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新一代全智能电容式压力/差压变送器,传感器是采用引进技术生产的高精度小型
化智能传感器,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。以其*的性能
价格比,而成为变送器市场的主流产品。
可与 HT388 或罗斯蒙特 275 、 375 型手操器完成地址查寻、测试、组态等
操作。可以实现从控制室、变送器安装现场或回路中的任何接线端点与变送
器进行通信,完成远程调试。在进行远程通信时需注意:在接线端点和电源
之间必须有不小于 250 Ω的电阻。
手操器与变送器连接操作之前,请阅读说明书。
特点:
●由于采用了微处理器而使灵活性增大、功能增强;
●具有较强的自诊断能力;
●零点和量程调整互不影响;
’ ●兼有完善的远程和就地设定、调校功能;
●二线制,符合 HART 协议可与 HART 协议终端通信而不中断输出;
●采用数字化补偿技术对温度及静压进行补偿;
●稳定性能好,精度高,阻尼可调,抗单向过载能力强;
●无机械传动部件,维修工作量少,坚固抗振;
●全部通用件,方便维护;
●接触介质的膜片材料可选,可全天候使用;
第二章工作原理
智能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,
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。
2 . 2 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 ( 最多 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。
第三章技术性能及指标
3 . 1 技术性能
使用对象:液体、气体或蒸汽
测量范围:见选型规格表
输出信号: 4 ~ 20mAdc .输出,叠加 HART 协议数字信号 ( 两线制 )
电 源:外部供电 24V dc .,电源范围’ 12V ~ 45V
负载特性:
迁移特性:
在最小量程时,正迁移零点是 39 / 40 倍的量程上限值,负迁移
零点可以是量程下限值,压力变送器无负迁移。 ( 不管输出形式如何,
正负迁移后,其量程上、下限均不得超过量程的极限 )
温度范围:
电子线路板工作在 一 40~85 ℃;
敏感元件工作在 一 40 ~ 104 ℃;
储存温度 一 40 ~ 85 ℃;
带数字显示 一 25 ~ 70 ℃ ( 正常运行 ) ;
一 40 ~ 85 ℃ ( 无损坏 ) ;
相对湿度: O ~ 95 %
超压极限: DP 型,加 O( 压力 ) ~ 13MPa 压力变送器不损坏;正常工作压力在
3.4kPa( 压力 ) 至量程上限。
容积变化量:小于 0 . 16cm3
阻 尼:时间常数在 0 . 2 ~ 32 . 0s 之间可调。
启动时间: 3s ,不需预热。
3 . 2 性能指标
( 在无迁移、 316 不锈钢隔离膜片及其他标准测试条件下。 )
精度:± O.1 %,± 0.2 %
稳定性:量程范围的± 0 . 25 %/ 6 个月
温度影响:零点温度误差为量程的± 0.5 %/ 55 ℃
包括零点和量程的总温度误差为量程的± 1 . 0 %/ 55 ℃ .
注意:对于量程 3 温度影响误差加倍。
静压影响: (DP 型在线性输出时 ) 零点误差:加静压 140kgf / cm2 后,量程 4 、 5
的零点误差为量程范围的± 0 . 25 %,量程 3 、 6 、 7 、 8 的零点误
差为量程范围的± 0 . 5 %。这是系统误差,安装前可按实际静压
调校变送器零点,消防这个误差。
(HP 型在线性输出时 ) 零点误差:加静压 31.2MPa 后,零点误差小于
量程的± 2.0 %。这是系统误差,安装前可按实际静压调校变送
器零点,消除这个误差。
电源影响:小于输出量程的 0.005 %/ V 。
振动影响:在任意轴向上,频率为 200Hz ,误差为量程范围的± 0.05 %/ g.
