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2022 - 07 - 05
通常情况下,浆液槽所测介质为碳酸钙沉淀物浆液和氢氧化钙石灰乳浆液。这两种介质都是液体和固体的混合物,其特性是具有一定的黏稠性,且槽内多伴有搅拌装置。从这些基本工况分析,雷达液位计可以应用在浆液槽测量上。因为雷达液位计采用无接触式液位测量,粘稠物对非接触雷达测量没有影响。雷达液位计能量比较集中,有效避开障碍物的同时,能抑制干扰。雷达液位计几乎不受水蒸气和轻微泡沫影响。不过,虽然雷达液位计适合浆液槽测量,但在安装和使用过程中,我们也要注意几个问题。第一、雷达液位计安装时,要固定好,以免搅拌装置启动后,影响液位计测量,出现测量不准的情况。第二、注意搅拌装置转动时引起的虚假液位。想要规避这个问题,根本解决办法是找到合适的安装办法。如果实在避免不了,可以通过滤波模块过滤掉虚假回波。第三、定期对雷达液位计进行维护。生产过程中,槽内可能产生泡沫和漩涡,时间长了,天线难免有附着物。所以,对于雷达液位计进行定期维护是必不可少的。浆液槽液位测量,适合用雷达液位计,但是用什么样的雷达液位计,需要根据工厂实际情况,选择合适的天线类型,合适的连接方式,合适的电源方式,甚至合适的外壳材质。只有这些都考虑清楚,选择合适,才能让雷达液位计发挥最大作用,测量才能准确,使用才能长久。
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2022 - 07 - 27
目前,在液位测量行业,雷达液位计已成为广大用户的仪器。毫无疑问,这是由于雷达液位计相对于其他测量仪器的应用范围更广。当然,任何产品都有其自身的缺点。事实上雷达液位计中仍有许多问题需要改进。通过逐步提高技术水平逐步解决。那么,让我们来看看雷达液位计通常会出现什么样的错误?通常,雷达液位计产生的误差主要是由于仪器安装中的误差造成的。此错误将导致回调信号受到干扰并产生测量错误。为此,专家提醒说,在安装时,必须考虑水箱的高度和光束角度的大小,为雷达液位计安装留出足够的空间。一般情况下,雷达液位计产生误差主要源于仪表安装上的误差,这种误差会使得回波信号受到干扰,产生测量上的误差。为此,专家提醒,在安装的时候,一定考虑到罐的高度以及波束角的大小,要给雷达液位计留出足够大的安装空间。除此之外,还会出现以下几种常见的误差:1、测量死区:雷达液位计在测量中输出是4~20mA的电流,由于被测液体本身和探头的原因,在它测量中有两个死区,分别为上死区和下死区。上死区液面到上参考点之间能测到的小距离,大约为0.1m~0.5m不等;下死区是在探头的底部,随着储罐内真实液位变化,测量结果没有变化的一片面。2、被测液体所造成的误差:在测量界位时,要求上面液体的介电常数必须比下面液面介电常数大10。如果两种界面介电常数相差不大的话就会变成波型。测量时,由于液位和界位所用时间基本相像,会使产生返回的两个信号重叠在一起...
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2022 - 08 - 19
雷达物位计是物位仪表一种常用产品类型,具有测量精准、性能稳定、可靠性高、维护简便、适用范围广等优点。可安装于各种金属、非金属容器或管道内,对液体、浆料及颗粒料的物位进行测量。适用于粉尘、温度、压力变化大、有惰性气体及蒸汽存在的场合。那么,雷达物位计的种类和应用具体有哪些呢?一、产品分类雷达物位计按工作方式可分为接触式雷达物位计和非接触式雷达物位计,具体如下:1、非接触式雷达物位计非接触式雷达物位计常用喇叭口天线或者透镜式天线来发射与接收微波,仪表安装在料仓顶部,不与被测介质接触,微波在料仓上部空间传播与返回。非接触式雷达物位计,按照微波的波形又可分为脉冲雷达物位计和调频连续波雷达物位计。2、接触式雷达物位计接触式雷达物位计一般采用金属波导体(杆或钢缆)来传导微波,仪表从仓顶安装,导波直达仓底,发射的微波沿波导体外部向下传播,在到达物料面时被反射,沿波导体返回发射器被接收。这种可以通过导波线或导波杆直接接触所测物料来测量的接触式雷达物位计,主要是导波雷达物位计,根据其采用的金属波导体不同,又可进一步细分为:缆式(单/双)、杆式(单/双)和同轴导波雷达物位计。相比接触式雷达物位计,非接触式雷达物位计具有安装简单、维护量少、使用方式灵活、不受到仓内粉尘、温度等因素的影响,是近年来发展最快的一种测量仪器。二、技术原理1、脉冲雷达物位计脉冲雷达物位计是基于时间行程原理的无线电波测距系统。通过...
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为什么变送器和传感器要用4~20mA作传送信号?

