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九款變送器的對(duì)比及選擇應(yīng)用

傳感器和變送器在石化行業(yè)的儀表和工業(yè)自動(dòng)化中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。與傳感器不同，發(fā)射器除了將非電力轉(zhuǎn)換為可測量的電力之外，通常還具有一定的放大率。本文簡要介紹了各類發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)供用戶選擇。

一、集成溫度變送器
　　集成溫度變送器通常由溫度探頭（熱電偶或RTD傳感器）和雙線固態(tài)電子單元組成。溫度探頭以固體模塊的形式直接安裝在接線盒中，形成集成的變送器。集成溫度變送器通常分為兩種類型：熱電阻和熱電偶類型。
　　熱阻溫度變送器由參考單元，R / V轉(zhuǎn)換單元，線性電路，反向連接保護(hù)，限流保護(hù)，V / I轉(zhuǎn)換單元等組成。在溫度測量熱敏電阻信號(hào)被轉(zhuǎn)換和放大后，溫度和電阻之間的非線性關(guān)系由線性電路補(bǔ)償，并且在V之后輸出與測量溫度成線性的4-20mA的恒定電流信號(hào)。 / I轉(zhuǎn)換電路。
　　熱電偶溫度變送器一般由參考源，冷端補(bǔ)償，放大單元，線性化處理，V / I轉(zhuǎn)換和斷開組成。它由電路單元組成，如處理，反向保護(hù)和限流保護(hù)。它是通過冷端補(bǔ)償補(bǔ)償熱電偶產(chǎn)生的熱電勢，然后通過線性電路消除熱電勢和溫度的非線性誤差，最后放大并轉(zhuǎn)換成4-20 mA電流輸出信號(hào)。為了防止由熱電偶測量中的電流斷裂引起的溫度控制失效引起的事故，變送器還具有斷電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶斷開或連接不良時(shí)，變送器將輸出最大值（28mA）以關(guān)閉電源。
　　該集成溫度變送器結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省引線，輸出信號(hào)大，抗干擾能力強(qiáng)，線性度好，顯示儀表簡單，固體模塊抗震防潮，反接保護(hù)，限流保護(hù)，運(yùn)行可靠。
　　集成溫度變送器的輸出為均勻的4至20 mA信號(hào);它可以與微電腦系統(tǒng)或其他傳統(tǒng)儀器一起使用。它也可以制成防爆或防火測量儀器。
   

二、壓力變送器
　　壓力變送器也稱為差動(dòng)變送器，主要由稱重傳感器，模塊電路，顯示頭，殼體和過程連接組成。它可以將接收到的氣體，液體和其他壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流和電壓。信號(hào)提供給輔助儀器，如報(bào)警裝置，記錄儀，調(diào)節(jié)器等，用于測量，指示和過程調(diào)整。
　　壓力變送器的測量示意圖如圖3所示。測量原理是過程壓力和參考?jí)毫Ψ謩e作用于集成硅壓敏元件的兩端，壓差導(dǎo)致硅晶片變形（位移很小，只有μm級(jí)），因此硅晶片是由半導(dǎo)體技術(shù)制成的。全動(dòng)態(tài)惠斯通電橋輸出與外部電流源驅(qū)動(dòng)的壓力成比例的mV電平電壓信號(hào)。由于硅材料的優(yōu)異強(qiáng)度，輸出信號(hào)的線性度和變化指數(shù)高。在操作中，壓力變送器將測量的物理量轉(zhuǎn)換為mV級(jí)電壓信號(hào)，并將其發(fā)送到具有高放大系數(shù)的差分放大器，以抵消溫度漂移。通過電壓和電流轉(zhuǎn)換將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流信號(hào)，然后進(jìn)行非線性校正，最后產(chǎn)生與輸入壓力線性對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電流電壓信號(hào)。
　　根據(jù)壓力范圍，壓力變送器可分為普通壓力變送器（0.001MPa~20MP3）和差壓變送器（0~30kPa）。

