送器;EJA压力变送器;罗斯蒙特压力变送器

【正文】:

一 、导语

压力变送器是直接与被测介质相接触的现场外表,常常在高温 低温 腐蚀 振动 冲击等环境中作业。在石油、化工、电力、钢铁、轻工等作业的压力丈量及现场操控中运用非常广泛。

压力变送器的翻开大体履历了四个时期:(延伸阅览…多参量变送器)

(1)  前期压力变送器选用大位移式作业原理,如曾很多出产的水银浮子式差压计及膜盒式差压变送器,这些压力变送器精度低且粗笨。

(2)  20世纪50时代有了精度稍高的力平衡式差压变送器,但反应力小,构造杂乱,可靠性、安稳性和抗振性均较差。(延伸阅览…多参数变送器)

(3)  70时代中期,跟着新技能、新材料、新技能的呈现,尤其是电子技能的迅猛翻开呈现体积细巧、构造简略的位移式压力变送器。

(4)  90时代科学技能迅猛翻开,这些压力变送器丈量精度高而且逐步向智能化翻开数字信号传输更有利于数据收集(延伸阅览…多变量变送器)

压力变送器翻开至今已有电容式压力变送器、懈怠硅压阻式压力变送器、差动电感式压力变送器和陶瓷电容式压力变送器等不相同类型。

二、几种压力变送器

1.懈怠硅压力变送器

20世纪90时代中期,美国Icsensors公司、Nova公司运用硅精蚀和硅晶片叠合两项尖端科技出产了新式懈怠硅压力传感器并开发出具有精度高 重复性小 抗腐蚀的懈怠硅压力变送器。1993年长沙矿山研讨院开发了具有极高性价比的SBP800型懈怠硅压力变送器 在首钢、长岭炼油厂等数十家大中型企业推行运用。(延伸阅览…多参数差压变送器)

进程压力经过阻隔膜片、密封硅油传输到懈怠硅膜片上、一起参看端的压力大气压效果于膜片的另一端。这么膜片两头的压差发生一个压力场 使膜片的一有些紧缩 另一有些拉伸 在紧缩区和拉伸差异别由两个应变电阻片 以感触压力致使的阻值的改动 然后将压力信号转换为电信号图。此种SBP800型压力变送器能够丈量316钢承载的任何液、气态介质。

2.电容薄膜式压力变送器(延伸阅览…多参数流量变送器)

电容薄膜式必定压力变送器自80时代诞生至今有20年前史 由于它的精度高 耐腐蚀 耐污染 安稳性好 是国内外公认的查看低真空压力的志趣外表。美国M.K.S的公司是全球出产电容薄膜式压力变送器的首要出产厂家 至现在间断 它的年销售额已达上亿美元 触及民用工业的各个范畴 并在航天工业、核工业等军事工业中发挥着一起的效果。

这种压力变送器是运用弹性薄膜在压差效果下发生压变致使电容转换的原理制成 它是由查看有些和转换电路构成查看有些有真空腔及查看腔两个腔体。真空腔为全密封构造 经质谱检漏仪检漏合格后 经过长时间排气 究竟将排气管密封构成的 并备有消气剂 消除剩余气体 长时间坚持高真空。固定极板坐落真空腔中 由极板引出线至腔外。查看膜片置于高真空的真空腔及联接低真空待测体系的查看腔之间 查看膜片为可动极板 其与固定极板构成一个平板电容器 有必定的电容值。被测的低真空压力经过查看孔进入查看腔 查看膜片发生挠曲 改动了其与固定极板的间隔 电容值也随之改动。不相同的低真空压力值选择不相同的电容值。究竟电容信号被输送到电路转换有些 电路转换有些将电容信号经过转换、收拾、拓展等环节输出一个规范电压或电流信号。这个规范电信号是从电容信号而来 它与真空压力成正比。真空预冷实验机选用CPCD100Z型电容薄膜式压力送器作为真空室压力的丈量。经过微处理机把信号输出在面板上。实验证明 该类型压力变送器照顾快 安稳可靠并能够接连运用 充分满意了实验中压力丈量的央求。(延伸阅览…多参量变送器)