发布日期: 2023-01-04
浏览人气: 545

一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA,指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。传输信号时候,因为导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线内产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了,所以一般使用电流信号作为变送器的标准传输。


一、什么是4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制?


4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制是国际电工委员会(IEC):过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制,仪表传输信号采用4~20mA.DC,联络信号采用1~5V.DC,即采用电流传输、电压接收的信号系统。


4~20mA电流环工作原理:


在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:第一,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为什么变送器和传感器要用4~20mA作传送信号?

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。4~20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。


二、4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制的优点?


现场仪表可实现两线制,所谓两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室仪表之前的信号联络及供电仅用两根电线。因为信号起点电流为4mA.DC,为变送器提供了静态工作电流,同时仪表电气零点为4mA.DC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。而且两线制还便于使用安全栅,利于安全防爆。


控制室仪表采用电压并联信号传输,同一个控制系统所属的仪表之间有公共端,便于检测仪表、调节仪表、计算机、报警装置配用,并方便接线。


现场仪表与控制室仪表之间的联络信号采用4~20mA.DC的理由是:因为现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大,如果用电压信号远传,优于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差,而用恒流源信号作为远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流就不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度。


控制室仪表之间的联络信号采用1~5V.DC理由是:为了便于多台仪表共同接收同一个信号,并有利于接线和构成各种复杂的控制系统。如果用电流源作联络信号,当多台仪表共同接收同一个信号时,它们的输入电阻必须串联起来,这会使最大负载电阻超过变送仪表的负载能力,而且各接收仪表的信号负端电位各不相同,会引入干扰,而且不能做到单一集中供电。


采用电压源信号联络,与现场仪表的联络用的电流信号必须转换为电压信号,最简单的办法就是:在电流传送回路中串联一个250Ω的标准电阻,把4~20mA.DC转换为1~5V.DC,通常由配电器来完成这一任务。


三、为什么变送器选择4~20mA.DC作传送信号?


1、首先是从现场应用的安全考虑


安全重点是以防爆安全火花型仪表来考虑的,并以控制仪表能量为前提,把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到最低限度。输出4~20mA.DC标准信号的变送器,其电源电压通常采用24V.DC,采用直流电压的主要原因是可以不用大容量的电容器及电感器,就只需考虑变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感,如2mm 2 的导线其分布电容为0.05μ/km左右;对于单线的电感为0.4mH/km左右;大大低于引爆氢气的数值,显然这对防爆是非常有利的。


2、传送信号用电流源优于电压源


因为现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大时,如果用电压源信号远传,由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差,如果用电流源信号作为远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流就不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度。


3、信号最大电流选择20mA的原因


最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流, 4~20mA电流和24V.DC对易燃氢气也是安全的,对于24V.DC氢气的引爆电流为200mA,远在20mA以上,此外还要综合考虑生产现场仪表之间的连接距离,所带负载等因素;还有功耗及成本问题,对电子元件的要求,供电功率的要求等因素。


4、信号起点电流选择 4mA的原因


输出为 4~20mA的变送器以两线制的居多,两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA?这是基于两点:一是变送器电路没有静态工作电流将无法工作,信号起点电流4mA.DC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。


四、4~20mA传感器的由来?


采用电流信号的原因是不容易受干扰、并且电流源内阻无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,在普通双绞线上可以传输数百米。


采用电流信号的原因是不容易受干扰,因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V,但是噪声的功率很弱,所以噪声电流通常小于nA级别,因此给4-20mA传输带来的误差非常小;电流源内阻趋于无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,因此在普通双绞线上可以传输数百米;由于电流源的大内阻和恒流输出,在接收端我们只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0-5V的电压,低输入阻抗的接收器的好处是nA级的输入电流噪声只产生非常微弱的电压噪声。


上限取20mA是因为防爆的要求:20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线:正常工作时不会低于4mA,当传输线因故障断路,环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出,必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线,加上两根电流输出线,总共要接4根线,称之为四线制变送器。当然,电流输出可以与电源公用一根线公用VCC或者GND,可节省一根线,称之为三线制变送器。其实大家可能注意到,4-20mA电流本身就可以为变送器供电。变送器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA,因此只要在量程范围内,变送器至少有4mA供电。


因此、4-20mA的信号输出一般不容易受干扰而且安全可靠、所以工业上普遍使用的都是二线制4-20mA的电源输出信号。但为了能更好的处理传感器的信号、目前还有更多其它形式的输出信号:3.33MV/V;2MV/V;0-5V; 0-10V等。


另附一张4到20mA转电压信号的简单电路图:

为什么变送器和传感器要用4~20mA作传送信号?

这张图使用一个250欧姆的电阻将4到20mA的电流信号转换成1到5V的电压信号,然后使用一个RC滤波加一个稳压二极管接到单片机的AD转换引脚。

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