HR差壓壓力變送器概述

HR-1151、3051差壓/壓力變送器概述

用途

HR-1151、3051系列電容式變送器可應(yīng)用于石化、冶金、電力、食品、醫(yī)藥、造紙和紡織等工業(yè)部門，用來檢測流體的差壓、壓力、液位、界面和密度等參數(shù)，與節(jié)流孔板配用，還可用于測量流量。它將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA.DC，傳送給顯示、計(jì)算、調(diào)節(jié)或控制等儀表，可組成各種自控系統(tǒng)。開發(fā)背景

虹潤精密儀器有限公司借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，組織了國內(nèi)變送器設(shè)計(jì)和制造的專業(yè)技術(shù)人員，經(jīng)過多年的不懈努力，研制和開發(fā)成功了這一系列精度高、性能穩(wěn)定與可靠性好的電容式變送器。

公司的開發(fā)思路：“在保持和發(fā)揚(yáng)國外同類產(chǎn)品優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶多年來的反映要求，不斷完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝和性能檢測技術(shù)，以確保變送器在線運(yùn)行中，具備滿意的綜合精度和可靠性。”公司還根據(jù)不同的用戶需要，開發(fā)不同技術(shù)層面的產(chǎn)品，如采用模擬放大器的普通型產(chǎn)品；采用按鍵調(diào)整和微處理器的數(shù)字型產(chǎn)品；以及采用HART協(xié)議通訊的智能型產(chǎn)品。

我公司生產(chǎn)的電容式變送器自96年投放市場以來，出廠產(chǎn)品的開箱和一次投運(yùn)合格率均達(dá)100％，產(chǎn)品的高性價(jià)比和良好的售后服務(wù)，已被國內(nèi)的眾多大中企業(yè)所認(rèn)可。產(chǎn)品特點(diǎn)

●精度高，性能穩(wěn)定

●二線制，4～20mA輸出。

●采用固體δ室元件，接插式印刷電路板，抗振性強(qiáng)。

●量程、零點(diǎn)大范圍連續(xù)可調(diào)。

●單向過載保護(hù)性能好。

●零部件互換性、通用性好，經(jīng)久耐用。

●品種規(guī)格齊全。

●安裝方便，使用場合廣泛，戶外、防爆、高溫和強(qiáng)腐蝕環(huán)境均可。

針對(duì)HR-3051型智能壓力/差壓變送器還具備以下特點(diǎn)：

●微處理器的使用智能變送器的靈活性增大、功能增強(qiáng)。

●智能電子部件僅由一塊線路板組成，優(yōu)越性更強(qiáng)，可靠性更高。

●量程比為10：1或15：1。

●量程范圍寬：0-25Pa～42Pa。

●就地按鍵調(diào)整零點(diǎn)和量程。

●可更新現(xiàn)成的各種3051模擬式變送器為智能變送器。

●符合HART協(xié)議，可用HART通訊器與本智能表進(jìn)行雙向通訊而不中斷輸出信號(hào)。

●具有自診斷和遠(yuǎn)程診斷功能。

●帶有EEPROM，斷電后不丟失數(shù)據(jù)。鑒于本系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝的獨(dú)到之處，還有以下特點(diǎn)：

●按可靠性設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行元器件和材料選擇；成品逐臺(tái)經(jīng)過嚴(yán)格的穩(wěn)定化和補(bǔ)償處理，保證每臺(tái)出廠的產(chǎn)品都優(yōu)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開箱和投運(yùn)合格率均為100％。

●制訂了高于國內(nèi)同類產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，增設(shè)專有項(xiàng)目，按照內(nèi)控質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行考核和檢驗(yàn)，以確使出廠產(chǎn)品的實(shí)際綜合精度和穩(wěn)定性位居國內(nèi)產(chǎn)品的前列。

●采用新穎結(jié)構(gòu)和特殊工藝及設(shè)備，克服了用戶反映強(qiáng)烈的遠(yuǎn)傳變送器漏油問題。

●采用動(dòng)態(tài)型面保護(hù)設(shè)計(jì)法，極大地提高了遠(yuǎn)傳裝置的過載能力，并改善了溫度特性和精度。

●可根據(jù)用戶使用工藝參數(shù)進(jìn)行耐溫設(shè)計(jì)，保證變送器在額定的高溫條件下，穩(wěn)定可靠地工作。

●應(yīng)用戶的要求，可進(jìn)行抗真空設(shè)計(jì)，保證變送器在選定的真空下正常工作。結(jié)構(gòu)和工作原理

電容式壓力、差壓變送器主要由實(shí)現(xiàn)壓力/電容轉(zhuǎn)換的δ室敏感部件和將電容轉(zhuǎn)換成二線制4～20mA.DC的電子線路板組成（見下圖）。

