高精度電容式壓力變送器工作原理

電容式壓力變送器

被測介質的兩種壓力通入高、低兩個壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。電容式壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。 當兩側壓力不*時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信號。電容式壓力變送器和電容式壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。電容式壓力變送器的A/D轉換器將解調器的電流轉換成數字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方，，傳感器微調等運算，以及診斷和數字通信。
高精度電容式壓力變送器結構分析

壓力變送器微處理器中有16字節程序的RAM，并有三個16位計數器，其中之一執行A /D轉換。
D/A轉換器把微處理器來的并經校正過的數字信號微調數據，這些數據可用變送器軟件修改。數據貯存在EEPROM內，即使斷電也保存完整。
數字通信線路為變送器提供一個與外部設備(如205型智能通信器或采用HART協議的控制系統)的連接接口。此線路檢測疊加在4-20mA信號的數字信號，并通過回路傳送所需信息。通信的類型為移頻鍵控FSK技術并依據BeII202標準。
高精度電容式壓力變送器特點

數字精度：+（-）0.075%
l 穩定性：0.075% 60個月
l 量程比：100：1
l 測量速率：0.2S
l 小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝
l 過程連接與其它產品兼容，實現佳測量
l 世界上*采用H合金護套的傳感器（技術），實現了優良的冷、熱穩定性
l 采用16位計算機的智能變送器
l 標準4~20m.
l 支持向現場總線與基于現場控制的技術的升級
4優勢分析

模擬型特點
● 精度高
● 量程、零點外部連續可調
● 穩定性能好
● 正遷移可達500%、負遷移可達600%
● 二線制
● 阻尼可調、耐過壓
● 固體傳感器設計
● 無機械可動部件、維修量少
● 重量輕（2.4kg）
● 全系列統一結構、互換性強
● 小型化（166mm總高）
● 接觸介質的膜片材料可選
● 單邊抗過壓強
● 低壓澆鑄鋁合金殼體
智能型特點：
●超級的測量性能，用于壓力、差壓、液位、流量測量
●數字精度：+（-）0.05%
●模擬精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S
●全性能：+（-）0.25F.S
●穩定性：0.25% 60個月
●量程比：100：1
●測量速率：0.2S
●小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝
●過程連接與其它產品兼容，實現佳測量
●世界上*采用H合金護套的傳感器（技術），實現了優良的冷、熱穩定性
●采用16位計算機的智能變送器
●標準4-20mA，帶有基于HART協議的數字信號，遠程操控
●支持向現場總線與基于現場控制的技術的升級。

6分析與處理

電容式壓力變送器測量部分敏感部件采用全焊接結構，電子線路部分采用波峰焊接和接插件安裝方式，整體結構堅固、耐用，故障甚少。對絕大多數使用者來就，如發現敏感部件出現故障，一般無法自行修復，應與生產廠家更換其整體部件。
一、變送器測量部分的檢查
變送器測量部分產生的故障，都會引起變送器無輸出或輸出不正常，因此應首先檢查變送器的測量敏感部件。
1．拆下法蘭，檢查敏感部件隔離膜片有無變形，破損和漏油現象發生。
2．拆下補償板，不取出敏感部件，檢查插針對殼體的絕緣電阻，在電壓不超過100V的情況下，絕緣電阻不應小于100MΩ。
3．接通電路和氣路，當壓力信號為量程上限值時，關閉氣源，輸出電壓和讀數值應穩定不動。如果輸出電壓下降，則說明變送器有泄漏，可用肥皂水檢查出泄漏部位。
二、變送器電路部分的檢查
1．接通電源，檢查變送器輸出端電壓信號的狀態。若無輸出電壓，應首先檢查電源電壓是否正常；是否符合供電要求；電源與變送器及負載設備之間有無接線錯誤。如果變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成變送器無電壓信號輸出。排除上述原因，則應進一步檢查放大器板線路中元件有無損壞問題；線路板接插件有無接觸不良現象，可采取對照正常儀表的測量電壓與故障儀表對應的測量電壓相比較的方法，確定故障點，必要的情況下可更換有故障的放大器板。在對流量型變送器檢查時，對J型放大器板應特別要注意采取防靜電措施。
2．接通電源，在給定輸入壓力信號后，若變送器輸出過高（大于10VDC），或輸出過低（小于2.0VDC），且改變輸入壓力信號和調整零點、量程螺釘時輸出均無反應。對于這類故障，除檢查變送器測量部分敏感部件有無異常外，應檢查變送器放大器板上“振蕩控制電路部分”工作正常與否。高頻變壓器T1-12之間正常峰值電壓應為25~35VP-P；頻率約為32kHz。其次檢查放大器板上各運算放大器的工作狀況；各部分的元器件有無損壞問題等。此類故障需要更換放大器板。
3．變送器在線路設計和工藝裝配質量上要求都十分嚴格，在實際使用中對出現的線路故障，經檢查確認后與生產廠家更換其故障線路板，以確保儀表長期工作的穩定性和可靠性。
三、現場故障檢查
施工現場出現的故障，絕大多數是由于使用和安裝方法不當引起的，歸納起來有幾個方面。
1．一次元件（孔板、遠傳測量接頭等）堵塞或安裝形式不對，取壓點不合理。
2．引壓管泄漏或堵塞，充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體，變送器過程法蘭中存有沉積物，形成測量死區。
3．變送器接線不正確，電源電壓過高或過低，指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。
4．沒有嚴格按照技術要求安裝，安裝方式和現場環境不符合技術要求。
以上出現的故障都會引起變送器輸出不正常或測量不準確，但經過細心檢查，嚴格按照技術要求使用和安裝，及時采取有效措施，問題都可以排除，對不能處理的故障，應將變送器送到實驗室或生產廠家做進一步檢查。
7技術參數

模擬量：二線制4～20mADC 
數字量：兩線制4～20mADC并疊加符合HART協議的過程變量數字信號。
電源：供電電壓12.5～45VDC
負載限制：回路大負載電阻Rmax取決于供電電壓。HART通訊要求負載電阻不低于250Ω ，不高于600Ω
通訊距離：大通訊距離為1.5Km，多站通訊多可接15臺智能變送器。
輸出顯示：四位制數字顯示、五位LCD液晶顯示、指針式。
防爆形式：本安型：ExiaII CT5; 隔爆型。
零點遷移范圍： 零點可隨意正遷移或負遷移，但不得使設定的測量范圍上下限和量程超出極限值。
溫度范圍：環境溫度：-40～85℃ （選用LCD指示表時為-20～70℃）
測量介質溫度： -40～104℃
靜壓和單向超壓范圍： 3.45Kpa（絕壓）～31.2MPa(表壓)
相對濕度： 5～98%RH
啟動時間： 5秒內啟動
容量變化量： 小于0.16cm3
阻尼調整： 時間常熟0.20～25秒
故障報警： 如傳感器或電路出現故障，自動診斷功能將自動輸出3.9或21.0mA
組態保護： 為了避免變送器的組態數據被隨意改動,可通過軟件或保護開關鎖定存儲的數據。