Система измерения давления в нефтепроводе
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ный" принцип преобразования давления в частотный сигнал на базе кремниевого кристалла (DPHarp технология).
При этом в серии EJX существенно изменена конструкция капсулы, благодаря чему значительно уменьшено время отклика (теперь оно составляет 95 мсек - EJX - самый быстрый интеллектуальный датчик!!!). Кроме того переработана электроника (теперь она полностью резервирована даже для стандартных базовых исполнений), добавлены функции, улучшена точность. Вся линейка EJX стандартно сертифицирована по TUV на уровень безопасности SIL2.
Серия EJX почти полностью перекрывает модельный ряд EJA и вводит еще ряд новых моделей, таких как многопараметрический датчик EJX910A.
Рис.8.1 Сравнение частоты калибровок
.2.1 Принцип действия
Преобразователь служит для измерения давления газа, пара или жидкости и обеспечивает непрерывное преобразование измеряемого параметра в унифицированный линейно изменяющийся токовый сигнал.
Встроенные функции самодиагностики позволяют непрерывно отслеживать исправность прибора и нахождение процесса в допустимых пределах.
Датчики серии EJA внесены в Госреестр и имеются все Российские сертификаты, разрешающие их применение в Российской Федерации.
При изготовлении чувствительных элементов изображенного на рис.8.2 применяются самые современные технологи роста кристаллов, благодаря чему вся эта сложная структура получается с единой монокристаллической решеткой. Кремниевый резонатор Dpharp (резонансная система) интегрирован в плоскость кремниевой мембраны. Возбуждение системы производится электромагнитным полем. Собственная частота поперечных колебаний резонаторов без нагрузки составляет несколько десятков килогерц.
Измеряемое давление действует на кремниевую мембрану, вызывая ее прогиб. Асимметричное расположение резонаторов относительно центра мембраны приводит к тому, что при ее прогибе один резонатор подвергается растяжению, а другой сжатию, что приводит к увеличению разницы (от 0 до десятков килогерц) между частотами собственных колебаний резонаторов.
Характеристика резонаторов и мембраны подобраны таким образом, что снимаемая разностная частота линейно пропорциональна измеряемому давлению в широком диапазоне изменения давления, что позволяет в одном приборе производить перестройку диапазона до соотношения 1: 100.
Применение метода на основе резонанса позволило измерять как избыточное, так и абсолютное давление и разность давления а также повысило чувствительность прибора в 4 раза по сравнению со способами тензометрии.
Номинальная функция преобразователя датчика рассчитывается:
Рис.8.2 Чувствительный элемент DPHarp. Схема перевода механических колебаний в электрические - колебания в электрическом контуре в точности соответствуют собственным механическим колебаниям резонатора.
, (3.27)
где IВых - расчетное значение выходного токового сигнала, соответствующее измеряемому давлению Р1 (приложение 1), мА;макс - наибольшее предельное значение выходного токового сигнала, мА;0 - наименьшее предельное значение выходного токового сигнала, мА;1 - значение измеряемого давления, обозначенное на рис.4., МПа (кПа), (кг/см2);2 - верхний предел измерения избыточного давления, обозначенное на приложение 1, МПа (кПа), (кг/см2).
Датчик имеет линейно возрастающую характеристику токового сигнала изображенную на рис.8.3.
Минимальное значение питания датчика указывается на табличке (шильдике) датчика.
Величина сопротивления нагрузки для выходного токового сигнала 4-20 мА определяется:
, (3.28)
при Uпит = 24 В, Uмин = 10.5 В: RН ? 620 Ом,
где Rн - сопротивление нагрузки, Ом;пит - напряжение питания, В;мин - минимальное напряжение питания, В.
При этом приведенная погрешность датчика при любом напряжении, лежащем в диапазоне от минимального до максимального напряжения питания, не превышает предела допускаемой основной приведенной погрешности датчика.
Соединение с источником питания и нагрузкой может осуществляться по 2-х проводной схеме.
Датчик работоспособен для выходного токового сигнала 4-20 мА при сопротивлении нагрузки от 0 до 500 Ом (включая сопротивление соединительных проводов и с учетом напряжения питания).
Рис.8.3 Характеристика токового сигнала
Сопротивление изоляции между электрическими цепями и корпусом в нормальных условиях не менее 20 МОм.
4.3 Блок токовых входов и регулятора (ТВР)
ТВР предназначен для выполнения функций ввода - вывода и измерения электрических величин - тока, напряжения, получаемых от датчиков или преобразователей, расположенных во взрывоопасных зонах.
ТВР применяется встраиванием в корпуса типового размера 19" технических средств контроля, сигнализации, управления и защиты, объединенных в сеть интерфейсами RS - 485 с аппаратурой верхнего уровня - АСУ, IBM PC, ЭС - 8 и т.п.
Исполнение - взрывозащищенное с видом взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" по ГОСТ Р 51330.10 с маркировкой взрывозащиты [ExibllA] в соответствии с ГОСТ Р 51330.0.
ТВР должен сохранять работоспособность при следующих параметрах линий связи интерфейса RS - 485:
Длина, не более - 1200 м;
Емкость, не более - 50 нФ;
Сопротивление, не более - 50 Ом;
Сопротивления изоляции, не менее - 50 кОм.
Тип линии - двухпроводная экранированная витая пара, кабель в экране. Допустимые параметры измерительных линий искроб