Onderzoek en toepassingsstatus van druktransmitters
Met de voortdurende verbetering van het automatiseringsniveau, evenals de snelle vooruitgang van de technologie op het gebied van computertechnologie, materiaaltechnologie en micro-elektromechanische systemen (MEMS), heeft het veld van de industriële automatisering, dat op grote schaal wordt gebruikt op het gebied van intelligente instrumentatie, zich de afgelopen jaren ook snel ontwikkeld.
Het onderzoek naar druktransmitters richt zich voornamelijk op de volgende aspecten:
① Communicatiemethoden voor druktransmitters.
② Druksensoren in omgevingen met hoge temperaturen en extreme temperaturen.
③ Druktransmitter met zelfdiagnosefunctie.
④ Temperatuurcompensatiemethode voor druktransmitters.
⑤ Druktransmitter andere aspecten van de onderzoeksvoortgang.
Druktransmitter communicatiemethode
In het verleden ondersteunden druktransmitters alleen analoge standaardsignalen van 4-20 mA die algemeen worden gebruikt op het gebied van industriële procesbesturing. Met de voortdurende ontwikkeling van informatietechnologie en digitale technologie kunnen steeds meer intelligente druktransmitters worden ontwikkeld en geproduceerd die het veldbusprotocol voor digitale signaaloverdracht ondersteunen. HART intelligente druktransmitter gebaseerd op het open communicatieprotocol van highway addressable remote transducer (HART), ontworpen als een tweedraads druktransmitter. Een tweedraads druktransmitter is ontworpen op basis van het open communicatieprotocol van highway addressable remote transducer (HART). Met slechts twee draden verzendt de druktransmitter niet alleen digitale en analoge signalen, maar levert ook stroom aan het apparaat. Vergeleken met andere protocollen die alleen digitale signalen ondersteunen, is het onderscheidende kenmerk van de druktransmitter dat deze digitale signalen verzendt terwijl het analoge stroomsignaal van 4-20 mA behouden blijft, en zo een belangrijke rol speelt in de overgangsperiode waarin digitale instrumenten geleidelijk traditionele analoge instrumenten vervangen. Het HART-protocol is echter een semi-digitale communicatiemethode die alleen unidirectionele transmissie ondersteunt en het kanaal is één-op-één. Met de ontwikkeling van de technologie kan het HART-protocol geleidelijk niet meer voldoen aan de behoeften op het gebied van informatie-uitwisseling op het gebied van veldinstrumentatie en besturingssystemen.
In het tijdperk van de digitale en intelligente industrie 4.0 is de digitalisering van het industriële productieveld van groot belang. Op basis van de traditionele druktransmitter, gebaseerd op de controller area network (CAN) busbenadering van de digitale transformatie van de transmitter, kan het ontwerp en de implementatie van een kleine, zeer nauwkeurige, digitale drukmeetmodule worden ingebed in de druktransmitter, waardoor de efficiëntie en betrouwbaarheid van de informatie-uitwisseling tussen de veldapparatuur en het besturingssysteem aanzienlijk worden verbeterd. Betrouwbaarheid. Een transmitter is ontworpen om de druk van een waternetwerkleiding te meten. Het uitgangsstroomsignaal van de transmitter wordt geconvergeerd door een remote terminal unit (RTU) en verzonden naar de controlekamer met behulp van industrieel Ethernet voor gecentraliseerde weergave van parameters. De nauwkeurigheid van de transmitter bereikt 0,14% en alle componenten zijn gelokaliseerd, wat de voordelen heeft van onafhankelijke controle, eenvoudig gebruik en goede betrouwbaarheid.
Draadloze communicatie heeft de afgelopen jaren veel aandacht gekregen. Industriële draadloze communicatietechnologie heeft de voordelen van lage kosten, hoge efficiëntie, hoge betrouwbaarheid, handige plaatsing, enz., en is veel gebruikt op industriële locaties. Vooral voor signaaloverdracht in ontvlambare en explosieve gevaarlijke omgevingen, zoals olie- en gas-, chemische en tankgebiedscenario's, is draadloze transmissie een economisch en effectief communicatiemiddel. Er is een draadloos drukmeetsysteem ontworpen op basis van capacitieve sensoren. Het systeem zet eerst de toegepaste druk om in een overeenkomstig spanningssignaal via capacitieve sensoren en signaalconditioneringscircuits, en realiseert vervolgens de draadloze transmissie en ontvangst van het signaal door gebruik te maken van frequentieverschuivingssleuteling (FSK)-transceivers. Het systeem wordt bestuurd binnen 1,6% van de volledige schaalfout en is geschikt voor draadloze communicatie heeft de afgelopen jaren veel aandacht gekregen. Industriële draadloze communicatietechnologie heeft de voordelen van lage kosten, hoge efficiëntie, hoge betrouwbaarheid en handige plaatsing, en is veel gebruikt op industriële locaties. Speciaal voor signaaloverdracht in ontvlambare en explosieve gevaarlijke omgevingen, zoals olie- en gas-, chemische en tankomgevingsscenario's, is draadloze transmissie een economisch en effectief communicatiemiddel. Er is een draadloos drukmeetsysteem ontworpen op basis van capacitieve sensoren. Het systeem zet eerst de toegepaste druk om in een overeenkomstig spanningssignaal via capacitieve sensoren en signaalconditioneringscircuits, en realiseert vervolgens de draadloze transmissie en ontvangst van het signaal door gebruik te maken van frequency shift keying (FSK)-transceivers. De volledige schaalfout van het systeem wordt gecontroleerd binnen 1,6%, wat geschikt is voor zeer gevaarlijke ontvlambare en explosieve gebieden en gebieden waar kabelinstallatie en -onderhoud moeilijk zijn. Bovendien heeft FSK een sterke veiligheid, hoge efficiëntie en ruisimmuniteit. Er is een capacitieve druktransmitter ontworpen op basis van MEMS-technologie. De transmitter compenseert niet-lineaire fouten via een algoritme voor een kunstmatig neuraal netwerk. Lithiumniobaat (LiNbO3) is geselecteerd als het optische communicatiemateriaal met een groot bereik voor deze transmitter. Vanwege de eigenschappen van licht is deze transmissiemethode vrijwel verliesloos en wordt gekenmerkt door een hoge betrouwbaarheid, eenvoudig onderhoud en weinig gevaar.
Met de ontwikkeling van industriële digitalisering nemen de eisen voor intelligente sensoren toe. Er wordt een draadloze intelligente druktransmitter met realtime foutdiagnose voorgesteld. De transmitter bewaakt de analoge uitgang van de druksensor in realtime en voert een zelfdiagnostisch programma uit, zodat de gegenereerde drukgegevens en diagnostische informatie via draadloze transmissie naar het ontvangende systeem kunnen worden verzonden. Met het oog op de kenmerken van industriële processen zoals elektromagnetische interferentie en ruimtelijke complexiteit, is een draadloze, uiterst nauwkeurige druktransmitter ontworpen om te voldoen aan de behoeften van industriële locaties, waarbij het industriële draadloze netwerk voor industriële procesautomatisering (draadloos netwerk voor industriële automatisering - procesautomatisering, WIA-PA) standaard wordt gerealiseerd. WIA-PA) standaard voor industriële procesautomatisering en monokristallijne silicium drukmeettechnologie. De draadloze, uiterst nauwkeurige druktransmitter kan het informatieniveau en het digitale beheerniveau van industriële velddrukmeting effectief verbeteren en heeft een breed toepassingsperspectief.
