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3151型压力变送器

一、简介
　　智能型3151变送器采用了数字技术及特殊的集成电路和表面安装技术，减少了体积、确保了性能和可靠性。该系列产品除具远程通讯功能外，还具有内部量程和调零按扭，便于现场重新调整量程和零件。变送器的输出有线性或开方，均可通过软件实现。此外，该系列仪表可以在4-20mA传输信号上叠加一个数字通讯信号进行查询和诊断，然而又不中断过程输出信号，可在控制室对变送器进行远程查询和重新组态。3151型变送器具有非常丰富的品种，这些品种可以精确地测量微差压至大差压、低压力至高压力、液位、真空度和比重。配合节流装置还可以测量流量，不采用开方器。
　　3151变送器分普通型、本质安全型和防爆型三种，防爆型产品按相应的国家标准制造，并经国家指定的防爆安全监督检验单位鉴定，取得防爆合格证书。
　　法兰式液位变送器，有平法兰和插入式法兰;安装法兰有3#和4#、150#（工作压力1.89Mpa）和300#（工作压力为4.95Mpa）四种组合可供用户选用。接液材料除316不锈钢之外，还有哈氏合金、蒙耐尔和钽，可使用于腐蚀性介质中。
　　3151DP/GP型压力/差压变送器装上1199型远传密封装置后，可避免被测介质直接与变送器的隔离膜片接触，提供了一种可靠的测量方法。
　　采用金属密封的δ室作为感测元件，使变送器消除机械方式传递力时抗冲击和振动差的问题;消除外部应力和扭矩引起的误差，保证变送器具有较高的稳定性能，同时减小静压（13.79Mpa～31.0Mpa）引起的误差，由于各品种采用大致相同外型尺寸的δ室，使3151整个系列从测量0.12Kpa的微差压型测量21.0Mpa的压力型，都具有大致相同的外型和重量。
　　3151型变送器设计精巧，安装、使用和调校方便且简单。接线端子和放大线路放置在上部的可密闭的电气腔室中，且彼此相到隔离开。现场接线时，放大器在密封状态下工作并带有反极性保护，防止由于接错而损坏变送器。3151工作时的容积变化量小于0.16毫升，可防止被测介质液柱过大变化，因而可不需为补偿容积变化量而增置冷凝或液位筒。采用钽、合氏合金（Hastelloy）和蒙乃尔（Monel）合金等防腐性材料，以适应腐蚀性介质的测量。采用集成电路元件和插式印刷电路板，使得故障少，维修方便，减少了备品备件，降低了维修成本。
二、特点和工作原理
智能型3151变送器有以下特点：
1、完整的变送器系列：包括差压、压力、绝对压力、法兰和远传等系列变送器。
2、完整的测量范围：0-7.5Kpa至0-41000Kpa
3、采用固体、插接式印制线路板。
4、结构小巧、坚固、抗振。
5、本机零点与量程调整。
6、模块化结构。
7、阻尼可调。
8、多种选择、应用灵活。
9、智能电路。
工业领域领先的性能和特性：
　　3151系列智能变送器可准确测量液位、表压、绝压、真空度和比重。具有全密性的δ室电容敏感元件的直接电子传感器，使压力测量实现了重大改进和良好的稳定性。
　　小巧的设计，一体化接线盒和本机零点与量程调整，使安装、校验和运行简化。
　　外壳为隔爆型、防风型、电路板与接线分离的两个室结构。大多数型号，都可提供腐蚀性场合所用的316L SST，哈氏合金C，蒙乃尔，镀金蒙乃尔材料。模块化结构和接插式线路板有助于故障检修及减少备件库存。
工作原理：
　　3151变送器由传感器和电子线路板两部分组成，传感器部分包括：敏感元件、直接数字电容电路、温度传感器和特征化EEPROM等组成，电子线路板部分包括：微处理器、数/模信号转换器、数字通信和存储器EEPROM等几部分组成，完成压力信号到4-20mADC的转换。以下对其原理进行简单的说明：
传感器部分
　　敏感元件：被测介质的压力通地δ室（见图1）的隔离膜片（LT和带1199的DP/GP远传送器则是被测压力先经过一次隔膜片和充满硅油或氟油的全密封的毛细管系统再被传到δ室的隔离膜片）和其中的灌充油到中心的测量膜片上。除AP型绝对压力变送器，其测量膜片的另一侧是绝对真空基准点（见图1）外，其它品种的测量膜片的另一侧不是大气压力，就是被测量差压的低压侧。测量膜片是一种预张紧的弹性元件，其位移与被测介质的压力成正比，最大的位移只有0.10mm，测量膜片的位置由它两侧的电容因定极板检测出来。测量膜片和两电容固定板极的差动电容被放大电路线性地转换成4-20mADC的二线制电流信号。
　　直接数字电容电路：该电路是用来将敏感元件所承受的压力转换成频率信号，并侃该频率信号与压力信号成比例关系，供CPU采样使用。
　　温度传感器：用来测量压力传感器的工作介质温度，并将其转找为数字信号，供微处理器进行数字温度补偿。
　　特征化EEPROM：保存变送器温度补偿、传感特征曲线及特征数据和数字微调等数据，即使关闭了电源，数据仍能完整地保存在存储器中。
电子线路板部分
　　微处理器：微处理器控制变送器的运行，对压力敏感元件通过直接数字电容电路和工作介质温度进行检测。微处理器利用传感器特征化EEPROM中的数据进行线性化处理和补偿运算，计算出工作介质的压力值，并送往数/模转换器和HART通信部分。从而在原理上实现了电子板与传感器互换不会影响变送器的输出特征。除此之外微处理器还进行传递函数的运算、工程单位及是量程的转换、阻尼调整及自断等功能。
　　存储器EEPROM：保存着通过远程、本地调整所能修改的所有组态数据。即使关闭了电源，仍能完整 地保存存储器中的数据。
　　数/模 转换器：数/模转换器把微处理器修正后的压力数字信号按输出形式转换为4-20mA模拟信号送往输出回路。
　　HART通信：数字通信电路在变送器和控制系统之间提供接口。这个电路检测叠加在4-20mA回路上的FSK（频移键控）信号，发送部分以同样形式将信号叠加在4-20mA回路上。



