中核總公司405廠計(jì)量站  溫?zé)?/p>

　　一、智能壓力變送器

　　1.通用的智能壓力變送器的原理框圖(見圖1)
　　在圖1中，變送器由傳感組件和電子組件組成。傳感組件選用高精度的電容傳感器，過程壓力通過隔離膜片及灌充液傳送到電容中心膜片上，中心膜片與兩邊固定電容極板形成一差動(dòng)電容，與過程壓力差成正比。電容室為激光封焊，并在機(jī)械、電子和熱力上獨(dú)立于過程介質(zhì)及外部環(huán)境。電容室移到電子罩頸部，遠(yuǎn)離法蘭，可達(dá)到機(jī)械和熱力上的隔離。在變送器的生產(chǎn)過程中，所有傳感器要經(jīng)過壓力和溫度的循環(huán)測(cè)試，由此產(chǎn)生正確的溫度校正系數(shù)，存入傳感組件的存儲(chǔ)器中。變送器工作時(shí)，傳感組件將差壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，此數(shù)字量信息連同傳感器組件存儲(chǔ)器中的校正系數(shù)一并送入電子組件模塊。電子組件有一塊信號(hào)板，上面有一微處理器，由微處理器對(duì)組件的信息進(jìn)行處理，最后由D/A輸出(4～20)mA的電流信號(hào)。電子組件的另一個(gè)重要功能是完成與DCS或HART手操器的雙向數(shù)字通信，使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)BELL202頻率移動(dòng)鍵控(FSK)技術(shù)，即在模擬輸出直流電流信號(hào)上疊加一個(gè)0.5mA的雙音頻信號(hào)來完成遠(yuǎn)程通信。    

圖1  通用的智能壓力變送器原理框圖

　　2.HART協(xié)議智能壓力變送器
　　(1)HART協(xié)議即(HIGHWAY ADDRESSABLE REMOTE TRANSDUCER)可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速公路。在由(4～20)mA模擬信號(hào)制標(biāo)準(zhǔn)向現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)過渡的時(shí)期內(nèi)，各大儀表生產(chǎn)企業(yè)紛紛推出一些自己制定的標(biāo)準(zhǔn)，其中HART協(xié)議具有較大的影響和市場(chǎng)。

　　HART協(xié)議采用頻移鍵控FSK原理，它基于BELL202通信標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字信號(hào)用兩個(gè)頻率表示:1200Hz代表邏輯“1”，2200Hz代表邏輯“0”。由于在通信時(shí)頻率信號(hào)平均分量為0，不會(huì)影響模擬信號(hào)的傳輸，因此可將這兩個(gè)頻率的正弦波疊加在(4～20)mA直流模擬信號(hào)上，同時(shí)可以利用同一電纜，用數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)雙向多信息傳輸，從而具有修改量程、阻尼時(shí)間、PID參數(shù)等功能，可提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和管理效率。    

　　二、智能壓力變送器的檢定

　　智能壓力變送器的檢定國(guó)家暫時(shí)沒有檢定規(guī)程,現(xiàn)在一般按照普通壓力變送器的檢定規(guī)程進(jìn)行檢定,除按國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程所規(guī)定的項(xiàng)目如:外觀、密封性、絕緣電阻等外，主要是在變送器的調(diào)校上。由于我廠現(xiàn)在使用的基本上是電動(dòng)兩線制變送器，其檢定示意圖如圖2所示:
    

圖2  電動(dòng)兩線制變送器檢定示意圖

　　3.智能壓力變送器的調(diào)校
　　(1)智能壓力變送器的調(diào)校就沒有傳統(tǒng)壓力變送器調(diào)校復(fù)雜，它的量程調(diào)整并不影響零位的變化，調(diào)校起來比較簡(jiǎn)單，下面以上海FOXBORO智能壓力變送器IGP10-I為例簡(jiǎn)要進(jìn)行介紹。假設(shè)所要校驗(yàn)的量程為(0～25)kPa，調(diào)校步驟如下:
　　上電顯示在線模塊，按NEXT鍵進(jìn)入CALIB模塊，再按ENTER鍵進(jìn)入校驗(yàn)菜單。
　　當(dāng)菜單顯示ZERO時(shí)，對(duì)變送器輸入壓力信號(hào)為0(即ΔP=0kPa)，按ENTER，顯示ZEROED表示完成零位調(diào)整。
　　按NEXT鍵進(jìn)入SPAN即量程調(diào)整，在變送器的高壓側(cè)輸入壓力信號(hào)25kPa(即ΔP=25kPa)，按ENTER鍵，顯示SPANED表示完成量程調(diào)整。    

　　三、工作中的典型故障檢修

　　智能壓力變送器的故障檢修由于其采用了微處理器程序化設(shè)計(jì)，往往在顯示屏上直接顯現(xiàn)出錯(cuò)信息。例:上海福克斯波羅公司生產(chǎn)的IAP和IGP系列變送器有故障時(shí)，在顯示屏上顯示出錯(cuò)信息如下:

　　1.OVER RNG表示正常計(jì)算的結(jié)果比校驗(yàn)量程大2%以上
　　原因分析及檢修方法:
    (1)過量程輸入:正確輸入條件；
    (2)量程校驗(yàn)壞:重新校驗(yàn)量程；
    (3)傳感器故障或損壞:替換傳感器。

　　2.UND RNG表示正常計(jì)算的結(jié)果比校驗(yàn)的零位大2%以下
    原因分析及檢修方法:
    (1)低范圍輸出:正確輸入條件；
    (2)零位校驗(yàn)壞:重新校驗(yàn)量程；
    (3)傳感器故障或損壞:替換傳感器。

　　3.BAD IN1正常壓力輸入超出極限
    原因分析及檢修方法:
    (1)過范圍或低范圍輸入:正確輸入條件；
    (2)校驗(yàn)壞:重新校驗(yàn)變送器；
    (3)傳感器故障或損壞:替換傳感器。

　　4.BAD ZERO在操作ZERO、CAL LRV或EXTERNAL ZERO期間，導(dǎo)致超出范圍值
    原因分析及檢修方法:
    (1)在操作期間應(yīng)用壓力太高；
    (2)不規(guī)則校驗(yàn)的建立。

　　5.BAD SPAN在操作CAL URV期間，導(dǎo)致超出范圍值
    原因分析及檢修方法:
    (1)在操作CAL URV期間應(yīng)用的壓力太低；
    (2)不規(guī)則校驗(yàn)的建立。    

　　四、結(jié)束語

　　就目前電子技術(shù)和儀表技術(shù)的發(fā)展方向來看，數(shù)字化是發(fā)展必然趨勢(shì)；從信號(hào)的演變看，帶有微處理器的智能化現(xiàn)場(chǎng)變送器是發(fā)展的必然趨勢(shì)。尤其是近幾年的微機(jī)械加工技術(shù)(MEMS)和微電子技術(shù)，使敏感元件與信號(hào)調(diào)理電路一體化，傳感與變送功能合一成為現(xiàn)實(shí)。溫度和壓力合二為一的多參數(shù)變送器，是今后智能變送器的又一發(fā)展趨勢(shì)。