一、产品概述
智能压力/差压变送器采用金属电容传感器,基本原理是、将一个空间用敏感元件(多用膜盒)分割成两个腔室,分别向两个腔室引入压力时,传感器在两方压力共同作用下产生位移(或位移的趋势),这个位移量和两个腔室压力差成正比,将这种位移转换成可以反映差压大小的标准线性信号输出 。在转换原理上利用数字化补偿技术对温度、静压进行补偿,提高了测量精度,降低了温度漂移。具有长期稳定性好,可靠性高,自诊断能力强等特点。用于测量液体、气体或蒸汽的压力(差压)、液位、密度、流量。

智能压力/差压变送器由智能传感器和智能电子板两部分组成,智能传感器部分包括:电容式传感器、测量膜片检测电路、温度补偿电路和传感器特征化参数存储器等组成;智能电子板部分由微电脑控制器及外围电路组成,完成压力信号到4~20mAdc的转换。以下对其原理进行简单的说明:
电容式传感器
介质压力通过隔离膜片和灌充油传递到8室中心的测量膜片,该测量膜片是一张紧的弹性元件,用于检测在测量膜片上的差压。测量膜片的位移量与差压成正比,大位移量为0.004inch(0.10mm).测量膜片的位置由它两侧的电容固定极板通过测量膜片检测电路检测出来.
测量膜片检测电话:该电路是将敏感元件所承受的压力转换为电压信号,并使该信号与压力信号成比例关系,供cPu采样使用。
温度传感器:在特征化时通过对压力敏感元件的工作温度进行循环测试,并将数据存入传感器内部的EEPROM中作为温度补偿数据;在运行时对压力敏感元件的工作温度进行测量,利用特征化EEPROM中的温补数据和检测的温度数据进行对比运算,通过CPu处理器进行温度漂移误差的补偿修正。
特征化参数存储器:保存着变送器温度补偿、传感器特征化曲线及特征数据和数字微调数据等。即使关闭了电源,仍能完整地保存存储器中的数据。
电子线路板部分
微电脑控制器:微电脑控制器控制变送器的运行,除此之外,微电脑控制器还完成传感器数据处理、数字温度补偿、传递函数运算、工程单位及量程的转换、输出型式选择、阻尼调整、自诊断及HART通信等功能。组态参数存储器:保存着变送器远程和就地所能修改的所有组态数据,即使关闭了电源,数据仍能完整地保存存储器中。数/模转换器:数/模转换器把微处理器修正后的数字信号转换为4~20mA模拟信号送往输出回路。HART通信:数字通信电路在变送器和HT388接口或控制系统之间提供接口。这个电路分接收部分和发送部分,接收部分检测叠加在4~20mA回路上的FsK(频移键控)信号,发送部分以同样形式将信号叠加在4~20mA回路上。
在HART协议数字通信中,变送器的通信短地址可为0~15中的任意地址值。当短地址为零时,变送器输出为4~20mAdc并叠加HART数字信号;当短地址为非零地址时,变送器输出固定为4mAdc电流输出。此时单个回路中可连接多台变送器(多15台,且电源及负载电阻满足技术要求),电信号的传递仅能通过HART数字信号进行。
特别注意:如果用户在调试过程中有意或无意的将HARTl没备(变送器)短地址设定为非零地址,此时,变送器输出将固定为4mAdc,无法实现传统的4~20mAdc模拟信号传输。因此,如果用户如果发现变送器输出电流固定为4mAdc不随输入的压力变化时,应检查短地址是否为零地址,否则应当将其地址改为零地址。
(零基准校验范围,参考条件下,硅油充液,316L不锈钢隔离膜片)
高参考精度:±0.075%校验量程
稳 定 性:6个月,±0.2%URL
环境温度影响:-29至85℃
零点误差:±0.2%URL/56℃
体误差:(±0.2%URL+0.18%校验量程)/56℃
零 点:对于量程4至8,在13790kPa下为±0.25%URL,量程3为±0.5%URL。零点误差可在线通过 重新调零来修正。
量 程:可修正至±0.25%输入读数/6895kPa或±0.5%输入读数6895kPa
振 动 影 响:在任意轴向上,200Hz下振动影响为0.05%URL/g
电 源 影 响:小于0.005%输出量程/伏特。
负 载 影 响:没有负载影响,除非电源电压有变化。
电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI影响):由20至1000MHz,场强达至30V/M市,输出漂移小于0.1%量程
安装位置影响:零点漂移至多为linH2O(0.25kPa)。所有的零点漂移都可修正掉;对量程无影响。
接液件 材料:
隔 离 膜 片:316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金和钽;
