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本文將介紹變送器的概念,種類,與傳感器的區(qū)別以及其技術(shù)發(fā)展。
變送器是將物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備。變送器種類一般分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,電量變送器,流量變送器,重量變送器等。變送器在不同的工作點(diǎn)工作,其基本誤差值各不相同。所以規(guī)定用全量程中可能出現(xiàn)的最大基本誤差來(lái)表示變送器的準(zhǔn)確度等級(jí)。準(zhǔn)確度等級(jí)是衡量該儀器或儀表測(cè)量精度的一個(gè)重要指標(biāo),準(zhǔn)確度等級(jí)值越小,表明該儀器或儀表精度越高,反之亦然。常用的電量變送器有:交流電流變送器和交流電壓變送器、有功功率變送器和無(wú)功功率變送器、電度變送器、頻率變送器、溫度變送器、直流電流變送器和直流電壓變送器等。
變送器和傳感器有什么區(qū)別和聯(lián)系?
傳感器是能夠受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí),則稱為變送器。
變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的儀器,傳感器則是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,過去常講物理信號(hào),現(xiàn)在其他信號(hào)也有了。一次儀表指現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表或基地控制表,二次儀表指利用一次表信號(hào)完成其他功能:諸如控制,顯示等功能的儀表。
傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或把物理量如壓力、液位等直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號(hào)放大以便轉(zhuǎn)送或啟動(dòng)控制元件。或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。還有一種變送器不是將物理量變換成電信號(hào),如一種鍋爐水位計(jì)的“差壓變送器”,他是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過儀表管送到變送器的波紋管兩側(cè),以波紋管兩側(cè)的差壓帶動(dòng)機(jī)械放大裝置用指針指示水位的一種遠(yuǎn)方儀表。當(dāng)然還有把電氣模擬量變換成數(shù)字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說明傳感器和變送器的區(qū)別。
壓力變送器的技術(shù)發(fā)展
壓力、差壓變送器是過程變量變送器中最重要的一類,應(yīng)用范圍很廣,除了可用于壓力、差壓測(cè)量之外,還可用于流量、液位、比重等其他參數(shù)測(cè)量。一條5000t/d的水泥生產(chǎn)線,在工藝流程各關(guān)鍵部位必須設(shè)置壓力變送器,如在窯頭、窯尾,各級(jí)預(yù)熱器的頂部和底部,各次風(fēng)管和冷卻機(jī)各室等,以監(jiān)控工藝正常運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì),一條新型干法水泥生產(chǎn)線共需設(shè)置壓力變送器約為80臺(tái)。壓力變送器按測(cè)量機(jī)理來(lái)分,最常用的有電容式、電感式、擴(kuò)散硅、振弦式等。近幾年來(lái)ABB、YOKOGAVA等公司又推出單晶硅諧振式和復(fù)合固態(tài)硅為測(cè)量機(jī)理的新型變送器,其各方面性能進(jìn)一步提高;按結(jié)構(gòu)形式變送器將其分為模擬式、智能式和數(shù)字智能式三代產(chǎn)品。
上世紀(jì)80年代我國(guó)自行建設(shè)的水泥廠,大多采用西安儀表廠引進(jìn)的羅斯蒙特公司的1151系列變送器,除了用于測(cè)窯頭負(fù)壓的DR型微差壓變送器的精確度是0.5%以外,其余大多是0.25%,它的特點(diǎn)是采用4mA~20mA傳輸?shù)哪M儀表,就地顯示表頭為指針式,量程比在6:1左右,穩(wěn)定性為6個(gè)月,這是第一代模擬式變送器。第二代產(chǎn)品是智能變送器,所謂智能的概念是:傳感器和變送器是由微處理器驅(qū)動(dòng),并且具有通信與自我診斷的能力。美國(guó)Honeywell公司在1983年最早推出智能變送器ST3000,1989年又推出全數(shù)字雙向協(xié)議的智能變送器,以后包括羅斯蒙特在內(nèi)的許多公司,也紛紛推出智能變送器。智能壓力變送器除了有高精確度(0.1%~0.075%),大量程比(最大可到100:1)和高穩(wěn)定性(1~5年)外,它一般帶有HART協(xié)議或本公司的協(xié)議,如ABB的BaileyFSK,YOKOGAVA的BRAIN協(xié)議,后期的產(chǎn)品還帶有符合現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議,它就地顯示表改為數(shù)字式,還可用手操器或在控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程組態(tài),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方設(shè)定或遠(yuǎn)方修改變送器組態(tài)數(shù)據(jù)。近幾年來(lái)我國(guó)新上馬的新型干法水泥廠幾乎全采用了智能壓力變送器,主要產(chǎn)品有:重慶橫河川儀生產(chǎn)的EJA系列變送器,E+H的CerabarS變送器,ABB的MV2000T,西門子的SITRANSP以及羅斯蒙特升級(jí)的1151和3051C變送器,有許多廠還選用了帶有FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的智能壓力變送器。進(jìn)入21世紀(jì),第三代變送器——數(shù)字智能式變送器又逐步進(jìn)入我們的視野,其代表性的產(chǎn)品是羅斯蒙特的3051S變送器、ABB的2600T265系列變送器、橫河的EJX變送器等。第三代變送器由于采用了先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù),消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境對(duì)變送器測(cè)量的影響,精確度更高,據(jù)稱它的精確度均優(yōu)于0.05%;量程分檔更細(xì),量程比擴(kuò)大到200?1;穩(wěn)定性達(dá)到5年以上;通訊協(xié)議更全,新的變送器還通過了安全論證,能保證在工藝條件超過臨界值時(shí)安全停機(jī)。由于第二代變送器已能滿足水泥廠監(jiān)控要求,且第三代變送器價(jià)格還較高,故筆者認(rèn)為在水泥廠暫不宜推廣。
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