Возможность подключения датчиков давления

Узлы учета теплоэнергии обязали оборудовать датчиками давления

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ

Преобразователи давления появились в продуктовой линейке в конце 2018 года. Запуск производства интеллектуальных датчиков «ЭМИС»-БАР» позволил заказчику унифицировать применяемое оборудование, а также открыл возможность комплексной покупки средств измерения данной торговой марки с получением дополнительных выгод. Технические характеристики приборов «ЭМИС»-БАР» соответствуют ведущим мировым образцам. Они обладают точностью от 0,04%, имеют диапазон измерения в пределах от -0,5 до 40 МПа, способны работать при давлении перегрузки до 60 МПа, а также имеют комбинированную взрывозащиту Exdia. Как и все интеллектуальные приборы , датчики давления «ЭМИС»-БАР» поддерживаются сервисным и диагностическим ПО «ЭМИС»-Интегратор». (Чтобы узнать более подробную информацию о приборах, смотрите раздел «продукция»)

Всего представлено 20 моделей, предназначенных для измерения всех типов давления с различными вариантами присоединения к процессу, в том числе с возможностью нижнего подвода импульсных трубок.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

*В зависимости от выбранного полного диапазона измерения. **В зависимости от заполняющей жидкости капиллярных линий.

Пьезорезистивные датчики давления

В преобразователях «ЭМИС»-БАР» реализован пьезорезистивный метод измерения. Давление подается на разделительную мембрану, затем передается через заполняющую жидкость в измерительную камеру и приводит к деформации измерительной мембраны из монокристаллического кремния, в которой сформированы полупроводниковые резисторы моста Уитстона. Деформация пьезорезистора, находящегося в плече моста, приводит к изменению его сопротивления и, как следствие, разбалансу измерительного моста. Напряжение разбаланса моста, зависящее от давления в измерительной камере преобразуется электронным блоком в сигнал соответствующего выходного интерфейса.

Схема сенсорного модуля

Мембрана датчика давления

Разделительная мембрана может быть изготовлена из таких материалов, как нержавеющая сталь 316L, сплав Хастеллой НН-276, тантал, монель, 316L с золотым напылением и никель. Кроме того, для защиты сенсора от агрессивной среды и экстремальных температур используется разделитель сред. В этом случае разделительная мембрана датчика может быть:

• открытой, что применимо для вязких жидкостей;
• выносной с прямым монтажом;
• на капиллярной линии.

Отметим, что степень влияния температуры на разделительную мембрану зависит от её толщины, типа и размера, а также от длины и диаметра капилляра. (1 метр капиллярной линии позволяет снизить температуру на 50 градусов). В связи с широким выбором материалов мембраны, корпуса и заполняющей жидкости, датчик возможно устанавливать на сильноагрессивные среды, например, такие как соляная кислота.

Методы преобразования давления в электрический сигнал

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе измерения деформации тензорезисторов, припаянных к титановой мембране, которая деформируется под действием давления.

• пьезорезистивный

Основаны на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую временную и температурную стабильности. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток — нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.

Резонансный метод — это волновые процессы: акустические или электромагнитные. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

Ионизационный метод — регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ С ВЫХОДНЫМИ СИГНАЛАМИ 4–20 мА + HART

Датчики «ЭМИС»-БАР» имеют выходные сигналы 4–20 мА + HART с DD-файлами (Device Desription). DD-файл предоставляются производителем бесплатно При наличии НАRT-протокола прибор может передавать информацию в цифровом виде по двухпроводной линии связи совместно с токовым сигналом 4–20 мА. Принимать и обрабатывать цифровой сигнал возможно с помощью любого устройства, поддерживающего HART-протокол. Цифровой интерфейс служит для связи датчика с портативным HART-коммуникатором, либо с ПК посредством стандартного интерфейса и дополнительного HART-модема.

является членом ассоциации производителей оборудования, поддерживающего протокол HART. Наличие HART-протокола позволяет одновременно использовать обе системы управления: компьютер с HART-протоколом и портативный HART-коммуникатор. Преобразователь способен распознавать и выполнять команды каждого из них. При этом управляющие устройства могут иметь различные адреса и обмениваться данными в режиме разделения времени канала связи. Настройку можно производить с любым HART-коммуникатором или ПО поддерживающим HART.

