PDS智能壓力變送器在工業(yè)控制中的典型應(yīng)用

陳 軍

（重慶四聯(lián)測(cè)控技術(shù)有限公司研究開發(fā)部 ，重慶 401121）

1 引言

PDS智能壓力變送器由重慶四聯(lián)測(cè)控技術(shù)有限公司于2004年與德國(guó)西門子公司聯(lián)合生產(chǎn)。PDS智能壓力變送器是以微處理器為基礎(chǔ)的全智能型產(chǎn)品，目前為止已經(jīng)具備多年以上成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和性能，在各個(gè)行業(yè)均得到了廣泛應(yīng)用。

2 基本原理

PDS智能壓力變送器是采用了世界上最先進(jìn)的復(fù)合微硅固態(tài)傳感器并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的模塊化設(shè)計(jì)的全智能型產(chǎn)品。PDS智能壓力變送器是通過引壓管和過程接頭將過程壓力引入壓力傳感器進(jìn)行壓力測(cè)量（如圖1所示），介質(zhì)壓力引入后作用于壓力傳感器產(chǎn)生一定的微弱信號(hào)放大后再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)在其微處理器中進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償進(jìn)行測(cè)量。

3 PDS智能壓力變送器在工業(yè)控制中的典型應(yīng)用

針對(duì)化工、電力、冶金、建材、石油石化等行業(yè)，PDS均有完整的應(yīng)用解決方案。

（1）工藝脈沖壓力測(cè)量

PDS智能壓力變送器的工作原理已如前所述，但是在實(shí)際具體應(yīng)用過程中卻又不夠完美。工業(yè)控制過程中壓力的引入有時(shí)存在波動(dòng)的情況，如鋼廠氣錘氣壓、油田注水泵壓力測(cè)量。 雖然PDS智能壓力變送器具備一定的壓力過載保護(hù)功能，但這種壓力保護(hù)功能具有一定的限制。實(shí)際應(yīng)用過程中在測(cè)量這種高速脈沖氣壓或液壓時(shí)存在著傳感器被沖擊損壞的情況。

圖1

基于這種情況，PDS 智能壓力變送器在針對(duì)高速脈沖氣壓或液壓的測(cè)量時(shí)，PDS設(shè)計(jì)了專用的氣壓、液壓緩沖裝置，該裝置不但小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且易于安裝。下面簡(jiǎn)要介紹以下其基本工作原理：

圖2

圖3

目前為止設(shè)計(jì)了兩套不同的緩沖器（如圖2、圖3所示）。

如圖2所示，這是一種直接連接的專用緩沖器。PDS智能壓力變送器在過程連接處設(shè)計(jì)了專用的緩沖接頭，并填充內(nèi)六角螺釘，通過內(nèi)六角填充螺釘邊緣處三個(gè)小孔來緩解過程引入時(shí)的脈沖壓力，使得壓力傳感器避開了脈沖壓力的高峰從而保護(hù)了變送器不受脈沖壓力的影響。該緩沖器可以直接安裝。

如圖3所示，這是一種通過毛細(xì)管組件連接的專用緩沖器。PDS智能壓力變送器在過程連接處設(shè)計(jì)了專用的連接螺母和密封墊圈并通過毛細(xì)管組件與遠(yuǎn)端的緩沖接頭連接。過程壓力通過引壓管引入緩沖接頭并通過毛細(xì)管組件進(jìn)入壓力傳感器，從而保護(hù)了變送器不受沖擊。該緩沖器可以遠(yuǎn)距離安裝。

目前這兩種緩沖器已經(jīng)在油田注水站脈沖泵成功應(yīng)用。

（2）多晶硅項(xiàng)目應(yīng)用

多晶硅主要用于—— 集成電路和太陽(yáng)能，具有高溫高壓、有毒易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕等特點(diǎn)，要求有高度的可靠性和穩(wěn)定性。針對(duì)高溫高壓工況，PDS設(shè)計(jì)了高溫型智能壓力變送器，該變送器通過設(shè)計(jì)特殊的散熱結(jié)構(gòu)，使得溫度到達(dá)傳感器時(shí)能降至一定的范圍，從而使智能壓力變送器性能穩(wěn)定。該變送器可耐高溫，量程范圍寬，精度高，廣泛用于需測(cè)量相對(duì)溫度較高氣體，液體壓力場(chǎng)合。同時(shí)針對(duì)在高壓氫氣的測(cè)量過程中，PDS智能壓力變送器采用了膜片鍍金的工藝來解決氫透的問題。典型應(yīng)用：江西賽維LDK5000t多晶硅，冷氫化裝置。采用了鍍金膜片和鉭，最低溫度-70℃，最高溫度350℃。法蘭尺寸1″～3″。

（3）氯堿項(xiàng)目應(yīng)用 –防腐解決方案

在重慶天原化工廠，以前采用的是其它品牌的變送器。隔離膜片采用的是鉭材，滿足介質(zhì)防腐的需求。但其無法承受外部腐蝕，導(dǎo)致變送器大面積損壞。經(jīng)過防腐處理后取得了良好的效果。如圖4所示。

（4）乙醇胺應(yīng)用

圖4

乙醇胺——主要是采用高濃度液胺與環(huán)氧乙烷，在一定溫度、壓力及催化劑作用下生成一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺。再經(jīng)過脫水、精餾而成。由于工藝特殊性，生產(chǎn)中低溫（液胺溫度在-33℃）、易燃、易爆、高壓（CLASS 600）。烙礦院設(shè)計(jì)的宏力化工項(xiàng)目——在精餾、脫水工序，其壓力、液位測(cè)量，使用了PDS473、483H法蘭變送器，耐壓達(dá)到15MPa，最低溫度-33℃。

（5）碳四裂解項(xiàng)目應(yīng)用

乙烯是石化工業(yè)的龍頭產(chǎn)品，煉廠碳四作為乙烯裂解原料。一般工藝采用了大量的堿性介質(zhì)（如氫氧化鈉、氫氧化鉀），反應(yīng)釜的溫度一般在200℃～280℃。在工藝中還需加入氫。由于工藝特殊性，生產(chǎn)中必然存在高腐蝕、高溫、易燃、易爆、高壓。

宏力化工碳四裂解項(xiàng)目——在裂解反應(yīng)爐上，使用了PDS473、483H法蘭變送器，采用鉭材、高溫硅油。在加氫段采用了鍍金膜片。

結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)重慶四聯(lián)測(cè)控技術(shù)有限公司PDS智能壓力變送器工作原理和典型應(yīng)用方案上的分析可以看出，PDS智能壓力變送器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，PDS智能壓力變送器以其先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)異的性能、強(qiáng)大的功能可滿足氧化鋁、金屬材料加工、采礦、復(fù)合材料生產(chǎn)、鋼鐵冶煉、焦化、煤化、石油石化、化工等各種復(fù)雜的工藝條件。

[1]劉暢生.傳感器簡(jiǎn)明手冊(cè)及應(yīng)用電路：壓力傳感器分冊(cè)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

[2]戴蓉，劉波峰.傳感器原理與工程應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.