久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

孟祥斌

隨著現(xiàn)代化企業(yè)技術(shù)不斷更新，一些新型儀表相繼問世，在測(cè)量流量的差壓變送器中，美國(guó)SMAR公司LD301智能差壓變送器在石化行業(yè)應(yīng)用比較廣泛，雖然它有許多優(yōu)點(diǎn)，但是其零點(diǎn)漂移的問題，一直困擾著使用者，定期的回零檢查不但費(fèi)力，而且不能從根本上解決問題。本文將介紹其性能原理，及筆者在生產(chǎn)實(shí)踐中找到的，徹底解決LD301變送器零點(diǎn)漂移的方法。
1  LD301變送器的性能原理
(1)  結(jié)構(gòu)
LD301智能變送器由敏感部件、硬件和軟件三部分組成。
(2)  性能原理
①  敏感部件工作原理
LD301變送器采用電容傳感器（電容室）作為壓力敏感元件，如圖1所示，其中P1、P2為壓力且P1≥P2，CH為P1側(cè)固定極板和敏感膜片之間的電容，CL為P2側(cè)固定極板和敏感膜片之間的電容，d為CH和CL固定極板間距離，Δd為P1~P2引起的的敏感膜片的偏移，ΔP為差壓。
二塊平行板組成電容器，其電容值可以用板面積(A)和板間距離d的函數(shù)關(guān)系表示為：C=εA/d。ε為介電常數(shù)。
假定CH和CL是面積相等的平行板電容。那么CH=εA/[（d/2）+Δd ]，CL=εA/[（d/2）-Δd]。如果加在電容室上的差壓（ΔP）使敏感膜片的偏移不超過d/4，那么可以認(rèn)為ΔP正比于Δd即ΔP∝Δd，（CL-CH）/（CL=CH）=2Δd/d；如果固定板CH和CL間距離d是常數(shù)，那么（CL-CH）/（CL=CH）正比于Δd，因而就正比于要測(cè)量的差壓。電容室是由兩個(gè)電容組成的壓力敏感部件，它的電容值隨所加壓差而變化。 

圖1  電容傳感器（電容室）示意圖

②  硬件工作原理
硬件組件是由膜盒組件和主電路板兩部分組成。
振蕩器產(chǎn)生一個(gè)供電容膜盒使用的交流頻率，經(jīng)過信號(hào)隔離，通過壓變輸?shù)紺PU，CPU是變送器智能核心，它控制整個(gè)變送器的線性化和通迅。運(yùn)行程序存儲(chǔ)于PROM，運(yùn)算數(shù)據(jù)存于RAM，而一些數(shù)據(jù)存放在EEPROM。例如標(biāo)定數(shù)據(jù)組態(tài)等內(nèi)容。微功耗液晶顯示從CPU接收數(shù)據(jù)顯示。此外兩個(gè)干簧管安裝在電子線路板上，而外殼有二個(gè)盲孔。置入磁性工具，干簧管接通，分別發(fā)出調(diào)零信號(hào)（4mA）與滿量程信號(hào)（20mA）。
③  軟件工作原理
在LD301硬件基礎(chǔ)上，SMAR開發(fā)軟件具有豐富性能。主要包括：數(shù)字濾波、工廠標(biāo)定、用戶標(biāo)定、壓力整定、量程調(diào)整、輸出功能選擇、控制功能整定、輸出顯示、電流整定等多種功能。而變送器是否參與調(diào)節(jié)視控制要求而定。
2  變送器準(zhǔn)確計(jì)量的前提和基礎(chǔ)
變送器的結(jié)構(gòu)及性能原理都決定變送器在使用過程中要克服外界因素影響和正確安裝，只有這樣變送器才能準(zhǔn)確計(jì)量。
(1)  克服環(huán)境因素影響
環(huán)境因素是影響變送器準(zhǔn)確度的一個(gè)難于控制的條件，但可以通過一些途徑減少溫度、濕度和振動(dòng)的影響。
①  LD301內(nèi)裝一個(gè)溫度敏感元件，出廠前在變送器作溫度試驗(yàn)時(shí)把溫度的影響已存在變送器存儲(chǔ)器中，這樣現(xiàn)場(chǎng)溫度變化影響被大大減少。但對(duì)環(huán)境溫度劇烈變化的地方應(yīng)有保護(hù)措施，在比較熱的環(huán)境中，變送器安裝不能直接曝露在陽光下，不能靠近高溫和容器處安裝，測(cè)高溫介質(zhì)的取壓口和變送器之間必須采用較長(zhǎng)的導(dǎo)壓管。
②  濕度對(duì)電子電路非常有害，在相對(duì)濕度很高區(qū)域，應(yīng)采取嚴(yán)格的密封來盡量減少濕度的影響。
③  雖然變送器實(shí)際上對(duì)振動(dòng)是不敏感的，但安裝時(shí)也要盡量避免靠近泵、渦輪機(jī)和其它振動(dòng)裝置。
(2)  變送器的正確安裝
變送器安裝相對(duì)于取壓口位置是有嚴(yán)格規(guī)定的，只有正確安裝才能夠保證準(zhǔn)確的測(cè)量，參見表1。

