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號隔離器的工作原理及功能
號隔離器的工作原理及功能是什么？工作原理：
首先將變送器或儀表的號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原號，同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的號、電源、地之間獨立。
功能：
一：保護下級的控制回路。
二：消弱環境噪聲對測試電路的影響。
三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設備的干擾；同時對下級設備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。 DIN系列導軌結構，易于安裝，可有效的隔離：輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾。號隔離器的主要類型有哪些？
隔離器：
工業生產中為增加儀表負載能力并保證連接同一號的儀表之間互不干擾，提高電氣性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓號，的送給二次儀表或plc\dcs使用。
配電器：
工業現場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時又要對輸入的電流號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。柵：
一些特殊的工業現場（如燃氣公司和化工廠）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有號隔離功能，同時還需要具有火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、號及地之間的點火，限流、降壓雙重限制號及電源回路，把進入危險場所的能量限制在定額范圍內。號隔離器安裝維護應注意哪些事項？
由于生產廠家不同，對隔離器的生產工藝、接線定義也不都相同，但使用場合基本相同，所以對產品的防護要求及維護基本相同。1． 使用前應詳細閱讀說明書。
2． 作為號隔離使用時，應將輸入端串入環路電路中，輸出端接取樣回路。
3． 作為隔離配電使用時，應將輸入端串入電源電路中，輸出端接變送器。
4． 若不正常工作應先檢查接線是否正確，注意電源有無及極性反正。
實行電源分組供電，例如：將執行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
（5）采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。
（6）采用隔離變壓器。考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合，而是靠初、次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抵抗共模干擾能力。
（7）采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效，它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉換成低電壓峰值（電壓峰值小于TTL電平）的電壓，但干擾脈沖的能量不變，從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。
低功耗
產品的功耗是各個功能單元功耗的總和，只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產品的熱穩定性和壽命。隔離器主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術
輸出模塊可以根據負載的大小動態調整輸出模塊的輸出功率，從而減少自身的發熱。傳統的負載設計是根據額定負載的大小設計輸出功率，當輸出負載非常小時，多余的負載功率就耗散在儀表內部，從而時儀表自身發熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆，那么輸出驅動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在50歐姆的環境下，那么就有 0.5W-0.02W = 0.48W的功率轉換為儀表自身的發熱。如果時多路輸出將產生更多的熱量，而降低輸出模塊的額定功率在實際應用中又難以應付市場的復雜狀況。
2、隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產品技術指標的重要單元。
隔離技術主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調制耦合，反饋調制耦合等多種形式，具體采用什么形式要根據產品的技術指標而定。總的來講可以大致分為開關量號采用光隔離，模擬量號采用磁隔離的方式。從技術復雜程度來看，磁隔離比光隔離處理技術復雜，采用磁隔離技術，設計者可以根據技術指標采用合適的設計方案，隔離的線性、精度可以根據產品的要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術指標，設計人員可以調整的方式很少，也不可能超過廠家提供的技術指標。由于功耗大，光電隔離也不能實現無源隔離。磁隔離模式有電流互感模式、電流互感反饋模式、電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補償模式等，電流互感功率補償模式是相對來說功耗低的模式。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎，決定產品的性能。流行的電源拓撲形式雖然非常多，也很成熟。
