http://m.casecurityhq.com 2020-03-05 09:47 來源:工控百家談
編者按:
壓力參數(shù)是工藝過程參數(shù)的檢測重點,壓力變送器是自動化儀表所有檢測設備中最重要及數(shù)量最多的自動化裝置。艾默生過程管理公司屬下的羅斯蒙特公司,自1969年開啟微位移式變送器的新時代到如今,在壓力變送器這條路上已有50年歷程。方原柏老師將為大家分享這期間的變化,以及三代產品背后的一些技術驅動。
壓力變送器的地位
壓力參數(shù)的測量,一直是工藝過程參數(shù)檢測的重點,它不僅只是檢測壓力,也包括負壓、絕對壓力、差壓的檢測,還涉及流量、液位、密度、重量、設備阻力等參數(shù)的檢測,一個工程項目的訂貨量往往能達到成百上千臺,如100萬t/年乙烯、1000萬t/年煉油一個項目的壓力變送器訂貨數(shù)量就達8000臺,所以是自動化儀表所有檢測設備中最重要及數(shù)量最多的自動化裝置。
早期的壓力參數(shù)的測量,除了就地壓力表外,還有兩類設備,一類是基地式壓力儀表,另一類是單元組合儀表中的變送器類儀表。
基地式壓力儀表,如水銀浮子式、雙波紋管式,它將測量部分、轉換部分、指示記錄部分及可能具有的運算部分、調節(jié)部分全部集中在儀表殼體之內,所以稱為基地式儀表。水銀浮子式屬含水銀儀表,水銀有毒,對儀表使用、維護人員身體健康危害較大,國內在上世紀六十年代后期已淘汰,并用雙波紋管式取代水銀浮子式用于檢測壓力,但因為無遠傳、體積龐大、量程不可調、準確度較低等原因,用量越來越少了。
隨著儀表技術的發(fā)展,出現(xiàn)了單元組合儀表,將上述基地式儀表綜合功能的每一項功能交給一類儀表完成,如檢測功能交給變送器完成,顯示功能交給指示儀完成,記錄功能交給記錄儀完成,運算功能交給運算器完成,調節(jié)功能交給調節(jié)器完成,在各類儀表之間,則采用標準的統(tǒng)一信號聯(lián)系,如4mA~20mA、0~10 mA等。
這樣變送器(transmitter)就誕生了,它的定義是能感受規(guī)定的被測物理量并按照一定的規(guī)律轉換成規(guī)定的標準信號的器件或裝置,變送器通常由敏感元件和信號變換器組成。就測量壓力、差壓類信號的變送器來說,被測物理量包括壓力、差壓、絕對壓力、負壓、液位、密度等等。
國內在上世紀六七十年代大量使用電動、氣動單元組合儀表,其中測量壓力的變送器為力平衡式和矢量式變送器,準確度約為1%。
上世紀六十年代美國儀器儀表市場上力平衡式氣動變送器應用較多,但存在易漂移、可動部件多,維護量大等缺點。1969年,羅斯蒙特公司(Rosemount)將其申請的第一份專利——可變電容壓力傳感器轉換成產品1151電容式壓力變送器(transmitter),用電信號取代氣動信號。電容式變送器在檢測壓力時傳感元件的位移和變形極小,從此開始了微位移式變送器的新時代,在穩(wěn)定性、可靠性和準確性方面,它前進了一大步。此后,各大儀表廠商分別推出屬于微位移式壓力變送器,如電感式、擴散硅式、振弦式、諧振式、陶瓷式等工作原理的變送器。
羅斯蒙特的誕生
羅斯蒙特公司于1964年注冊成立(見下圖),公司第一個產品是航空用的溫度傳感器,1967年推出世界上第一臺兩線制溫度變送器,開始進入工業(yè)生產過程自動化市場。
成立之初的羅斯蒙特工程公司
1969年羅斯蒙特公司在休斯敦ISA展會上首次推出1151模擬電容式壓力變送器,受到了廣泛關注,壓力變送器開發(fā)成功使羅斯蒙特從一家專業(yè)航空儀器制造商轉變?yōu)檫^程自動化公司。1972年,一家公司一次訂購了1000臺羅斯蒙特1151變送器,使羅斯蒙特公司在過程自動化檢測技術方面發(fā)揮了主導作用。
早期人工裝配的1151型壓力變送器
1976年,艾默生過程管理公司收購了羅斯蒙特公司,使其成為旗下生產各類儀表產品的主力子公司。上世紀八十年代初期,國內西安儀表廠首開引進國外儀器儀表技術的先河,從羅斯蒙特公司引進當時世界上最為先進的1151型電容式壓力變送器制造技術。
在歷年美國“控制”(CONTROL)雜志讀者評選獎中,羅斯蒙特公司均名列壓力變送器產品的第一名,早期的評選還列出票數(shù)的百分比,如羅斯蒙特公司2000年的評選得票62%,2004年評選得票73%,2008年評選得票65%,可見排名居后的廠家與羅斯蒙特公司的差距很大。
三代壓力變送器
從1969年推出1151模擬式壓力變送器算起,羅斯蒙特公司在變送器產品上一共開發(fā)了三代產品:1151模擬電容式壓力變送器算第一代,1988年推出3051智能式變送器算第二代,2001年推出3051S數(shù)字化智能變送器算第三代。迄今為止,全球75個國家的85000家以上的客戶使用了羅斯蒙特公司的壓力變送器超過了1500萬臺。
從國際上來看,日本富士公司FC系列變送器、日本日立公司EDR/EPR系列變送器也屬模擬式第一代產品;美國霍尼威爾公司的ST3000變送器、日本橫河公司EJA變送器、德國E+H公司的Cerabar S變送器、美國??怂共_公司的I/A變送器、日本富士公司的FCX變送器、美國摩爾公司的XTC變送器、美國斯瑪公司的LD301、LD302變送器、德國西門子公司的SITRANS P DSIII變送器、德國ABB公司的MV2000T變送器屬智能式第二代產品;日本橫河公司的EJX變送器、美國霍尼威爾公司的ST3000/100變送器和德國ABB公司的2600T265系列變送器則可稱為第三代數(shù)字化智能變送器。
筆者將在《工控百家談》下一篇文章《從艾默生羅斯蒙特三代產品看儀表的發(fā)展趨勢》中,和大家一起聊聊我對這三代產品的使用體會和一些觀察思考,有興趣的朋友可以關注交流。
作者簡介
方原柏,1942年生,男,湖北黃岡人,昆明有色冶金設計研究院教授級高級工程師,昆明儀器儀表學會理事長,中國衡器協(xié)會技術專家委員會顧問,《衡器》、《冶金自動化》、《儀表世界》等雜志編委,曾出版《電子皮帶秤的原理及應用》、《電子皮帶秤》、《工業(yè)無線通信技術及應用》、《有色金屬生產過程自動化》四本專著,發(fā)表論文350篇。