IGP/IAP/IDP系列壓力(差壓)變送器
概 述
IGP/IAP/IDP系列壓力（差壓）變送器有多種形式，能精確、可靠地測量表壓力、壓力、差壓或液位等，除輸出二線制4～20mA DC的標準信號外，還可用HART（Highway Addressable Remote Transducer）協議或FF（FOUNDATION Fieldbus）現場總線提供數字信號輸出，以方便地用軟件進行遠端組態和監控。
所有變送器均具有現場數字顯示，直觀地指示測量壓力。智能型產品的LCD多段顯示器可顯示測量壓力、變送器輸出電流或量程百分比，并以棒圖形式顯示測量值百分度，當變送器出現故障時，LCD指示器將顯示報警信息。
變送器可方便地進行重新標定。普通型提供調節電位器，可對其輸出和顯示進行調整。智能型變送器帶有現場按鍵，配合LCD參數指示，可方便地進行現場設置。
產品采用標準模塊化設計，具有相同的上部結構，可以方便地進行更換或升級。傳感器提供可選的多樣材質，以滿足不同的現場需求。
當變送器需要同過程保持隔離狀態時，可配接遠傳或直接安裝的壓力隔離膜盒。膜盒密封隔離系統適用于腐蝕性、粘稠性、高溫、有毒性、有衛生要求或容易積聚和凝結的過程流體。
產品適用于液體、氣體和蒸汽介質的測量，廣泛應用于石油化工、電站、冶金、制藥、食品、艦船及其它所有工業場合。
特點：
結構 簡單、靈巧
產品測量精度高，穩定性好
智能型產品，支持HART協議或FF現場總線通訊
帶有現場數字顯示器，顯示壓力（差壓）值、輸出電流值或輸出百分度值
具有連續自診斷功能,并能顯示自診斷信息
具有線性補償與數字微調功能
可實現就地零位、量程調整,也可通過遠程手操器，或臺式、便攜式電腦實現遠程調整
可根據不同的應用場合選擇線性或方根輸出
阻尼可調：0～32秒
具有相同的上部結構，更換電子部件不影響變送器的輸出特性，維護更方便
產品通過多種性能測試：EMC靜放電抗擾度4級8kV,射頻電磁輻射3級10V/m
產品通過NEPSI隔爆和本安認證，可應用于危險場合
單向過載保護特性好
無機械可動部件,維修工作量少，堅固抗震
膜片材料可選316L 、TAN、Co-Ni-Cr、Hastelloy C、Monel等，其它接觸介質的部件材料可選316、Hastelloy C、Monel、PVDF、PTFE等耐腐蝕材料，可適應強腐蝕性介質的測量
衛生型符合GMP標準和3-衛生標準，適用于醫藥、食品和乳制品等行業
應用
石油/石化/化工
與節流裝置配套,提供精確的流量測量和控制
可測量管道和貯罐的壓力和液位
電力/城市煤氣/其他公司事業
要求高穩定度和高精度的測量等場所
紙漿和造紙
用于要求耐化學液體,耐腐蝕性液體之類的場所
鋼鐵/有色金屬/陶瓷
用于爐膛壓力測量等要求高穩定性,高精度測量等場所
機械/造船
用于在嚴格控制(溫度,濕度等)高精度條件下要求穩定測量的場所
工作原理
IGP/IAP/IDP系列壓力（差壓）變送器按工作原理分二大類： 10系列與20系列。
IGP10/IAP10系列壓力變送器的核心部件是藍寶石異質外延技術制成的藍寶石—硅壓力彈性敏感元件，采用鈦—藍寶石雙重膜片結構，是采用的俄羅斯微電子傳感器工業集團生產的鈦/藍寶石—硅傳感器。由于藍寶石襯底的絕緣電阻*，而且不隨溫度的變化而變化，工業溫度可以達到350℃，超長壓力疲勞壽命、穩定性。工作時被測壓力作用在膜片上，膜片變形后，電橋各橋臂電阻值發生變化。信號處理電路測出電阻值的變化，并將其放大轉換成4～20mA DC二線制電流信號輸出。智能型還可提供HART協議或FF現場總線提供數字信號輸出。這是一種幾乎沒有漂移和無需維護的產品。迄今為止，已經歷了最嚴峻的軍事和航天應用考驗。
