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3151系列電容式變送器

     智能型3151變送器采用了數(shù)字技術(shù)及特殊的集成電路和表面安裝技術(shù)，減少了體積、確保了性能和可靠性。該系列產(chǎn)品除具遠(yuǎn)程通訊功能外，還具有內(nèi)部量程和調(diào)零按扭，便于現(xiàn)場(chǎng)重新調(diào)整量程和零件。變送器的輸出有線性或開方，均可通過軟件實(shí)現(xiàn)。此外，該系列儀表可以在4-20mA傳輸信號(hào)上疊加一個(gè)數(shù)字通訊信號(hào)進(jìn)行查詢和診斷，然而又不中斷過程輸出信號(hào)，可在控制室對(duì)變送器進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢和重新組態(tài)。3151型變送器具有非常豐富的品種，這些品種可以精確地測(cè)量微差壓至大差壓、低壓力至高壓力、液位、真空度和比重。配合節(jié)流裝置還可以測(cè)量流量，不采用開方器。

    3151變送器分普通型、本質(zhì)安全型和防爆型三種，防爆型產(chǎn)品按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制造，并經(jīng)國(guó)家指定的防爆安全監(jiān)督檢驗(yàn)單位鑒定，取得防爆合格證書 

    法蘭式液位變送器，有平法蘭和插入式法蘭;安裝法蘭有3#和4#、150#（工作壓力1.89Mpa）和300#（工作壓力為4.95Mpa）四種組合可供用戶選用。接液材料除316不銹鋼之外，還有哈氏合金、蒙耐爾和鉭，可使用于腐蝕性介質(zhì)中 

    3151DP/GP型壓力/差壓變送器裝上1199型遠(yuǎn)傳密封裝置后，可避免被測(cè)介質(zhì)直接與變送器的隔離膜片接觸，提供了一種可靠的測(cè)量方法。

    采用金屬密封的δ室作為感測(cè)元件，使變送器消除機(jī)械方式傳遞力時(shí)抗沖擊和振動(dòng)差的問題;消除外部應(yīng)力和扭矩引起的誤差，保證變送器具有較高的穩(wěn)定性能，同時(shí)減小靜壓（13.79Mpa～31.0Mpa）引起的誤差，由于各品種采用大致相同外型尺寸的δ室，使3151整個(gè)系列從測(cè)量0.12Kpa的微差壓型測(cè)量21.0Mpa的壓力型，都具有大致相同的外型和重量。

    3151型變送器設(shè)計(jì)精巧，安裝、使用和調(diào)校方便且簡(jiǎn)單。接線端子和放大線路放置在上部的可密閉的電氣腔室中，且彼此相到隔離開。現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí)，放大器在密封狀態(tài)下工作并帶有反極性保護(hù)，防止由于接錯(cuò)而損壞變送器。3151工作時(shí)的容積變化量小于0.16毫升，可防止被測(cè)介質(zhì)液柱過大變化，因而可不需為補(bǔ)償容積變化量而增置冷凝或液位筒。采用鉭、合氏合金（Hastelloy）和蒙乃爾（Monel）合金等防腐性材料，以適應(yīng)腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。采用集成電路元件和插式印刷電路板，使得故障少，維修方便，減少了備品備件，降低了維修成本 

二、特點(diǎn)和工作原理

◇智能型3151變送器有以下特點(diǎn)：

1、完整的變送器系列：包括差壓、壓力、****壓力、法蘭和遠(yuǎn)傳等系列變送器。

2、完整的測(cè)量范圍：0-7.5Kpa至0-41000Kpa

3、采用固體、插接式印制線路板。

4、結(jié)構(gòu)小巧、堅(jiān)固、抗振。

5、本機(jī)零點(diǎn)與量程調(diào)整。

6、模塊化結(jié)構(gòu)。

7、阻尼可調(diào)。

8、多種選擇、應(yīng)用靈活。

9、智能電路。

◇工業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)先的性能和特性：

    3151系列智能變送器可****測(cè)量液位、表壓、絕壓、真空度和比重。具有全密性的δ室電容敏感元件的直接電子傳感器，使壓力測(cè)量實(shí)現(xiàn)了重大改進(jìn)和良好的穩(wěn)定性 