當(dāng)過程壓力從測量容室的兩側(cè)（或一側(cè)）施加到隔離膜片后，經(jīng)硅油灌充液傳至δ室的中心膜片上，中心膜片是一個(gè)邊緣張緊的平膜片，在壓力的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的位移（最大約0.1mm），該位移即形成差動(dòng)電容變化，并經(jīng)電子線路板的解調(diào)、振蕩和放大，轉(zhuǎn)換成二線制的4～20mA.DC輸出信號(hào)，輸出電流與過程壓力的大小成正比。

●HR-3051系列智能型變送器工作原理

上圖中敏感元件測得的壓力信號(hào)，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的直流信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器將此電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它還進(jìn)行傳感線性化、重置測量范圍、工作單位換算、阻尼、開方、傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字通訊。

D/A轉(zhuǎn)換器把微處理器來的并經(jīng)校正過的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA模擬信號(hào)并送到輸出回路。

EEPROM保存所有組態(tài)、特性化和數(shù)字微調(diào)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。數(shù)據(jù)存貯在EEPROM內(nèi)即使斷電也保存完整。

數(shù)字通信線路為變送器提供一個(gè)與外部設(shè)備（采用HART協(xié)議的控制系統(tǒng)）的連接接口。此線路檢測疊加在4～20mA信號(hào)上的數(shù)字信號(hào)，并通過回路傳送所需信息。

電容式變送器型譜系列（請(qǐng)看圖）

技術(shù)性能與指標(biāo)（請(qǐng)點(diǎn)擊此處）

通用技術(shù)性能和參數(shù)

●輸出信號(hào)：4～20MA.DC二線制（適用于1151系列）

二線制4～20mA直流信號(hào)上疊加數(shù)字信號(hào)，由用戶選擇線性或開方輸出。（適用于3051系列）

●供電電源：12～45V.DC(詳見負(fù)載特性圖)

●負(fù)載特性：最大負(fù)載=50X(電源電壓-12)

適用于1151系列電源——負(fù)載特性

適用于3051系列

●電源影響：<0.005%/V

●負(fù)載影響：電源穩(wěn)定時(shí)，無負(fù)載影響。

●遷移特性：最大正遷移量500%

最大負(fù)遷移量600%

注：①負(fù)遷移量的絕對(duì)值，不大于一個(gè)工程大氣壓。

②遷移后的上限或下限絕對(duì)值，均不應(yīng)超過最大測量范圍的上限值。

③差壓流量變送器遷移會(huì)破壞開方特性，故不能進(jìn)行遷移。

④絕對(duì)壓力變送器不能進(jìn)行負(fù)遷移。

●阻尼：通?？稍?.2～1.67秒之間可調(diào)，當(dāng)灌充惰性液或帶遠(yuǎn)傳裝置時(shí)，時(shí)間常數(shù)會(huì)增大。

●啟動(dòng)時(shí)間：<2秒，不需預(yù)熱

●工作環(huán)境：環(huán)境溫度見第45頁的表1

環(huán)境濕度0～100%

●防護(hù)特性：防護(hù)能力IPS-65

●防爆類型：隔爆型ExdIIBT4-6

本安型ExiaIICT5

●靜壓影響：DP類零位誤差：對(duì)于14MPa，±0.1%最大量程限值或±0.25%最大量程限值

(量程代號(hào)為3)，在管道壓力下通過調(diào)零給予校正。

HP類零位誤差：±0.5%最大量程限值，對(duì)于32MPa在管道壓力下通過調(diào)零給予校正。

●電磁輻射影響：0.05%最大量程值，接受輻射頻率27～500MHz，試驗(yàn)場強(qiáng)3V/m。

●指示表(%)：電流表

標(biāo)尺長44.5mm

精度±2%

液晶數(shù)顯

精度±0.2%

●振動(dòng)影響：任何方向200Hz振動(dòng)時(shí)，±0.05%/g。

●安裝位置：膜片未垂直安裝，可能產(chǎn)生小于0.24KPa的零點(diǎn)誤差，但可通過調(diào)零來消除。

●重量：5.4Kg(不包括附件)

1151系列重量為5.4Kg（不包括附件）

3051系列重量為3.9Kg（不包括附件）3051系列智能電子部件

采用先進(jìn)的集成電路及表面貼裝（SMT）技術(shù)，變送器的電子部件由一塊電路板組成。

變送器的微處理器控制A/D和D/A轉(zhuǎn)換的工作也能完成自診斷及實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊。

