中核總公司405廠計量站  溫煒

　　一、智能壓力變送器

　　1.通用的智能壓力變送器的原理框圖(見圖1)
　　在圖1中，變送器由傳感組件和電子組件組成。傳感組件選用高精度的電容傳感器，過程壓力通過隔離膜片及灌充液傳送到電容中心膜片上，中心膜片與兩邊固定電容極板形成一差動電容，與過程壓力差成正比。電容室為激光封焊，并在機械、電子和熱力上獨立于過程介質及外部環境。電容室移到電子罩頸部，遠離法蘭，可達到機械和熱力上的隔離。在變送器的生產過程中，所有傳感器要經過壓力和溫度的循環測試，由此產生正確的溫度校正系數，存入傳感組件的存儲器中。變送器工作時，傳感組件將差壓轉換成數字量，此數字量信息連同傳感器組件存儲器中的校正系數一并送入電子組件模塊。電子組件有一塊信號板，上面有一微處理器，由微處理器對組件的信息進行處理，最后由D/A輸出(4～20)mA的電流信號。電子組件的另一個重要功能是完成與DCS或HART手操器的雙向數字通信，使用工業標準BELL202頻率移動鍵控(FSK)技術，即在模擬輸出直流電流信號上疊加一個0.5mA的雙音頻信號來完成遠程通信。    

圖1  通用的智能壓力變送器原理框圖

　　2.HART協議智能壓力變送器
　　(1)HART協議即(HIGHWAY ADDRESSABLE REMOTE TRANSDUCER)可尋址遠程傳感器高速公路。在由(4～20)mA模擬信號制標準向現場總線標準過渡的時期內，各大儀表生產企業紛紛推出一些自己制定的標準，其中HART協議具有較大的影響和市場。

　　HART協議采用頻移鍵控FSK原理，它基于BELL202通信標準，數字信號用兩個頻率表示:1200Hz代表邏輯“1”，2200Hz代表邏輯“0”。由于在通信時頻率信號平均分量為0，不會影響模擬信號的傳輸，因此可將這兩個頻率的正弦波疊加在(4～20)mA直流模擬信號上，同時可以利用同一電纜，用數字信號實現雙向多信息傳輸，從而具有修改量程、阻尼時間、PID參數等功能，可提高系統的運行質量和管理效率。    

　　二、智能壓力變送器的檢定

　　智能壓力變送器的檢定國家暫時沒有檢定規程,現在一般按照普通壓力變送器的檢定規程進行檢定,除按國家計量檢定規程所規定的項目如:外觀、密封性、絕緣電阻等外，主要是在變送器的調校上。由于我廠現在使用的基本上是電動兩線制變送器，其檢定示意圖如圖2所示:
    

圖2  電動兩線制變送器檢定示意圖

　　3.智能壓力變送器的調校
　　(1)智能壓力變送器的調校就沒有傳統壓力變送器調校復雜，它的量程調整并不影響零位的變化，調校起來比較簡單，下面以上海FOXBORO智能壓力變送器IGP10-I為例簡要進行介紹。假設所要校驗的量程為(0～25)kPa，調校步驟如下:
　　上電顯示在線模塊，按NEXT鍵進入CALIB模塊，再按ENTER鍵進入校驗菜單。
　　當菜單顯示ZERO時，對變送器輸入壓力信號為0(即ΔP=0kPa)，按ENTER，顯示ZEROED表示完成零位調整。
　　按NEXT鍵進入SPAN即量程調整，在變送器的高壓側輸入壓力信號25kPa(即ΔP=25kPa)，按ENTER鍵，顯示SPANED表示完成量程調整。    

　　三、工作中的典型故障檢修

　　智能壓力變送器的故障檢修由于其采用了微處理器程序化設計，往往在顯示屏上直接顯現出錯信息。例:上海福克斯波羅公司生產的IAP和IGP系列變送器有故障時，在顯示屏上顯示出錯信息如下:

　　1.OVER RNG表示正常計算的結果比校驗量程大2%以上
　　原因分析及檢修方法:
    (1)過量程輸入:正確輸入條件；
    (2)量程校驗壞:重新校驗量程；
    (3)傳感器故障或損壞:替換傳感器。

　　2.UND RNG表示正常計算的結果比校驗的零位大2%以下
    原因分析及檢修方法:
    (1)低范圍輸出:正確輸入條件；
    (2)零位校驗壞:重新校驗量程；
    (3)傳感器故障或損壞:替換傳感器。

　　3.BAD IN1正常壓力輸入超出極限
    原因分析及檢修方法:
    (1)過范圍或低范圍輸入:正確輸入條件；
    (2)校驗壞:重新校驗變送器；
    (3)傳感器故障或損壞:替換傳感器。

　　4.BAD ZERO在操作ZERO、CAL LRV或EXTERNAL ZERO期間，導致超出范圍值
    原因分析及檢修方法:
    (1)在操作期間應用壓力太高；
    (2)不規則校驗的建立。

　　5.BAD SPAN在操作CAL URV期間，導致超出范圍值
    原因分析及檢修方法:
    (1)在操作CAL URV期間應用的壓力太低；
    (2)不規則校驗的建立。    

　　四、結束語

　　就目前電子技術和儀表技術的發展方向來看，數字化是發展必然趨勢；從信號的演變看，帶有微處理器的智能化現場變送器是發展的必然趨勢。尤其是近幾年的微機械加工技術(MEMS)和微電子技術，使敏感元件與信號調理電路一體化，傳感與變送功能合一成為現實。溫度和壓力合二為一的多參數變送器，是今后智能變送器的又一發展趨勢。