罗斯蒙特压力变送器工作原理
罗斯蒙特压力变送器工作原理演示幻灯片
Emerson Process Management
SRloisdeemo7unt Division Slide 7
硅可变电阻式传感器的结构及工作原理
用于表压及绝压测量 传感器表面生成集成化的惠斯登电桥 压力作用使传感器表面产生形变 该形变引起可变电阻桥臂的失衡 电桥的失衡电流经放大处理 处理后的信号经A/D转换送往微处理
3051S 气密封装及单电子板设 计超级模头(无中间信号
引出)
与3051C/3051SC配套的过程连接件及部分一 次元件
Flanges
Manifolds
Level
Primaries
Emerson Process Management
RSolsidemeo1un2t Division Slide 12
Values A/D
Digital; corrected PV
Value
D/A
4-20 mA 及HART信 号的处理电路
Temperature Sensor
Memory
Communication
Bell 202 Physical Layer
智能电子板
两线制电流输 出
温度补偿传感器
传感器的特性曲线及标定数据
Emerson Process Management
RSolsidemeo1un5t Division Slide 15
1151/3051/3051S的接线端子
1151
3051
+ TEST -
3051S
3051S带现场清 零及量程校验钮
Emerson Process Management
RSolsidemeo1un6t Division Slide 16
罗斯蒙特压力变送器
传递给中心的灌充液，中心的灌充液将压力传递到 δ －室 传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元 件， 其位移随所受差压而变化（对于GP表压变送器，大气 压力如同施加在传感膜片的低压侧一样）。AP绝压变送器， 低压侧始终保持一个参考压力。传感膜片的最大位移量为 0.004英寸（0.10毫米），且位移量与压力成正比。两侧的 电容极板检测传感膜片的位置。传感膜片和电容极板之间 的电容差值被转换为相应的电流，电压或数字HAPT ®(高速 可寻址远程发送器数据公路)输出信号。
(1) 只适。用于不带直管段的孔板组件 (2) 在0 F以下时，如要求提高密封性能，请向工厂咨询。
47
1151系列压力变送器
表1.静压测试压力
型号 1151DP 1151HP 1151AP 1151GP
量程3-8 量程9 量程0 1151LT 150级法兰 300级法兰
P1 静压测试
测试压力 3,000psi 6,750psi 2,000psi
16个字符 32个字符 日，月，年 秒 选择输出方式 型号代码信息 型号代码信息 型号代码信息 型号代码信息 型号代码信息 安装或不安装 具体选型信息 高或低 关或开
接液O 型环
图6. 法兰分解图 标准 氟橡胶(Viton ® )(2) W2 丁腈橡胶(Buna N) W3 乙烯- 丙烯(Ethylene-Propylene) W4 Aflas W5 铜O型环,用于真空场合 (非接液件,仅用于 1151LT) W6 弹顶特氟隆 内有一个哈氏合金弹簧，弹簧与过程液体接触。如果哈氏 合金不适用，请向厂家查询。(可耐最大工作压力 2,000psi （13.79MPa))
数据组态（智能型） 组态数据存贮在变送器线路板上的永久性 EEPROM
罗斯蒙特质量流量计测量原理及应用
罗斯蒙特质量流量计测量原理及应用摘要：本文主要介绍了罗斯蒙特科氏力质量流量计（CMF）传感器、变送器的工作原理，详细介绍了流量计的质量流量测量原理和密度的测量原理、变送器的信号特性、DSP数字信号处理器特性以及应用。
质量流量测量原理一台质量流量计的计量系统包括一台传感器和一台用于信号处理的变送器。
Rosemount质量流量计依据牛顿第二定律：力=质量×加速度（F=ma）如图1所示，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个分量的加速度及其力：（1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P轴；（2）切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，方向与αr垂直。
由于复合运动，在质点的αt方向上作用着科里奥利力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx （1）式中，A—管道的流通截面积。
由于存在关系式：mq=ρVA 所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。
传感器内是U型流量管（图2），在没有流体流经流量管时，流量管由安装在流量管端部的电磁驱动线圈驱动，其振幅小于1mm，频率约为80Hz，流体流入流量管时被强制接受流量管的上下垂直运动。
在流量管向上振动的半个周期内，流体反抗管子向上运动而对流量管施加一个向下的力；反之，流出流量管的流体对流量管施加一个向上的力以反抗管子向下运动而使其垂直动量减少。
这便导致流量管产生扭曲，在振动的另外半个周期，流量管向下振动，扭曲方向则相反，这一扭曲现象被称之为科里奥利(Coriolis)现象，即科氏力。
根据牛顿第二定律，流量管扭曲量的大小完全与流经流量管的质量流量大小成正比，安装于流量管两侧的电磁信号检测器用于检测流量管的振动。
罗斯蒙特压力变送器工作原理
GP
AP Saturn
Fill in the Blocks
Communications
4-20 mA w/HART
Reference Material
3051S HART Block Diagram
Sensor
Micro
D/A Communications
4-20 mA w/HART
钢性绝缘材料
智能变送器是如何工作的?
