压力、差压变送器的测量机理及发展趋势

2010-06-08

压力、差压变送器是过程变量变送器中最重要的一类,应用范围很广,除了可用于压力、差压测量之外,还可用于流量、液位、比重等其他参数测量。一条5000t/d的水泥生产线,在工艺流程各关键部位必须设置压力变送器,如在窑头、窑尾,各级预热器的顶部和底部,各次风管和冷却机各室等,以监控工艺正常运行。据统计,一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80台。

压力变送器按测量机理来分,最常用的有电容式、电感式、扩散硅、振弦式等。近几年来ABB、YOKOGAVA等公司又推出单晶硅谐振式和复合固态硅为测量机理的新型变送器,其各方面性能进一步提高;按结构形式变送器将其分为模拟式、智能式和数字智能式三代产品

。上世纪80年代我国自行建设的水泥厂,大多采用西安仪表厂引进的罗斯蒙特公司的1151系列变送器,除了用于测窑头负压的DR型微差压变送器的精确度是0.5%以外,其余大多是0.25%,它的特点是采用4mA~20mA传输的模拟仪表,就地显示表头为指针式,量程比在6:1左右,稳定性为6个月,这是第一代模拟式变送器。

第二代产品是智能变送器,所谓智能的概念是:传感器和变送器是由微处理器驱动,并且具有通信与自我诊断的能力。美国Honeywell公司在1983年最早推出智能变送器ST3000,1989年又推出全数字双向协议的智能变送器,以后包括罗斯蒙特在内的许多公司,也纷纷推出智能变送器。智能压力变送器除了有高精确度(0.1%~0.075%),大量程比(最大可到100:1)和高稳定性(1~5年)外,它一般带有HART协议或本公司的协议,如ABB的BaileyFSK,YOKOGAVA的BRAIN协议,后期的产品还带有符合现场总线国际标准的FF或PROFIBUS-PA协议,它就地显示表改为数字式,还可用手操器或在控制系统远程组态,实现远方设定或远方修改变送器组态数据。近几年来我国新上马的新型干法水泥厂几乎全采用了智能压力变送器,主要产品有:重庆横河川仪生产的EJA系列变送器,E+H的CerabarS变送器,ABB的MV2000T,西门子SITRANSP以及罗斯蒙特升级的1151和3051C变送器,有许多厂还选用了带有FF或PROFIBUS-PA协议的智能压力变送器。

进入21世纪,第三代变送器——数字智能式变送器又逐步进入我们的视野,其代表性的产品是罗斯蒙特的3051S变送器、ABB的2600T265系列变送器、横河的EJX变送器等。第三代变送器由于采用了先进的检测技术,消除了湿气、粉尘及其他现场恶劣环境对变送器测量的影响,精确度更高,据称它的精确度均优于0.05%;量程分档更细,量程比扩大到2001;稳定性达到5年以上;通讯协议更全,新的变送器还通过了安全论证,能保证在工艺条件超过临界值时安全停机。由于第二代变送器已能满足水泥厂监控要求,且第三代变送器价格还较高,故笔者认为在水泥厂暂不宜推广。