MEASUREMENT PRINCIPLE
测量原理
= 传感元件(机电转换)+ 微处理器(数字补偿与通信),其"智能"体现在数字补偿、远程组态、自诊断三大能力。
1.1 测量链路(以金属电容式 3051 为例)
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过程压力经高低压侧隔离膜片 + 灌充液(硅油/惰性油)传递至中心测量膜片;
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测量膜片是张紧的弹性元件,最大位移仅 0.1mm(0.004 英寸),位移与压差成正比;
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测量膜片与两侧固定电容极板构成差动电容,位移引起电容差值变化;
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电子线路检测电容变化,经放大、A/D 转换送入微处理器;
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微处理器完成线性化、温度补偿、静压修正后,输出 4~20mA + HART 数字信号。
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低压室通大气 → 测表压(GP);
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低压室抽真空并密封 → 测绝压(AP);
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高低压室分别取两点压力 → 测差压(DP),配合节流装置测流量、配合差压法测液位。
1.2 四大主流传感技术路线
1.3 "智能"的核心能力
数字补偿
内置温度传感器与静压传感器,对温漂、静压误差、非线性逐台进行数字化修正,这是其精度远超机械表的根本原因;
远程组态
通过 HART 手操器(如 475)或 AMS/PRM 设备管理软件,远程修改变送器量程、单位、阻尼、故障模式;
自诊断
回路完整性诊断、引压管堵塞检测、膜片状态监测,可在影响工艺前发出预警。
| 技术路线 | 原理 | 代表产品 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 金属电容式 | 膜片位移改变差动电容 | 罗斯蒙特 3051 | 精度 0.075%、量程比 100:1~150:1、成熟稳 定,全球装用量最大 |
| 单晶硅谐振 式 | 硅谐振梁固有频率随压力变 化,输出频率信号 | 横河 EJA | 长期稳定性极佳(±0.1%/10 年)、抗过压强、 频率信号抗干扰 |
| 单晶硅压阻 式 | 硅膜片上扩散应变电阻,压阻 效应 | 国产主流(川仪 PDS、 中控等) | 精度 0.075~0.1%、性价比高、响应快 |
| 扩散硅/蓝 宝石式 | 蓝宝石应变电阻,耐高温 | 特殊高温场合 | 介质温度可达 200℃ 以上 |