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本文將介紹變送器的概念,種類(lèi),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(lèi)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(chēng),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(chēng)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(guò)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(guò)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(shuō)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(guò)程變量變送器中最重要的一類(lèi),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(mén)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(chēng)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(guò)了安全論證,能保證在工藝條件超過(guò)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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