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方原柏:艾默生罗斯蒙特压力变送器的前世今生

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思南 管理员
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发表于:2020/3/3 9:20:47
#0楼
压力参数是工艺过程参数的检测重点,压力变送器是自动化仪表所有检测设备中最重要及数量最多的自动化装置。艾默生过程管理公司属下的罗斯蒙特公司,自1969年开启微位移式变送器的新时代到如今,在压力变送器这条路上已有50年历程。方原柏老师在《工控百家谈》公众号为大家分享这期间的变化,以及三代产品背后的一些技术驱动。


压力变送器的地位

压力参数的测量,一直是工艺过程参数检测的重点,它不仅只是检测压力,也包括负压、绝对压力、差压的检测,还涉及流量、液位、密度、重量、设备阻力等参数的检测,一个工程项目的订货量往往能达到成百上千台,如100万t/年乙烯、1000万t/年炼油一个项目的压力变送器订货数量就达8000台,所以是自动化仪表所有检测设备中最重要及数量最多的自动化装置。

早期的压力参数的测量,除了就地压力表外,还有两类设备,一类是基地式压力仪表,另一类是单元组合仪表中的变送器类仪表。

基地式压力仪表,如水银浮子式、双波纹管式,它将测量部分、转换部分、指示记录部分及可能具有的运算部分、调节部分全部集中在仪表壳体之内,所以称为基地式仪表。水银浮子式属含水银仪表,水银有毒,对仪表使用、维护人员身体健康危害较大,国内在上世纪六十年代后期已淘汰,并用双波纹管式取代水银浮子式用于检测压力,但因为无远传、体积庞大、量程不可调、准确度较低等原因,用量越来越少了。

随着仪表技术的发展,出现了单元组合仪表,将上述基地式仪表综合功能的每一项功能交给一类仪表完成,如检测功能交给变送器完成,显示功能交给指示仪完成,记录功能交给记录仪完成,运算功能交给运算器完成,调节功能交给调节器完成,在各类仪表之间,则采用标准的统一信号联系,如4mA~20mA、0~10 mA等。

这样变送器(transmitter)就诞生了,它的定义是能感受规定的被测物理量并按照一定的规律转换成规定的标准信号的器件或装置,变送器通常由敏感元件和信号变换器组成。就测量压力、差压类信号的变送器来说,被测物理量包括压力、差压、绝对压力、负压、液位、密度等等。

国内在上世纪六七十年代大量使用电动、气动单元组合仪表,其中测量压力的变送器为力平衡式和矢量式变送器,准确度约为1%。

上世纪六十年代美国仪器仪表市场上力平衡式气动变送器应用较多,但存在易漂移、可动部件多,维护量大等缺点。1969年,罗斯蒙特公司(Rosemount)将其申请的第一份专利——可变电容压力传感器转换成产品1151电容式压力变送器(transmitter),用电信号取代气动信号。电容式变送器在检测压力时传感元件的位移和变形极小,从此开始了微位移式变送器的新时代,在稳定性、可靠性和准确性方面,它前进了一大步。此后,各大仪表厂商分别推出属于微位移式压力变送器,如电感式、扩散硅式、振弦式、谐振式、陶瓷式等工作原理的变送器。


罗斯蒙特的诞生

罗斯蒙特公司于1964年注册成立(见下图),公司第一个产品是航空用的温度传感器,1967年推出世界上第一台两线制温度变送器,开始进入工业生产过程自动化市场。

附件 01.jpg
成立之初的罗斯蒙特工程公司


1969年罗斯蒙特公司在休斯敦ISA展会上首次推出1151模拟电容式压力变送器,受到了广泛关注,压力变送器开发成功使罗斯蒙特从一家专业航空仪器制造商转变为过程自动化公司。1972年,一家公司一次订购了1000台罗斯蒙特1151变送器,使罗斯蒙特公司在过程自动化检测技术方面发挥了主导作用。

附件 02.jpg
早期人工装配的1151型压力变送器


1976年,艾默生过程管理公司收购了罗斯蒙特公司,使其成为旗下生产各类仪表产品的主力子公司。上世纪八十年代初期,国内西安仪表厂首开引进国外仪器仪表技术的先河,从罗斯蒙特公司引进当时世界上最为先进的1151型电容式压力变送器制造技术。

在历年美国“控制”(CONTROL)杂志读者评选奖中,罗斯蒙特公司均名列压力变送器产品的第一名,早期的评选还列出票数的百分比,如罗斯蒙特公司2000年的评选得票62%,2004年评选得票73%,2008年评选得票65%,可见排名居后的厂家与罗斯蒙特公司的差距很大。

三代压力变送器

从1969年推出1151模拟式压力变送器算起,罗斯蒙特公司在变送器产品上一共开发了三代产品:1151模拟电容式压力变送器算第一代,1988年推出3051智能式变送器算第二代,2001年推出3051S数字化智能变送器算第三代。迄今为止,全球75个国家的85000家以上的客户使用了罗斯蒙特公司的压力变送器超过了1500万台。

从国际上来看,日本富士公司FC系列变送器、日本日立公司EDR/EPR系列变送器也属模拟式第一代产品;美国霍尼威尔公司的ST3000变送器、日本横河公司EJA变送器、德国E+H公司的Cerabar S变送器、美国福克斯波罗公司的I/A变送器、日本富士公司的FCX变送器、美国摩尔公司的XTC变送器、美国斯玛公司的LD301、LD302变送器、德国西门子公司的SITRANS P DSIII变送器、德国ABB公司的MV2000T变送器属智能式第二代产品;日本横河公司的EJX变送器、美国霍尼威尔公司的ST3000/100变送器和德国ABB公司的2600T265系列变送器则可称为第三代数字化智能变送器。

作者将在《工控百家谈》下一篇文章《从艾默生罗斯蒙特三代产品看仪表的发展趋势》中,和大家一起聊聊我对这三代产品的使用体会和一些观察思考,有兴趣的朋友可以关注交流。


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发表于:2020/3/3 11:36:44
#1楼
很高兴又看到方工的新文章。
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发站内信
发表于:2020/3/14 11:27:42
#2楼
方工是电子皮带秤专家,原来对压力变送器也很有研究。
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发表于:2020/3/14 11:29:46
#3楼
1151已经有这么悠久的历史了!
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发表于:2020/4/1 13:39:02
#4楼
浅显理解最新一代压力变送器是不是都带通讯采集功能了,模拟量输入的很容易采集上云
关注传感器编码器
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