三、选项
以下为3151型变送器各种可选的选项，这些选项给应用带来了更大的灵活性。
安装支架：

B1　2英寸管道安装支架
变送器安装于2英寸管道上的支架
碳钢结构，配有碳钢U型螺栓
聚氨酷喷漆

B2　面板安装支架
变送器安装于面板或墙上用的支架
碳钢结构，配有碳钢螺栓
聚氨酷喷漆

B3　2英寸管道安装平支架
变送器垂直安装于2-英寸管道上的支架
碳钢结构，配有碳钢U型螺栓
聚氨酯喷漆

指示表头：
液晶表头（LCD）
低功耗，高亮度
篮色背光，便于在昏暗的条件下显示
5位数安显示
全方位旋转
指示精度：±0.25%校验量程±1个字
工作温度极限：－20至70℃

隔爆和本安型
变送器符合NEPSI认证

四、产品范围

3151型差压、表压和绝压变送器
精度0.075%，量程比100：1
智能电路
结构小巧、坚固、抗振
模块化结构，阻尼可调、
本机零点与量程调整

3151LT型法兰安装式液位变送器
测量范围：0-0.4至0-700Kpa
平面式，2，4和6英寸伸出式膜片
多种充液选择，可满足用户要求
阻尼可调
接液材料：不锈钢、合氏合金C-276
和钽材料

3151差压、压力型逞1199型
远传膜片变送器
避免被测介质直接与变送器的
隔离膜片接触
RTW、RFW等多远传型号

五、变送器零部件图

1	电子盒	17	名牌螺钉	55	放气阀座
2	前表盖	18	接线端子	56	螺栓
3	表盖玻璃O型圈	19	螺钉	57	接头
4	档圈	31	电路板	58	接头密封圈
5	表盖玻璃	32	电路板	59	接头螺栓
6	表盖O型圈	33	电路板	60	泻放阀
7	后表盖	34	液晶表头	61	传感头密封圈
8	表盖O型圈	35	电路板支撑立柱
9	锁紧螺钉	36	螺钉
10	内接地螺钉	37	螺钉
11	外接地螺钉	38	螺钉
12	电子盒锁紧螺钉	39	液晶表支撑立柱
13	号位牌	51	传感头部件
14	铭牌螺钉	52	压力容室
15	零位量程按扭	53	压力容室密封圈
16	铭牌（量程）	54	压力容室螺母、螺栓

