Stato della ricerca e dell'applicazione del trasmettitore di pressione
Con il continuo miglioramento del livello di automazione, nonché con il rapido progresso della tecnologia informatica, della tecnologia dei materiali e della tecnologia dei sistemi microelettromeccanici (sistemi microelettromeccanici, MEMS), anche il campo dell'automazione industriale, ampiamente utilizzato nel campo della strumentazione intelligente, negli ultimi anni ha registrato un rapido sviluppo.
La ricerca sui trasmettitori di pressione si concentra principalmente sui seguenti aspetti:
① Metodi di comunicazione del trasmettitore di pressione.
② Sensori di pressione in ambienti estremi ad alta temperatura.
③ Trasmettitore di pressione con funzione di autodiagnosi.
④ Metodo di compensazione della temperatura del trasmettitore di pressione.
⑤ Trasmettitore di pressione altri aspetti del progresso della ricerca.
Trasmettitore di pressione metodo di comunicazione
In passato, i trasmettitori di pressione supportano solo segnali analogici standard da 4-20 mA comunemente utilizzati nel campo del controllo dei processi industriali. Con il continuo sviluppo della tecnologia informatica e della tecnologia digitale, è possibile sviluppare e produrre sempre più trasmettitori di pressione intelligenti che supportano il protocollo fieldbus di trasmissione del segnale digitale. Il trasmettitore di pressione intelligente HART basato sul protocollo di comunicazione aperto del trasduttore remoto indirizzabile in autostrada (HART), ha progettato un trasmettitore di pressione a due fili. Un trasmettitore di pressione a due fili è progettato in base al protocollo di comunicazione aperto del trasduttore remoto indirizzabile in autostrada (HART). Con solo due fili, il trasmettitore di pressione non solo trasmette segnali digitali e analogici, ma fornisce anche alimentazione al dispositivo. Rispetto ad altri protocolli che supportano solo segnali digitali, la caratteristica distintiva del trasmettitore di pressione è che trasmette segnali digitali mantenendo il segnale di corrente analogico da 4-20 mA, svolgendo così un ruolo importante nel periodo di transizione in cui gli strumenti digitali sostituiscono gradualmente gli strumenti analogici tradizionali. Tuttavia, il protocollo HART è un metodo di comunicazione semi-digitale, che supporta solo la trasmissione unidirezionale e il canale è uno a uno. Con lo sviluppo della tecnologia, il protocollo HART non è più in grado di soddisfare le esigenze di scambio di informazioni relative alla strumentazione di campo e al sistema di controllo.
Nell'era dell'industria 4.0 digitale e intelligente, la digitalizzazione del campo della produzione industriale è di grande importanza. Sulla base del tradizionale trasmettitore di pressione, basato sull'approccio del bus CAN (Controller Area Network) alla trasformazione digitale del trasmettitore, la progettazione e l'implementazione di un modulo di misurazione della pressione digitale di piccole dimensioni e ad alta precisione possono essere integrate nel trasmettitore di pressione, migliorando così significativamente l'efficienza e l'affidabilità dello scambio di informazioni tra l'apparecchiatura di campo e il sistema di controllo. Affidabilità. Un trasmettitore è stato progettato per misurare la pressione di una linea di rete idrica. Il segnale di corrente in uscita del trasmettitore viene fatto convergere da un'unità terminale remota (RTU) e trasmesso alla sala di controllo tramite Ethernet industriale per la visualizzazione centralizzata dei parametri. La precisione del trasmettitore raggiunge lo 0,14% e tutti i componenti sono localizzati, il che presenta i vantaggi di un controllo indipendente, un utilizzo semplice e una buona affidabilità.
La comunicazione wireless ha ricevuto ampia attenzione negli ultimi anni. La tecnologia di comunicazione wireless industriale ha i vantaggi di basso costo, alta efficienza, alta affidabilità, posa comoda, ecc., ed è stata ampiamente utilizzata nei siti industriali. Soprattutto per la trasmissione del segnale in ambienti pericolosi infiammabili ed esplosivi, come scenari di petrolio e gas, chimici e aree di serbatoi, la trasmissione wireless è un mezzo di comunicazione economico ed efficace. È stato progettato un sistema di misurazione della pressione wireless basato su sensori capacitivi. Il sistema converte innanzitutto la pressione applicata in un segnale di tensione corrispondente tramite sensori capacitivi e circuiti di condizionamento del segnale, quindi realizza la trasmissione e la ricezione wireless del segnale utilizzando transceiver con modulazione di frequenza (FSK). Il sistema è controllato entro l'1,6% dell'errore di scala completa ed è adatto per la comunicazione wireless ha ricevuto molta attenzione negli ultimi anni. La tecnologia di comunicazione wireless industriale ha i vantaggi di basso costo, alta efficienza, alta affidabilità e posa comoda, ed è stata ampiamente utilizzata nei siti industriali. In particolare per la trasmissione del segnale in ambienti pericolosi infiammabili ed esplosivi, come scenari di petrolio e gas, chimici e aree di serbatoi, la trasmissione wireless è un mezzo di comunicazione economico ed efficace. È stato progettato un sistema di misurazione della pressione wireless basato su sensori capacitivi. Il sistema converte innanzitutto la pressione applicata in un segnale di tensione corrispondente tramite sensori capacitivi e circuiti di condizionamento del segnale, quindi realizza la trasmissione e la ricezione wireless del segnale utilizzando transceiver con modulazione di frequenza (FSK). L'errore su scala completa del sistema è controllato entro l'1,6%, il che è adatto per aree infiammabili ed esplosive altamente pericolose e aree in cui l'installazione e la manutenzione dei cavi sono difficili. Inoltre, FSK ha una forte sicurezza, alta efficienza e immunità al rumore. È stato progettato un trasmettitore di pressione capacitivo basato sulla tecnologia MEMS. Il trasmettitore compensa gli errori non lineari tramite un algoritmo di rete neurale artificiale. Il niobato di litio (LiNbO3) è selezionato come materiale di comunicazione ottica a lungo raggio per questo trasmettitore. Grazie alle caratteristiche della luce, questo metodo di trasmissione è praticamente senza perdite ed è caratterizzato da elevata affidabilità, semplice manutenzione e basso pericolo.
Con lo sviluppo della digitalizzazione industriale, i requisiti per i sensori intelligenti stanno aumentando. Viene proposto un trasmettitore di pressione intelligente wireless con diagnosi di guasti in tempo reale. Il trasmettitore monitora l'uscita analogica del sensore di pressione in tempo reale ed esegue un programma di autodiagnosi in modo che i dati di pressione generati e le informazioni diagnostiche possano essere trasmessi al sistema ricevente tramite trasmissione wireless. Puntando alle caratteristiche dei processi industriali come l'interferenza elettromagnetica e la complessità dello spazio, un trasmettitore di pressione wireless ad alta precisione è progettato per soddisfare le esigenze dei siti industriali, realizzando lo standard di rete wireless industriale per l'automazione dei processi industriali (rete wireless per l'automazione industriale-automazione dei processi, WIA-PA). Standard WIA-PA) per l'automazione dei processi industriali e la tecnologia di misurazione della pressione al silicio monocristallino. Il trasmettitore di pressione wireless ad alta precisione può migliorare efficacemente l'informatizzazione e il livello di gestione digitale della misurazione della pressione sul campo industriale e ha un'ampia prospettiva di applicazione.