排气/排液阀:316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金;
法兰和 接头:316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金;
“O ”形 圈:丁腈橡胶;
涂 层:聚酯环氧树脂。
引压 连接件:法兰引压口1/4-18NPT(椎管螺纹);接头引压口1/2-14NPT (椎管螺纹) LT型高压侧为3“或4”法兰)。
电 气 连 接:M20*1.5内螺纹导线管、1/2-14NPT(椎管螺纹)导线管。
重 量:3.5kg
可提供的安装支架有三种,安装方式如图典型安装方式所示。用所提供的4个螺栓将变送器固定于安装支架。再通过u型螺栓用管装支架(B 1、B3)将变送器固定于①50mm左右的水平或垂直管上或用MlO螺栓(用户自备)将盘装支架(B2)固定于表盘上,对于LT变送器通过其安装法兰对接到罐体上
法兰引压口为1/4一18NPT内螺纹。过渡接头引压口为1/2—14NPT内螺纹。选用这种接头是为了拆卸方便,用户只需拧下过渡接头的螺栓,即可让变送器从流程装置脱开。转动过渡接头,可使两个引压口中心距增加或减少3mm。为了保证法兰与过渡接头或法兰与三阀组的密封,重新组装时应按如下程序进行:先要用手拧紧两上螺栓,然后用板手拧紧个螺栓,再拧紧第二个螺栓,后再拧紧下螺栓。扳手的力矩为49N·m
为了法兰或边渡接头便于与引压管道连接,可转动变送器的方向。如果沿着轴线方向转动,转动后法兰仍然与原来保持同一平面,则不会引起零点的变化。如果法兰转为水平位置,那么所产生的零点的变化等于位置变化引起的液位差。此时,需要重新调整变送器零点。
变送器相对流程管道的正确安装,取决于被测介质,下面的情况应予考虑以决定其好的安装位置。
1.腐蚀的或过热的介质不应与变送器接触。
2.防止渣子在引压管内沉淀。
3.两引压管里的液压头应保持平衡。
4.引压管尽量可能短些。
5.引压管应装在温度波动和温度梯度小的地方。
测量液体流量,取压口应装在流程管道的侧面,以避免渣子沉淀。变动期应装在侧面或取压口的下方,一遍气体排入流程管道;
测量气体流量时,取压口应装在流程管道顶部或侧面。变送器应装在侧面或取压口的上方以便液体排入流程管道。
测量蒸汽流量,取压口应装在流程管道的侧面。变送器则装在取压口的下方,以便冷凝液流入引压管。
考虑到工艺流程和经济因素,流量和液位变送器经常只得安装在恶略的环境。然而,变送器应尽量安装在温度梯度和温度波动影响小的地方,同事要避免振动和冲击。
1、设置显示变量1
2、设置显示变量1显示的小数点个数
3、设置显示变量2
4、设置显示变量2显示的小数点个数
5、设置主变量单位
6、设置量程上限
7、设置量程下限
8、主变量调零
9、阻尼
10、开方/线性
11、主变量输出偏置
12、主变量输出系数
13、写保护
14、数据恢复
15、退出
6-1 故障检查
1.输出过大
可能的原因和校正方法
一次元件孔板等
▇ 检查一次元件是否堵塞。
引压管
▇ 检查管路是否漏或堵塞;
▇ 检查阀门是否全开;
▇ 检查充液管路里是否有残存的气体,在气体管路是否有残存液体;
▇ 检查引压管里液体的浓度是否有变化;
▇ 检查变送器法兰是否有沉淀物。
变送器的电气连接
▇ 保证接插件是清洁的,同时检查敏感部件的连接;
▇ 检查插针8是否可靠接壳;变送器的电故障
▇ 用备用板去检查有故障的电路板;更换有故障的电路板。
敏感元件
▇ 参看敏感部件校验部分;
电源
▇ 检查电源的输出
2.输出不稳定
可能的原因和校正方法
回路
▇ 检查夹道变松的的电压;
▇ 检查是否断续短路、断路和多接点地;
注意:检查回路时不能用大于100V的电压
▇ 流程压力脉动;
▇ 调节阻尼电位器;
引压管
▇ 在充液管理里是否有残存的气体,气体管路里是否有残存的液体;
变送器的电气连接
▇ 检查短路或开路;
▇ 保证接插件是清洁的,同时检查敏感部件的连接;
▇ 检查插针8是否可靠接壳;
变送器的电故障
▇ 用备件检查有故障的电路板,更换有故障的电路板;
3.输出或无输出
可能的原因和校正方法
一次元件
▇ 检查一次元件的安装和状态。
注意:检查回路不能用高于100V 的电压
回路
▇ 检查加到变送器的电压;
▇ 检查短路和接地情况;
▇ 检查接级性;
▇ 检查回路阻抗;
注意:被测介质特性的任何变化都会影响变送器的输出
引压管
▇ 检查管路连接是否正确;
▇ 检查管路是否渗漏或堵塞;
▇ 检查充液管路中有否残存气体;
