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世纪之交的自动化仪表--检测仪表与执行器的技术发展(2)

2007年10月12日 09:41来源:烟台勾股通信技术有限公司 >>进入该公司展台人气:796

6 新一代固态传感器与智能压力/差压变送器 
  微电子技术的迅猛发展,促进了微机械加工技术日益更新。它引伸到仪表领域,奠定了现代传感器的技术基础,推动着全新的固态传感器和集成化智能变送器的发展和实用化,现已取得了引人注目的成果。固态传感器与传统结构型传感器相比较,在技术和性能上发生了质的变化,它使传感器技术向微型化、高精度、低功耗、智能化方面迈出了一大步,这标志着检测传感器与变送器将发生一场划时代的变革。 
  近年来,多种微结构的固态硅传感器已被开发出来并投入生产应用。如微型伺服加速度计、微结构加速度开关、微硅振环陀螺、微硅谐振式压力传感器、微硅质量流量计等,人们预测,许多传统的结构型传感器所能实现的各种原理,采用微机械加工技术同样可以做出各种微结构传感器,在此基础上再实现传感器与处理器集成化,就可设计出新一代数字式智能变送器。典型的事例是日本横河公司的EJA型智能压力/差压变送器,它采用*的单晶硅谐振式传感器,这在变送器工作原理上是具有技术创新性质的突破。人们评价说,它已成为当今变送器家族中比较具有活力的产品。代表着检测仪表发展的重要方向。 
7 微波物位计(雷达物位计) 
  基于雷达测量技术的新发展,近年来高性能、低价格的微波物位计已真正大量进入过程检测仪表市场。化工、石化、医药、食品等工业普遍存在高温、高压、腐蚀、挥发、冷凝等复杂工况条件,必需采用非接触式测量方法才能达到长期可靠运行的效果。因此,微波物位计在各种连续式物位计中市场增长率为zui高。 
  微波是一种电磁波,其传播速度不受介质特性影响。微波物位计是利用无线电回波测距原理实现物位测量的。微波从天线发出,在被测目标反射后回波再被无线接收,按微波来回传播时间来计算距离即是物位。目前微波物位计有脉冲雷达和调频连续波雷达两种。近年推出的普及型微波物位计大多采用脉冲方式,精度已达(0.2%~0.3%)FS,价格较低,能满足一般测量要求。调频连续波雷达是将距离转换为频率进行测量、能得到较高精度。这两种微波物位计被测物体通常限于液体为主。 
  对于粉料测量、干料测量、界面测量、浆料液位、带泡沫液位的连续测量历来是物位测量的难点,这时可采用相位跟踪法通过测量发送射频波与从物料表面反射回波之间相位角来测量物位。这种测量方法能取得良好效果。 
8 储罐计量测量仪表--磁致伸缩式液位计 
  物位仪表当前发展的重要领域是罐区管理及其计量自动化。储罐计量是指对大型储罐内储液存量进行测量,从而获得储库库存量,它是一个企业掌握库存资料,以便指导生产和销售的重要管理项目。采用储罐计量会比采用流量计更经济、精度更高。因此,库存量测量要求高的测量精度和高的测量复现性。 
  现用测量方法有3种:一种是体积测量法,通过液位和温度测量而计算出储液体积,然后再换算成重量;另一种是重量测量法,通过液柱静压强测量而计算出储液重量;第三种是混合式测量系统,其优点是能实现高精度液位和界位测量,能获得高精度的体积,又能实现高精度平均密度测量,从而获得高精度质量计量。在这里,能否高精度测量储罐液位及油水界面是系统的关键,因此液位计的选择至关重要。 
  目前在大量程液位计中可达到1mm精度的有雷达物位计、伺服型浮子液位计和磁致伸缩式液位计,相比之下,用磁致伸缩式物位计装在储罐顶上,同时在罐底安装高精度压力变送器,然后配上一套包括数据采集器的现场监测计算机管理系统和一套供业务管理的远程计算机管理系统,就可以组成十分完善的混合式储罐计算系统。它经过油库实际运行获得满意的效果。 
  磁致伸缩式液位计是将磁致伸缩线性位移传感器引用来测量高精度大量程的新型液位计,能同时测量液位和液液界面及多点温度。zui大量程可达18m,测量精度达±0.5mm或±0.05%FS,重复性达0.002%FS,传感元件是非接触式的,由一根测杆和套在杆上可滑动浮子组成,两个不同比重的浮子浮在液面和油水界面,测杆由保护外管、波导管及铜导线三层组成,它无磨损,可靠耐用,能耐高温、高压、不受介质比重影响,不受过程压力变化的影响,解决了原来液位测量中的许多难题。 
9 智能阀门定位器 
  智能阀门定位器是新一代智能化、气动执行机构*的配套产品。它内装高集成度的微控制器,采用电平衡(数字平衡)原理代替传统的力平衡原理,将电控命令转换成气动定位增量来实现阀位控制;利用数字式开、停、关的信号来驱动气动执行机构的动作;阀位反馈直接通过高精度位置传感器,实现电/气转换功能,因而具有提高输出力、提高动作速度和调节精度(zui小行程分辩率可达0.05%),克服阀杆摩擦力,实现正确定位等特点。 