工作時(shí)，一個(gè)數(shù)字壓力值被微處理器，并作為數(shù)字儲(chǔ)存，以確保精密的修正和工程單位的轉(zhuǎn)換。此外，微處理器也能完成傳感器的線性化、量程比、阻尼時(shí)間以及其它功能，EEPEOM存儲(chǔ)所有的組態(tài)、特性化及數(shù)字微調(diào)的參數(shù)，存儲(chǔ)器為非易失性的，因此，即使斷電，所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍能完好保持，以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)智能的通訊。

軟件：通過一臺(tái)HART通訊器對(duì)3051智能變送器進(jìn)行測試和組態(tài)?；蛘咄ㄟ^任意的支持HART通訊協(xié)議的上位系統(tǒng)完成通訊。

HART協(xié)議使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BBLL202移頻鍵控（FSK）技術(shù)，以1200Hz或2200Hz的數(shù)字信號(hào)疊加在4～20mA的信號(hào)上實(shí)現(xiàn)通訊。

通訊時(shí)頻率信號(hào)對(duì)4～20mA的過程信號(hào)不產(chǎn)生任何干擾。

自診斷：3051智能變送器可完成連續(xù)地自診斷。如果變送器被檢測出故障，則變送器的輸出由用戶可選擇大于22mA或小于3.8mA其中一個(gè)值，并且任何的HART上位機(jī)設(shè)備均能顯示該變送器自診斷的特殊信息代碼。

格式化：格式化功能是在變送器進(jìn)行初始化設(shè)定和對(duì)數(shù)字電子部件進(jìn)行維護(hù)時(shí)使用的，標(biāo)準(zhǔn)的格式化菜單提供了兩個(gè)功能：特性化和數(shù)字微調(diào)。

●特性化：盡管3051智能變送器在出廠時(shí)就已被特性化處理好，但用戶仍可以使用這一功能將現(xiàn)有的3051模擬變送器作一些簡單的更新，使它轉(zhuǎn)換為智能型。特性化功能：調(diào)節(jié)3051智能電容式變送器的電子部件，讓它正確地反映傳感器的輸出。

●本功能允許對(duì)變送器的特性進(jìn)行數(shù)字標(biāo)定，以達(dá)到制造廠標(biāo)定的壓力標(biāo)準(zhǔn)值。數(shù)字微調(diào)包括兩種獨(dú)立的操作：

①傳感器微調(diào)：可以調(diào)節(jié)數(shù)字過程變量的讀數(shù)，使之精確反映壓力輸入；

②模擬輸出調(diào)整：使儀表的數(shù)字電流與儀表的4～20mA模擬輸出電流一致。

組態(tài)：●標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)：除非特別指定，否則將按下列組態(tài)供貨；

工程單位：KPa；4mA-0KPa；20mA—量程上限值；輸出—線性。

●軟件標(biāo)簽：空白[；軟件標(biāo)簽（8個(gè)字符），除非指明，否則是空白]。

●除標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)參數(shù)外，用戶還可以指定下表附加的數(shù)據(jù)。描述符16字符隔離膜片材料類型碼信息信息32字符傳感器充液類型碼信息日期日月年排液/排氣類型碼信息阻尼秒一體化表頭已安裝或沒有遠(yuǎn)傳膜盒特定的信息法蘭材質(zhì)類型碼信息故障報(bào)警模式高或低O型圈材料類型碼信息參數(shù)寫保護(hù)關(guān)或開

HR-1151、3051差壓/壓力變送器概述

典型產(chǎn)品裝配分解圖

適用于DP、HP、DP和DR型變送器。典型產(chǎn)品外形尺寸

適用于DP、HP、DP和DR型變送器。

1151系列

3051系列表二量程代號(hào)引壓螺孔中心距（A）附注壓力容室間橢圓接頭間2、3、4、581/8"(54mm)1.由于橢圓接頭存在偏心，當(dāng)其翻轉(zhuǎn)180℃時(shí)，

橢圓接頭間中心距變化±1/8"以方便與引壓管的

聯(lián)接。

2.安裝于壓力容室上的三閥組，市售僅54mm一種，

本公司所配套的專利產(chǎn)品CHF平衡閥具有表內(nèi)所列

的三種規(guī)格。6、723/16"(55.6mm)821/4"(57.2mm)結(jié)構(gòu)和材料特性

表三●引壓聯(lián)接方式

引壓形式壓力容室螺孔引入橢圓接頭螺孔引入一體化安裝平衡閥引入特征引壓管直接與壓力容室

的螺孔NPT1/4聯(lián)接引壓管通過橢圓接頭上的螺

孔NPT1/2與壓力容室聯(lián)接引壓管通過與其焊接的球形接

頭，與平衡閥及壓力容室聯(lián)接圖例適用范圍壓力變送器壓力變送器或差壓變送器差壓變送器附注1、在進(jìn)行壓力測量時(shí)，從取壓點(diǎn)引出的壓力信號(hào)，經(jīng)截止閥和螺紋接頭后，就可與變送器連接。

