YOKOGAWA壓力變送器介紹

1、 YOCOGAWA YOCOGAWA變送器培訓(xùn)變送器培訓(xùn)345612變送器安裝變送器安裝 變送器組態(tài)變送器組態(tài)使用和維護使用和維護故障檢修故障檢修案例分析案例分析1變送器概述變送器概述 壓力定義：壓力定義： 垂直作用在單位面積上的力稱壓力。在國際單位制（SI）和我國法定計量單位中，壓力的單位是“帕斯卡”，簡稱“帕”，符號為“Pa”。 即1N的力垂直均勻作用在1m2的面積上所形成的壓力值為1Pa。21222kgm1Pa1N / m11kgm sm s壓力單位壓力單位 過 去 采 用 的 壓 力 單 位過 去 采 用 的 壓 力 單 位 “ 工 程 大 氣 壓 力工 程 大 氣 壓 力 ”（kgf

2、/cm2）、）、“毫米汞柱毫米汞柱”（mmHg）、）、“毫米水柱毫米水柱”（mmH2O）、）、“物理大氣壓物理大氣壓”（atm）、）、“巴巴”（bar）、）、“PSI”等均應(yīng)改成法定計量單位帕。等均應(yīng)改成法定計量單位帕。1 kgf/cm2 = 0.9807105Pa1mmH2O = 0.980710Pa1 mmHg = 1.332102Pa1atm = 1.01325105Pa1bar=105Pa 1PSI=6.89103Pa壓力表示方式壓力表示方式u 絕對壓力絕對壓力PJ ：直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為“絕對壓力絕對壓力”，絕對壓，絕對壓力值以絕對

3、真空作為起點，符號為力值以絕對真空作為起點，符號為PABS（ABS為下標(biāo)）。為下標(biāo)）。大氣壓力大氣壓力PD ：地球表面覆蓋有一層厚厚的由空氣組成的地球表面覆蓋有一層厚厚的由空氣組成的大氣層大氣層。在大氣層中的物體，。在大氣層中的物體，都要受到空氣分子撞擊產(chǎn)生的壓力，這個壓力稱為大氣壓力。都要受到空氣分子撞擊產(chǎn)生的壓力，這個壓力稱為大氣壓力。u 表壓力表壓力 PB ：壓力表原理壓力表原理 1.1原理：壓力表通過表內(nèi)的敏感元件（波登管、膜盒、波紋管）的彈性形變，再由表內(nèi)原理：壓力表通過表內(nèi)的敏感元件（波登管、膜盒、波紋管）的彈性形變，再由表內(nèi)機芯的轉(zhuǎn)換機構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓

4、力。機芯的轉(zhuǎn)換機構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓力。 PB= PJ PDu 真空度真空度PZ（負壓）（負壓） ：補充的全面解釋：補充的全面解釋：“真空度真空度”顧名思義就是真空的程度。所謂顧名思義就是真空的程度。所謂“真空真空“，是指在給定的空間內(nèi)，壓強低于，是指在給定的空間內(nèi)，壓強低于101325帕斯卡帕斯卡(也即一個也即一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強約強約101KPa)的氣體狀態(tài)。的氣體狀態(tài)。在真空狀態(tài)下，氣體的稀薄程度通常用氣體的壓力值來表示，顯然，該壓力值越小則表在真空狀態(tài)下，氣體的稀薄程度通常用氣體的壓力值來表示，顯然，該壓力值越小則表示氣體越稀薄。示氣體越稀薄。 PZ PD

5、 PJ二、壓力檢測方法二、壓力檢測方法1.平衡法平衡法：通過儀表使液柱高度的重力或砝碼的重量與被：通過儀表使液柱高度的重力或砝碼的重量與被測壓力相平衡的原理測量壓力。測壓力相平衡的原理測量壓力。2.彈性法彈性法：利用各種形式的彈性元件，在被測介質(zhì)的表壓：利用各種形式的彈性元件，在被測介質(zhì)的表壓力或負壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形來反映被測壓力的力或負壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形來反映被測壓力的大小大小。3.電氣式電氣式：用壓力敏感元件直接將壓力轉(zhuǎn)換成電阻、電荷：用壓力敏感元件直接將壓力轉(zhuǎn)換成電阻、電荷量等電量的變化量等電量的變化。采用采用 HART protocol（HART 協(xié)議）協(xié)議）YOKOGAW