负载影响:只要输出变送器的电压高于 12V ,在负载工作区内无负载影响。
安装位置影响:可生产不大于 13.25kPa 的零位误差,可通过校正消除这个
误差,对量程无影响;测量本体相对法兰转动无影响。
智能变送器说明书
3 . 3 结构指标
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, {{} 液阀: 316 不锈钢、哈氏合金 c 和蒙乃尔合金;
法兰和接头: 316 不锈钢、哈氏合金 c 和蒙乃尔合金:
“ O ”形圈:氟橡胶;
非接液件材料:
灌充液体:硅油;
螺栓:不锈钢、碳钢镀锌;
电气壳体:低铜铝合金;
“ O ”形圈:丁腈橡胶;
涂层:聚脂环氧树脂。
引压连接件:
法兰引压口 1 / 4 — 18NPT( 锥管螺纹 ) ;
接头引压口 1 / 2 — 14NPT( 锥管螺纹 ) ;
(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( 锥管螺纹 ) 导线管。
重 量: 3 . 5kg
智能变送器说明书
第四章组态及调校
HART~ 场通信协议是工业界广泛认可的标准,它是在传统的两线制 4 ~
20mAde 标准输出的基础上,在不干扰模拟信号输出的情况下,增加了数字通
信能力。 HART 现场通信协议在提供了现场总线的优点的同时,保留了传统的
4 ~ 20mAdc 模拟信号,是向后兼容的智能化仪表解决方案。
智能变送器是*符合 HAR 嘞议的智能变送器。和其他 HART 设备一样
具有双向的 HART 远程通信功能。主变量可由 4 ~ 20mAdc 模拟信号传递也可通
过 HART 通信来完成,另外的过程参数、组态、校准及诊断功能都可 I~IHART
通信来完成,且不影响 4 ~ 20mAdc 模拟信号传递。
(sF 系统手动按键操作仪表调校方法另外提供 )
4 . 1 远程调校指令图
使用手操器都可对变送器进行调校。其调校指令树形图如下:
智能变送器说明书
4 . 2 使用手操器进行远程调校
通过对本节的阅读用户可在较短的时间内完成对 HART 协议智能压力变
送器的简单调试。
4 . 2 。 1 准备工作
1 .调校设备: 24v 直流稳压电源,高精度万用表 ( 四位半以上精度 ) , HT388
手操器,负载电阻和标准压力源。
2 .按如下图所示,连接变送器调试电路。
3 .检查电路连接正确后,打开直流稳压电原。
4 .检查电流表输出是否正常,输出正常后打开 HT388 手操器。输出不正常,
检杏变送器连接电。路。
负载电阻
智能变送器调校试验室接线示意图
5 . HT3 88 手操器自动搜索在线变送器,搜索到变送器后,按 Ente 罐进入
变送器调校。未搜索到变送器,检查变送器连接电路,或按 HT388 手操
器提示,查询非零地址仪表。
智能变送器说明书
4 . 2 . 2 与输出有关参数的设定
查寻到在线仪表的地址后,按 Ente 罐进入变送器调校功能选择。选择
“ 2 .组态”,出现如下界面:
进人组态功能,在这里组态功能分两个分支,一个“与输出有关参数,,另
外一个“与输出无关参数”;用光标选择后,按“ Enter ’’键进入。这里“与输
出有关参数”包括:工程单位、零点量程的设定、输出型式的选择 ( 线性或开
平方输出 ) 以及阻尼的设定。 “与输出无关参数”包括:工位号、描述符、日期、
信息等与输出无关的参数。
4 · 2 · 2 . 1 选择工程单位,选择“与输出有关参数”功能,按 Ente 罐出现如下
界面:
用 T T 键选择工程单位,按 Enter 确认选择的单位,进入变送器量程范围设
定。此时显示为上次组态参数,如下图
4 · 2 . 2 . 2 量程范围设定,该功能是的组态功能,如上图需要修改量程
范围请按修改键进入如下界面:
智能变送器说明书
远程修改量程范围的方法有两种: 1 .用键盘进行数字设定; 2 .用标准压力
源设定。用键盘设定:选择用键盘输入,按 Enter 界面如下:
按 Enter 不进行修改,进入量程设定;按修改键,进入零点值修改,按界
面提示输入零点值。再按 Ente 世入量程设定。量程设定与零点设定方法相同。
用标准压力源没定:选择用标准源设置,按 Enter 界面如下:
