
溫度變送器產品及應用
(一)溫度變送器概述
在進行溫度測量的工業場合,使用熱電偶、熱電阻傳感器的測量方法是主要的形式。由于現場與控制室的位置相距較遠,如不使用變送器,直接將傳感器信號進行遠距離傳輸,存在電纜成本過大及抗干擾能力弱的缺陷。
如圖所示,現場與儀表控制室距離較遠(幾十米到上千米),傳感器經現場接線盒后,根據傳感器種類的不同,采用不同材質的電纜線,對每個測量點,都需要獨立地進行長距離的、低失真的物理信號傳輸。對于熱電阻,每個測量點全少需兩根銅線(二線制),遠距離時,必須進行線路電阻的匹兩己,否則必須增加線路(三線制、四線制);對于熱電偶,每個測量點需一對與傳感器種類一致的補償導線進行長距離連接,在多測量點并且距離較長時,電纜成本會高的無法接受,所以不得不增加恒溫點,對冷端進行集中的匯集,以減少補償導線的使用。設N為測量點數,則電纜芯數=2*N(二線制熱阻、熱電偶)或電纜芯數=3*N(三線制熱阻)或電纜芯數=4*N(四線制熱阻)。
除了電纜成本外,如何解決長距離傳送中對信號的干擾及信號的失真,又是工程應用中難題。
因此,國內外溫度儀表生產廠家,將溫度變送器產品作為主要的產品門類。用于現場安裝式溫度變送單元。它采用二線制傳送方式,4~20mA信號環路同時作為變送器電源輸入。其中的小型的模塊式結構產品,由于可直接安裝于原有的接線盒或小型隔爆盒內,與傳感器形成一體化結構,通過4~20mA信號環路進行遠距離傳輸的方式,越來越被用戶接受,市場前景很大。
如圖所示,變送器可以安裝于現場。大都情況下,變送器與熱電偶、熱電阻直接連接,形成一體化結構。也可根據需要(位置要求、集中要求、表面溫度等因素),熱電偶、熱電阻先連接接線盒,再與較近的合適位置的變送器連接,形成分體式結構。溫度變送器的使用,解決現場與儀表控制室距離較遠情況下,通過較大信號4~20mA的傳輸,提高干擾能力;同時,又由于傳輸信號較大,對電纜線材質的要求降低:電纜芯數明顯減少,設N為測量點數,則電纜芯數=N+1(4~20mA信號變送器),特別如采用現場總線技術,僅使用一條總線電纜。
早期的溫度變送器,從溫度信號的采集、處理,到變送信號的控制,均采用模擬技術,通用性較差,備品規格較多。隨著數字技術的發展,目前主流市場的溫度變送器產品,大量采用能自匹配各種傳感器采集、處理的數字技術,變送量程也采用根據組態信息自動調整量程的數字技術,形成適合各種傳感器輸入、不同變送量程需要的通用的變送器平臺,大大方便不同工程上對溫度變送器產品的采購。
采用數字技術的溫度變送器,作為新一代測量儀表可廣泛應用于冶金、電力、化工等工業部門。溫度變送器的應用,對用戶可節約電纜成本;數字技術的應用對模塊的通用性提供解決方案,減少備件的采購成本。
(二)溫度變送器產品系列
上自儀公司擁有我困最早從事溫度傳感器研發與生產的專業廠家一一自動化儀表三廠。其產品廣泛用于電力(火電、核電)、化工、鋼鐵等領域。在溫度變送器產品上,主要有以下系列:
1)基于雙腔隔爆結構的變送器,該系列產品均采用數字化技術,輸入采用全信號輸入技術,具有顯示及本地操作功能,具有完善的標準變送(4~20mA)、HART、PROFIBUS-PA、FF-H1等產品系列,并即將推出功能安全產品(SIL3)。
2)模塊式溫度變送器,包括標準變送器(4~20mA)、PROFIBUS-PA、FF-H1等產品系列,并即將推出具有HART總線功能的產品及具有電氣隔離性能的模塊式變送器產品。對具有現場總線的該系列產品,可有顯示及本地操作模塊的選擇。
3)多路總線式溫度采集模塊,該系列產品提供具有多點溫度測量要求的解決方案,通過集成多點(8點)信號采集、單一總線輸出,為工程提供優質低成本產品系列。
上述溫度變送器產品從技術上均采用數字技術,其輸入傳感器的種類、接線方式、變送量程、阻尼時間、報警方式等參數的組態,均可由現場用戶通過產品適合的方式更改。方式包括專用組態器(PC+適配器)、現場總線通信命令或本地操作按鍵(隔爆盒外操作)。可接受傳感器種類及量程見下表:
(一)變送器產品介紹
1.BWQ系列溫度變送器:基于雙腔隔爆結構的溫度變送器

2.SBWR/Z系列溫度變送器:4~20mA型模塊式溫度變送器
3.SBWQ系列溫度變送器:總線型模塊式溫度變送器
★可安裝在隔爆外殼內,組成一體化結構的溫度變送器