優越性
在各個過程環路中使用號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶隔離的變送器（部分設備可以做到），也可以使用號隔離器來實現。比較起來，用號隔離器有以下優點：
● 絕大部分情況，采用號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜。
● 號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優越。
● 號隔離器應用靈活，而且它還有型號轉換和 號分配功能，使用起來更加方便。
● 號隔離器通常有單通道、雙通道、一入二出等通道形式，通道間相互完全獨立，構成系統的配置、日常維護更加方便。
工作原理
首先將PLC接受的號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原號或不同號，同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理，保證變換后的號、電源、地之間獨立。
基本參數
◇系統傳輸準確度：±0.2%×F·S
◇溫度漂移：≤0.005%F·S/℃
◇液晶數字顯示位：雙行四位顯示，浮點小數。
◇顯示分辨率：±末位1個字
◇工作溫度：工業級標準-10～+55℃
◇輸入阻抗：電流：100Ω；電壓：500KΩ
◇電流輸出允許外接的負載阻抗：4-20mA輸出時0-500Ω；0-10mA輸出時0-1kΩ，需要更大的負載能力請在訂貨時說明。
◇電磁兼容：符合IEC61000-4-4：1995中所規定的第四類（惡劣工業現場）環境對產品的抗電磁干擾要求。
◇輸入/輸出/電源/通訊/雙路間絕緣強度：≥1500V
◇儲運環境溫度：-40～+80℃
◇相對濕度：10-90%RH（40℃時）
◇供電電源： 交流：AC 95-265V 直流：DC 12-32V（反接保護）
◇輸入功率：0.9-1.8W
◇通訊接口：RS232或RS485，MODBUS軟件協議（選配）。
◇外形尺寸：寬×高×深：22.5×100×115mm
◇凈 重：140g±20g
起不到熱保護作用，與熱保護器不同，過載保護器內有一個或多個小電熱器(電熱絲或電熱片)，電熱器串聯在單相或三相主回路中，當電機出現過載時，電流增大，電熱器溫度迅速升高并引起雙金屬片變形，連接主回路的觸點分離。
按復位鍵保護器進入復位，運行操作與故障指示:設置完畢或保護器再次接入工作電源后，無自啟動功能時，顯示整定電流值A，按數據鍵顯示電壓U3秒種自動返回:有自啟動功能時顯示自啟動時間倒計時，自啟動時間過后進入電動機啟動狀態。
或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協議，如ModBUS，ProfiBUS等，價格相對較高，用于較重要場合,高壓電機保護均采用智能型保護裝置，4，熱保護型:在電機中埋入熱元件，根據電動機繞組的溫度進行保護。
溫州精能電氣有限公司是一家從事電動機保護器,電機綜合保護器,電機智能保護器,電機智能監控器,馬達保護器,風機水泵變頻器,電機軟啟動器,多功能儀表等產品的研發、生產、銷售、服務于一體的現代化企業。
公司產品廣泛應用于鋼鐵、機械、石油、冶金、化工、建筑、造紙、環保設備、礦山等工業領域。公司擁有的技術研發人員、卓越的產品，以客戶的需求做為客戶滿意的產品。
方可通電調式(停機時才可修改參數)，2)按功能鍵一次，顯示設置菜單:顯示器顯示，表示進入修改功能參數設定，3)按功能鍵二次，顯示過載電流設定:顯示器右邊顯示爍按數據鍵選擇設定的數字，每按數據鍵一次數字遞增[1"。
還是做到了減少大線的[斷點"發熱和故障多的問題，這種方式和電機綜合保護器一樣，也具備非接觸式的特點，而且節能，這里順帶提一句，生產廠家能否把大熱繼電器改成這種形式呢，如生產廠家把它作成一體化，再把熱繼電器容量減小到0.1-1A。
按正常過載的整定，往往不能兼顧啟動(這也是這種保護器的又一缺陷)，所以，調節好星三角啟動方式的切換時間，限制啟動電流，才能使電機綜合保護器定性的使用好，過載時，NE556的OUT2輸出端⑨腳電位不斷地進行高低變化。
說明：
智能隔離器是將輸入單路或雙路的電流或電壓號，變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓號，并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。
供電方式
隔離器常見的供電方式有獨立供電、回路供電和輸出回路供電。
獨立供電的隔離器：
需要配備獨立20~35VDC的直流電源。這種方式的優點是隔離傳輸精度高；電源、輸入、輸出之間完全隔離，多路系統供電電源不需隔離，可保證高抗干擾性能，輸入號可以變換為其它類型的型號。
回路供電的隔離器：
在實際工業監控系統中，DCS、PLC或其他顯示儀表具有卡件內部供電的使用越來越廣泛。回路供電型隔離器又往往不能滿足這些卡件對號隔離傳輸精度要求高和二線制變送器配電電壓要求高的條件。因此，輸出回路供電型的隔離器既保留了獨立供電型隔離器的優越性能，又滿足輸出回路供電接口的要求。
技術參數
系統傳輸準確度：±0.2%×F·S
溫度漂移：≤0.005%F·S/℃
工作溫度：工業級標準 -10～+55℃