6、A EJA系列壓力變送器系列壓力變送器DpHarp EJADigital Pressure Transmitter差壓變送器差壓變送器 表壓表壓/絕壓變送器絕壓變送器 變送器總體分類變送器總體分類 氣體或液體測量氣體或液體測量 氣體測量氣體測量 蒸汽測量蒸汽測量 變送器測量介質(zhì)分類變送器測量介質(zhì)分類 Piezo-Resistance壓電電阻式壓電電阻式Metal ResonantWire金屬絲諧振金屬絲諧振Force Balance力平衡式力平衡式Capacitance電容電容Silicon Resonant硅諧振式硅諧振式單晶硅諧振式差壓變送器單晶硅諧振式差壓變送器YOKOGAWA壓力變送器

7、傳感器壓力變送器傳感器硅諧振傳感器硅諧振式差壓變送器工作原理硅諧振式差壓變送器工作原理硅片硅片高高壓強壓強 低低壓壓腔腔P1低壓側(cè)低壓側(cè) (LP)高壓側(cè)高壓側(cè)(HP)諧振傳感器諧振傳感器信號終端信號終端硅油受壓后可流動性和不可壓縮性硅油受壓后可流動性和不可壓縮性v 采用微電子加工技術(shù)（MEMS)在一個單晶硅芯片表面的中心和邊緣制作兩個形狀、尺寸、材質(zhì)完全一致的形狀的諧振梁，諧振梁在自激振蕩回路中作高頻振蕩（如圖1）。 單晶硅片的上下表面受到的壓力不等時，將產(chǎn)生形變，導(dǎo)致中心諧振梁 因壓縮力而頻率減小，邊緣諧振因受拉伸力而頻率增加（如圖）。 v 兩頻率之差信號直接送到CPU進行數(shù)據(jù)處理，然后 （

8、）經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成4-20mA輸出信號，通訊時疊加Brain或Hart數(shù)字信號； （）直接輸出符合現(xiàn)場總線（Fieldbus Foundation TM）標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。v 當(dāng)加有靜壓（工作壓力）時，兩形狀、尺寸、材質(zhì)完全一致的諧振梁形變相同， 故頻率變化也一致，故偏差自動清除。硅諧振式差壓變送器工作原理硅諧振式差壓變送器工作原理電容式差壓變送器工作原理電容式差壓變送器工作原理電容式差壓變送器工作原理電容式差壓變送器工作原理 被測介質(zhì)的高低壓力分別進入測量元件的高低壓室，作用于隔離膜片上，填充液把兩隔離膜片的壓力信號傳送到中心測量膜片上，中心測量膜片是一個張緊的彈性元件，作用在其上的兩側(cè)壓力差使

9、中心測量膜片產(chǎn)生一個對應(yīng)于壓力差的變形，其變形位移與所測壓力差成正比，這個位移使電容極板產(chǎn)生相應(yīng)的電容變化，電子線路檢測到這一電容變化并放大轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電流信號。如果低壓室通大氣，高壓室接被測介質(zhì)，這時就可測量介質(zhì)的相對壓力。同樣，如果低壓室為真空，高壓室接被測介質(zhì)，這時就可測量介質(zhì)的絕對壓力。電容式差壓變送器工作原理電容式差壓變送器工作原理YOKOGAWA壓力變送器常用型號壓力變送器常用型號EJA110EJA510/EJA520EJA438EJA118EJA210YOKOGAWA壓力變送器型號解析舉例壓力變送器型號解析舉例345612變送器組態(tài)變送器組態(tài)使用和維護使用和維護2故障檢修故障檢修

10、案例分析案例分析變送器概述變送器概述變送器安裝變送器安裝YOKOGAWA壓力變送器的安裝壓力變送器的安裝TXTXVent PlugVent ValveTRANSMITTER3 Valve ManifoldTap ValveOrifice手動閥通常安裝在靠上邊的地方Drain ValveDrain PlugTap Valve用差壓變送測量氣體流量用差壓變送測量氣體流量TXTXTap Valve3 Valve Manifold手動閥通常安裝靠下邊的地方Drain ValveDrain PlugVent PlugVent ValveYOKOGAWA壓力變送器的安裝壓力變送器的安裝用差壓變送器測量液體

11、流量用差壓變送器測量液體流量TX手動閥通常安裝在靠上邊的地方Drain ValveDrain PlugOrificeCondensate PotYOKOGAWA壓力變送器的安裝壓力變送器的安裝用差壓變送器測量蒸汽流量用差壓變送器測量蒸汽流量3 Valve ManifoldOpen TankFill Plug如果測量液體腐蝕性太大，要使用隔離液TXDrain ValveDrain PlugTap ValveTransmitter隔離液的密度必須比被測液體大YOKOGAWA壓力變送器的安裝壓力變送器的安裝用壓力變送器測量開口桶槽液位用壓力變送器測量開口桶槽液位Open TankClose Tank