3.陶瓷厚膜压力变送器

陶瓷厚膜式压力变送器是运用了陶瓷厚膜电阻的力敏效应。运用陶瓷厚膜压力芯片作为弹性元件 打印和烧结在陶瓷膜片上的厚膜电阻为活络电阻 并经过精密的赔偿技能、调阻技能、信号处理技能的处理 将压力信号直接转换成规范的电流信号 并接人工业外表或核算机操控体系 结束出产进程的主动查看和操控。(延伸阅览…多参数差压变送器)

瓷厚膜压力变送器首要是由陶瓷厚膜压力传感器和微处理器两有些构成 传感器用来丈量压力改动。当压力效果于传感器时 致使传感器的电阻值改动 传感器芯片上的电桥电路查看出并由A/D转器转换成数字信号送至微处理器。微处理器是信号处理的核心部件具有线性运算、校正、缺点确诊和通讯功用。传感器数据存储器能够存储批改系数 微处理器运用存储器中的数据信息 经核算处理 发生一个高精度的特性优良的输出。这种压力变送器在出产技能进程中可将各种介质包含腐蚀性和非腐蚀性的气体、液体直接引人到陶瓷膜片上 无需进行杂乱的阻隔技能 因而价格低廉。压力变送器的弹性体为物化功用极为安稳的高铝瓷儿制作 长时间作业无蠕变和塑性变形 线性度、滞后功用明显优于别的类型压力变送器。

4.陶瓷电容压力变送器(延伸阅览…多参量变送器)

陶瓷电容压力变送器选用无中介液的干式陶瓷电容传感器 然后取得很高的技能功用。商场上以德国E+H公司和美国Kavlico公司商品为主。时代中期哈尔滨工业大学运用美国Kavlico公司的陶瓷电容式传感器出产出PTM120压力变送器 其功用安稳 测试数据精确 很多投人到石油、化工、电力、钢铁、轻工等作业的压力丈量及现场操控。(延伸阅览…多变量变送器)

陶瓷电容压力变送器的作业原理与别的电容式的压力变送器不相同 介质压力直接效果于陶瓷膜片 使丈量膜片发生偏移。膜片位移发生的电容改动量与输人压力成必定的线性关系 经电子部件查看、拓展并输出。(延伸阅览…多参数变送器)

三、智能型压力变送器

20世纪90时代 现场总线技能活络兴起 工业进程操控体系逐步向具有双向通讯和智能外表操控的现场总线操控体系方向翻开。然后发生了新一代的智能压力变送器。它们的首要特征如下。(延伸阅览…多变量变送器)

(1)自赔偿功用如非线性、温度差错、照顾时刻、噪声和穿插感应等。

(2)自确诊功用如在接通电源时进行自检 在作业中结束作业查看。

(3)微处理器和根柢传感器之间具有双向通讯的功用构成闭环作业体系。

(4)信息存储和回想功用。

(5)数字量输出。(延伸阅览…多参量变送器)

根据上述功用 智能压力变送器的精度、安稳性、重复性和可靠性都得到行进和改善。其双向通讯才调结束了核算机软件操控及远程设定量程等情况。

智能型压力变送器首要分为带协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仿信号上迭加一个专用频率信号 结束模仿和数字一起进行通讯。带RS232或485口的智能压力变送器内部将模仿信号A/D转换经过微处理器核算由D/A输出。RS232接口是异步通讯协议接口 可与很多通讯协议兼容。因而 后者运用非常广泛。

四、压力变送器代表性商品(延伸阅览…多变量变送器)

(1)EJA压力变送器

商品规范

运用 类型 类型 膜盒 量程(KPa) 最大作业压力(MPa)

差压和液位 惯例设备 EJA110AL 0.5-10 3.5

   L(接液材料代码为“S”) 0.5-10 16

   M 1-100 16

   H 5-500 16

   V 0.14-14MPa 16

特征:

静压影响忽略不计

    当加有静压(作业压力)时,两形状、规范、材料彻底一起的谐振梁形变相同, 故频率改动也一起,故差错主动根除(公式和图相似温度影响)。(延伸阅览…多参数变送器)

单向过压特性优良

    接液膜片与膜盒本体选用创始的波纹加工技能,使外部压力增大到某一数值时, 接液膜片能与本体彻底接触,硅油传递给传感器的压力不再随外力的增加而增 加,然后抵达对传感器的保护效果。(延伸阅览…多参量变送器)