IGP20/IAP20/IDP20系列為智能型壓力（差壓）變送器，工作時被測介質的兩種壓力通過隔離膜片和灌充液傳遞到測量膜片的兩側，測量膜片與兩側絕緣體上的電極各組成一個電容器。在無壓力或兩側壓力均等時，測量膜片處于中間位置，兩個電容器的電容量相等。當兩側壓力不一致時，測量膜片產生位移，傳感膜片的位移量為0.004英寸（0.10毫米），且位移量與壓力成正比。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨所受差壓而變化（對于IGP表壓變送器，大氣壓力如同施加在傳感膜片的低壓側一樣）。IAP絕壓變送器，低壓側始終保持一個參考壓力。兩側的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間的電容差值被轉換成4～20mA DC二線制電流信號。還可提供HART協議或FF現場總線提供數字信號輸出。
采用智能電子部件，微處理器控制A/D和D/A轉換，同時實現自診斷及數字通訊。如果變送器檢測出故障，則輸出由用戶可選擇22.8mA或3.6mA，并且任何的HART的上位機設備均能顯示該變送器的信息。工作時，一個數字壓力值被微處理器所處理，并作為數字儲存，以確保精密的修正和工程單位的轉換。此外，微處理器也能完成傳感器的特征化、量程化、阻尼時間以及其他的功能，EEPROM存儲所有的組態、特征化及數字微調的參數，存儲器為非易失性的，因此即使斷電，所存儲的數據仍能完好保持，以隨時實現智能的通訊。FF現場總線型符合FF-H1協議，*采用數字技術，通過現場總線將多個現場設備互聯起來，能夠把控制功能分散到現場設備中，用戶可通過功能塊的連接建立符合要求的控制策略。
數/模轉換和信號傳送（智能型）
過程變量以數字數據方式存貯，可進行精確地修正和工程單位轉換，之后經修正的數據被轉換成一個模擬輸出信號。HART手操器可直接存取傳感器的數字信號，而不需數/模轉換從而達到更高精度。
通訊模式（智能型）
智能型壓力變送器采用HART協議通訊，該協議采用工業標準Bell202頻移鍵控（FSK）技術，將一個高頻信號疊加在電流輸出信號上實現遠程通訊，使用的這個技術可以同時通訊和輸出，而不會影響回路的一致性。對于FF現場總線型，*采用通訊數字技術，通過現場總線將多個現場設備互聯起來，用戶可通過功能塊的連接建立符合要求的控制策略。
軟件功能（智能型）
HART協議使用戶很容易對智能型壓力變送器進行組態、測試和具體設置。FF現場總線通過功能模塊的進行組態、測試和具體設置。
組態
智能型可以很容易地用HART手操器進行組態。組態包括兩個方面。
，對變送器可操作參數的設置，包括設置：
零點和量程設置點
線性或平方根輸出
阻尼
工程單位選擇
第二，可存入變送器的信息性數據，以識別變送器和對變送器作物理描述。這些數據包括：
工位號：8個字母數字字符
描述符：16個字母數字字符
信息：32個字母數字字符
日期
一體化表頭安裝
法蘭類型
法蘭材料
排液/排氣閥材料
O型環材料
遠傳裝置信息
除了以上可組態參數外，智能型壓力變送器的軟件中還包含許多非用戶可修改信息：變送器類型，傳感器極限，最小量程，灌充液，隔離膜片材料，膜頭系列號，和變送器軟件版本號。
測試
智能型壓力變送器可進行連續自檢。如發現問題，變送器則激活用戶可選的模擬輸出報警。用HART手操器可以查詢變送器以確定問題所在。變送器向手操器輸出特定信息，以便識別問題，并快速而易于檢修。如果操作者確信是回路問題，變送器可根據要求提供特定輸出，供回路測試使用。
具體設置
具體設置用于變送器設置和數字線路板維修時，它允許對傳感器和模擬輸出進行微調，以符合工廠壓力標準。另外，特性化功能使用戶可避免意外或故意調整模擬輸出設置點。
用戶應用層--塊（FF現場總線型）
資源塊（RB）描述現場總線設備特性，如設備名稱、制造商與系列號
轉換塊（TB）將輸入/輸出設備變量轉換成相應的工程數據，即包括標定信息和組態信息
功能塊（FB）：模擬輸入塊（AI）、比例/積分/微分塊（PID）等。功能塊的使用可以很容易地建立和瀏覽一個復雜的控制策略，而毋須重新接線或更改任何硬件，即可實現*的分散控制。
模擬輸入塊（AI）獲取輸入轉換塊通道值，為其它功能塊產生輸出值。完成量綱轉換、濾波、均方根處理及小信號切除等輸入處理功能。
比例/積分/微分塊（PID）實現經典的PID調節算法，完成諸如給定值（SP）、測量值（PV）的濾波與報警、前饋、輸出跟蹤、無擾切換及其它功能。
