摘要：本文涉及智能壓力變送器在室外液體環(huán)垅下的工作調(diào)節(jié).包括探頭的安裝位置、探頭材質(zhì)、引線材質(zhì)與連接方式以及數(shù)據(jù)處理模塊的保護措施等。本文涉及的智能壓力變送器主要包括測量傳感器頭、連接線或桿、數(shù)據(jù)處理模塊組成，連接方式的多樣性保證了儀表在各種瀏童環(huán)境中的適應性。在數(shù)據(jù)處理模塊采用基于HART與485技術的通訊方式，大大增加了智能壓力設備傳愉范圍。智能壓力變送器在液位測童中的應用推動智能設備在居民日常生活領域的拓展，提高生活質(zhì)量，引領智能技術進步發(fā)展。
傳感器技術的發(fā)展推動了以傳感器技術為基礎的智能測量儀表的進步，不同測量環(huán)境的需求促進了智能壓力變送器在不同場合中的應用發(fā)展，在液體中的應用開拓了智能壓力變送器的新時代。越來越多的液位測量項目對智能壓力變送器的性能要求不斷提高，防腐蝕材料、隔膜技術的引進更加拓寬了智能壓力變送器的應用非常規(guī)領域，智能壓力變送器的應用省去了傳統(tǒng)抄表技術的繁瑣，推動生產(chǎn)生活的自動化進程。
1、壓力儀表現(xiàn)實應用環(huán)境
本文涉及的智能壓力變送器，采用擴散硅壓阻式壓力傳感器，模擬量輸出，具有HART協(xié)議，量程lm-loom，輸出4-20mA的電流顯示，具有溫度影響小、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點。其可應用于工業(yè)生產(chǎn)和科研過程中與儀表材質(zhì)兼容的液體靜壓液位的連續(xù)測量，尤其適用于水處理過程中的儲水罐、水池、深井的液位測量。
智能壓力變送器的系統(tǒng)搭建是集計算機技術與智能數(shù)據(jù)處理技術和數(shù)據(jù)通信技術為一體的儀表小型工作組，結(jié)構(gòu)圖1如下:
2、核心技術
2.1傳感器
擴散硅是一種受到擠壓后電阻值會發(fā)生改變的材料。SC系列擴散硅壓力變送器有兩種形式:一種是在膜片后面放一塊擴散硅，膜片受壓后擴散硅阻值改變，通過測量阻值并轉(zhuǎn)換成標準信號輸出，這種變送器壽命較低，且精度、穩(wěn)定性不太好。沒有差壓類型。另一種是將擴散硅結(jié)合在測量膜片中，組成一個電橋，圖2所示，成型后從中挑選4個參數(shù)一致的組成電橋，工作時橋臂電阻改變，橋路輸出經(jīng)轉(zhuǎn)換形成標準信號輸出。利用電橋原理可以形成極強的抗漂移、抗外部干擾的能力。工作時膜片置于不同的腔室中可接受差壓、絕壓、表壓信號。這種三暢變送器抗干擾能力，壽命和精度指標都比較高。
2.2數(shù)據(jù)處理模塊
在生產(chǎn)過程中，傳感器通過電器連接板的管腳跟智能HART協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換板連接，傳感器外部連接通常小嘴接口、平鑲接口和M20/GI/2連接幾種，傳感器連接線管腳分為S+、S一、0一和0+，即電源正負、信號高低四個管腳，連接板一般不具有外部ROM數(shù)據(jù)存儲功能，傳感器數(shù)據(jù)通過管腳上傳至HART轉(zhuǎn)換板，在轉(zhuǎn)換板內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換，從傳感器采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能夠顯示的模擬信號，以四線或流線編碼器傳輸給顯示表。HART轉(zhuǎn)換板在此過程中有著數(shù)字信號與模擬信號相互轉(zhuǎn)換的功能，根據(jù)實際要求，達到智能儀表的數(shù)字量與模擬量多組合輸出。
2.3防腐蝕技術
金屬材料及其制品表面經(jīng)處理后形成防護層，可以使金屬表面與外界介質(zhì)隔開，阻止兩者發(fā)生作用，同時還能取得裝飾性外觀。表面防護是防止或減輕基體金屬腐蝕應用#普遍的方法。本文涉及儀表采用噴鍍、電鍍、金屬包覆、真空鍍膜等表面防護技術，適用儀表的各類復雜環(huán)境。防腐蝕技術對在腐蝕性介質(zhì)中的金屬材料及其制品，采用各種不同的防腐蝕技術，以延長金屬制品的使用壽命，保證工藝設備的安全和順利運行。
3、傳輸技術
