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目前隔離技術主要有磁隔離和光隔離兩大類。從技術難度來看,磁隔離比光隔離技術復雜、難度更高。但是,采用磁隔離技術,產品設計可以根據產品技術指標的要求選用合適的產品設計方案,在產品的線性、精度、功耗等技術指標上可以根據產品的要求靈活設計實現要求。而對于光隔離的產品,在產品的線性、精度、功耗等方面只能依賴元器件廠家所提供光隔離元器件的技術指標。產品設計人員為達到一些技術指標可以使用的手段很少,也不可能超過廠家提供的元器件技術指標。另外,光隔離的功耗較大,導致產品的總功耗大、發熱量大,產品的精度、功耗、穩定性與磁隔離產品相比都有較大的差距。光隔離元器件也不能應用于無源隔離。總的來講,磁隔離比光隔離更具有先進性。
選型方法
隔離器的選型應該根據現場儀表、控制系統或二次儀表的接口進行,目前自動化行業輸入/輸出號的標準為:4~20mADC或者1~5VDC,當然也有一些特殊的輸入/輸出號。
按照儀器儀表的接口分為:號隔離類;一入多出隔離類;配電類;一入多出配電類;溫度隔離變送類;無源隔離類;二線制隔離類;二線制配電類;二線制溫度隔離變送類等類型。
用戶可以根據據現場儀表、控制系統或二次儀表的接口自由的選用。
技術指標
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。我們公司的生產的隔離器除小號、小量程等特殊輸入號的隔離變送器精度為±0.2%以外,其余的精度均為±0.1%。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。我
溫度漂移
溫度漂移是由于隔離器工作時產生熱量,導致隔離器內所使用的電子元器件性能指標下降造成隔離器的輸出值發生變化。選擇隔離器時應要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移,隔離器應進行了低功耗、功耗設計,使得隔離器工作時本身的發熱量很小甚至于不發熱,這樣就能防止因產品工作時發熱引起所使用元器件的性能指標下降,防止造成溫度漂移。
低功耗
功耗是指隔離器工作時所消耗的電能。它涉及到產品在工作時的發熱量,這個參數與隔離器的使用壽命、可靠性和隔離器的外形、安裝方式都有密切的關系。在選用隔離器時應選擇功耗低的產品。我們公司在隔離器的電路設計上采用了多項獲得發明專利的新技術,這些新技術是:輸出部分可以根據負載的大小動態調整輸出功率的自適應負載技術;隔離部分的電流互感功率補償技術;電源部分的參數式開關穩壓電源技術。目前我們公司隔離器的功耗只有目前世界品牌產品功耗的一半以下。
若產品的功耗大,在產品工作時產生的熱量就大,造成產品殼體內的溫度高。組成產品的電子元器件長期的處于高溫環境下,會導致運算放大器參數蛻變﹑電阻阻值變化﹑電容漏電增大等。這些問題將使產品性能下降,甚至導致產品故障、失效。
為了節約控制系統的控制柜、電源、接線端子、連接線和人工成本等工程費用,用戶在選用時應該選用低功耗的產品。
響應時間
我們公司是一家專業研發、銷售和生產 電涌保護器,信號隔離器。公司以創新產品和高端技術應用為導向,不斷提供高品質產品和超值客戶服務。公司研發生產的產品包括: 電涌保護器,信號隔離器,得到了客戶的一致認可,同時也為公司樹立了良好的品牌形象,擁有了較好的知名度。 經營理念:凝聚科技創新力量,創造美好明天。
低功耗是電子產品設計永無止境的追求,伴隨技術的發展,目前隔離器和柵的功耗與過去相比,已經減小許多,性能和技術指標也得到提高。
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。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構成,其中單元是無源的限壓限流網絡,技術上進行低功耗改進的可能性非常小。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。
自適應負載技術很好的解決了這個矛盾,此技術的原理圖示如下:
下表是對比的測試數據:
測試條件:電源24DC;負載變化 50歐姆~750歐姆
輸出模塊類型 標準輸出模塊自適應負載輸出模塊
模塊的耗散功率(50Ω) 320mW 10mW
模塊的耗散功率(250Ω) 220mW 10mW
模塊的耗散功率(500Ω) 120mW 10mW
模塊的耗散功率(750Ω) 20mW 10mW
從上表可以看到:自適應負載技術使得模塊的耗散功率是恒定在一個很低的水平,不會受到負載變化的影響。
負荷檢測可以根據負載的大小調整輸出功率,極大的減少了輸出模塊的發熱,用戶在定貨時無須說明負載大小,極大的方便了用戶的使用和緩解了庫存壓力。
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。
目前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。北京國電中自電氣有限公司采用電流互感模式、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多種磁隔離方式。根據產品的特點選擇不同的磁隔離模式。
上述隔離模式中,電流互感功率補償模式是功耗低的模式,目前在新一代的無源隔離柵中使用,在保證技術指標的同時,降低了隔離單元的功耗。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎,決定產品的性能。目前流行的電源拓撲形式雖然非常多,也很成熟。但我們在隔離器和柵的電源設計中進行了技術創新,目前采用的參數式開關穩壓電源設計獲得了的發明專利。根據隔離器和柵的特點,參數式開關穩壓穩壓電源了效率,降低了電源的復雜程度。從工藝和成本上得到改進,減少了產品的故障率。
三、無源隔離器和柵
傳統的隔離器和柵均為有源,需要外接24V直流電源。而無源隔離器和柵不需要外接24V直流電源,接線數量減少了三分之一,降低了安裝和維護難度。因此,無源隔離器和柵的應用越來越廣泛,特別是在DCS和PLC系統的接口應用中,普遍采用無源隔離器和柵的設計模式
無源隔離器和柵的示意圖:
無源隔離器和柵是指無須外接24V直流電源,其工作所需要的能量來源于表示號的4 ~ 20mA電流。因此,無源隔離器和柵的功耗必須非常小,是一種功耗的設計應用。更低的功耗和更高的輸入、輸出線性是衡量無源隔離器和柵的關鍵指標。
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。
我們要考慮的是壓力變送器所測量的介質,一般的壓力變送器的接觸介質部分的材質采用的是316不銹鋼,如果你的介質對316不銹鋼沒有腐蝕性,那么基本上所有的壓力變送器都適合你對介質壓力的測量.