通用技術參數
供電電源：12～45V DC（標準為24V DC）
輸出信號：普通型：4～20mADC二線制
HART智能型：4～20mADC二線制（線性或平方根輸出）疊加HART通訊協議
FF現場總線型：曼徹斯特編碼數字信號
精度與量程比：普通型：±0.2%，(量程比10：1)
智能型：±0.05%～0.1%，量程比10：1
±0.1%～0.2%，量程比20：1
±0.2%～0.25%，量程比40：1
現場指示器：普通型4位LED數字顯示
智能型5位LCD數字顯示
零位和量程調節：普通型：電子部件上的調節電位器
智能型：智能電子部件上的設定按鈕，或通過HART（FF）通訊進行
智能型故障報警：低點報警電流3.6mA, 高點報警電流22.8mA
遷移特性：正負遷移后，其量程上、下限均不得超過量程的極限。正遷移量為最小調校量程的500％，負遷移量為最小調校量程的600％。
環境溫度：-40～+85℃
變送器環境溫度影響：在量程情況下，用循環方法進行測試，換算成每10℃的基本誤差小于0.05%
電磁輻射影響：在射頻電磁輻射等級為3級V/m ，掃描頻率范圍100~1000MHz下，變化值的誤差小于0.05%，滿足IEC801標準設計。
靜放電影響：在接觸放電等級4級8kV下，變化值的變化誤差小于0.05%
電氣接口：2個1/2NPT，一端為不銹鋼堵頭，一端為標準電纜鎖緊接頭，可互換
對隔爆型，配防爆電纜接頭，適用于外徑為φ8.5～φ10的接線電纜
防護等級：IP65
防爆標志：隔爆型：Exd IICT4~T6
本質安全型：Exia IICT4~T6
安裝方式：直接同過程連接或通過支架安裝在管道上
接線盒材質：低銅壓鑄鋁合金，表面噴涂環氧樹脂
現場總線型（適用于IGP10F/IAP10F系列及IGP20F/IAP20F /IDP20F系列）
總線供電：9~32V DC
電流消耗（靜態）： <20mA
輸出信號：數字信號。現場總線速率31.25 kbit/s，電壓模式為總線電源
通信介質：雙絞線
通信距離：無中繼器時1900m，一條總線最多可接4個中繼器（每增加一個中繼器通信距離延長1900m）
啟動時間：電源供電后，各項性能指標在5秒內到達正常運行
隔 離：儀表卡與通訊卡之間采用光電隔離
防爆認證：隔爆、本安
調校
出廠時，產品已按訂貨要求進行標定，用戶在收到產品后，通常不必對測量范圍進行標定。但由于運輸或搬運過程中的振動影響，投用時可能會發現變送器的零位發生了相應的變化，但儀表的線性不受影響，故儀表在安裝至現場后，在投入使用前只需將零位標定至±0.50%左右即可。
模擬輸出與參數的對應如下：
LRV：設定模擬輸出的低范圍值（對應模擬輸出4mA）
URV：設定模擬輸出的高范圍值（對應模擬輸出20mA）
通過HART協議標定
變送器帶有HART通訊輸出，因此可以通過HART通訊器對變送器進行標定。在通訊器讀出菜單中，LRV對應4mA輸出壓力，URV對應20mA輸出壓力。
用HART通訊器標定變送器時，為防止內部單位換算錯誤，建議在零壓力下，使用APPLY菜單將當前值應用為LRV值，這樣URV值將相應改變，不必再對URV值進行再次標定。如果使用INPUT菜單，則需以相應變量修改URV值。
修改步驟：ONLINE→DETAILED SETUP→PV RANGE→APPLY
注：產品出廠時采用計算機軟件標定，因此，在用HART手操器通訊時，讀出的是GENERIC通用菜單，該菜單內可能有不能顯示的參數，因此建議不要修改變送器滿度及其它參數。
通過PC軟件標定
詳見軟件操作說明。
維護
變送器沒有可動部分并且只需極少的定期維護，調校或改變測量范圍的步驟已在校驗一節中述及。
變送器可分為三個有效部件：傳感器組件；放大板和校驗板。
1. 傳感器組件的檢查：傳感器組件是現場無法修理的，如發現失效只能更換如沒有發現明顯的失效（如隔離膜片戳破或泄漏），按下述方式檢查傳感元件：
1）從插頭座上小心地拔出補償板，把它圍繞著導線軸轉180°，為了檢查傳感器元件不需要將其從電氣盒上卸下來。