三、液位變送器

1、浮球式液位傳動(dòng)設(shè)備
　　浮子式液位變送器由磁浮子，測量管，信號(hào)單元，電子單元，接線盒和安裝件組成。
　　通常，磁性浮子具有小于0.5的比重并且可以漂浮在液體表面上方并且沿著測量導(dǎo)管上下移動(dòng)。測量管配有測量元件，可將測得的液位信號(hào)轉(zhuǎn)換為與外部磁場作用下液位變化成比例的電阻信號(hào)，并將電子單元轉(zhuǎn)換為4-20 mA或其他標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。變送器為模塊電路，具有耐酸，耐濕，抗沖擊，耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。該電路包含恒流反饋電路和內(nèi)部保護(hù)電路，使最大輸出電流不超過28 mA，從而可靠地保護(hù)電源并啟用輔助儀表不會(huì)損壞。
2、浮球式液位變送器
　　浮子式液位變送器將磁性浮子轉(zhuǎn)換為浮子，浮子根據(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計(jì)。浮子式液位變送器采用小金屬膜應(yīng)變傳感技術(shù)來測量液體的液位，邊界或密度�？梢酝ㄟ^按下工作按鈕來執(zhí)行常規(guī)設(shè)置操作。
3、靜壓或液位變送器
　　變送器利用靜水壓力的測量工作。 它通常使用硅壓力傳感器將測量的壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后由放大器電路放大并由電路補(bǔ)償，最后以4到20mA或0到10mA的電流輸出。

四、電容式液位變送器
　　電容式液位變送器適用于工業(yè)企業(yè)測量和控制生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)過程。它主要用于長距離連續(xù)測量和指示導(dǎo)電和非導(dǎo)電介質(zhì)的液位或粉狀固體材料水平。
　　電容式液位變送器由電容式傳感器和電子模塊電路組成。它基于雙線4-20mA恒流輸出。轉(zhuǎn)換后，可以以三線或四線模式輸出。輸出信號(hào)形成1~標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，如5V，0~5V，0~10mA。電容式傳感器由絕緣電極和包含測量介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當(dāng)材料水平升高時(shí)，由于非導(dǎo)電材料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，因此電容隨材料的高度而變化。變送器的模塊電路由參考源，脈沖寬度調(diào)制，轉(zhuǎn)換，恒流放大，反饋和電流限制組成。采用脈沖寬度調(diào)制原理的優(yōu)點(diǎn)是頻率低，射頻干擾周圍元件，穩(wěn)定性好，線性度好，無明顯溫度漂移。

五、超聲波發(fā)射器
　　超聲波發(fā)射器分為通用超聲波發(fā)射器（無頭）和集成超級(jí)兩種類型的聲波發(fā)射器，集成超聲波發(fā)射器更常用。
　　集成超聲波變壓器由儀表頭（例如LCD顯示器）和探頭組成。直接輸出4-20 mA信號(hào)的變送器組裝了微型傳感器（探頭）和電子電路。使音量更孝，更輕，更便宜。超聲波發(fā)射器可用于液位。測量水平和流量測量，如明渠，明渠等，并可用于測量距離。

六、銻電極酸度變送器
　　銻電極酸度變送器是一種集PH檢測，自動(dòng)清洗和電信號(hào)轉(zhuǎn)換于一體的工業(yè)在線分析儀器。它是由氪電極和參比電極組成的PH值測量系統(tǒng)。在待測試的酸溶液中，在鉭電極的表面上形成三氧化鉭氧化物層，從而在金屬鉭表面和三氧化鉭之間形成電位差。該電位差的大小取決于三種氧化鈰的濃度，其對(duì)應(yīng)于所測試的酸性溶液中的適量氫離子。如果將鉍，三氧化銻和水溶液的適當(dāng)性視為1，則可以通過能斯特公式計(jì)算電極電位。
　　銻電極酸度變送器中的固體模塊電路由兩個(gè)主要部分組成部分組成。為了現(xiàn)場功能的安全性，電源部分使用AC 24V為二次儀表供電。除了為清潔電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源之外，該電源還應(yīng)由電流轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的DC電壓，以用于傳輸電路。第二部分是測量傳感器電路，它放大來自傳感器的參考信號(hào)和pH酸度信號(hào)，并將其發(fā)送到斜率調(diào)節(jié)和定位調(diào)節(jié)電路，以減少和調(diào)節(jié)信號(hào)的內(nèi)阻。放大的PH信號(hào)和溫度得到補(bǔ)償
　　在疊加信號(hào)之后，將其發(fā)送到轉(zhuǎn)換電路，最后將對(duì)應(yīng)于PH值的4-20mA恒定電流信號(hào)輸出到次級(jí)儀表以完成顯示并控制pH值。