六、外形尺寸


3151型压力变送器
　　3151压力变送用于测量液体、气体和蒸气的压力，然后将其转找成4-20mA DC的电流信号输出。与计算机相互通讯，通过它进行设定、监控等。
1、3151压力传感器量程和量程上限（量程比100：1）

量程代	校验量程 (Kpa)	量程上限 （Kpa）	最小量程（Kpa）	备注
			D.P
3	0-0.12～7.5	0～7.5	-7.5
4	0-0.04~40	0~40	-40
5	0-2~200	0~200	-200
6	0-7~700	0~700	-700
7	0-21~2100	0~2100	-2100
8	0-70～7000	0～7000	-7000
9	0-210～21000	0～21000	-21000
0	0-410～41000	0～41000	-41000

2、电气技术规范：

电源	17.5～45V DC	输出信号	4-20mA DC/HART
HART通讯负载	250~1500ohm	绝缘强度	100V AC
刷新时间	0.25Sec	启动时间	5 Sec

3、性能技术规范

精度	±0.075%FS	工作温度	-40～+85℃
相对湿度	5%～98%	工作温度（LCD）	-20～+70℃
接液温度（极限）	-40～+104℃	稳定性（1年）	±0.1%量程上限
静压影响		温度影响	≦0.45%/55℃

4、机械技术规范

隔离膜片	316L SST	流程连接孔	1/4-18NTP
泄放阀	316L SST	接头（可选）	1/2-14NTP
接头	316L SST	电气连接	1/2-14NTP
“O”型圈	丁腈橡胶	重量（不包可选项）	3.9kg
电气盒	铝合金	防护等级	IP65
接头螺栓	碳钢镀锌

3151GP型	压力变送器
	代号		测量范围
	3		7.5Kpa
	4		40 Kpa
	5		200 Kpa
	6		700 Kpa
	7		2100 Kpa
	8		7000 Kpa
	9		21000 Kpa
	0		41000Kpa
			代号	输出
			A	4-200mA        智能电路（HARI）
			代号	材料结构
				压力容室		泄放阀     隔离膜片				填充液
			53	碳钢镀镍		316SST			哈氏合金C-276	硅油
			54	碳钢镀镍		316SST			蒙耐尔合金
			55	碳钢镀镍		316SST			钽
			22	316SST		316SST			316LSSR
			23	316SST		316SST			哈氏合金C-276
			24	316SST		316SST			蒙耐尔合金
			25	316SST		316SST			钽
			33	哈氏合金C		哈氏合金C			哈氏合金C-276
			35	哈氏合金C		哈氏合金C			钽
			44	蒙耐尔合金		蒙耐尔合金			蒙耐尔合金
			83	碳钢镀镍		哈氏合金C			哈氏合金C-276
			73	316SST		哈氏合金C			哈氏合金C-276
			1A	碳钢镀镍		316SST			316SST	硅油
			2A	316SST		316SST			316SST
			5B	碳钢镀镍		316SST			哈氏合金C-276
			2B	316SST		316SST			哈氏合金C-276
			3B	哈氏合金C		哈氏合金C			哈氏合金C-276
			5D	碳钢镀镉		316SST			钽
			2D	316SST		316SST			钽
			3D	哈氏合金C		哈氏合金C			钽
			8B	碳钢镀镍		哈氏合金C			哈氏合金C-276
			7B	3166SST		哈氏合金C			哈氏合金C-276
				代号	流程连接
				S	1/2NPT 内螺纹 316L SST					可选
				O	1/4 NPT 内螺纹 316L SST
					代号	LCD指示表
					M11	线形指示（工程单位或100%）
						代号	安装托架				可选
						B1	弯支架管装2’’管				可选
						B2	弯支架板装				可选
						B3	平支架管装2’’管				可选
							代号	防爆		可选
							ED	隔离防爆		可选
							EI	本安防爆		可选
3151GP型	5	22		S	M11	B1	ED	←典型型号