用标准压力源没定是将实际的压力输入值设置为零点值 ( 或量程 ) 值,
在进入修改时, HT388 手操器首先读出该点的压力值,如上图,按修改键零
点将被修改为当前的压力值 ( 不需要输入数字,当零点改变时,量程值会随着平移 ) 。量
程的标准源修改方法与零点修改方法相同。
4 . 2 . 2 . 3 输出型式设定
量程范围的设定完成后,自动进入输出型式设定,如上图。用 t l 键选
择输出型式,按 Enter 确认选择,进入变送器阻尼设定。
4 2 2 4 阻尼时间设定
需修改阻尼时间按修改键进入阻尼时间修改,否则,按 Enter 返回组态
主菜单,与输出有关的参数组态完毕。
输入阻尼值,按 Enter 返回组态主菜单,与输出有关的参数组态完毕。
4 . 2 . 3 与输出无关的参数的设定
与输出无关的参数主要是变送器的信息参数,包括工位号、描述符、日期、
信息、指示表、法兰材料、 O 型圈材料、排气排液阀材料、灌充液、隔离膜片
材料、远传装置情况等,主要描述变送器的记忆性信息,与变送器的输出稳定智能变送器堂舅主
性无关。设定方法参考 HT388 用户手册。
4 3 变送器现场调校说明
智能变送器除了具有远程调校方式外,还具有现场调校方式。
仪表的现场零点和量程组态调节可通过按键… S ’、“ z ”来完成,施加测
量下限的压力,等压力稳定后,同时按… S ’、… Z ’. 10 秒后进入现场零点
组态模式。按下… Z ’,仪表将当前施加的压力调协为量程下限,仪表将输出
4mAo 施加测量上限的压力,等压力稳定后,同时按下… S ’、“ z ” 10 秒钟
后进入量程组态模式,按下… S ’,仪表将当前施加的压力设置为量程上限。
如果仪表工作在单点模式,仪表将输 ~20mA .
特别注意:
●每进入零点和量程现场组态模式一次只能进行一次 ( 零点或量程 ) 设定。同时修改零点
、量程 需要进入该模式两次。
●选择磁棒调节功能的变送器磁棒使用方法与按键“ s ”、“ z ”*相同,相当外置按键。
●实现现场调零按‘… C 键 10 秒可以进行零点重新校准。
●在变送器输出与使用方标准出现差异时,选用 HT388 手操器和相应的压力校验设备,
由专业技术人员进行重新校定或其它调整。
智能变送器说明书
第五章安装使用
流量、液位或压力的测量准确度,很大程度上取决于送变器和引压管的正确安装。对于
流量测量精度,与正确安装一次测量元件有很大的关系。
考虑到工艺流程和经济因素,流量和液位变送器经常只能安装在恶劣环境中。然而,变
送器应尽量安装在温度梯度和温度波动小的地方,同时要避免振动和冲击。
5 . 1 安装
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① 50mm 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 ( 见 LT 变送器外形尺寸图 ) 。
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,最后再拧紧下螺栓。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。
5 . 2 引压管的安装
变送器相对流程管道的正确位置依赖于被测介质。为了选定安装位置、
应考虑下面几点:
1 .腐蚀或过热的介质不能与变送器直接接锊触;
2 .防止渣子在引压管内部沉积;
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3 .尽可能短地使用引压管;
4 .两引压管里的液压高度应保持平衡;
5 .引压管应装在温度梯度和波动小的地方;
测量气体压力时,引压管应装在管道的顶部或侧面,变送器应装在侧面取压口的上方以
便液体排人流程管道。
测量液体压力时,引压管应装在流程管道的侧面以避免渣子沉积。变送器装在侧面取压
口下方,以便气体排人流程管道。
测量蒸气压力时,引压管应安装在管道侧面,而变送器应装在取压口的下方,以便冷凝
液流入引压管。
使用侧面有排气用 } 液阀的变送器,取压口要装到流程管道的侧面。工作介质为液体时,
排气/ {{} 液阀装在法兰的上部以便排出气体;工作介质为气体时,排气/ {j} 液阀装在
