Дослідження датчика тиску та статус застосування
З безперервним вдосконаленням рівня автоматизації, а також швидким прогресом технології комп’ютерних технологій, технології матеріалів та мікроелектромеханічних систем (мікроелектромеханічна система, MEMS), галузь промислової автоматизації, яка широко використовується в галузі інтелектуальних приладів в останні роки, має також отримав швидкий розвиток.
Дослідження датчика тиску в основному зосереджено на таких аспектах:
① Методи зв’язку датчика тиску.
② Датчики тиску в екстремальних середовищах з високою температурою.
③ Датчик тиску з функцією самодіагностики.
④ Метод температурної компенсації датчика тиску.
⑤ Датчик тиску інші аспекти прогресу дослідження.
Датчик тиску спосіб спілкування
У минулому перетворювачі тиску підтримували лише аналогові стандартні сигнали 4-20 мА, які зазвичай використовувалися в області керування промисловими процесами. З безперервним розвитком інформаційних технологій і цифрових технологій можна розробляти та виготовляти все більше інтелектуальних перетворювачів тиску, які підтримують протокол передачі цифрового сигналу fieldbus. Інтелектуальний передавач тиску HART на основі відкритого протоколу зв’язку віддаленого перетворювача з адресою на магістралі (HART), розроблений двопровідний датчик тиску. Двопровідний передавач тиску розроблений на основі відкритого протоколу зв’язку HART. Маючи лише два дроти, датчик тиску не тільки передає цифрові та аналогові сигнали, але й забезпечує живлення пристрою. Порівняно з іншими протоколами, які підтримують лише цифрові сигнали, відмінною рисою передавача тиску є те, що він передає цифрові сигнали, зберігаючи аналоговий сигнал струму 4-20 мА, таким чином відіграючи важливу роль у перехідний період, коли цифрові прилади поступово замінюють традиційні аналогові прилади. Однак протокол HART — це напівцифровий спосіб зв’язку, який підтримує лише односпрямовану передачу, а канал — один до одного. З розвитком технології протокол HART поступово не може задовольнити потреби польового приладобудування та обміну інформацією системи керування.
В епоху цифрової та інтелектуальної індустрії 4.0 цифровізація промислового виробництва має велике значення. На основі традиційного передавача тиску, заснованого на підході до цифрової трансформації передавача на основі шини мережі контролера (CAN), проектування та впровадження невеликого розміру високоточного цифрового модуля вимірювання тиску може бути вбудовано в передавач тиску, таким чином значно підвищити ефективність і надійність обміну інформацією між польовим обладнанням і системою управління. Надійність. Передавач був розроблений для вимірювання тиску в водопровідній мережі. Сигнал вихідного струму передавача конвергується віддаленим терміналом (RTU) і передається в диспетчерську за допомогою промислового Ethernet для централізованого відображення параметрів. Точність передавача досягає 0,14%, а всі компоненти локалізовані, що має переваги незалежного керування, простоти використання та високої надійності.
За останні кілька років бездротовий зв'язок привернув велику увагу. Технологія промислового бездротового зв’язку має такі переваги, як низька вартість, висока ефективність, висока надійність, зручне прокладання тощо, і широко використовується на промислових об’єктах. Особливо для передачі сигналу у легкозаймистих і вибухонебезпечних середовищах, таких як нафтогазові, хімічні та резервуарні сценарії, бездротова передача є економічним і ефективним засобом зв’язку. Розроблено бездротову систему вимірювання тиску на основі ємнісних датчиків. Система спочатку перетворює прикладений тиск у відповідний сигнал напруги за допомогою ємнісних датчиків і схем формування сигналу, а потім здійснює бездротову передачу та прийом сигналу за допомогою трансиверів частотної маніпуляції (FSK). Система контролюється в межах 1,6% від повної похибки та підходить для бездротового зв’язку, що привернуло багато уваги в останні кілька років. Технологія промислового бездротового зв’язку має такі переваги, як низька вартість, висока ефективність, висока надійність і зручне прокладання, і широко використовується на промислових об’єктах. Особливо для передачі сигналу у легкозаймистих і вибухонебезпечних середовищах, таких як нафтогазові, хімічні та резервуарні сценарії, бездротова передача є економічним і ефективним засобом зв’язку. Розроблено бездротову систему вимірювання тиску на основі ємнісних датчиків. Система спочатку перетворює прикладений тиск у відповідний сигнал напруги за допомогою ємнісних датчиків і схем формування сигналу, а потім здійснює бездротову передачу та прийом сигналу за допомогою трансиверів частотної маніпуляції (FSK). Повномасштабна похибка системи контролюється в межах 1,6%, що підходить для дуже небезпечних легкозаймистих і вибухонебезпечних зон, а також для зон, де монтаж і технічне обслуговування кабелю ускладнені. Крім того, FSK має сильну безпеку, високу ефективність і перешкодостійкість. Розроблено ємнісний перетворювач тиску на основі технології MEMS. Передавач компенсує нелінійні помилки за допомогою алгоритму штучної нейронної мережі. Ніобат літію (LiNbO3) вибрано як матеріал оптичного зв’язку великої дальності для цього передавача. Завдяки властивостям світла цей спосіб передачі є практично без втрат і характеризується високою надійністю, простим обслуговуванням і малою небезпекою.
З розвитком промислової цифровізації зростають вимоги до інтелектуальних датчиків. Запропоновано бездротовий інтелектуальний датчик тиску з діагностикою несправностей у реальному часі. Передавач контролює аналоговий вихід датчика тиску в реальному часі та запускає програму самодіагностики, щоб згенеровані дані тиску та діагностичну інформацію можна було передати в приймальну систему через бездротову передачу. Орієнтуючись на характеристики промислових процесів, такі як електромагнітні перешкоди та складність простору, бездротовий високоточний передавач тиску розроблений для задоволення потреб промислових об’єктів, реалізуючи промислову бездротову мережу для автоматизації промислових процесів (бездротова мережа для промислової автоматизації - процес atuomation , стандарт WIA-PA). WIA-PA) стандарт для автоматизації промислових процесів і технології вимірювання тиску монокристалічного кремнію. Бездротовий високоточний передавач тиску може ефективно покращити рівень інформатизації та цифрового керування вимірюванням тиску в промислових умовах і має широку перспективу застосування.
