高性能压力变送器
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高性能压力/差压变送器
一.产品概述
本产品主要用于工业过程全系列差压、压力、绝对压力的测量，具有模拟或数字输出信号。广泛应用于石油、化工、电力、食品、造纸、市政工程等行业。
二．产品原理
变送器的基本工作原理框图
变送器由传感器和信号处理电路组成。其中传感器感压面设有惠斯顿电桥，当增加压力时，电桥各桥臂电阻值发生变化。通过信号处理电路，转换成电压变化，最终将其转换成标准(4～20)mA 信号输出，其原理见图 1-2。
D/A 转换将微处理器送来的经过校正的数字信号转换为 4～20mA 模拟信号并输出给回路。
通过一台通讯器，对智能变送器进行测试和组态。或通过任意支持 HART 通讯协议的上位系统主机完成通讯。HART协议使用工业标准的 BELL202 频率相移键控（FSK）技术，以 1200Hz 或 2200Hz 的数字信号叠加在 4～20mA 的信号上实现通讯,通讯时,频率信号对 4～20mA 的过程不产生任何干扰。
三．产品技术数据
精 度：测量误差（包括滞后性和重复性）：±0.075%FS、微差压±0.25%FS，线性特性曲线：≤ （0.0029·r+0.071）% ，r=最大量程/设定量程，［参考条件：上升特性曲线，量程起始值 0kPa，不锈钢 膜片，充硅油，室温（25℃）］。
稳 定 性：≤0.1%量程上限/12 个月。
振动影响：在任意轴向上，振动频率为 200Hz 时，误差为最大测量范围上限的±0.05，微差压为±0.25。
电源影响：小于输出量程的 0.005%/V。
负载影响：电源如果稳定，无负载影响。
安装位置影响：测量膜片未垂直安装时，最大可产生约 0.24KPa 的零点误差,但可通过调整零位来消除，对量程没有影响。
温度影响：≤（0.08·r+0.1）%/10℃［量程≤2kPa 时值加倍］。
静压影响：零点 ——≤（0.15·r）%/10MPa ≤（0.15·r）%/4MPa ［量程≤2kPa］;满量程 ——≤0.2%/10MPa ≤0.2%/4MPa ［量程≤2kPa］。
四．产品技术参数
测 量 范围：
0～0.1KPa～40MPa (详见变送器量程表)
使 用 对 象：
液体、气体和蒸汽
输 出 信 号：
4～20mADC，带智能 HART 现场总线协议。
供 电 电 源：
14.5～45VDC，一般工作电源为 24VDC
环 境 温 度：
－20℃～+70℃
储 藏 温 度：
－40℃～+85℃
负 载 特 性：
与供电电源有关，在某一电源电压时带负载能力，负载阻抗 RL 与电源电压 V 关系
式为 RL≤50(V-12) (Ω)
注：与计算机或手持式通讯器通信时，RL 为 230Ω～600Ω
指 示 表：
LCD 液晶显示，显示部件可现场旋转调节
正 负 迁 移：
差压变送器：最大正迁移量为测量范围上限值（URL 以下同）与测量量程之差；最大负迁移量为 URL。
压力变送器：最大正迁移量为 URL 与测量量程之差；最大负迁移量不大于大气压。
绝对压力变送器：最大正迁移量为 URL 与测量量程之差。
静压和过载力：
4、10、25（MPa）（详见选型表）
容积变化量：
≤0.16cm3
阻尼：
0S～100S 之间连续可调
启 动 时 间：
2S，不需预热
五、结构特征及结构材料
隔离膜片：316不锈钢、哈氏合金C。
排气、排液阀：316不锈钢。
法兰、接头：316不锈钢。
接液“O”型圈：氟橡胶。
灌充液：硅油或憜性油。
螺栓：碳钢镀镍。
电子壳体：聚氨酯烤漆低铜铸铝合金。
铭牌：SUS304 激光雕刻。
引压连接件：法兰 NPT1/4，中心距为 54mm；带接头 NPT1/2 或 M20×1.5阳螺纹时，中心距为 50.8mm、 54mm、57.2mm 。
信号线连接孔：M20×1.5 螺孔。
外壳防护等级：IP66。
七、安装、使用
7.1 概述
由于工艺流程的需要，以及有时为了节约导压管材料等经济上原因，差压变送器经常安装在工作条件较为恶劣的现场。变送器和导压管安装的正确与否，直接影响其测量的精确程度。因此，掌握变送器和导压管的正确安装是非常重要的。
变送器安装时须注意：
1.防爆变送器，在安装时必须符合防爆规定；
2.被测介质不允许结冰，否则将损坏传感元件隔离膜片，导致变送器损坏；
3.应尽量安装在温度梯度和温度变化小，无冲击和振动的地方。
7.2 导压管
1）安装位置：
变送器在工艺管道上正确的安装位置，与被测介质有关。为了获得最佳的安装，应注意考虑下面的情况：
1.防止变送器与腐蚀性或过热的被测介质相接触；
2.防止渣滓在导压管内沉积；