    小巧的設(shè)計(jì)，一體化接線盒和本機(jī)零點(diǎn)與量程調(diào)整，使安裝、校驗(yàn)和運(yùn)行簡(jiǎn)化。

    外殼為隔爆型、防風(fēng)型、電路板與接線分離的兩個(gè)室結(jié)構(gòu)。大多數(shù)型號(hào)，都可提供腐蝕性場(chǎng)合所用的316L SST，哈氏合金C，蒙乃爾，鍍金蒙乃爾材料。模塊化結(jié)構(gòu)和接插式線路板有助于故障檢修及減少備件庫(kù)存。

◆工作原理：

    3151變送器由傳感器和電子線路板兩部分組成，傳感器部分包括：敏感元件、直接數(shù)字電容電路、溫度傳感器和特征化EEPROM等組成，電子線路板部分包括：微處理器、數(shù)/模信號(hào)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字通信和存儲(chǔ)器EEPROM等幾部分組成，完成壓力信號(hào)到4-20mADC的轉(zhuǎn)換。以下對(duì)其原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明：

傳感器部分 

◇敏感元件：被測(cè)介質(zhì)的壓力通地δ室（見圖1）的隔離膜片（LT和帶1199的DP/GP遠(yuǎn)傳送器則是被測(cè)壓力先經(jīng)過一次隔膜片和充滿硅油或氟油的全密封的毛細(xì)管系統(tǒng)再被傳到δ室的隔離膜片）和其中的灌充油到中心的測(cè)量膜片上。除AP型****壓力變送器，其測(cè)量膜片的另一側(cè)是****真空基準(zhǔn)點(diǎn)（見圖1）外，其它品種的測(cè)量膜片的另一側(cè)不是大氣壓力，就是被測(cè)量差壓的低壓側(cè)。測(cè)量膜片是一種預(yù)張緊的彈性元件，其位移與被測(cè)介質(zhì)的壓力成正比，****的位移只有0.10mm，測(cè)量膜片的位置由它兩側(cè)的電容因定極板檢測(cè)出來。測(cè)量膜片和兩電容固定板極的差動(dòng)電容被放大電路線性地轉(zhuǎn)換成4-20mADC的二線制電流信號(hào)。

◇直接數(shù)字電容電路：該電路是用來將敏感元件所承受的壓力轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，并侃該頻率信號(hào)與壓力信號(hào)成比例關(guān)系，供CPU采樣使用。

溫度傳感器：用來測(cè)量壓力傳感器的工作介質(zhì)溫度，并將其轉(zhuǎn)找為數(shù)字信號(hào)，供微處理器進(jìn)行數(shù)字溫度補(bǔ)償。

特征化EEPROM：保存變送器溫度補(bǔ)償、傳感特征曲線及特征數(shù)據(jù)和數(shù)字微調(diào)等數(shù)據(jù)，即使關(guān)閉了電源，數(shù)據(jù)仍能完整地保存在存儲(chǔ)器中。

電子線路板部分 

◇微處理器：微處理器控制變送器的運(yùn)行，對(duì)壓力敏感元件通過直接數(shù)字電容電路和工作介質(zhì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。微處理器利用傳感器特征化EEPROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理和補(bǔ)償運(yùn)算，計(jì)算出工作介質(zhì)的壓力值，并送往數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和HART通信部分。從而在原理上實(shí)現(xiàn)了電子板與傳感器互換不會(huì)影響變送器的輸出特征。除此之外微處理器還進(jìn)行傳遞函數(shù)的運(yùn)算、工程單位及是量程的轉(zhuǎn)換、阻尼調(diào)整及自斷等功能。

◇存儲(chǔ)器EEPROM：保存著通過遠(yuǎn)程、本地調(diào)整所能修改的所有組態(tài)數(shù)據(jù)。即使關(guān)閉了電源，仍能完整 地保存存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。

◇數(shù)/模 轉(zhuǎn)換器：數(shù)/模轉(zhuǎn)換器把微處理器修正后的壓力數(shù)字信號(hào)按輸出形式轉(zhuǎn)換為4-20mA模擬信號(hào)送往輸出回路。

◇HART通信：數(shù)字通信電路在變送器和控制系統(tǒng)之間提供接口。這個(gè)電路檢測(cè)疊加在4-20mA回路上的FSK（頻移鍵控）信號(hào)，發(fā)送部分以同樣形式將信號(hào)疊加在4-20mA回路上。