12、TransmitterDry leg is used for the liquid which has no possibility ofcondensation. Wet leg is used for the liquidwhich has possibilityof condensation or possibilityof strong corrosion.Close TankTransmitterDry LegYOKOGAWA壓力變送器的安裝壓力變送器的安裝XBadBadIts undesirableto arrangecapillary to behigher positionth

13、an DFS.GoodIts desirable toinstall Transmitterlower position than DFSHorizontal Installation is undesirableVertical Installationis desirableNotdesirableYOKOGAWA壓力變送器的安裝壓力變送器的安裝安裝要求安裝要求液體流量測量液體流量測量 在管線側(cè)安裝龍頭以防止沉淀物質(zhì)沉積在變送器過程隔離器上。 將變送器安裝在龍頭旁邊或龍頭下方，使氣體能排入過程管線。 將排液/排氣閥朝上安裝以方便氣體排放。氣體流量測量氣體流量測量 將龍頭安裝在管線頂端或側(cè)邊

14、。 將變送器安裝在龍頭旁邊或上方使液體排入過程管線。蒸汽流量測量蒸汽流量測量 將龍頭安裝在管線側(cè)邊。 將變送器安裝在龍頭下方以確保引壓管線始終充滿冷凝水。 將引壓管線充滿水以防止蒸汽直接與變送器接觸并確保測量精確啟動。 安裝注意事項安裝注意事項變送器在過程管線中的最佳位置取決于過程本身。按照下列指南確定變送器位置和引壓管線的布置： 使引壓管線盡可能短。 對于液體測量，引壓管線自變送器與過程連接處按每英尺至少 1 英寸的比值向上傾斜（80：1000）。 對于氣體測量，引壓管線自變送器與過程連接處按每英尺至少 1 英寸的比值向下傾斜（80：1000）。 在液體管線中應(yīng)避免高點，在氣體管線中應(yīng)避免低

15、點。 應(yīng)確保兩條引壓管線的溫度相同。 采用足夠大的引壓管線直徑以消除磨擦影響和阻塞。 將液體管線的所有氣體排出。 采用密封液體時，將兩個管段灌充到相同液位。 沖洗時，使沖洗連接靠近過程龍頭并穿過相等長度、相同規(guī)格的管道進行沖洗。避免穿過變送器沖洗。 避免腐蝕性或高溫（250 F 121 C以上）過程物質(zhì)直接接觸傳感器模塊和法蘭。 應(yīng)防止沉淀物質(zhì)在引壓管線中沉積。 使液壓頭在兩截引壓管線上保持平衡。 防止過程液體在過程法蘭內(nèi)凍結(jié)。安裝要求及注意事項安裝要求及注意事項與變送器的連接示意圖與變送器的連接示意圖345612變送器安裝變送器安裝使用和維護使用和維護故障檢修故障檢修3案例分析案例分析變送器

16、概述變送器概述變送器組態(tài)變送器組態(tài)YOKOGAWA壓力變送器的壓力變送器的HART清單清單圖接線圖接線 （4-20 mA4-20 mA） 變送器基本組態(tài)(TAG NAME等） 組態(tài)模擬輸出參數(shù) 設(shè)置過程變量單位 設(shè)置輸出類型 重置量程 設(shè)置阻尼 標(biāo)定傳感器 滿量程微調(diào) 零點微調(diào) 標(biāo)定 4-20 mA 輸出變送器組態(tài)通常包括下列作業(yè)：變送器組態(tài)通常包括下列作業(yè)：圖圖 3-6 本機零點與量程按鈕本機零點與量程按鈕 在采用量程與零點調(diào)整重置變送器量程后，可禁止調(diào)整，以防止再次重置量程 345612變送器安裝變送器安裝故障檢修故障檢修4案例分析案例分析變送器概述變送器概述變送器組態(tài)變送器組態(tài)使用和維護

17、使用和維護舉例如何使用舉例如何使用 HART 通訊裝置通訊裝置 進行零點微調(diào)進行零點微調(diào) ：1.將變送器排空并將通訊裝置與測量回路連接。2.在通訊裝置主菜單中選擇 1 Device setup（裝置設(shè)置）， 2 iagnostics and service（診斷和服務(wù)）， 3 Calibration（標(biāo)定）， 3 Sensor trim（傳感器微調(diào)）， 1 Zero trim（零點微調(diào)）準(zhǔn)備調(diào)整零點微調(diào)。 v注釋：注釋：v變送器必須在真零點（基于零點）3% 范圍內(nèi)以利用零點微調(diào)功能標(biāo)定。 變送器的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施v現(xiàn)場使用的儀表多為YOKOGAWA制造，通信采用HART協(xié)議，右圖為HAR