3.导压管要尽可能短一些；
4.两边导压管内的液柱压头应保持平衡；
5.导压管应安装在温度梯度和温度波动小，无冲击和振动的地方。
测量液体流量时，取压口应开在流程管道的侧面，以避免渣滓的沉淀。同时变送器应安装在取压口的旁边或下面，以便气泡排入流程管道之中。
测量气体流量时，取压口要开在流程管道顶端或侧面，并且变送器应安装在流程管道的旁边或上面，便积聚的液体容易流入流程管道中。使用压力容室装有泄放阀的变送器，取压口要开在流程管道的侧面。
被测介质为液体时，变送器的泄放阀应装在上面，以便排出被测介质中的气体。
被测介质为气体时，变送器的泄放阀应装在下面，以便排放积聚的液体。压力容室转动180°，可使其上的泄放阀从上面变到下面。
2）蒸汽的测量：
测量蒸汽流量时，取压口开在流程管道的侧面。并且变送器安装在取压口的下面，以便冷凝液能冲充满导压管。
应当注意在测量蒸汽或其它高温介质时，其温度不应超过变送器的使用极限温度。
被测介质为蒸汽时导压管中要充满水，防止蒸汽直接和变送器接触，因为变送器工作时，因其容积变化量微不足道，所以不需安装冷凝罐。
3）引起误差的原因：
导压管使变送器和流程工艺管道连在一起并把工艺管道上取压口处的压力传输到变送器。在压力传输过程中，可能引起误差的原因如下：
1.泄漏
2.液体管路中有气体（引起压头误差）
3.气体管路中有液体（引起压头误差）
4.两边导压管之间因温差引起的密度不同（引起压头误差）
4）减少误差的方法如下：
1.导压管应尽可能短些；
2.当测量液体蒸汽时，导压管应向上连接到流程工艺管道，其斜度应不小于 1/12；
3.对于气体测量，导压管应向下连接到流程工艺管道，其斜度应不小于 1/12；
4.液体导压管道布设时要避免出现高点，气体导压管布设要避免出现低点；
5.两导压管应保持相同的温度；
6.为避免摩擦影响，导压管的口径应足够大；
7.充满液体的导压管中应无气体存在；
8.当使用隔离液时，两边导压管的液位要相同。
7.3 安装
变送器在测量点安装时，可使用安装支架，固定在 60mm 的管道上或墙板上。安装支架有三种（B1、B2、B3）可供选择，三种支架外形尺寸和安装方式见图 5-1。
变送器压力容室上的导压管连接孔为 NPT1/4 螺纹孔，两种引压接头上的导压连接孔为 NPT1/2 锥管牙和 M20×1.5，两种引压连接接头结构和外形尺寸见图 5-2。
变送器可以轻而易举地从过程管道上拆下，方法是拧下固紧接头的两个螺柱。转动接头，可以改变其连接孔的中心距离为 50.8mm、54mm、57.2 mm 三种尺寸，以便可以直接安装在孔板的环室法兰上，变送器外形尺寸见图 5-3。
管装弯支架 B1
板装弯支架B2
图 5-1 安装支支架尺寸与安装方式示意图
图 5-2 引压连接接头
图 5-3 外形尺寸
量程代号
引压螺孔中心距（M）
压力容室间
椭圆接头间
2、3、4、5
2
〃（54mm）50.8mm～57.2mm
6、7
2
〃（55.6mm）52.4mm～58.7mm
8
2
〃（57.2mm）54mm～60.3mm
说明：适用于 DP、HP 型变送器
为了确保接头的密封，在紧固时应按下面步骤操作：两只紧固螺栓交替用扳手均匀拧紧，其最后拧紧力矩为 40N.m(29ft-1bs)，切勿一次拧紧某一只螺钉。有时为了安装方便，变送器本体上的压力容室可转动。只要压力容室处于垂直面，则变送器本体的转动不会产生零位的变化。如果压力容室水平安装时，（例如在垂直管道上测量流量时），必须消除由于导压管高度不同而引起的液柱压头的影响，重新调零位。
测量蒸汽、气体和液体时，安装位置示意图见图 5-4。
图 5-4 安装示意图
7.4 接线
变送器外部电路接线见图 5-5，信号回路可在任意点接地或悬空。
信号端子位于电气盒的一个独立舱内。在接线时，可拧下接线侧的表盖。左边的端子是信号端子，右边的端子是测试或指示表端子（图 5-5 画出了端子的位置，测试端子用于接任选的指示表头或供测试，电源是通过信号线送到变送器的，无需另外的接线）。
图 5-5 变送器外部电路接线图
电源是通过信号线接到变送器的，不需要另外接线。
信号线不需要屏蔽，但采用绞合线，效果最佳。信号线不要与其它电源线一起穿金属管或同放在一线槽中，也不要在强电设备附近通过。
变送器电气壳体上的穿线孔，应当密封或者塞住（用密封胶），以避免电气壳内潮气积聚。如果穿线孔不密封，则安装变送器时，应使穿线孔朝下，以便容易排除液体。
信号线可以浮空或在信号回路中任何一点接地，变送器外壳可以接地或不接地。电源不一定要稳压，即使电源电压波动 1V（峰-峰值），对输出信号的影响几乎可以忽略。因为变送器通过电容耦合接地，所以检查绝缘电阻时，应用不大于 100V/100MΩ的兆欧表。