輸入阻抗：電流：100Ω；電壓：500KV
電流輸出允許外接的負載阻抗：4-20mA輸出時0～500Ω；0-10mA輸出時0～1KΩ
電磁兼容：符合IEC61000-4-4：1995中所規定的第四類（惡劣工業現場）環境對產品的抗電磁干擾要求
輸入/輸出/電源/通訊/雙路間絕緣強度：≥1500AAC
儲運環境溫度：-40～+80℃
相對濕度：10-90%RH（40℃時）
供電電源：交流： AC 95～265V
直流：DC12V～32V（反接保護）
輸入功率：0.9～1.8W（與型號有關，詳見本手冊附錄中關于輸入功率的計算方法）
通訊接口：RS232 或 RS485，MODBUS軟件協議（選配）。
外形尺寸：寬×高×深：22.5×100×115mm
產品選購
隔離器
在隔離器選型時除了要確定隔離器的功能、適應前后端接口外，還有精度、輸出紋波、溫度漂移、功耗、響應時間等許多參數需要用戶謹慎選擇。
精度
隔離器的精度是非常重要的參數，精度的高低直接關系到隔離器能否正常使用。隔離器的精度體現了隔離器的設計、制造水平。用戶在選用時應該選用精度高的產品。
輸出紋波
對隔離器精度產生影響的參數還有輸出紋波。輸出紋波的產生是由于隔離器使用DC/DC電路對隔離器的工作電源進行隔離給隔離器內部電路供電，輸入號也要先使用DC/DC電路調制成交流號然后經過隔離部分電路進行號隔離，隔離后的號經解調后再轉換成直流號輸出。以CPU為核心的隔離器也存在脈沖號。隔離器內部存在的這種高頻的交流分量，就是產生輸出紋波的原因。這些高頻的交流分量它們的頻率一般都有幾百KHZ、諧波較多，對號的污染很難完全。如果輸出紋波較高，控制系統模擬量輸入模板采集到號的誤差就大，對于高速輸入的模擬量輸入模板更是如此。所以選擇隔離器時應要求輸出紋波的峰-峰值越小越好。順連電子的各種系列隔離器均采用的濾波電路，較好的抑制了輸出紋波。用戶在選用時應該選用紋波小的產品。
運城稷山溫州盾開電氣有限公司生產的每一個 電涌保護器,信號隔離器在出廠的時候都經過質檢員進行出廠檢驗，檢驗員必須按照 電涌保護器,信號隔離器檢驗的項目逐項檢驗，必須進行記錄同時存檔，質檢員簽字后方可發貨，所以我們在售的每一個 電涌保護器,信號隔離器產品都可以放心的購買。
按3·1節要求,系統的工作波長越短,則測量的上限溫度就越高;而按3·2節要求,系統的工作波長越長,則測量較低的高溫時其溫度分辨率就越高,因此二者之間必然有一個折衷。一般情況下,進入光路中的粉塵、水蒸汽以及其它一些選擇性吸收氣體如二氧化碳等,都會成為外界干擾而影響到儀器的測溫精度。圖5給出了在0·6~3·0μm內海平面300 m長度的路徑上大氣的透射光譜曲線[11]。結合圖5,考慮到前面得出的結論和PIN硅光電二極管的小可探測光功率及后面關于測溫精度的分析與討論,本文取系統的工作波長λ1=0·8μm。
順便提及,λ1=0·8μm既符合本儀器的測溫下限T=600 K處的PIN硅光電二極管的小可探測光功率要求,又滿足采用16位A/D轉換器件時的二次儀表測溫靈敏度的要求。進一步的研究還表明,它還能使發射率的測量精度達到優。
3·4 基于系統抗反射輻射能力的考慮與波長帶寬的優化選擇
探測器接收到的來自待測目標方向的紅外輻射,由待測表面自身的輻射和待測表面對周圍環境輻射的反射這兩部分組成。為討論上的方便,將待測表面的溫度記為T0。其輻射出射度可寫成
使用前面給出的參數值,利用式(1)及式(21),在T0=900 K、Ts=800 K的情況下作出的測溫不確定度隨波長帶寬的變化曲線,如圖6所示。
由圖6顯見,當Δλ≤20 nm時,Ts=800 K的背景輻射對測溫精度幾乎不產生什么影響(由背景輻射帶來的測溫不確定度僅為0·01%)。但當Δλ>20nm時,影響漸增。研究還表明,在更高溫度的背景輻射下,產生可觀測影響的波長帶寬的起點值變小,且隨著波長帶寬的增加,這種影響變得更明顯。結合本節的分析結果和探測器件的小可探測光功率要求,本文選擇Δλ=20 nm作為系統的波長帶寬。
3·5 測量精度
ελ的標準差極大地影響系統的測溫標準差。由誤差傳遞公式[10],容易導出ελ的標準差
顯見,波長越短,系統的測溫標準差就越小,這是本儀器采用近紅外波長作為工作波長的重要原因之一。使用3·2節中給出的技術參數,以45#鋼作為測量對象,并取γ1=0·75、β=0·60。在測量距離約1 m的情況下,所得P1、P2的相對測量不確定度的典型值為|ΔP1/P1|≈|ΔP2/P2|≈0·5%。由式(19)、式(20)容易算出σελ≈1·7×10-2;對900 K的待測表面而言,計算可得σT≈1·19 K;σTT≈1·32%,這是比較的。
4 結 論
本文在研究探頭的溫度分辨率和儀器的相對溫度靈敏度的基礎上,結合光路中選擇性吸收氣體吸收影響的抑制以及考慮探測器的小可探測光功率,研究了儀器工作波長與波長帶寬的選取。得出實際測溫系統的波長及波長帶寬分別為λ1=0·8μm、Δλ=20 nm時,系統的測溫精度優于0·3%,其測溫靈敏度也滿足實際需要,實驗結果見表1。
直流號隔離器 [1] 首先將變送器或儀表的號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原號，同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的號、電源、地之間獨立。
中文名 直流號隔離器 外文名 Dc signal isolator 類 別 隔離器 功 能 號、電源、地之間獨立 中介設備 光感或磁感器 領 域 工程技術 學 科 電力工程
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