  智能阀门定位器具备许多符合现代过程控制技术要求的功能:对所有控制参数都可组态的功能(如死区、正反作用、报警上下限、行程零点、行程范围、执行机构类型选择等),实现分程控制功能,实现上行、下行速度调节功能,实现线性、等百分比、快开等特性修正功能,自校正功能、自诊断功能,故障报警及故障处理功能,多种通信支持功能等。 
  由于智能阀门定位器的功能完善,对降低投资、节约能源、提高过程控制水平能带来极大益处,现已越来越受到用户的关注,并被选用。同时,它与智能变送器一起将*改变现场仪表的状况,促使过程控制早日进入现场总线控制系统的新时代。 
10 中国电磁阀载誉国内外市场 
  电磁阀作为自动化仪表的一种重要的执行器,近年来需用量急剧上升,其销量已超过调节阀。它是开关信号控制,动作快速,使用特别安全,市场潜力很大。 
  我国电磁阀的制造生产,在学习、借鉴*进技术的基础上,依靠自身不断发明创造,至今有了长足进步。值得一提的是,早在1981年浙江*科技实业公司发明了多功能电磁阀系列,荣获日内瓦新技术金奖,接着立足于应用,对电磁阀进行精简化、智能化、通用化、化方面的创新研究,先后设计了新颖的多路电磁阀、双联组合电磁阀、三位电磁阀、数字阀、自保持电磁阀、反冲过滤阀、精巧电磁阀(蒸汽)、燃气电磁阀以及水厂用、油用、消防用电磁阀等等,其中多项技术获得美国、日本、欧盟而产品出口外国。1998年又成功地开发了液化石油气LPG双燃料汽车燃供系统用组合阀,符合我国环保法规要求,可靠、价廉,完取代进口产品。它证明国产电磁阀的质量与性能是*的。我们提倡树立民族自信心。支持民族电磁阀工业,优先选用国产电磁阀。当然也应看到电磁阀行业不正当竞争十分严重,伪劣假冒现象使消费者深受其害。 
11 新一代全功能超轻型调节阀 
  调节阀是过程控制中重要的终端控制仪表,它是一种内含控制流体流量的可变节流件的压力密体组件,在管路中具有调节、切断和分配流体的功能。在过去30多年里调节阀产品结构没有大的改变,更说不上更新换代。以往人们只是在改进和完善上下功夫,在80年代初曾出现精小型调节阀,将调节阀的高度和重量降低30%,但在功能和可靠性上没有突破,这显然与过程自动化技术的高速发展不相适应,因而特别受到人们关注。 
  近年来,重庆华林机械工程公司创新设计成功新一代全功能超轻型调节阀,针对传统调节阀的笨重、品种繁多、功能不全、可靠性差等问题进行技术攻关与改型,取得创新成果。迄今已试产并经生产使用,效果良好,倍受用户肯定、信赖、鼓励和关注,看来将逐步取代传统调节阀,特别是它与电动执行机构的配套,对促进我国电动执行器的推广应用能做出更大贡献。 
  新一代超轻型调节阀在重量上比传统调节阀减轻60%~80%,高度下降50%~70%;功能上具备调节、切断、大压差、防堵、耐蚀、耐高温高压全部功能,品种规格简化60%~70%;阀杆阀芯阀座部件加强密封,减小摩擦、防止堵卡,提高寿命,泄漏率达10-6~10-7。人们期待新一代产品问世。 
12 智能电动执行器 
  智能电动执行器系列是一类新型终端控制仪表,它根据控制电信号,直接操作改阀的位移。由于人们对控制系统的精度和动态特性提出了越来越高的要求,选用电动执行器控制系统连接,直接接受电控制信号,能够获得zui快响应时间,实现控制也更为合理、方便、经济,因而受到用户的欢迎。这样还可免去采用气动执行器必需配置良好的气源设备投资和现场气路管线安装的麻烦。 
  新型电动执行器大都将伺服放大器与执行机构合为一体,并增设了行程保护、过力矩保护和电动机过热保护等以提高可靠性,还具有断电信号保护、输出现场阀位指示和故障报警功能。它可进行现场操作或远方操作,完成手动操作及手动/自动之间无扰动切换。 
  智能电动执行器则利用微机技术和现场通信技术扩大功能,实现双向通信、PID调节、在线自动标定、自校正与自诊断等多种控制技术要求的功能,有效提高控制水平,现已越来越受到用户的选用和关注。 

参考文献: 
[1]吴秋峰,等.迎接21世纪工业控制的一些思考.测控技术,1999(2) 
[2]张在宣,等.用于工业过程检测的分布式光纤温度传感器.上海:′99工业仪表与自动化学术会议论文集.中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会,1999 
[3]王京安.一体化节流式流量计.自动化仪表,1998,19(8) 
[4]李传经.流量测量的技术发展动向.里斯本:标准化组织ISO TC30会议概况,1998 
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