传感模头
温度及传感器的特征化数据库
压力
Sensor Block
Electronics + Memory
连接电缆
mV/uF
Digital; PV + Term. Temp Values
微处理器 Digital; corrected PV Value
A/D
D/A
Temperature Sensor
3051C Foundation Fieldbus Pressure Transmitter
3051S Foundation Fieldbus Pressure Transmitter 4-20mA Only used for Power
谢谢大家！
1151/3051/3051S的接线端子
Байду номын сангаас
1151
3051
-
+ TEST
3051S
3051S带现场清零及量程校验
+ TEST
-
钮
Lining Up Rosemount’s Model and Measurement Type by Technology
Analog 4-20mA
Analog 1-5 Vdc
罗斯蒙特3051SMV多参数变送器产品介绍
2
Classic: 0.055% span DP accuracy, 100:1 rangedown, 5-year stability
3(1)
Ultra for Flow: 0.04% reading DP accuracy, 200:1 rangedown,10-year stability, 12-year limited warranty
灵活的共面平台可与所有罗斯蒙特一次元件系列实现一体化，为所有流量测量应用提供支持。这种解决方案已经过工厂标定、 压力试验并在开箱后就可立即进行安装。只有罗斯蒙特具有能够降低工程和库存成本的规模可变的共面变送器设计。
我们测量:
• 差压 • 静压 • 过程温度
您只需输入：
• 过程介质 • 一次元件 • 管线尺寸
• Gas, natural gas, and steam measurement: Utilize full compensation (differential pressure, line pressure, and temperature measurement)
• Saturated steam: Utilize differential and line pressure, or differential pressure and temperature measurement
Measurement Type
Standard 1 2 3 4
Differential Pressure, Static Pressure, and Temperature Differential Pressure and Static Pressure Differential Pressure and Temperature Differential Pressure
罗斯蒙特流量计流量计工作原理
罗斯蒙特流量计/美国ROSEMOUNT流量计工作原理罗斯蒙特质量流量计广泛应用于石化等领域，是当今世界上最先进的流量测量仪表之一，在我厂主要产品如乙烯、丙烯和主要原料轻烃等的测量中使用可靠，精度高达1.7‰，为我厂的能源、物料的流量测量提高了准确度，避免了不必要的损失，创造了可观的经济效益。
罗斯蒙特质量流量测量原理一台质量流量计的计量系统包括一台传感器和一台用于信号处理的变送器。
Rosemount质量流量计依据牛顿第二定律：力=质量×加速度(F=ma) 如图1所示，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个分量的加速度及其力：(1)法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P轴；(2)切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，方向与αr垂直。
由于复合运动，在质点的αt方向上作用着科里奥利力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx (1)式中，A—管道的流通截面积。
由于存在关系式：mq=ρV A所以：ΔFc =2ωqmΔx (2)因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。
传感器内是U型流量管(图2)，在没有流体流经流量管时，流量管由安装在流量管端部的电磁驱动线圈驱动，其振幅小于1mm，频率约为80Hz，流体流入流量管时被强制接受流量管的上下垂直运动。
在流量管向上振动的半个周期内，流体反抗管子向上运动而对流量管施加一个向下的力；反之，流出流量管的流体对流量管施加一个向上的力以反抗管子向下运动而使其垂直动量减少。