法兰的下部以便排出液体;法兰转动 180 。,侧面排气, jj} 液阀就从上部转到下部。注意
,测量蒸汽或其它高温介质时,与变送器接触的介质温度不能超过其使用的温度极限。
测量蒸汽时,引压管内内要充满水,防止蒸气与变送器直接接触。由于变送器的容积变化
量很小,故不需要冷凝器。
连接变送器与被测量介质取压口的管路是压力的传输通道,在压力传递过程中,引起误差
的原因如下:
1 .压力的泄漏
2 .引压管道的摩擦损失
3 .液体介质的管路中积集气体
4 .气体介质的管路中积集液体
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5 . 3 引压管与变送器连接注意事项:
气体场合 蒸汽场合 液体场合
1 .使用尽量短的引压管
2 .过程流体是气体时,要求安装引压管按垂直向上或垂直向上方向的 45 。之
内连接到流程管道。
3 .过程流体是液体时,要求安装引压管按水平方向或水平方 ~IfiJ-F'45 。之内
连接到流程管道。
4 .过程流体是蒸汽时,要求安装引压管按水平方向或水平方向 ~_E45 。之内
连接到流程管道。
5 .为避免磨擦的影响,并防止堵塞,使用足够大的口径的引压管。
6 .确保所有的气体从液体介质引压管中排除,气体介质测量容室内无液体。
* 在高压测量时,引压管要有足够的强度耐高压。
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5 . 4 接线
电源信号端子位于电气壳体内的
接线端子侧。接线时,将接线端子侧
( 标有 FIELD TERMINAL) 端盖拧开,
接线端子图如图 5 — 2 所示,左侧端
子是电源信号端子,右侧端子是测试
腻验 ) 或电流指示表连接端子,用 V2
或 V3 选件后,也可用做毫伏输出端子
fI~15) 。测试端子有与电源信号端子有
图 5 . 2 接线示意图
相同的电流信号 4~20mAdc .;。巴用于
连接指示仪表或测试用。电源是经过信号线供给到变送器,不需要附加电源线。注意,
不要把电源信号线接到测试腻验 ) 端,否则,就会烧坏二级管。如果万一烧坏,为了使
变送器正常工作,可通用应急办法将两测试端子短接。变送器的信号线不需要屏蔽,但用两
根扭在一起的双绞线。信号线不要与其它设备的电源线一起通过导线管或明线槽,
也不可在大功率设备附近穿过。电气壳体上的接线孔应当密封 ( 用密封件 ) ,以防在电气壳体
内积水。如果接线孔不能密封,电气壳体应朝下安装,以便排出内部积水。信号线司以浮地
或在信号回路中任何一点单点接地。变送器壳体可以接地或不接地。电源稳压要求不高,即
使电源电压波动 IV ,对输出信号的影响也可忽略不计。由于变送器是电容耦合接地,检查绝
缘电阻不能使用高压兆欧表。线路检查只准用不大 100v 的兆欧表进行测试。输出电流在 4 ~ 20mAdc
.的变送器输 H{ 电流不超过 23mAdc .。
智能变送器说明书
5 . 5 危险场所安装
为使安装的变送器保持防爆功能,必须注意下述事项 ( 详见防爆说明书 ) 。
1 .盖子必须拧紧,保证最少啮合 6 扣,不得损坏螺纹。
2 .传感器与电气壳体的连接部位,最少啮合 6 扣,且不能有损坏螺纹。
3 .接线孔必须用合适密封件密封。
4 .如果壳体上另一个接线孔不用,必须用带螺纹的金属塞塞住,最少啮合 6 扣。
5 .电气壳体的电路侧和接线侧之间的密封层不得损坏,接线端子都必须完好。
外形尺寸 (GP / AP / DP / HP 型 )
┏━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━┓
┃量程代号 ┃ 3 , 4 , 5 ┃ 6 , 7 ┃ 8 ┃
┣━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━┫
┃ M(mm) ┃ 54 ┃ 56 ┃ 57 ┃
┗━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━┛
注: t 为法兰厚度; m 1 法兰外径;① 2 螺栓分布直径;西 3 螺栓孔径;
m4 膜片密封外径; m 5 插入筒外径