HART技術的引進對傳統(tǒng)非智能儀表的發(fā)展起到了促進作用，從而涉及到了智能儀表的產(chǎn)生和發(fā)展，而隨著無線技術的廣泛應用和成熟發(fā)展，相應技術模塊出現(xiàn)在壓力儀表上，而面對壓力儀表要求低功耗的要求，zigBee技術和GsM技術優(yōu)點不斷顯現(xiàn)。目前市場上大多數(shù)儀表采用zi叨ee技術，因其便宜經(jīng)濟的成本大受歡迎。然而zigBee技術受制于外界環(huán)境因素特別明顯，如距離和溫度等，面對這些問題，無線技術參考了GSM全球通信技術，思考通過依附于成熟準確的無線電通信技術，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集供方和接收方的無縫連接，保證了數(shù)據(jù)的零風險傳輸。GSM與HA丑T技術的聯(lián)合對無線儀表的進步又增添動力，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:
(1) GSM技術保證HART數(shù)據(jù)的實時輸出;
(2)HART技術數(shù)字量輸出為GSM技術實現(xiàn)做好鋪墊，實現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)的數(shù)字量的輸出和保存;
(3) GSM技術克服了無線技術受限于距離等外部環(huán)境的困難，技術先金成熟;
(4) GSM技術與HART技術結(jié)合實現(xiàn)了儀表設備簡單有效低功耗的要求，符合節(jié)能環(huán)保的企業(yè)未來發(fā)展趨勢;
(5)單節(jié)點好立工作，相互不受影響，與控制器單線通信，數(shù)據(jù)丟失降到#低。
結(jié)合無線數(shù)據(jù)傳輸技術的結(jié)構(gòu)圖3所示，多臺儀表組成一個網(wǎng)絡小組，大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)多個網(wǎng)絡小組構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集與分析、
4、數(shù)據(jù)統(tǒng)計
多組傳感器網(wǎng)絡采集大量傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸介質(zhì)不斷存儲在系統(tǒng)末端的數(shù)據(jù)庫中，本系統(tǒng)采用大容量ROM存儲器，保證了事故斷電后數(shù)據(jù)的完整性，具有反復讀寫的長久壽命，容量大保證了讀寫反復性對存儲器本身壽命的影響，利用數(shù)據(jù)量存儲空間把數(shù)據(jù)壓縮至占空間量#小，在數(shù)據(jù)分析的流程中確保分析工作的延續(xù)性。大量數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中以定制電子表格形式存儲，如圖4，包含采集時間、實時數(shù)據(jù)，文件大小控制在1MB內(nèi)方便統(tǒng)計軟件調(diào)用及數(shù)據(jù)處理，在軟件中做數(shù)據(jù)誤差統(tǒng)計及儀表狀態(tài)實時報送。
5、液晶顯示及錯誤報警
儀表數(shù)據(jù)分析終端采用大型液晶顯示方式直觀顯示各個儀表采集組的實時數(shù)據(jù)，通過設置不同數(shù)據(jù)顏色表示儀表位置數(shù)據(jù)的工作狀態(tài)，綠色表示正常工作狀態(tài)，黃色表示臨近超差，紅色表示工作位置處設備異常，與數(shù)據(jù)顯示分析并人警鈴報警設備，通知相關人員及時處理異常工作狀態(tài)。
6、總結(jié)
液體、氣體的精que測量的技術發(fā)展不斷促進著儀器儀表技術的進步，智能儀表在原有物理儀表基礎上添加智能模塊，完成了傳統(tǒng)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)變，同時在實際工作現(xiàn)場ProfiBus總線的應用，把智能網(wǎng)關作為傳輸中樞，數(shù)據(jù)信息傳輸與控制指令同時實現(xiàn)，在PC中央處理器中實現(xiàn)整個集成系統(tǒng)的控制和實時監(jiān)控。這一技術的現(xiàn)場應用，基本實現(xiàn)了液體的不同截流面位置流量的精que測量，應用領域會越來越多，技術發(fā)展前景廣闊。
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