18、T 通信時使用的儀器，工具。變送器的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施vzero point adjustment：可用變送器表面zero-adjustment screw校正零點，也可用HART communicator作零點校正。變送器的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施v用HART communicator作零點校正時執(zhí)行步驟如圖所示。v注：零點校正后30秒內(nèi)不可斷開儀表電源。v 零點校正對應(yīng)大氣壓零點校正，而不是4mA壓力校正。變送器的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施v量程設(shè)置：通過LRV和URV設(shè)置液位計量程。v注：LRV和URV 的設(shè)定不能超過儀表的物理量程LSL和USL.變送器的參數(shù)設(shè)置及

19、若干校正措施的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施v阻尼參數(shù)設(shè)置：決定420mA輸出時間的延遲。變送器的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施v回路測試：可用HART校正器檢測信號回路的性能是否良好。變送器的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施v除以上功能外，HART 校正器還可以設(shè)置TAG NO.編號，單位（unit)選擇,輸出模式選擇，顯示模式選擇，傳感器校正,輸入信號低切斷等功能。v如要詳細了解可參考資料：Model EJA Series HART Protocol。變送器的校正產(chǎn)生原因v差壓變送器的靜壓誤差是由其正負壓室膜盒有效面積不相等引起的，或者差壓變送器安裝位置偏離正確位置引起零點偏移。 這種偏差的

20、代數(shù)和不會很大 ，最終是通過差壓變送器的零點校準(zhǔn)予以消除。因此儀表投運前這一檢查校準(zhǔn)環(huán)節(jié)是開表投運操作中的重要一環(huán)。 三閥組三閥組的作用v利用三閥組，可在線校驗差壓變送器的零點與修正v采用三閥組可減少連接過程泄漏點v不會中斷工藝過程 差壓變送器就地校準(zhǔn)v 差壓變送器的差壓刻度通常是在低壓室通大氣的條件下校驗的，安裝到現(xiàn)場通入實際使用靜壓校零時，往往發(fā)現(xiàn)零位輸出與低壓室通大氣校驗時的零位輸出不一致。這種高低壓室通入相同靜壓得到的零位輸出評理通入大氣校驗時的零位稱為靜壓誤差。v 在智能型差壓變送器中，由于裝有靜壓傳感器，并且通過實驗的方法測出靜壓在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時，零位輸出的偏離值，然后在表內(nèi)的

21、單片機中將靜壓誤差予以校正。經(jīng)過靜壓誤差在線校正的差壓變送器，殘存的靜壓誤差一般可降低到0.1以下，從而使其性能得到顯著改善。校正方法v 其方法是向正負壓室通入相同的靜壓。v 將三閥組的高低壓閥中一個打開，另一個關(guān)閉，將平衡閥打開，如果懷疑正負壓室內(nèi)尚未充滿被測介質(zhì)，則可通過正負壓室上的排氣（或排液）閥排凈積氣（或積液），然后檢查變送器的輸出。v 有的差壓變送器帶有開平方功能和小信號切除功能，在檢查靜壓誤差時應(yīng)將小信號切除功能暫時解除，以觀察真正的零位。 實驗室校正方法實驗室校正方法v 根據(jù)差壓變送器的測量范圍計算出量程后，計算0%，25%，50%，75%，100%各點的壓力值。v 把差壓變送

22、器的高壓側(cè)接到壓力校驗臺的壓力輸出口，安裝步驟1計算出來的壓力值加壓力到變送器上，看變送器的輸出是否是4mA，8mA，12mA，16mA，20mA，如果輸出偏差如何。正反行程各做一次。345612變送器安裝變送器安裝5案例分析案例分析變送器概述變送器概述變送器組態(tài)變送器組態(tài)使用和維護使用和維護故障檢修故障檢修 故障糾正措施故障糾正措施 變送器毫安讀數(shù)為零檢驗信號端子是否接通電源檢查電源線的極性是否接反檢驗端子電壓是否處于 10.5 至 42.4 V dc 之間檢查開放式二極管是否與測試端子交叉變送器不能用 HART 通訊裝置通訊檢驗輸出是否在 4 和 20 mA 之間或是否為飽和電平檢驗變送器