2、在進(jìn)行差壓測量時(shí)，需先將差壓信號(hào)通過平衡閥(一般為三閥組)，才能與變送器連接。接入平

衡閥的目的是為了在變送器的投運(yùn)過程中，既不產(chǎn)生單向過載壓力(即獲得平穩(wěn)的差壓信號(hào))，又

可在檢修時(shí)，切斷差壓信號(hào)，方便地拆下變送器。電氣連接

電子殼體的兩側(cè)有兩個(gè)NPT1/2內(nèi)螺紋孔，選擇一側(cè)作為電纜的引入口，另一側(cè)用螺塞密封，以防止塵埃和水氣的侵入。對(duì)于防爆型產(chǎn)品應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品說明書的要求，處理電纜引入口。

●材料表四結(jié)構(gòu)材料種類材料附注接液膜片隔離膜片316L、哈氏合金C、蒙耐爾合金、鉭1、根據(jù)接觸介質(zhì)的種類和腐蝕性強(qiáng)弱來選取不同的材料。

2、選用接液膜片材料，其耐腐性盡可能高于其它部位。遠(yuǎn)傳膜片316L、哈氏合金C、蒙耐爾合金、鉭、鎳200、鈦排氣/排液閥316、316L、哈氏合金C、蒙耐爾合金容室和橢圓接頭碳鋼鍍鉻、316、哈氏合金C、蒙耐爾合金接液“O形環(huán)”氟橡膠特點(diǎn)：具有優(yōu)異的耐高溫和耐化學(xué)介質(zhì)性能

適用介質(zhì)：石油基油類、雙酯基油、硅酯基油、硅油、鹵化烴類、精制磷酸酯、強(qiáng)酸（濃磷酸或硝酸）等

工作溫度：－29～＋260℃不宜用于氨類介質(zhì)丁腈橡膠特點(diǎn)：具有良好的耐油性，耐磨損，抗撕裂及較小的永久變形

適用介質(zhì)：石油基油、硅油、潤滑油、水和乙二醇等

工作溫度：－54～＋150℃

乙丙橡膠特點(diǎn)：耐熱、耐臭氧、耐自然老化、耐各類極性溶劑及水蒸汽

適用介質(zhì)：水、水蒸汽、磷酸酯類液壓油、中強(qiáng)酸、堿、酒精、極性化學(xué)介質(zhì)及六氟化硫等

工作溫度：－54～+180℃(水蒸汽中204℃）

氯丁橡膠特點(diǎn)：具有優(yōu)良的抗臭氧、耐天候性、耐油性和電性能

適用介質(zhì)：石油基油、氟里昂、中強(qiáng)酸、氨和硅酯類潤滑油

工作溫度：－54～+150℃適用于全成氨系統(tǒng)電子殼體低銅鋁合金，經(jīng)噴塑涂復(fù)

表蓋上“O形環(huán)”丁腈橡膠安裝支架及緊固件碳鋼鍍鋅、302不銹鋼用于濕熱和腐蝕環(huán)境時(shí)，應(yīng)選用不銹鋼。壓力容室聯(lián)接螺栓安裝形式

變送器的安裝方式有三類：一是借助于多種結(jié)構(gòu)的安裝支架（圖A～C），獨(dú)立安裝于測量對(duì)象之外，適用于DP、HP、DR、DP、GP和AP型；二是遠(yuǎn)傳裝置固定在測量對(duì)象上，而變送器主體借助于安裝支架進(jìn)行獨(dú)立安裝（圖D），適用于DP型遠(yuǎn)傳差壓變送器和GP型遠(yuǎn)傳壓力變送器；三是無安裝支架，變送器與測量對(duì)象聯(lián)體安裝（圖E），適用于LT和ST型液位變送器。D.管裝平支架(B3)，用于遠(yuǎn)傳變送器安裝E.無安裝支架，用于液位變送器聯(lián)體安裝安裝形式圖電路接線

變送器接線圖（1151系列）

3051系列智能變送器現(xiàn)場接線圖

變送器輸出為二線4～20mA.DC信號(hào)。

在輸出回路可接采樣電阻250Ω±0.1%，形成1～5V.DC電壓聯(lián)絡(luò)信號(hào)，在采樣電阻上可并接顯示，計(jì)算和調(diào)節(jié)等儀表（并聯(lián)儀