设备活络

可无需支架,直接设备;

惯例运用,无需三阀组。

概括评价:

选用微电子加工技能(MEMS)在一个单晶硅芯片外表的基地和边沿制作 两个形状、规范、材料彻底一起的H形状的谐振梁,谐振梁在自激振动 回路中作高频振动(如图1)。 单晶硅片的上下外表遭到的压力不等时,将发生形变,致使基地谐振梁 因紧缩力而频率减小,边沿谐振因受拉伸力而频率增加(如图2)。(延伸阅览…多变量变送器)

    两频率之差信号直接送到CPU进行数据处理,然后 (1)经D/A转换成4-20mA输出信号,通讯时叠加Brain或Hart数字信号; (2)直接输出契合现场总线(Fieldbus Foundation TM)规范的数字信号。

(2)罗斯蒙特压力变送器

一、商品概述:

罗斯蒙特的3051C型压力变送器为压力丈量技能创建了一个新的规范。它具有无与伦比的操作功用、活络的CoPlanarTM路径,而且能够晋级。新式3051C压力变送器的功用方针确保了在不相同工况下的精度和安稳性。(延伸阅览…多参数变送器)

    作业原理:作业时,高、低压侧的阻隔膜片和灌充液将进程压力传递给灌充液,接着灌充液将压力传递到传感器基地的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件,其位移随所受压而改动(对于GP表压压力变送器,大气压好像施加在传感膜片的低压侧相同)。AP绝压压力变送器,低压侧一向坚持一个参看压力。传感膜片的最大位移量为0.004英寸(0.1毫米),且位移量与压力成正比。两头的电容极板查看传感膜片的方位。传感膜片和电容极板之间电容的差值被转换为相应的电流,电压或数字HART(高速可寻址远程发送器数据公路)输出信号。(延伸阅览…多参量变送器)

3051压力变送器的运用

新式3051C的功用方针确保在不相同工况下的精度和安稳性。活络可变的CoPlanarTM路径计划不但为您现在的运用需要供给最好计划,一起经过PlantWeb工厂管控网和现场总线技能也彻底能满意您将来的技能央求。(延伸阅览…多变量变送器)

    二、技能参数:

全体功用:±0.15%

精度:±0.075%

差压:校验量程从0.5inH2O至2000psi

表压:校验量程从2.5inH2O至2000psi

必定压力:校验量程从0.167psia至4000psia

进程阻隔膜片:不锈钢,哈氏合金CR,蒙乃尔R,钽(仅限CD,CG)及镀金蒙乃尔

计划细巧、安定而质轻,易于设备。(延伸阅览…多参量变送器)

    五、压力变送器的趋势

  当今国际各国压力变送器的研讨范畴非常广泛简直渗透到了各个作业但概括起来首要有以下几个趋势:

  (1) 智能化由于集成化的出现在集成电路中可增加一些微处理器使得压力变送器具有主动赔偿、通讯、自确诊、逻辑差异等功用。(延伸阅览…多参数差压变送器)

  (2) 集成化压力变送器现已不断增加的与其它丈量用压力变送器集成以构成丈量和操控体系。集成体系在进程操控和工厂主动化中可行进操作速度和功率。(延伸阅览…温度变送器)

  (3) 小型化现在商场对小型压力变送器的需要越来越大这种小型压力变送器能够作业在极点恶劣的环境下而且只需要很少的保护和保护对周围的环境影响也很小能够放置在人体的各个首要器官中收集材料不影响人的正常日子。如美国Entran 公司出产的量程为2~500PSI 的压力变送器直径仅为1.27mm能够放置在人体的血管中而不会对血液的流转发生大的影响。(延伸阅览…多参量变送器)

  (4) 规范化压力变送器的计划与制作现已构成了必定的作业规范。如ISO 国际质量体系;美国的ANSI、ASTM规范、俄罗斯的ГOCT、日本的J IS 规范。

  (5) 广泛化压力变送器的另一个翻开趋势是正从机械作业向其它范畴拓展例如:汽车元件、医疗仪器和动力环境操控体系。(延伸阅览…多参量变送器)

 

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