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    擴散矽液位變送器的硬件設計與保障其可靠、穩定性的設計

    作時間:2014-03-25  來源:  作者:
       

       首先我們所說的擴散矽液位變送器其實就是投入式液位變送器,表頭是擴散矽壓力變送器。廣泛應用於熱電、水廠、化工、汙水處理等範疇。下麵由淮安三暢帶大家來看下擴散矽液位變送器的硬件設計與可靠性保障。

    擴散矽液位變送器的硬件設計包括二次儀表的硬件設計與液位變送器的可靠性設計。

    【二次外表的硬件規劃】
       二次外表的硬件規劃首要包含電源規劃, A/ D變換規劃, 單片機外圍電路規劃, 顯現、報警、繼電操控規劃, 遠端通訊規劃等.電源規劃首要思考變壓器應有滿足的耐壓和功率的降額規劃, 變壓器屏蔽層應接地. 二次外表中的模仿有些和數字有些及操控繼電器應由不一樣的變壓器副邊線圈供電, 以避免大脈衝電流和電源動搖的影響. 整個電源在線路板的規劃應遠離信號線路有些. A/ D 變換芯片的挑選應注重於商品的
    穩定性和牢靠性, 商品在出廠前應經過嚴厲的老化和挑選. A/ D 的外圍電路的規劃應特別注意參閱電壓的穩定性. 單片機外圍電路規劃以根本程式化, 但其通訊端口的軟硬件規劃與A/ D 變換芯片的數據交換方法有關, 液位丈量對丈量頻率需求不高, 單片機與A/ D 變換芯片之間的數據交換可選用串口查詢[ 3, 4] 方法, 這樣程序布局明晰, 便於編寫和調試.
    【液位變送器的牢靠性規劃】
    三暢液位變送器變作為體係前端一次外表, 直接影響測控體係的牢靠度和精確度目標, 所以在規劃時有必要保證其牢靠性和穩定性. 變送器的規劃首要包含機械防護布局規劃和電氣規劃兩大有些. 布局規劃上首要要處理的疑問有傳感器布局的選用、防腐蝕規劃、防阻塞規劃、密封規劃、防凝露規劃. 電氣規劃首要包含變送器電源維護規劃、傳感器供電規劃、信號獲取、擴大、變換電路規劃等. 下麵臨影響牢靠性的技能環節剖析處理如下.
    1、變送器機械防護布局規劃
    傳感器布局的選用投入式液位變送器的傳感器的一端感觸被測液體壓力, 另一端為電源和信號引線. 傳感器布局以圓柱形, 並在一端為密封的錐管螺紋為宜, 簡單密封. 所選用的傳感器必定要有充沛的過壓維護.
    【密封規劃】 淮安三暢液位變送器的電氣室和感觸端應徹底阻隔, 電路部件最好在調試好後灌封, 選用錐管螺紋密封銜接時最好在螺紋銜接處塗改環氧樹脂等密封填充料. 挑選密封填充料時應思考與被測液體的相容性.
    【防腐蝕規劃】 投入式液位變送器的運用環境決議了殼體和引線有必要與被測介質兼容, 一般被測液體可選用1Crl8N i9T i, 要注意的是三暢變送器殼體和引線與被測介質的兼容性規劃要思考溫度的影響,有些金屬與液體的兼容性隨溫度的改動而改動.
    【防阻塞規劃】 擴散矽液位變送器的傳感器探頭長時間浸入在被測介質中, 雜質很簡單阻塞傳壓孔, 形成丈量失真. 在規劃時傳感器探頭應被端蓋維護起來, 液體經過引壓孔引進, 引壓孔的方位和視點都要適宜. 防護端蓋布局圖如圖2 所示.

    擴散矽液位變送器的防護端蓋結構圖

    【防凝露設計】 通過壓力測量液位的方法一般要引入附近參考大氣壓力, 實際中通過空芯電纜引入. 在長期應用中, 大氣中的水分會冷凝結露, 造成參考端大氣壓力失真. 防凝露設計在液位變送器的設計中一直是一個難題, 許多設計人員采取放置幹燥劑的方法, 使用、維護均不方便. 如果要徹底解決, 技術上有一定難度. 從設計、成本等方麵均衡考慮, 適當增加外形尺寸, 單獨設計積液室, 定期清理, 雖增加一些維護, 但從技術指標、可靠性指標、成本方麵考慮, 是三暢一種比較完善的解決方案. 積液室結構圖如圖3 所示.

