2. Выбор датчика расхода

Датчик перепада давления EJX130A

Датчик перепада давления EJX130A (рис.2.2.1) предназначен для измерения расхода (при диафрагменном методе измерения), использующий в качестве чувствительного элемента монокристаллический кремниевый резонатор, для измерения уровня и плотности гидростатическим методом при высоком статическом давлении. Благодаря функции измерения рабочего давления одновременно может работать также как сигнализатор давления.

Рисунок 2.2.1 - Датчик перепада давления EJX130A

Кремниевый резонатор (2.2.2) представляет собой параллелепипед плоской формы, защищенный герметичной капсулой и интегрированный в плоскость кремниевой мембраны. При изготовлении чувствительных элементов применяются самые современные технологии роста кристаллов, благодаря чему вся эта сложная структура получается с единой монокристаллической решеткой.

Рисунок 2.2.2 - Кремниевый резонатор

В зависимости от знака приложенного давления резонатор растягивается или сжимается, в результате чего частота его собственных механических колебаний соответственно растет или уменьшается. Колебания механического резонатора в постоянном магнитном поле преобразуются в колебания электрического контура, и, в итоге, на выходе чувствительного элемента получается цифровой (частотный) сигнал, точно отражающий величину измеряемого давления.

Технические характеристики:

1. Погрешность измерений +/- 0,075% от шкалы

2. Пределы измерения, Максимальное рабочее давление

Таблица 2.2.1 – Пределы измерения

Капсула	Диапазон измерения, кПа	Диапазон перенастройки шкалы, кПа	Максимальное рабочее давление,МПа
M	-100…100	0…1 / 0…100	32
H	-500…500	0…5 / 0…500	32
Z1	-500…7000	0…140 / 0…7000	32
Z2	-500…14000	0..140 / 0…14000	26

Допускается полное смещение (подстройка) нуля в пределах диапазона измерения капсулы.

3. Выходной сигнал 4-20мА с функцией цифровой связи по протоколу BRAIN или HART.

4. Диапазон допустимых температур

   • Измеряемой среды: -40…120°С

   • Окружающей среды: -45…85°С (с индикатором -30…80°С)

5. Конструктивное исполнение

   • пылевлагозащищенное

   • искробезопасное

   • взрывонепроницаемое

Датчик расхода Rosemount 8700

Расходомеры электромагнитные серии Rosemount 8700 (рис.2.2.3) предназначены для измерений объемного расхода электропроводных жидкостей, пульп, суспензий и т.п. Используются в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами в энергетике, химической, пищевой, бумажной и других отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей.

Принцип действия электромагнитного расходомера основан на взаимодействии движущегося проводника (электропроводная жидкость) с магнитным полем, согласно закону Фарадея (электромагнитной индукции): в проводнике, движущимся перпендикулярно направлению магнитного поля, возникает электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная скорости движения проводника. При этом направление ЭДС перпендикулярно как к направлению движения проводника, так и к направлению магнитного поля.

Магнитное поле формируется при помощи катушки возбуждения. Разность потенциалов ЭДС измеряется преобразователем при помощи электродов расходомера, расположенными вровень с футеровкой.

Измеренная разность потенциалов усиливается и обрабатывается преобразователем, после чего происходит формирование выходных сигналов расходомера.

Расходомеры электромагнитные Rosemount 8700 состоят из сенсора расхода и преобразователя. Сенсор расхода устанавливается непосредственно в трубопровод и представляет собой трубу из нержавеющей стали с приваренными к ней фланцами и футерованную неэлектропроводным материалом. На трубе установлены две катушки возбуждения (КВ) и два изолированных от трубы электрода. Электроды и КВ герметично защищены кожухом, состоящим из двух полуцилиндров, приваренных к двум кольцам, установленным на трубе. К кожуху крепится стойка, на которой размещена плата с клеммами для подключения к преобразователю. В корпусе преобразователя установлены электронный блок, локальный интерфейс оператора ЛОИ, клеммы выходных сигналов, клеммы питания и заземления.

Рисунок 2.2.3 - Датчик расхода Rosemount 8700

Технические характеристики:

1. Измеряемые среды: жидкости с электропроводностью не менее 5 мкСм/см

2. Пределы основной относительной погрешности

3. ±0,25% - стандартное исполнение;

4. ±0,15% - высокоточная калибровка

5. Давление измеряемой среды до 40 МПа

6. Выходные сигналы:

7. 4-20 мА с HART-протоколом;

8. частотно-импульсный;

9. Наличие взрывозащищенного исполнения

Датчик расхода ОВЕН ПД200

Преобразователи ОВЕН ПД200 (рис. 2.2.4) предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Преобразователи взрывозащищенных исполнений могут применяться для работы во взрывобезопасных условиях.

Вычислительный блок со встроенной индикацией (1) размещен в литом силуминовом корпусе (2). Доступ к клеммной колодке (3) и электронным компонентам прибора закрыт крышками (4 и 5), при этом герметичность обеспечивается уплотнительными резиновыми кольцами (6). Сигнальный кабель заводится в преобразователь через кабельный ввод (7) или подсоединяется посредством разъема для модели с разъемом типа 2РМ. Для удобства монтажа, кабельный ввод может устанавливаться как с левой стороны прибора, так и с правой. С противоположной стороны устанавливается металлическая заглушка (8). Кабельный ввод и заглушка герметизируются резиновыми кольцами (9). Корпус имеет возможность вращения на 360° относительно сенсора, для фиксации корпуса предназначен стопорный винт 10.

Рисунок 2.2.4 - Преобразователь ОВЕН ПД200

2.2.2 - Технические характеристики

Выходной сигнал двухпроводной токовой петли	4…20 мА постоянного тока + HART-протокол
Напряжение питания постоянного тока	15…42 В
Основная допустимая погрешность	±0,1% от ВПИ
Дополнительная температурная погрешность	±0,05% / 100 С
Стабильность	±0,1% / год
Время отклика	200 мс
Диапазон допустимой температуры измеряемой среды	- 40…+1200 С
Диапазон температуры окружающей среды	- 20…+700 С
Потребляемая мощность	не более 1,0 Вт
Штуцер порта давления	М20х1,5

Вывод: среди представленных датчиков перепада давления, наиболее подходящим и лучшим является датчик Yokogawa EJX130A, потому что в качестве чувствительного элемента используют кремниевый резонатор, который обеспечивает высокую точность величины измеряемого давления, надежность в эксплуатации, благодаря кремниевому резонатору время отклика составляет около 90-95 мсек (т.е. самый быстрый интеллектуальный датчик), кроме этого электроника датчика полностью резервирована даже для стандартный базовых исполнений.