电容式压力变送器

简介

电容式压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不*时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。和电容式压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。的A/D转换器将 解调器 的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外，它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方，，传感器微调等运算，以及诊断和数字通信。

结构分析

微处理器中有16字节程序的RAM，并有三个16位计数器，其中之一执行A /D转换。　　D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据，这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内，即使断电也保存完整。　　数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如205型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号，并通过回路传送所需信息。通信的类型为移频键控FSK技术并依据BeII202标准。

特点

广泛适用于石油、化工、航空、航天、、纺织、冶金、矿山、轻工、医药、电力、环保、市政、食品、卫生等行业和科研领域的全天候恶劣环境下，尤其适用于具有腐蚀性、冲击性、震动性等应用场所。是运用成熟的*技术生产，是美国日本*的产品的理想替代品。

特点

◆替代进口的压力变送器

◆测量介质：气体 蒸汽 液体

◆输出电流分辨率可达到3uA

◆量程可迁移 宽量程比 100:1

◆包含硬件电子元件和诊断信息

◆符合多种现场总线标准 4-20mA/HART PROFIBUS-PA

◆零点自稳技术 温度补偿技术

◆变送器功能可组态：

◆线性 平方根 自由编程

◆增强型防雷击技术 确保压力变送器安全工作

◆*抗射频干扰技术 电磁兼容(EMC)符合IEC61000-4

类型

单电容式压力传感器

它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形，从而改变电容器的容量，其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。另一种型式的固定电极取凹形球面状，膜片为周边固定的张紧平面，膜片可用塑料镀金属层的方法制成。这种型式适于测量低压，并有较高过载能力。还可以采用带活塞动极膜片制成测量高压的单电容式压力传感器。这种型式可减小膜片的直接受压面积，以便采用较薄的膜片提高灵敏度。它还与各种补偿和保护部以及放大电路整体封装在一起，以便提高抗干扰能力。这种传感器适于测量动态高压和对飞行器进行遥测。单电容式压力传感器还有传声器式（即话筒式）和 听诊器 式等型式。

差动电容式压力传感器

它的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器。在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小，测量结果由差动式电路输出。它的固定电极是在凹曲的玻璃表面上镀金属层而制成。过载时膜片受到凹面的保护而不致破裂。差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好，但加工较困难（特别是难以保证对称性），而且不能实现对被测气体或液体的隔离，因此不宜于工作在有腐蚀性或杂质的流体中。

优势分析

模拟型特点　　● 精度高　　● 量程、零点外部连续可调　　● 稳定性能好　　● 正迁移可达500%、 负迁移 可达600% 　　● 二线制　　● 阻尼可调、耐过压　　● 固体传感器设计　　● 无机械可动部件、维修量少　　● 重量轻（2.4kg）　　● 全系列统一结构、互换性强　　● 小型化（166mm总高）　　● 接触介质的膜片材料可选　　● 单边抗过压强　　● 低压浇铸铝合金壳体

智能型特点：　　●超级的测量性能，用于压力、差压、液位、流量测量　　●数字精度：+（-）0.05% 　　●模拟精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S 　　●全性能：+（-）0.25F.S 　　●稳定性：0.25% 60个月　　●量程比：100：1 　　●测量速率：0.2S 　　●小型化（2.4kg）全不锈钢法兰，易于安装　　●过程连接与其它产品兼容，实现*测量　　●世界上*采用H合金护套的传感器（技术），实现了优良的冷、热稳定性　　●采用16位计算机的智能变送器　　●标准4-20mA，带有基于HART协议的数字信号，远程操控　　●支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级。

产品选型

TK1151/3351GP

压力变送器

代码

量程范围KPa

2

0-0,125～1,5

3

0-1,3～7,5

4

0-6,2～37,4

5

0-31,1～186,8

6

0-117～690

7

0-345～2068

8

0-1170～6890

9

0-3450～20680

0

0-6890～41370

代码

输出

A

4-20mA，带有基于HART协议的数字信号

B

PROF1BUS-PA总线

代号

结构材料

法兰和接头

排气/排液阀

隔离膜片

灌充液体

22

316不锈钢

316不锈钢

316不锈钢

硅油

23

316不锈钢

316不锈钢

哈氏合金C

24

316不锈钢

316不锈钢

蒙乃尔

25

316不锈钢

316不锈钢

钽

33

哈氏合金C

哈氏合金C

哈氏合金C

35

哈氏合金C

哈氏合金C

钽

44

蒙乃尔

蒙乃尔

蒙乃尔

F

隔爆型dⅡBT4

B

本安型iaⅡCT6

常见故障分析

一、变送器测量部分的检查

　　变送器测量部分产生的故障，都会引起变送器无输出或输出不正常，因此应首先检查变送器的测量敏感部件。

　　1．拆下 法兰 ，检查敏感部件隔离膜片有无变形，破损和漏油现象发生。

　　2．拆下补偿板，不取出敏感部件，检查插针对壳体的 绝缘电阻 ，在电压不超过100V的情况下，绝缘电阻不应小于100MΩ。

　　3．接通电路和气路，当压力信号为量程上限值时，关闭气源，输出电压和读数值应稳定不动。如果输出电压下降，则说明变送器有泄漏，可用肥皂水检查出泄漏部位。

　　二、变送器电路部分的检查

　　1．接通电源，在给定输入压力信号后，检查变送器输出端电压信号的状态。若无输出电压，应首先检查电源电压是否正常；是否符合供电要求；电源与变送器及负载设备之间有无接线错误。如果变送器接线端子上无电压或 极性 接反均可造成变送器无电压信号输出。排除上述原因，则应进一步检查放大器板线路中元件有无损坏问题；线路板接插件有无接触不良现象，可采取对照正常 仪表 的测量电压与故障仪表对应的测量电压相比较的方法，确定故障点，必要的情况下可更换有故障的放大器板。在对 流量 型变送器检查时，对J型放大器板应特别要注意采取防静电措施。

　　2．接通电源，在给定输入压力信号后，若变送器输出过高（大于10VDC），或输出过低（小于2.0VDC），且改变输入压力信号和调整零点、量程螺钉时输出均无反应。对于这类故障，除检查变送器测量部分敏感部件有无异常外，应检查变送器放大器板上“振荡控制电路部分”工作正常与否。高频变压器T1-12之间正常 峰值电压 应为25~35VP-P；频率约为32kHz。其次检查放大器板上各运算放大器的工作状况；各部分的元器件有无损坏问题等。此类故障需要更换放大器板。

　　3．变送器在线路设计和工艺装配质量上要求都十分严格，在实际使用中对出现的线路故障，经检查确认后与生产厂家更换其故障线路板，以确保仪表长期工作的稳定性和可靠性。

　　三、现场故障检查

　　施工现场出现的故障，绝大多数是由于使用和安装方法不当引起的，归纳起来有几个方面。

　　1．一次元件（孔板、远传测量接头等）堵塞或安装形式不对，取压点不合理。

　　2．引压管泄漏或堵塞，充液管里有残存气体或充气管里有残存液体，变送器过程法兰中存有沉积物，形成测量死区。

　　3．变送器接线不正确，电源电压过高或过低，指示表头与仪表接线端子连接处接触不良。

　　4．没有严格按照技术要求安装，安装方式和现场环境不符合技术要求。

　　以上出现的故障都会引起变送器输出不正常或测量不准确，但经过细心检查，严格按照技术要求使用和安装，及时采取有效措施，问题都可以排除，对不能处理的故障，应将变送器送到实验室或生产厂家做进一步检查。