    擴散矽液位變送器的積液室結構圖
    2、變送器電氣規劃
    由於現場環境雜亂, 溫度改變大, 強的電磁攪擾乃至形成單片機死機, 給體係形成危險, 而且單片機功耗大, 規劃高可靠性兩線製變送器有必定技能難度. 選用依據模仿電路的變送器, 技能上老練,易於選用通常的元器件規劃高可靠性的電路, 能滿意體係需求。
    【變送器電源保護規劃】 變送器通常需求直流12~ 36 V 均能正常作業, 低壓作業範圍可放寬至9 V, 高端保護電壓可放寬至50 V, 防止電源擾動或強攪擾. 三暢變送器選用兩線製, 能夠不在電源規劃中加電橋以完結無極性接線, 但應設二極管以完結反向保護, 一起加電容濾波.
    【電路及傳感器供電規劃】 外接電源需經保護電路和穩壓電路給整個電路供電, 一起, 還要給後續電路供給參閱電壓作為供給電源的穩壓塊的目標能夠恰當放寬, 但供給參閱電壓的穩壓塊安穩性目標有必要確保. 分散矽壓力傳感器通常選用恒流供電1~ 1. 5 mA[ 5] , 電流的安穩性直接影響變送器精
    度, 故在挑選恒流源時要注意電流的安穩性目標.
    【信號獲取、擴大、變換電路的規劃】 液體壓力經三暢分散矽壓力傳感器電橋變換輸出的是一組在共模布景下的差模信號 , 經濾波後可選用外表擴大器獲取差模信號, 為了進步電路安穩性, 可不在外表擴大器有些進行擴大, 擴大可選用運放獨自完結, 並一起進行零點調整, 液位丈量可依據用戶定做, 在變送器環節可不做量程搬遷, 電路中不設電位器, 防止漂移V / I 變換選用電壓鉗位深度負反饋, 所選三極管應有滿足的功率降額規劃.
    3、體係的可靠性確保
    元器件選用體係所選用的元器件須有高的可靠性, 一切影響體係安穩性的元器件能夠不具有高的精度, 但應具有較高的安穩性, 體係的精度可通過調試和校準來確保, 元器件依據其運用需求應具有滿足降額規劃, 並具有適當的耐應力衝擊餘度.元器件挑選規劃 挑選元器件是確保商品可靠性的重要手法元器件老化計劃的挑選應遵從在不影響或微影響優品的前提下盡量挑選劣品. 出產中可采納高溫老化、功率老化和溫度衝擊循環. 詳細老化溫度、功率和時刻應參閱運用闡明和計算實驗數據挑選計劃的挑選應均衡思考, 切忌為獨自進步劣品挑選率, 而大幅度危害優品的性能目標, 對老化後的元器件應100% 查驗.
    【抗攪擾規劃】 三暢為了確保丈量的準確性和可靠性, 抗攪擾規劃尤為重要. 從變送器環節思考, 電路中應在各個信號節點設置濾波電容; 二次外表的變壓器屏蔽層應接地; 信號收集電路在PCB 板上的規劃應遠離電源、繼電器等攪擾源; 模仿信號和數字信號的地應分隔布線, 最終一點接地. 要闡明的是電路中的地可依據實踐現場狀況挑選是不是與變送器外殼相接.
    【體係的裝置及保護】 液位測控體係安穩、準確的作業不光與規劃、出產有關, 與體係的正確裝置也有著密切聯係. 擴散矽液位變送器應依據需求裝置在適宜的深度, 詳細位置應防止溶液活動的攪擾, 假如溶液中有雜質, 應裝有防護網. 依據現場實踐狀況,每隔三到六個月, 應對變送器清潔、查看一次, 翻開積液室, 倒出積液. 空芯電纜的架起應遠離其他電源線和強的信號線, 空芯電纜應固定, 不該接受外力. 二次外表可依據需求裝置在現場或工房, 如在現場必定要有防護設備, 操控環境溫濕度, 一年應對整個體係校準一次.

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