七、酸，堿，鹽濃度變送器
　　酸，堿和鹽濃度變送器通過測量溶液的電導(dǎo)率來確定濃度。它可以連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液中酸，堿和鹽的濃度。這種變送器主要用于鍋爐給水處理，化學(xué)溶液制備和環(huán)保工業(yè)生產(chǎn)過程。
　　酸，堿，鹽濃度變送器的工作原理是：在一定范圍內(nèi)，酸堿溶液的濃度與電導(dǎo)率成正比。因此，只要溶液溶解即可液體電導(dǎo)率的大小可以稱為酸和堿的濃度。當(dāng)測量的溶液流入專用電導(dǎo)池時(shí)，如果忽略電極極化和分布電容，則它可以等效于純電阻。當(dāng)恒定電壓交流電流流動(dòng)時(shí)，輸出電流與電導(dǎo)率呈線性關(guān)系，電導(dǎo)率與溶液中的酸和堿濃度成正比。因此，只要測量溶液電流，就可以計(jì)算出酸，堿和鹽的濃度。
　　酸，堿和鹽濃度變送器主要由電導(dǎo)池，電子模塊，顯示頭和殼體組成。電子模塊電路由激勵(lì)電源，電導(dǎo)池，電導(dǎo)放大器，相敏整流器，解調(diào)器，溫度補(bǔ)償，過載保護(hù)和電流轉(zhuǎn)換組成。

八、電導(dǎo)率變送器
　　它是一種流量計(jì)（集成變送器），通過測量溶液的電導(dǎo)來間接測量離子濃度。它可以在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導(dǎo)率。
　　由于電解質(zhì)溶液是與金屬導(dǎo)體相同的良好導(dǎo)電體，因此電流必須流過電解質(zhì)溶液并且必須符合歐姆定律。但是，液體的電阻溫度特性與金屬導(dǎo)體的電阻溫度特性相反，并具有負(fù)溫度特性。為了將其與金屬導(dǎo)體區(qū)分開，使用電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。表示電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)）或電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）。 當(dāng)兩個(gè)相互絕緣的電極構(gòu)成電導(dǎo)池時(shí)，如果待測溶液置于其間并且通過恒定電壓的交流電流，則形成電流回路。 如果電壓幅度和電極尺寸是固定的，則回路電流和電導(dǎo)率之間存在一定的函數(shù)關(guān)系。 因此，通過測量流過待測溶液的電流，可以測量待測溶液的電導(dǎo)率。
　　電導(dǎo)發(fā)射器的結(jié)構(gòu)和電路與酸，堿和鹽濃度變送器的結(jié)構(gòu)和電路相同。

九、智能變送器
　　智能變送器由傳感器和微處理器（微型計(jì)算機(jī)）構(gòu)成。它充分利用了微處理器的計(jì)算和存儲(chǔ)功能，可以處理傳感器數(shù)據(jù)，包括測量信號(hào)的調(diào)節(jié)（如濾波，放大，A / D轉(zhuǎn)換等），數(shù)據(jù)顯示，自動(dòng)校正和自動(dòng)補(bǔ)償。
　　微處理器是智能變送器的核心。它不僅可以計(jì)算，存儲(chǔ)和處理測量數(shù)據(jù)，還可以通過反饋回路調(diào)整傳感器，以優(yōu)化收集的數(shù)據(jù)。由于微處理器具有各種軟件和硬件功能，因此可以完成傳統(tǒng)發(fā)射器難以完成的任務(wù)。因此，智能變送器降低了傳感器的制造難度，并在很大范圍內(nèi)提高了傳感器的性能。此外，智能變送器還具有以下功能：
①具有自動(dòng)補(bǔ)償功能，傳感器可自動(dòng)補(bǔ)償傳感器的非線性，溫度漂移和時(shí)間漂移。
②自我診斷，傳感器上電后可自行測試，檢查傳感器部件是否正常并作出判斷。
③根據(jù)內(nèi)部程序，數(shù)據(jù)處理方便準(zhǔn)確自動(dòng)處理數(shù)據(jù)，例如統(tǒng)計(jì)處理，異常值的刪除等。
④具有雙向通訊功能。 微處理器不僅接收和處理傳感器數(shù)據(jù)，還將信息反饋給傳感器以調(diào)整和控制測量過程。
⑤可以存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)和存儲(chǔ)器，并且可以存儲(chǔ)傳感器特性數(shù)據(jù)，配置信息和補(bǔ)償特性。
⑥具有數(shù)字接口輸出功能，輸出數(shù)量可以