隔離溫度變送器是一種將熱電偶或熱電阻(如PT100、Cu50等)測(cè)得的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)(如4–20mA、0–10V等),并具備電氣隔離功能的工業(yè)儀表,廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、制藥、水處理及自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。其核心作用是在精確傳輸溫度數(shù)據(jù)的同時(shí),有效阻斷現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電干擾、地環(huán)路噪聲及高壓竄入對(duì)控制系統(tǒng)的危害,保障測(cè)量精度與設(shè)備安全。
該變送器內(nèi)部采用高性能信號(hào)調(diào)理電路和隔離技術(shù)(通常為光電隔離或磁耦隔離),實(shí)現(xiàn)輸入(傳感器側(cè))、輸出(控制系統(tǒng)側(cè))與電源三者之間的電氣隔離,隔離電壓一般可達(dá)1500VAC以上。這種設(shè)計(jì)不僅可防止因接地電位差引起的測(cè)量誤差,還能在雷擊、短路或高壓故障時(shí)保護(hù)后端PLC、DCS等精密設(shè)備免受損壞。
一、安裝前準(zhǔn)備
確認(rèn)設(shè)備型號(hào)與參數(shù):檢查變送器型號(hào)是否與測(cè)溫元件(熱電偶/熱電阻)匹配,核對(duì)量程范圍、輸入信號(hào)類(lèi)型(如K型熱電偶、Pt100熱電阻)及輸出信號(hào)(如4-20mA、0-10V)是否符合系統(tǒng)要求。
檢查配件完整性:根據(jù)說(shuō)明書(shū)核對(duì)配件清單,確保包含變送器主體、安裝支架、接線端子、防爆撓性管(防爆場(chǎng)景需用)、密封墊片及固定螺絲等。
準(zhǔn)備工具與材料:準(zhǔn)備扳手、活動(dòng)扳手、萬(wàn)用表、標(biāo)準(zhǔn)溫度源(如恒溫槽)、帶屏蔽層的銅芯電纜(線徑≥0.5mm²)、絕緣膠帶及防爆膠泥(防爆場(chǎng)景需用)。
二、機(jī)械安裝
保護(hù)管安裝:
將溫度保護(hù)管套上紫銅墊片,安裝到焊接管道的M27×2螺紋上,用開(kāi)口扳手鎖緊,確保密封性。
防爆場(chǎng)景需在保護(hù)管與管道連接處涂抹防爆膠泥,并加裝防爆撓性管。
變送器固定:
對(duì)準(zhǔn)保護(hù)管螺紋,使用活動(dòng)扳手鎖緊六方扁螺母,確保垂直安裝以便于觀察顯示窗口。
若為導(dǎo)軌安裝,將變送器卡入35mm標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌,并鎖緊卡扣。
三、電氣接線
電源接線:
切斷電源后,將24V DC電源正極接入變送器“+”端子,負(fù)極接入“-”端子。
防爆場(chǎng)景需通過(guò)隔離式或齊納式安全柵供電,且安全柵需安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所以外。
信號(hào)輸入接線:
熱電阻(RTD)輸入:三線制接線時(shí),確保三根導(dǎo)線阻值盡可能相同(誤差≤0.1Ω),以減少測(cè)量誤差;二線制需將端子3、4短接。
熱電偶(TC)輸入:直接連接補(bǔ)償導(dǎo)線,注意正負(fù)極性(紅色為正極,藍(lán)色為負(fù)極)。
毫伏信號(hào)輸入:接入“mV+”和“mV-”端子,確保信號(hào)范圍在-100mV至100mV內(nèi)。
輸出信號(hào)接線:
將4-20mA輸出信號(hào)線接入PLC或DCS的模擬量輸入模塊,正極接“I+”端子,負(fù)極接“I-”端子。
若需電壓輸出(如0-10V),接入“V+”和“V-”端子,并確保負(fù)載電阻≥1.1MΩ。
四、參數(shù)設(shè)置與校準(zhǔn)
模擬式變送器校準(zhǔn):
零點(diǎn)校準(zhǔn):輸入零點(diǎn)溫度信號(hào)(如Pt100的0℃對(duì)應(yīng)100Ω),調(diào)整“Z”電位器使輸出為4mA。
滿(mǎn)量程校準(zhǔn):輸入滿(mǎn)量程信號(hào)(如Pt100的800℃對(duì)應(yīng)390.48Ω),調(diào)節(jié)“S”電位器使輸出為20mA。
智能型變送器設(shè)置:
按鍵操作:長(zhǎng)按“SET”鍵2秒進(jìn)入設(shè)置模式,通過(guò)“↑”“↓”鍵調(diào)整參數(shù),按“SET”鍵保存。
HART協(xié)議配置:使用HART通信器(如Xert-HT688)或上位機(jī)軟件(如EasyConfig),通過(guò)4-20mA回路連接變送器,設(shè)置量程、分度號(hào)、地址等參數(shù)。
線性化修正:針對(duì)高溫或低溫區(qū)間的非線性特性,啟用變送器內(nèi)置的線性化算法,或通過(guò)上位機(jī)軟件擬合修正曲線。
五、調(diào)試與驗(yàn)證
電流輸出檢測(cè):
串聯(lián)萬(wàn)用表至電源回路,檢測(cè)4-20mA信號(hào)是否與當(dāng)前溫度值對(duì)應(yīng)(如25℃對(duì)應(yīng)12mA)。
若輸出異常,檢查接線是否松動(dòng)、傳感器是否損壞或參數(shù)設(shè)置是否正確。
通訊驗(yàn)證:
通過(guò)HART通信器或上位機(jī)軟件讀取變送器地址對(duì)應(yīng)溫度值,驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸完整性。
檢查波特率、數(shù)據(jù)位等參數(shù)是否匹配,確保通訊正常。
環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試:
在振動(dòng)、電磁干擾環(huán)境下檢查信號(hào)穩(wěn)定性,必要時(shí)增加屏蔽層或調(diào)整安裝位置。
防爆場(chǎng)景需驗(yàn)證防爆等級(jí)(如ExiaⅡCT4)是否符合現(xiàn)場(chǎng)要求。
六、運(yùn)行維護(hù)
定期檢查:
每季度檢查傳感器與連接線路是否損壞或松動(dòng),確保接觸良好。
每年進(jìn)行一次校準(zhǔn),使用標(biāo)準(zhǔn)溫度源驗(yàn)證輸出精度,必要時(shí)調(diào)整參數(shù)。
故障處理:
輸出異常:檢查電源電壓是否穩(wěn)定(24V DC±10%)、負(fù)載電阻是否超限(4-20mA輸出時(shí)≤500Ω)。
斷線報(bào)警:若變送器具備斷線檢測(cè)功能,檢查傳感器是否斷裂或接觸不良。
冷端補(bǔ)償誤差:熱電偶輸入時(shí),確保冷端溫度在補(bǔ)償范圍內(nèi)(-20℃至60℃),否則需調(diào)整補(bǔ)償導(dǎo)線長(zhǎng)度或使用外部冷端補(bǔ)償器。