Также можно использовать технологию FDT (FIELD DEVICE TOOL). Для работы с данной спецификацией необходимо использовать программное обеспечение поддерживающее DTM (DEVICE TYPE MANAGER). Например, бесплатный пакет PACTware (Process Automation Configuration Tool). PACTware представляет собой программное обеспечение для настройки любых типов приборов независимо от их изготовителя или используемой шины. В сочетании с DTM (Device Type Manager), поставляемыми , данное программное обеспечение позволяет выполнять настройку оборудования. Таким образом, для обеспечения настройки приборов должны быть установлены как PACTware, так и соответствующие DTM.

В июле 2020 г. были проведены испытания средств измерения на совместимость с адаптером беспроводной сети Wireless HART. Результат испытаний показал возможность применения решения от «Pepperl+Fuchs» для всей линейки преобразователей «ЭМИС»-БАР».

С помощью адаптера WHA-ADP2 возможна беспроводная передача всех параметров прибора, полученных по протоколу HART или токовой петле 4-20мА. Кроме того, адаптер позволяет осуществлять электрическое питание датчика от встроенной батареи, что делает такое техническое решение автономным.

Подключение датчика давления воды РОСМА РПД-И с токовым выходом 4-20 мА

Датчики давления измерительные РОСМА РПД-И.

Датчики давления измерительные РПД-И предназначены для измерения и непрерывного преобразования значения измеряемого параметра — избыточного давления в унифицированный выходной сигнал постоянного тока.

Производитель: ЗАО «РОСМА» / https://rosma.spb.ru/

Область применения: преобразователи давления РПД-И могут применяться в системах сбора данных, автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности и городского хозяйства.

Технические характеристики:

• Диапазон питающих напряжений: 12…36В
• Выходной сигнал: токовый, 4…20мА

Монтаж датчика производите в соответствии с документацией производителя датчика.

Необходимые изменения в настройках блока Кситал

Для данного подключения используется специальный режим работы зоны контроля. Такой режим поддерживают блоки КСИТАЛ с версией прошивки не ниже 315.318.

Как узнать версию прошивки блока описано тут…

Процесс настройки состоит из трех этапов:

• установка для выбранного входа режима работы с аналоговым сигналом
• настройка коэффициента преобразования давления и смещения нуля
• задание порогов срабатывания входа (если нужно)

Подробнее о настройке выбранного входа …

Обратите внимание, что в нижеприведенных подключениях не используются резисторы 3,6 кОм, обычно подключенные к охранным входам.

Точность номинала токового резистора значения не имеет, т.к. при последующей полуавтоматической настройке соответствующего входа, будет учтена величина сопротивления конкретного экземпляра резистора.

Подключение с использованием дополнительного блока питания 24В

Параметры дополнительного блока питания:

• Выходное напряжение: 22…26В
• Ток нагрузки (не менее): 0,02А

Подключение с использованием встроенного питания блока КСИТАЛ

В отличие от аналогичных датчиков с минимальным напряжением питания от 9В, питание данного датчика от встроенного питания блока КСИТАЛ невозможно, т.к. минимальное напряжения питания датчика составляет 12В. С учетом падения части напряжения на токовом резисторе датчику не будет хватать питания для полноценной работы.

Источник (официальная документация ЗАО «РОСМА»):

• Датчики давления измерительные РПД. https://rosma.spb.ru/avtomatika/datchiki-davleniya-izmeritelnye-rpd/#rg

Эта информация была полезной?

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЯ, МОНТАЖ

Электропитание осуществляется от источника питания постоянного тока напряжением от 10,5 до 45 В. Подключение устройства по протоколу HART осуществляется через нагрузочный резистор с сопротивлением в пределах 250 – 500 Ом, при этом необходимо учитывать полярность. Стоит обратить внимание на то, что напряжение должно быть не менее 15,8 и не более 45 В.

Схема подключения преобразователя давления

Способ монтажа

Установка прибора допускается как непосредственно на месте подключения, так и с использованием монтажного кронштейна. Кронштейн можно закрепить на стене или раме при помощи 4 винтов, либо на монтажной трубе (вертикальной или горизонтальной диаметром 50–60 мм) с помощью скоб.

При монтаже с поворотом датчика относительно вертикали необходимо провести калибровку нуля перед вводом в эксплуатацию.

Также во время установки прибора и подключения его к процессу следует учитывать рекомендации по расположению патрубков отбора давления.

Источник