这便导致流量管产生扭曲，在振动的另外半个周期，流量管向下振动，扭曲方向则相反，这一扭曲现象被称之为科里奥利(Coriolis)现象，即科氏力。
根据牛顿第二定律，流量管扭曲量的大小完全与流经流量管的质量流量大小成正比，安装于流量管两侧的电磁信号检测器用于检测流量管的振动。
Emerson Rosemount 2051 压力变送器产品说明书
产品数据表00813-0106-4101, Rev R C2022年4月Rosemount™ 2051 压力变送器■Rosemount™ Coplanar™共平面平台可实现一次元件、阀组与分体式密封解决方案的集成■性能出色，精度高达 0.05%■IEC 62591 (Wireless HART®) 实现经济高效安装■本地操作界面 (LOI) 为变送器提供易用的组态功能■可用协议包括 4–20 mA HART®、F OUNDATION™现场总线、PROFIBUS® PA 和 HART 1–5 Vdc 低功率■可选择的 HART 版本让您的工厂拥有最新的 HART 功能，同时确保与当前系统无缝集成■整个 4-20 mA HART 产品系列通过了 IEC 61508 SIL2/3 级安全认证，简化了法规遵从性2051 型压力变送器2022年4月内容Rosemount 2051 压力变送器产品系列 (2)Rosemount 2051C 共平面压力变送器订购信息 (4)Rosemount 2051T 直连式压力变送器订购信息 (15)Rosemount 2051G 直连式压力变送器订购信息 (24)Rosemount™ 2051CF 流量计 (31)Rosemount 2051L 液位变送器 (62)技术规格 (72)产品认证 (88)尺寸图 (110)选项 (125)Rosemount 2051压力变送器产品系列可靠测量的基础■差压、表压和绝压测量■齐全的差压流量计、液位变送器、阀组及法兰产品线■提供各种协议和材料已扩展至 IEC 62591（Wireless HART 协议）的业内出色能力■在业内最成熟的平台上以具有成本效益的方式执行无线方案■凭借行业唯一的本质安全电源模块优化安全性■消除接线设计和复杂的结构，将成本降低 40-60%■快速部署新的压力、液位和流量测量，节约 70% 的时间创新性集成差压流量计■经过全面装配和渗漏测试，实现直接安装■降低直管段要求、减少永久压力损失，并且可在小尺寸管线中实现精确测量■流量量程比为 5:1 时，体积流量精度高达 2.00%成熟、可靠和创新的差压液位测量技术■使用全面的过程连接产品、灌充液、直接安装或毛细管连接件和材料可连接到几乎任何过程。
罗斯蒙特压力变送器的基本知识
罗斯蒙特压力变送器的原理：
将水压这种压力的力学信号转变成电流（4-20mA）这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系，所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式。
压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。
压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。
当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。
罗斯蒙特压力变送器的特点：
1.使用被测介质广泛，可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物，具有一定的防腐能力。
2.高准确度、高稳定性、选用进口原装传感器，线性好，温度稳定性高。
3.体积小、重量轻、安装、调试、使用方便
4.不锈钢全封闭外壳，防水好。
5.压力传感器直接感测被测液位压力，不受介质起泡、沉积的影响。
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电容式传感器的工作原理
信号引出线
固定电容极板和位于中 间的感压极板组成两个 电容室 液/硅油传导至感压极板 感压极板产生与压力基 本成正比的位移
过程隔离模片
固定电容极板 过程压力通过导压灌充
感压极板
该位移使两电容室的差 分电容值改变
仪表灌充液 钢性绝缘材料
差分电容由电子电路转 换为与电容的介电常数 无关的毫伏信号,进入后 面的放大及信号处理板
3051S Series SuperModule
Slide 3
用于罗斯蒙特压变的两种技术
Capacitance(差分电容式传感器) Piezoresistive(压敏电阻式传感器)
Slide 4
差分电容传感技术的发展
1969变化开发成功并进入市场. 至今为罗斯蒙特所特有的技术. 对单侧过压具有独特的优势. 三代技术改进.