3  LD301變送器零點(diǎn)漂移的解決辦法
在正確標(biāo)定和安裝后，LD301變送器便可正常投入使用，日常工作中，使用者對(duì)LD301調(diào)整4mA相應(yīng)壓力值的常用方法有三種：
①  只用HHT編程器，不用參考標(biāo)準(zhǔn)壓力。
②  用HHT編程器和標(biāo)準(zhǔn)壓力表。
③  用變送器上零點(diǎn)和滿度的本地調(diào)節(jié)孔和標(biāo)準(zhǔn)壓力值。
而這三種方法都不能從根本上解決LD301變送器零點(diǎn)漂移問題。
正確的操作應(yīng)是，用HHT編程器進(jìn)入TRIM整定功能。首先選擇壓力整定PRESSURE TIRM，由于每個(gè)傳感器在規(guī)定壓力和傳感器輸出信號(hào)之間都有一特定的曲線關(guān)系，該曲線適用于各自的傳感器，并存入傳感器電路的存貯器中。當(dāng)傳感器與變送器連接時(shí)，其存儲(chǔ)器中的內(nèi)容與微機(jī)接通，微機(jī)使傳感器信號(hào)與測(cè)量壓力相對(duì)應(yīng)。PRESSURE TRIM功能使變送器與給定壓力相匹配。
零點(diǎn)漂移可由ZERO PRESSURE TRIM進(jìn)行修正，用光標(biāo)選擇TRIM和PRESSURE顯示為：

使變送器的兩個(gè)容室中的壓力相等（零差壓）待壓力穩(wěn)定后按（EXE）顯示為：

如果顯示PV等于或非常接近于0，則按（Y）鍵，否則按（N）鍵。電路將根據(jù)零點(diǎn)與讀數(shù)之差，修改整條特性曲線，直到讀數(shù)等于0按（Y）鍵。
在零點(diǎn)整定后，為了獲得更高精度的數(shù)字讀數(shù)，需進(jìn)一步對(duì)UPPER PRESSORE TRIM進(jìn)行整定。用標(biāo)準(zhǔn)儀器給定期望上限值，用光標(biāo)選擇PRESSURE TRIM顯示為：

按EXE顯示為：

如果壓力值非常接近給定壓力則按（Y），否則按（N）則顯示為：

假定給定值為20kPa，則鍵入20KPa并按EXE，

按（Y）則整條特性曲線修正完畢。
之后再用標(biāo)準(zhǔn)壓力輸入25%、50%范圍，看輸出線性誤差是否很大。如果很大則選精密壓力表對(duì)此變送器進(jìn)行非線性調(diào)整。
選擇TIRM和PRESSURE顯示：

用光標(biāo)選擇charcteriz-Trim按（EXE）則顯示為：

按（Y）改變，按（N）返回上一級(jí)菜單，按Y顯示為：

如果變送器接到一個(gè)高精度壓力標(biāo)準(zhǔn)上按（Y），否則按（N）返回前一菜單，如果已經(jīng)按Y則顯示為：

P1、P2、P3、P4、P5為線性修正點(diǎn)所供壓力值，假設(shè)工作范圍為0~40KPa，則各點(diǎn)選為P1=0KPa，P2=10KPa，P3=20KPa，P4=30KPa，P5=40KPa。按對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)壓力調(diào)P1~P5。準(zhǔn)確到給定值，則線性調(diào)整完畢。
上述操作完成后進(jìn)行電流鎖定選擇TRIM功能將顯示：

選擇光標(biāo)至CURRENT按EXE顯示為：

選擇4mA按EXE則顯示為：

稍后顯示為：

如果此時(shí)電流讀數(shù)為4mA則按Y，如果不是4mA，例如是4.08mA則按（N）顯示為：

此時(shí)鍵入4.08mA，然后按EXE，電流讀數(shù)正確與否，顯示屏上都重復(fù)上述問題。將讀數(shù)做出正確回答，直到讀數(shù)4mA為止。用同樣方法將20mA電流調(diào)整完畢，此時(shí)電流零點(diǎn)已被鎖定。
綜上所述LD301差壓變送器的零點(diǎn)漂移已經(jīng)消除，零點(diǎn)鎖定已經(jīng)完成，變送器的性能將會(huì)十分穩(wěn)定。因?yàn)閆ERO PRESSURE TRIM功能校正了，由安裝或長(zhǎng)時(shí)間漂移的原因產(chǎn)生的零漂，使特性曲線移至適當(dāng)位置。UPPER PRESSORE功能對(duì)上限壓力讀數(shù)進(jìn)行校正，使儀表獲得更高精度的讀數(shù)。因此整條特性曲線將由這兩個(gè)功能，分別補(bǔ)償傳感器機(jī)械增益（如過壓）等各種原因引起的任何小誤差，儀表穩(wěn)定性和精確度大大增強(qiáng)。
4  實(shí)際應(yīng)用情況
通過上述方法，2002年5月，筆者成功標(biāo)定了大慶石化公司水氣廠脫鹽水站10臺(tái)LD301差壓變送器。至今檢查零點(diǎn)線性十分穩(wěn)定，沒有漂移現(xiàn)象。此外2003年5月在標(biāo)定一循環(huán)水場(chǎng)4.0MPa蒸汽流量工作中，作者也采用了此方法。結(jié)果將原來零點(diǎn)漂移由（-1.3KPa~28.6KPa）遷回到標(biāo)準(zhǔn)(0~29.4KPa)，每小時(shí)比標(biāo)定前減少3噸多蒸汽量,得到生產(chǎn)車間的認(rèn)可。按50元/噸計(jì)算，每年可為水氣廠節(jié)約140多萬元蒸汽消耗費(fèi)用。為水氣廠節(jié)能降耗做出了一定貢獻(xiàn)。此外LD301變送器各部件之間是相互連接的，一個(gè)部件壞了，只要修復(fù)或更換，不會(huì)影響其他部件的使用。因此維護(hù)使用起來方便，也利于節(jié)省儀表更新費(fèi)用。