如果你的介質對316不銹鋼有腐蝕性,那么我們就要采用化學密封,這樣不但起到可以測量介質的壓力,也可以有效的阻止介質與壓力變送器的接液部分的接觸,從而起到保護壓力變送器,延長了壓力變送器的壽面.
第二,精度等級
每一種電子式的測量計都會有精度誤差的,但是由于各個所標的精度等級是不一樣的,比如,中國和美國等標的精度是傳感器在線性度好的部分,也就是我們通常所說的測量范圍的10%到90%之間的精度;而歐洲標的精度則是線性度不好的部分,也就是我們通常所說的測量反的0到10%以及90%到之間的精度.如歐洲標的精度為1%,則在中國標的精度就為0.5%.
第三,量程范圍
一般傳感器測量的大范圍為傳感器的滿量程70%是好的,也就是現在要測量70bar的壓力,我們選壓力變送器的量程應該選100bar.
第四,輸出號
目前由于各種采集的需要,現在市場上壓力變送器的輸出號有很多種,主要4...20mA,0...20mA,0...10V,0...5V等等,但是比較常用的是4...20mA和0...10V兩種,在我上面舉的這些輸出號中,只有4...20mA為兩線制(我們所說的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線),其他的均為三線制.
第五,介質溫度
由于壓力變送器的號是通過電子線路部分轉換的,所以一般情況下,壓力變送器的測量介質溫度為-30到+100度,如果溫度過高,我們一般采用的是冷凝彎來冷卻介質,這樣相對讓廠家特地為你生產一個耐高溫的壓力變送器的成本會降低很多.
第六,測量介質
一般我們測量的是相對比較清潔的流體,我們就直接采用標準的壓力變送器就可以了,如果你所測量的介質是易結晶的或粘稠的,我們一般采用的是外置膜片的或和化學密封共同使用,這樣會有效的阻止介質堵住壓力測量孔.
第七,其他
我們確定上面的五個參數之后還要確認你的壓力變送器的過程連接接口以及壓力變送器的供電電壓;如果在特殊的場合下使用還要考慮防爆以及防護等級
對于不同的測量系統或不同的工藝要求,我們可以根據其系統或工藝的測量范圍、測量狀態和介質情況選用不同類型的熱電偶
1. 水泥企業常用熱電偶的選擇
對于不同的測量系統或不同的工藝要求,我們可以根據其系統或工藝的測量范圍、測量狀態和介質情況選用不同類型的熱電偶,工業熱工(如新型干法生產線的窯)常用的熱電偶見表1。
(1)WRR熱電偶
其熱電特性在高溫下為穩定,適宜于在氧化性和中性介質中使用,但其產生的熱電勢小,因而靈敏度低,響應速度慢,而且價格昂貴。由于WRR在低溫時熱電勢極小,因此當熱電偶冷端溫度在40℃以下時,一般不需要進行冷端溫度補償。
(2)WRP熱電偶
適宜于在氧化性或中性介質中使用,耐高溫,不易氧化和腐蝕,有較好的化學穩定性和較高的測量精度,可用于精密溫度測量和作基準熱電偶(校準用熱電偶)。
(3)WRN熱電偶
適宜于在氧化性和中性介質中使用。500℃以下低溫范圍內,也可在還原性介質中進行測量。其突出優點是熱電勢大,靈敏度高,響應速度快,線性度好,測溫范圍較寬,造價低,因而在工礦企業應用廣泛。
(4)WRE熱電偶
選購信號隔離器優選品牌來宿州市埇橋區找盾開電氣(宿州市埇橋區分公司),我們是廠家直銷,產品型號齊全,確保您購買的每一件產品都符合高標準的質量要求,選擇我們就是選擇品質與服務的雙重保障。聯系人:鄭科-【13336912721】,地址:[浙江省溫州市樂清經濟技術開發區]。