▇ 检查变送器法兰中是否有沉积物;
▇ 检查阀门是否全开,同时旁路阀是否紧闭;
▇ 检查引压管中液体密度是否有变化。
变送器的电气连接
▇ 检查调校原件是否在控制的范围内;
▇ 检查敏感部件导线是否短路;
▇ 检查接插件是否清洁,同时要检查敏感部件的连接线;
▇ 检查插针8是否可靠接壳。
测试二级管的故障
▇ 更换测试二级管或短路测试端子。
变送器电故障
▇ 用备件检查有故障的电路板,跟换有故障的电路板。
敏感元件
▇ 参看敏感部件的校验部分。
变送器无机械传送部件,几乎不需要维修。
测试端子可供仪表运行过程中检查用。拆下检查时,变送器可分为三个主要部件:敏感部件,放大板及调校板。
这节概述各部件的检查方法,装拆步骤及故障维修。
1.测试(试验)端子
测试端子与二级管D14并联,回路信号电流经此二级管,当表头或测试仪器与测试端子连接时,就和二级管并联,只要端子两端的电压保持低于二级管的起始电压就无电流通过二级管。为了保证二极管不漏电,在取测试读数或连接表头时,连接件或表头的内阻对于输出为4~20mA DC的不得过10欧姆,如果内阻达30欧姆测试误差接近1%。测试端子螺钉上有插孔,可与微型香蕉插头连接。
2.敏感不见的检查
敏感部件在现场不可修理,拆下法兰后,如果发现损伤(例如:隔离膜片损坏或漏油),必须更换。如果不是明显的损坏可以用如下步骤检查。
(1)拆出敏感部件。
(2)拆下补偿板,将敏感部件红线、黄线焊下。
(3)检查敏感部件引出线。
(4)敏感部件壳体(测量膜片是接壳体的)之间的电阻、此电阻要大于10MΩ。
(5)检查引出线与壳体之间的电容,为电容为150±30PF。
3.电路板的检查
电路板出现故障很容易检查,只要换用备用板即可,如出现故障只能更换。
4.拆卸步骤
敏感部件
(1)拆敏感部件前要把变送器从流程官道上拆下。
(2)拧下4个螺栓,就可取下法兰。小心别刮破胡碰伤隔离膜片。
(3)用软布浸上中性的去污剂擦洗隔离膜片(不能用任何氯化物或含酸的溶液清洗),后用清水漂洗。
(4)为了安装方便,接头可以转动。
电气壳体
(1)接线端子位于铭牌上标有“端子测”的电气壳体内。拧下端子侧盖,即可看见电源-信号端子和试验端子。端子固定在壳体上不能拆卸,否则壳体两侧间密封被破坏,使壳体的防爆结构失效。
(2)电路板位于铭牌上标有“电路侧”的电气壳体内,拧下电路侧盖即可看见电路板,做好断开仪表的电源后再取电路侧盖。
(3)卸下3个固定螺钉,智能放大版即可取出。
(4)调制板(焊接在敏感部件上,板上是有温度补偿电阻)。
从电气壳体拆下敏感部件
(1)如前所述,卸下智能放大板。
(2)拧下电气壳体。
(3)从放大器壳体上拧下敏感部件。小心,不要损坏部件引线。
(4)敏感部件是全焊接件,不能再拆。
特别注意: 拧下敏感不见时不要损坏隔膜片
5.装配步骤
准备工作
(1)检查所有的O型圈,必要时更换,圈上薄薄涂一层硅油以保证良好的密封。
(2)检查丝扣,对于防爆结构要保证有六圈完好无损的啮合丝扣。
电气壳体与敏感部件的引线连接
(1)把敏感部件丝扣上缠上密封带,以保证水漏不到电气壳体内。
(2)敏感部件拧到电气壳体内上,要拧入6扣。小心,不要损坏或扭绞敏感部件的引线。
(3)为了装校方便,敏感部件由高低压侧定位。
(4)上紧锁紧螺母。
电气壳体
(1)检查电路板是否清洁。
(2)智能放大器板用螺钉固定。
指示表
(1)为了便于读数,指示表可以转动。
(2)由于某种原因,指示表罩的玻璃要拆下来,重新装前必须保证在玻璃后面的O型圈在原位置上,为了防爆,卡圈必须上紧,要紧到玻璃与金属的间隙小于11/2密尔(用厚薄规检查)。
变动期本体
(1)O型圈小心地放入隔离环。
(2)按要求的方向装上法兰,用手拧紧4个螺栓。
(3)按照如下步骤装紧法兰:
a、先用手拧4个螺栓,
b、拧紧一个螺栓直到法兰就位;
C、用扳手拧对角线的螺栓;
d、再返回拧个;
e、用扳手拧其余两个;
f、检查敏感原件相对法兰的位置,保证法兰不翘起;
g、四个螺栓的扭紧力矩应在2-5M.kg。
零部件的互换
不管量程,刻度或输出如何均可互换的机械件有:法兰接头、电气壳体、盖和安装支架。放大器和敏感部件互换应遵守以下条件:
(1)指示表是附加部件,不管量程如何,只要输出信号相同就可以互换。
(2)智能放大器板和校验板只要具有相同的输出可以互换,可不考虑量程的大小和变送器的型号。更换板后,输出可能改变,需要重新检查校验。
(3)敏感部件可以互换,并可以通过更换敏感部件改变测量范围。敏感部件跟换后需重新校验。补偿板装在敏感部件上,不能更换。