罗斯蒙特压力变送器工作原理
2006.07
压力变送器的基本组成
传感器 电子电路
压力传感器
压力的传感
电子电路
信号处理及输出显示 模拟 智能/HART 现场总线
Slide 2
三代罗斯蒙特专利传感器
3051S超级模头在总体性能上实现了跨越性的技术进步!
Rosemount 1151 Rosemount 3051C
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3051C Foundation Fieldbus Pressure Transmitter
Slide 22
3051S Foundation Fieldbus Pressure Transmitter
4-20mA Only used for Power
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GP
Saturn
AP
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Fill in the Blocks
Communications
4-20 mA w/HART
Slide 19
Reference Material
3051S HART Block Diagram
Sensor
Micro
D/A
Communications
4-20 mA w/HART
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与3051C/3051SC配套的过程连接件及部分一 次元件
Flanges
Manifolds Level
Primaries
Slide 12
生产线的温度及现行化工艺装备温 度补偿
Slide 13
3051系列的多种输出选项
Analog
– 4-20mA or 1-5 Vdc
4-20 mA 及HART信 号的处理电路
Temperature Sensor 温度补偿传感器
Memory
Bell 202 Physical Layer
智能电子板
传感器的特性曲线及标定数据
两线制电流输 出
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硅可变电阻式传感器的结构及工作原理
用于表压及绝压测量 传感器表面生成集成化的惠斯登电桥 压力作用使传感器表面产生形变 该形变引起可变电阻桥臂的失衡 电桥的失衡电流经放大处理
Slide 10
3051C的共平面法兰模头
First Generation 1986-1996 Second Generation 1996 Third Generation 1996 -
3051C 密封结构
3051C 封焊式弹性伸缩中间信号 电缆引出结构
3051S 气密封装及单电子板设 计超级模头(无中间信号 引出)
处理后的信号经A/D转换送往微处理 器进行量化
量化数据经D/A电路转换为4-20MA.
Pressure
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针对不同测量的两种基本传感器
2024 DP
Saturn
2088
1151 3051C 3051T 3051S 3051ST
GP
Saturn
AP
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硅传感器的内部结构
3051T的模头
2088
1151 3051C 3051T 3051S 3051ST
Fieldbus
Profibus
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Lining Up Rosemount’s Model and Measurement Type by Technology
2024 DP
Saturn
2088
1151 3051C 3051T 3051S 3051ST
1151
3051
+
TEST
-
3051S
3051S带现场清 零及量程校验钮
Slide 16
+
TEST
-
Lining Up Rosemount’s Model and Measurement Type by Technology
2024
Analog 4-20mA Analog 1-5 Vdc Smart/ Hart
HART/Smart
– 4-20mA or 1-5 Vdc
Foundation Fieldbus
– Digital
Profibus
– Digital
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375型HART/FF手操器支持3051的组态调试
覆盖全部智能仪表的调试工具 同时用于现场总线仪表
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1151/3051/3051S的接线端子
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智能变送器是如何工作的?
传感模头
压力 Sensor Block 温度及传感器的特征化数 据库
Electronics + Memory
微处理器
连接电缆
mV/uF
A/D
Digital; PV + Term. Temp Values
Digital; corrected PV Value D/A Communication