2）檢查內部二極管回路的正反向偏置：一個回路在1、2腳之間；另一個在3、4腳間。兩者回路電阻值應接近相等。
注：檢查時不要碰到變送器外殼，否則讀數會不準確。
3）檢查傳感器組件外殼和1-4腳之間的電阻，也即檢查電容極板和接殼的傳感膜片之間的電阻。這些電阻都應大于10MΩ。
4）檢查8腳和傳感器組件外殼之間的電阻，以確認組件是接殼的，阻值應等于零。
注：上述步驟并不是傳感器的全部測試，如更換電路板后仍不能糾正不正常現象而又沒有觀察到其它問題，則應更換傳感器組件。
2. 電路板的檢查
用備品替代法能很容易檢查出印制電路板是否故障。
3. 在變送器故障情況下，下表有助于發現問題及其原因：
癥狀 | 可能的原因 | 糾 正 辦 法 |
輸出 過大 | 導壓管 | 檢查堵塞或泄漏 |
檢查截止閥是否全開 |
檢查液體管道中的氣體和氣體管道中的液體 |
檢查導壓管內液體的密度是否改變 |
檢查變送器壓力容室內的渣滓 |
變送器 電子部件的連接 | 確認式插頭座是清潔的，并檢查傳感器的連接 |
檢查式插腳8是否正確地接外殼 |
變送器電子部件失效 | 用更換備件板的方法判定電路板有*更換失效的板子 |
傳感器組件 | 參見上1. |
電源 | 檢查電源的輸出是否為12～45V |
輸出 不穩定 | 回路接線 | 檢查送到變送器的電壓是否為12～45V |
檢查間歇性的短路開路和多點接地 |
輸出 過小或無輸出 | 被測介質 | 注意被測介質特性有無變化，它會影響輸出的 |
回路接線 | 檢查送到變送器的電壓是否為12～45V |
檢查短路和多點接地 |
檢查信號端子接線的極性是否正確 |
檢查接線的絕緣，以探查可能的短路和接地 |
檢查回路阻抗 |
4. 對帶遠傳法蘭和毛細管的變送器，如傳感器組件、遠傳法蘭或毛細管需要修理應返回本公司。返回時一定注意保護好遠傳法蘭的膜片勿使運輸途中受損。可用瓦楞紙保護膜片并扎好，把整個組件放在抗震材料中。
防爆產品注意事項
1．防爆變送器安裝時仔細核對型號規格及防爆標志ExdIIBT4~T6，ExiaIICT4~T6；
2. 安裝環境溫度：-20℃~+40℃，空氣相對濕度≤90%，氣壓80~110KPa；
3．介質溫度與溫度組別對應關系如下：
溫度組別 | T4 | T5 | T6 |
介質溫度 | 125℃ | 95℃ | 80℃ |
4. 隔爆型變送器
4.1環境中可燃氣體或易燃液體蒸氣爆炸等級不高于II類B級，產品安裝在1區或2區危險氣體場所；
4.2接線電纜外徑φ8.5~φ10mm與防爆接線盒出線孔密封橡皮圈內徑φ10mm對應，以保證壓緊后的密封性能；
4.3使用中必須遵守“斷電源，后開蓋"原則，并經常保持產品表面清潔，防止粉塵積聚；
5. 本安型變送器
5.1環境中可燃氣體或易燃液體蒸氣爆炸等級為II類C級，產品安裝在0區、1區或2區危險氣體場所；
5.2本安型變送器必須與規定的安全柵GS8035-EX、GS8047-EX配套使用（其防爆標志ExiaIIC）以構成本安防爆系統，欲與其他型號安全柵配接必須取得防爆檢驗機構認可；
5.3安全柵必須置于安全場所，系統接線和使用必須同時遵守本產品和所配安全柵的使用說明書；
5.4本安型產品其連接電纜應為帶護套的屏蔽電纜，芯線面積大于0.5mm2，屏蔽層應在安全場所接地并與產品外殼絕緣，其電纜布線應盡量避免外界電磁干擾影響，使電纜分布參數控制在0.03uF/2mH以內。
6. 防爆變送器的安裝使用和維護應用時遵守產品使用說明書，GB3836.15-2000“爆炸性氣體環境用電氣設備第15部分“危險場所電氣安裝（煤礦除外）"及GB50058-1992“爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范"的有關規定。
服務保證
本公司按照ISO9001：2000國際質量標準建立的質量體系運作，用戶在遵守本公司規定的使用和保管條件下，從發貨之日起一年內，因制造質量不良而不能正常工作時，本公司免費修理或更換。如系用戶使用或保管不當造成的損壞，將酌情收取修理費。對本公司產品實行終身維修。
