État de la recherche et des applications sur les transmetteurs de pression
Avec l'amélioration continue du niveau d'automatisation, ainsi que la technologie informatique, la technologie des matériaux et la technologie des systèmes microélectromécaniques (système microélectromécanique, MEMS) progressent rapidement, le domaine de l'automatisation industrielle largement utilisé dans le domaine de l'instrumentation intelligente ces dernières années a également connu un développement rapide.
La recherche sur les transmetteurs de pression se concentre principalement sur les aspects suivants :
① Méthodes de communication du transmetteur de pression.
② Capteurs de pression dans des environnements extrêmes à haute température.
③ Transmetteur de pression avec fonction d'autodiagnostic.
④ Méthode de compensation de température du transmetteur de pression.
⑤ Transmetteur de pression autres aspects de l'avancement de la recherche.
Transmetteur de pression méthode de communication
Dans le passé, les transmetteurs de pression ne prenaient en charge que les signaux analogiques standard 4-20 mA couramment utilisés dans le domaine du contrôle des processus industriels. Avec le développement continu des technologies de l'information et de la technologie numérique, de plus en plus de transmetteurs de pression intelligents prenant en charge le protocole de bus de terrain de transmission de signaux numériques peuvent être développés et fabriqués. Le transmetteur de pression intelligent HART basé sur le protocole de communication ouvert du transducteur distant adressable par autoroute (HART) a conçu un transmetteur de pression à deux fils. Un transmetteur de pression à deux fils est conçu sur la base du protocole de communication ouvert du transducteur distant adressable par autoroute (HART). Avec seulement deux fils, le transmetteur de pression transmet non seulement des signaux numériques et analogiques, mais alimente également l'appareil. Par rapport aux autres protocoles qui ne prennent en charge que les signaux numériques, la particularité du transmetteur de pression est qu'il transmet des signaux numériques tout en conservant le signal de courant analogique 4-20 mA, jouant ainsi un rôle important dans la période de transition où les instruments numériques remplacent progressivement les instruments analogiques traditionnels. Cependant, le protocole HART est une méthode de communication semi-numérique, qui ne prend en charge que la transmission unidirectionnelle, et le canal est un à un. Avec le développement de la technologie, le protocole HART ne peut progressivement plus répondre aux besoins d'échange d'informations des systèmes d'instrumentation et de contrôle sur le terrain.
À l'ère de l'industrie numérique et intelligente 4.0, la numérisation du domaine de la production industrielle revêt une grande importance. Sur la base du transmetteur de pression traditionnel, basé sur l'approche du bus CAN (Controller Area Network) pour la transformation numérique du transmetteur, la conception et la mise en œuvre d'un module de mesure de pression numérique de petite taille et de haute précision peuvent être intégrés dans le transmetteur de pression, améliorant ainsi considérablement l'efficacité et la fiabilité de l'échange d'informations entre l'équipement de terrain et le système de contrôle. Fiabilité. Un transmetteur a été conçu pour mesurer la pression d'une conduite de réseau d'eau. Le signal de courant de sortie du transmetteur est convergé par une unité terminale distante (RTU) et transmis à la salle de contrôle via Ethernet industriel pour un affichage centralisé des paramètres. La précision du transmetteur atteint 0,14 % et tous les composants sont localisés, ce qui présente les avantages d'un contrôle indépendant, d'une utilisation simple et d'une bonne fiabilité.
La communication sans fil a reçu une grande attention ces dernières années. La technologie de communication sans fil industrielle présente les avantages d'un faible coût, d'une efficacité élevée, d'une fiabilité élevée, d'une pose pratique, etc., et a été largement utilisée dans les sites industriels. En particulier pour la transmission de signaux dans des environnements dangereux inflammables et explosifs, tels que les scénarios de zones pétrolières et gazières, chimiques et de réservoirs, la transmission sans fil est un moyen de communication économique et efficace. Un système de mesure de pression sans fil basé sur des capteurs capacitifs est conçu. Le système convertit d'abord la pression appliquée en un signal de tension correspondant via des capteurs capacitifs et des circuits de conditionnement de signal, puis réalise la transmission et la réception sans fil du signal en utilisant des émetteurs-récepteurs à modulation par déplacement de fréquence (FSK). Le système est contrôlé à 1,6 % d'erreur à pleine échelle et convient à la communication sans fil a reçu beaucoup d'attention ces dernières années. La technologie de communication sans fil industrielle présente les avantages d'un faible coût, d'une efficacité élevée, d'une fiabilité élevée et d'une pose pratique, et a été largement utilisée dans les sites industriels. La transmission sans fil est un moyen de communication économique et efficace, en particulier pour la transmission de signaux dans des environnements dangereux, inflammables et explosifs, tels que les scénarios de pétrole et de gaz, de produits chimiques et de réservoirs. Un système de mesure de pression sans fil basé sur des capteurs capacitifs est conçu. Le système convertit d'abord la pression appliquée en un signal de tension correspondant via des capteurs capacitifs et des circuits de conditionnement de signal, puis réalise la transmission et la réception sans fil du signal en utilisant des émetteurs-récepteurs à modulation par déplacement de fréquence (FSK). L'erreur à pleine échelle du système est contrôlée à moins de 1,6 %, ce qui convient aux zones inflammables et explosives hautement dangereuses et aux zones où l'installation et la maintenance des câbles sont difficiles. De plus, la FSK présente une sécurité élevée, une efficacité élevée et une immunité au bruit. Un transmetteur de pression capacitif basé sur la technologie MEMS est conçu. Le transmetteur compense les erreurs non linéaires grâce à un algorithme de réseau neuronal artificiel. Le niobate de lithium (LiNbO3) est sélectionné comme matériau de communication optique longue portée pour ce transmetteur. En raison des caractéristiques de la lumière, cette méthode de transmission est pratiquement sans perte et se caractérise par une grande fiabilité, une maintenance simple et un faible danger.
Avec le développement de la numérisation industrielle, les exigences en matière de capteurs intelligents augmentent. Un transmetteur de pression intelligent sans fil avec diagnostic de panne en temps réel est proposé. Le transmetteur surveille la sortie analogique du capteur de pression en temps réel et exécute un programme d'autodiagnostic afin que les données de pression générées et les informations de diagnostic puissent être transmises au système de réception via une transmission sans fil. Visant les caractéristiques des processus industriels telles que les interférences électromagnétiques et la complexité spatiale, un transmetteur de pression sans fil de haute précision est conçu pour répondre aux besoins des sites industriels, réalisant le réseau sans fil industriel pour l'automatisation des processus industriels (réseau sans fil pour l'automatisation industrielle - automatisation des processus, WIA-PA) standard. Norme WIA-PA) pour l'automatisation des processus industriels et la technologie de mesure de pression au silicium monocristallin. Le transmetteur de pression sans fil de haute précision peut améliorer efficacement le niveau d'informatisation et de gestion numérique de la mesure de pression sur le terrain industriel et a une large perspective d'application.
