壓力變送器感受壓力的電器元件一般為電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的壓力轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最 多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的黏合劑緊密地粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
沈陽自動化所研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能壓力變送器產(chǎn)品，實現(xiàn)在運行數(shù)據(jù)發(fā)生異常變化時，變送器及時監(jiān)測故障，并反饋到控制器，完成相應(yīng)安全處理動作。近期，該智能壓力變送器獲得了國際認(rèn)證機構(gòu)TüV (南德意志大中華集團)頒發(fā)的總線型智能壓力變送器SIL2/3功能安全認(rèn)證證書，這是我國首張總線型壓力變送器安全認(rèn)證證書。
功能安全認(rèn)證證書
SIL認(rèn)證就是基于IEC 61508(GB/T 20438), IEC 61511(GB/T 21109), IEC 61513, IEC 13849-1, IEC 62061, IEC 61800-5-2等標(biāo)準(zhǔn)，對安全設(shè)備的安全完整性等級(SIL)或者性能等級(PL)進行評估和確認(rèn)的一種第三方評估、驗證和認(rèn)證。功能安全認(rèn)證主要涉及針對安全設(shè)備開發(fā)流程的文檔管理(FSM)評估，硬件可靠性計算和評估、軟件評估、環(huán)境試驗、EMC電磁兼容性測試等內(nèi)容。SIL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由國際電工委員會(IEC)首先頒布制定的，由IEC/TC65歸口實施。SIL技術(shù)的國家歸口標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會為“全國過程工業(yè)測量控制及自動化”標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC124)，秘書處單位為機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所。
SIL認(rèn)證一共分為4個等級，SIL1、SIL2、SIL3、SIL4，包括對產(chǎn)品和對系統(tǒng)兩個層次。 其中，以SIL4的要求最 高。
智能壓力變送器
由智能傳感器和智能電子板兩部分組成，智能傳感器部分包括：電容式傳感器、測量膜片檢測電路、溫度傳感器和溫度補償電路等組成;智能電子板板部分包括：微電腦控制器及外圍電路組成，完成壓力信號到4～20mA dc 的轉(zhuǎn)換。用于測量液體、氣體或蒸汽的壓力，然后將壓力信號轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號輸出。西森自動化生產(chǎn)的智能壓力變送器可與HART手操器相互通訊，通過它進行設(shè)定，調(diào)整壓力范圍，監(jiān)控或與上位機組成現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)管道中弱腐蝕性液體、氣體、蒸汽的測量和控制系統(tǒng)。
智能壓力變送器是把帶隔離的硅壓阻式壓力敏感元件封裝于不銹鋼殼體內(nèi)制作而成。它能將感受到的液體或氣體壓力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號對外輸出，廣泛應(yīng)用于供/排水、熱力、石油、化工、冶金等工業(yè)過程現(xiàn)場測量和控制。
智能壓力變送器由傳感器技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合形成的智能型變送器，因其在功能、精度、可靠性、維護、組態(tài)上較常規(guī)模擬變送器有很大提高，現(xiàn)階段已被廣泛應(yīng)用。變送器的智能化主要表現(xiàn)為具有自我監(jiān)測、遠(yuǎn)程通訊的能力，及因采用微機械電子加工技術(shù)、超大規(guī)模的專用集成電路(ASIC)和表面安裝技術(shù)，而使變送器具有高可靠性、量程范圍寬及穩(wěn)定的溫壓補償性能。
智能壓力變送器一般是由傳感器、微處理器、存儲器及模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成。傳感器用來檢測被測量的信號，其所用材料因廠家而異。橫河EJA為硅諧振式，把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅梁的振動頻率;ST300的傳感器是擴散硅復(fù)合半導(dǎo)體式，把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅芯片電阻值的變化;1151、3051及富士的FCX-A/C是硅微電容式，通過測電容來獲得被測的差壓或壓力值，而8600系列智能變送器則為電感式。微處理器是智能變送器的核心，負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)的綜合運算處理，如對檢測信號線性化、量程重調(diào)、函數(shù)運算、工作單位換算及診斷與通訊功能。存儲器用來存貯供微處理器調(diào)用的各種常數(shù)、程序及變送器的組態(tài)等，一般都是可擦寫的。模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將模擬信號與數(shù)字信號進行相互轉(zhuǎn)換，傳感器的檢測信號到微處理器須用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，微處理器輸出4～20mA信號須用數(shù)模轉(zhuǎn)換器。智能變送器需要輸出一路數(shù)字信號與DCS進行通訊，并附有一智能現(xiàn)場通訊器(SFC)或稱手操器來與變送器通訊。此外，智能變送器備有后備電源，以免停電時存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)丟失。
現(xiàn)場總線通訊協(xié)議
IEC(國際電工委員會)對現(xiàn)場總線(Fieldbus)的定義是“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。”它是一種全數(shù)字化、雙向、串行、多站的通信網(wǎng)絡(luò)，一對導(dǎo)線上可傳輸多種信息。純數(shù)字的現(xiàn)場總線智能變送器，是根據(jù)現(xiàn)場總線通信協(xié)議開發(fā)出來的一種變送器。它已不是傳統(tǒng)意義上的變送器，而是同時起著變送、控制和通信的作用。在整個控制系統(tǒng)中，每臺變送器都是一個網(wǎng)絡(luò)接點。使用現(xiàn)場總線后，自控系統(tǒng)的配線、安裝、調(diào)試和維護等方面的費用可以大大降低，隨著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的發(fā)展應(yīng)用，作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線智能變送器必將被廣泛應(yīng)用。
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