江蘇電容式差壓變送器

江蘇美安特自動(dòng)化儀表有限公司成立于2007年。是專一生產(chǎn)磁翻板液位計(jì)，玻璃管液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)，超聲波液位計(jì)，壓力變送器，液位變送器，各種儲(chǔ)罐液位計(jì)和壓力測(cè)量的自動(dòng)化儀表單位。是一家科研生產(chǎn)開(kāi)發(fā)一體化的綜合性企業(yè)。

江蘇電容式差壓變送器流程壓力通過(guò)隔離膜片和灌充液傳遞到δ室中心的傳感膜片，基準(zhǔn)壓力以同樣的方式傳遞到傳感膜片的另一側(cè)，傳感膜片的位移與差壓成正比。傳感膜片的位置由其兩側(cè)的電容極板來(lái)測(cè)定。傳感膜片和兩極板間的電容量大約是150PF。傳感器由一個(gè)振蕩器驅(qū)動(dòng)（其頻率大約是32kHz，振幅大約是V_P-P≈30V），然后通過(guò)解調(diào)器整流的。

1.2調(diào)節(jié)器和振蕩器

解調(diào)器由V₁~V₈二極管橋路組成，其作用是對(duì)振蕩器交流信號(hào)進(jìn)行整流。二極管橋路和量程溫度補(bǔ)償熱敏電阻放在傳感器組件內(nèi)，該熱敏電阻的補(bǔ)償作用是由安裝在電氣盒內(nèi)的電阻來(lái)控制的。振蕩器由電子元件及振蕩變壓器組成。其振蕩頻率取決于傳感器的測(cè)量電容和振蕩變壓器的繞組電感量。傳感器的測(cè)量電容隨壓力發(fā)生變化，因此其振蕩頻率也隨著發(fā)生微小的變化（大約為32kHz左右）

1.3 A/D轉(zhuǎn)換

A/D轉(zhuǎn)換電路采用16位低功耗集成電路，將解調(diào)器輸出的模擬量電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，提供給微處理器作為輸入信號(hào)。

1.4 微處理器

智能變送器的微處理器控制A/D和D/A轉(zhuǎn)換工作，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所處理，并作為數(shù)字存儲(chǔ)，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)間以及其它功能設(shè)定。

1.5 EEPROM存儲(chǔ)器

EEPROM存儲(chǔ)所有的組態(tài)，特性化及數(shù)字微調(diào)的參數(shù)，此存儲(chǔ)器為非易失性的，因此即使斷電，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍能完好保持，以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)智能通訊。

1.6 D/A轉(zhuǎn)換

D/A轉(zhuǎn)換將微處理器送來(lái)的經(jīng)過(guò)校正的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA模擬信號(hào)并輸出給回路。

1.7 數(shù)字通訊

通過(guò)一臺(tái)通訊器，對(duì)智能變送器進(jìn)行測(cè)試和組態(tài)。或者通過(guò)任意支持HART通訊協(xié)議的上位系統(tǒng)主機(jī)完成通訊。HART協(xié)議使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BELL202頻率相移鍵控（FSK）技術(shù)，以1200Hz或2000Hz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(guò)程不產(chǎn)生任何干擾。

1. 快速采樣計(jì)算的濾波方法

電容傳感器要求用交流電流去激勵(lì)出一個(gè)電容信號(hào)，交流電流由一個(gè)32kHz頻率的振蕩器產(chǎn)生。這一32kHz的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感器中的測(cè)量電容耦合至地。因?yàn)檫@種耦合方式，會(huì)使負(fù)載上可能出現(xiàn)一個(gè)附加電壓，其大小取決于所選擇的接地方式（見(jiàn)圖1-3）

5.2密閉容器的液位測(cè)量

    在密閉容器中，液體上面容器的壓力影響容器底部被測(cè)的壓力。因此，容器底部的壓力等于液面高度乘以液體的比重再加上密封容器的壓力。

    為了測(cè)得真正的液位，應(yīng)從測(cè)得的容器底部壓力中減去容器的壓力。為此，在容器的頂部開(kāi)一個(gè)取壓口，并將它接到變送器的低壓側(cè)，這樣容器中的壓力就同時(shí)作用于變送器的高低壓側(cè)，結(jié)果所得到的差壓就正比于液面高度和液體的比重的乘積了。

1）干導(dǎo)壓連接

    如果液面上面的氣體不冷凝，變送器低壓側(cè)的連接管就保持干的，這種情況稱為干導(dǎo)壓連接。決定變送器測(cè)量范圍的方法與開(kāi)口容器液位的方法相同。（見(jiàn)圖4-2）。

2）濕導(dǎo)壓連接

    如果液體上面的氣體出現(xiàn)冷凝，變送器低壓側(cè)的導(dǎo)壓管里會(huì)漸漸地積存液體，就會(huì)引起測(cè)量的誤差。為了消除這種誤差，預(yù)先用某種液體灌充在變送器的低壓側(cè)導(dǎo)壓管中，這種情況稱為濕導(dǎo)壓連接。

    上述情況，使變送器的低壓側(cè)存在一個(gè)壓頭，所以必須進(jìn)行負(fù)遷移（見(jiàn)圖4-3）。

濕導(dǎo)管連接舉例：

  設(shè)X為被測(cè)的zui低和zui高液位之間的垂直距離，X=2450mm。

  Y為變送器取壓口到zui低液位之間的垂直距離，Y=635mm。

  Z為充液導(dǎo)壓管頂端到變送器基準(zhǔn)線之間的距離，Z=3800mm。

  γ1為液體的比重，Y1=1。

  γ2為低壓側(cè)導(dǎo)管填充液的比重，Y1=1。

  h為被測(cè)液柱X所產(chǎn)生的zui大壓頭，單位為KPa。

  e為被測(cè)液柱Y所產(chǎn)生的zui大壓頭，單位為KPa。

  s為填充液柱Z所產(chǎn)生的壓頭，單位為KPa。

江蘇美安特生產(chǎn)的江江蘇電容式差壓變送器的核心是一個(gè)電容式壓力傳感器，稱為“δ”室（見(jiàn)圖1-2）。傳感器是一個(gè)*密封的組件，流程壓力通過(guò)隔離膜片和灌充液傳遞到傳感膜片引起位移。江蘇差壓變送器傳感膜片和兩電容極之間的差動(dòng)電容由電子部件轉(zhuǎn)換成二線制4-20mADC信號(hào)。