具有双量程的差压或压力变送器的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种具有双量程的差压或压力变送器。该专利由上海工业自动化仪表研究院有限公司申请，并于2018年1月19日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种测量设备，特别涉及一种具有双量程的差压或压力变送器。

发明背景

差压/压力变送器是工业过程控制中最常用的一种现场压力检测仪表，它以其技术成熟、稳定可靠等优点广泛应用于我国国民经济的各个领域。但是当这种变送器在需要对一些差压、液位等大幅度变化的参数进行测量时，使用一种量程覆盖的变送器其低压段的信号就很难精确测出。常规设计配合孔板进行流量测量中，经常使用小信号（低差压段输出信号）切除的办法，但切除部分的流量则无法测出，难以提高控制精度。尤其在船舶，电力等某些较重要的应用场合，为了解决这个问题，常规系统设计采用高量程和低量程两台变送器测量方案解决，但此种方法无疑增加了成本还带来了安装的不便。

发明内容

本发明是针对在船舶、石化等某些流量测量的应用场合，所使用的模拟差压变送器存在低差压段测量精度不足的问题，提出了一种具有双量程的差压或压力变送器，保证了单台变送器在高量程段和低量程段都能实现精确测量。

本发明所采取的技术方案为：一种具有双量程的差压或压力变送器，包括差压或压力传感器组件、通用变送器信号处理电路、量程切换及附属电路及外接控制器，在通用变送器电路内增加一个量程切换及附属电路，安装在现场变送器内，量程切换及附属电路包括高量程段设置电路和低量程段设置电路，差压或压力传感器组件将被测差压或压力信号转换成电压信号送通用变送器信号处理电路，通用变送器信号处理电路将信号转换为标准4-20mA电流信号输出到控制器，控制器对信号处理后输出驱动信号到量程切换及附属电路中的高量程段设置电路或低量程段设置电路，导通高量程段设置电路或低量程段设置电路与通用变送器信号处理电路的连通回路，使通用变送器信号处理电路工作在高量程段转换或低量程段转换，实现高量程段和低量程段精确测量。

所述量程切换及附属电路包括继电器JI和J2、双向抑制二极管DW1和DW2、低量程段的零点调节电位器W3与电阻器R3、高量程段的零点调节电位器W4与电阻器R4、高量程段的量程调节电位器W2与电阻器R2、低量程段的量程调节电位器W1与电阻器R1、电路低量程工作指示灯D1、限流电阻R5、晶体三极管Q1、Q1的偏置电阻R6和R7及光耦管Q3；低量程段的量程调节电位器W1的2脚通过电阻器R1接继电器JI常开触点两端，高量程段的量程调节电位器W2的2脚通过电阻器R2接继电器JI常闭触点两端，高量程段的量程调节电位器W1的1、3脚和低量程段的量程调节电位器W2的1、3脚连接一起接通用变送器信号处理电路；低量程段的零点调节电位器W3的2脚及W3的3脚通过电阻器R3接继电器J2常开触点两端，高量程段的零点调节电位器W4的2脚及W4的3脚通过电阻器R4接继电器J2常闭触点两端，低量程段的零点调节电位器W3的1脚和高量程段的零点调节电位器W4的1脚连接一起接通用变送器信号处理电路；继电器J1的线圈脚连接双向稳压管DW1两端，继电器J2的线圈脚连接双向稳压管DW2两端，双向稳压管DW1和双向稳压管DW2串联通过晶体三极管Q1接控制器中24V直流电源正负极，晶体三极管Q1基极通过Q3光耦管连接控制器输出的控制信号out+与out-，电路低量程工作指示灯D1的正极通过限流电阻R5连接晶体三极管Q1的发射极， D1的负极与控制器中24V 直流电源的负极相连，当控制器KZ1输出驱动信号时，继电器JI与J2常开触点同时闭合，发光二极管D1点亮，显示处于低量程段工作状态。

本发明的有益效果为：本发明具有双量程的差压或压力变送器，采用独特的电路设计，使一台变送器在控制器作用下可以工作在两个不同的量程段，替代了原有采用两台变送器测量的方案，可以简化过程控制系统设计，具有低成本，安装便利的特点。同时，还保证了高量程段和低量程段信号的测量精度，为实际的应用克服了技术难题。