23、的 DC 電源是否清潔（峰值與峰值之間最大 AC 噪音為 0.2 伏）檢查回路電阻，最小為 250 歐姆 （電源電壓 變送器電壓/回路電流）檢查單元地址是否正確變送器毫安讀數(shù)高或低檢驗所施加的壓力檢查 4 和 20 mA 量程點檢驗輸出不在報警狀態(tài)檢驗是否需要 4 - 20 mA 輸出微調(diào)變送器對所施加的壓力變化沒有響應(yīng)檢查測試設(shè)備檢查引壓管線或閥組是否阻塞檢驗所施壓力是否在 4 和 20 mA 設(shè)置點之間檢驗輸出不在報警狀態(tài)檢驗變送器不在回路測試模式數(shù)字壓力變量讀數(shù)低或高檢查測試設(shè)備 （檢驗精度）檢查引壓管線是否阻塞或濕段較低部位被灌充堵塞檢驗變送器是否正確標(biāo)定檢驗測量壓力計算數(shù)字壓力變量讀

24、數(shù)不穩(wěn)定檢查測量系統(tǒng)確定壓力線路是否有故障設(shè)備檢驗變送器對設(shè)備的開/關(guān)不能直接做出反應(yīng) 檢驗測量阻尼是否正確設(shè)置毫安讀數(shù)不穩(wěn)定檢驗變送器的電源是否有足夠的電壓和電流檢查是否有外部電氣干擾檢驗變送器是否正確接地檢驗雙絞線的屏蔽是否只在一端接地3051S 型變送器故障檢修表型變送器故障檢修表 YOKOGAWA壓力變送器的報警清單壓力變送器的報警清單345612變送器安裝變送器安裝6變送器概述變送器概述變送器組態(tài)變送器組態(tài)使用和維護使用和維護故障檢修故障檢修案例分析案例分析例：一壓力變送器DCS顯示壓力跳變，故障分析如下：現(xiàn)場外觀檢查有無異常，a.外觀異常，如進水腐蝕，進一步檢查內(nèi)部電子單元腐蝕損壞

25、，直接更換該壓力變送器，重新做設(shè)定。b.外觀正常，用HART看能否上線，能上，檢查各設(shè)置是否正常，可做ZERO校正在觀察；不能上 ，可進一步拆檢，發(fā)現(xiàn)膜片損壞，更換之在做設(shè)定。c.檢查上訴各項都正常，但壓力仍然跳變，檢查其相關(guān)線路，發(fā)現(xiàn)線路在穿線管處已經(jīng)磨損，造成其信號變化，使壓力跟著變化，更換線路觀察正常。采用采用 HART protocol（HART 協(xié)議）協(xié)議）YOKOGAWA EJA系列液位變送器系列液位變送器EJADigital level Transmitter工作原理工作原理 液體具有靜壓現(xiàn)象，其靜壓力的大小是液體具有靜壓現(xiàn)象，其靜壓力的大小是液柱高度與液體重度的乘積，對于液柱高

26、度與液體重度的乘積，對于A點而點而言，將有言，將有 PA=PB+gH 液體密度液體密度 g 重力加速度重力加速度 h被測點到液面的被測點到液面的 高度高度（深度）（深度） 則則 h=P/(g) 壓力式液位計正是利用液面下壓力與深壓力式液位計正是利用液面下壓力與深度成正比關(guān)系來檢測液位的度成正比關(guān)系來檢測液位的 實際液面 H 被測點AAB 靜壓式液位儀表靜壓式液位儀表差壓式液位計差壓式液位計工作原理工作原理 當(dāng)封閉容器中液面上方當(dāng)封閉容器中液面上方的靜壓力的靜壓力PA不等于大氣不等于大氣壓力時，則必須考慮壓力時，則必須考慮PA的影響。的影響。 P=PA PB=Hg 即即 H= P / g 氣壓 PBPA P1 P2 H封閉容器封閉容器液位計現(xiàn)場應(yīng)用實例液位計現(xiàn)場應(yīng)用實例v以抄漿現(xiàn)場為例桶槽液位的測量多選用法蘭式差壓變送器-EJA210A，測量密閉式容器多選用差壓變送器-EJA110A.開放式溝槽選用超聲波液位計VEGASON62系列。EJA210A差壓液位計概述差壓液位計概述 液位計的接線，接地及電磁屏蔽。液位計的參數(shù)設(shè)置及若干校正措施。液位計的絕緣電阻及耐壓測試。EJA2