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JUMO久茂變送器202723/888-000-000/000 20/00508665工作原理

時間:2025/5/16閱讀:123
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JUMO久茂變送器202723/888-000-000/000 20/00508665工作原理

變送器是工業自動化和過程控制中的核心設備,其作用是將物理量(如溫度、壓力、液位、流量、電導率等)或化學量(如pH值、濃度)轉換為標準化的電信號(如4-20mA電流信號、0-10V電壓信號或數字信號),以便于傳輸、顯示、記錄或進一步處理。

該設備根據配置測量和控制水溶液中的 pH 值或氧化還原電壓。典型的應用領域是一般水和廢水管理、飲用水和廢水的測量、工藝水、地表水和海水等。

變送器核心工作原理

傳感器信號采集

功能:變送器通過內置的傳感器(如熱電阻、熱電偶、壓電晶體、電導池等)直接感知被測參數(如溫度、壓力、電導率)。

示例:

溫度變送器:熱電阻(如Pt100)的電阻值隨溫度變化,熱電偶通過塞貝克效應產生熱電勢。

壓力變送器:壓電傳感器將壓力轉化為電信號(如電阻、電容或電壓變化)。

信號轉換與處理

模擬信號轉換:

傳感器輸出的微弱信號(如mV級電壓、微小電阻變化)通過放大電路(如運算放大器)進行線性放大。

經過濾波電路消除噪聲干擾,確保信號穩定性。

非線性補償:

傳感器特性可能存在非線性(如熱電阻的電阻-溫度曲線),通過硬件電路(如對數放大器)或軟件算法(如查表法、多項式擬合)進行線性化處理。

溫度補償:

環境溫度變化可能影響傳感器精度(如熱電偶冷端溫度漂移),通過內置溫度傳感器和補償電路進行修正。

標準化信號輸出

電流信號(4-20mA):

4mA對應測量范圍下限,20mA對應上限,抗干擾能力強,適合長距離傳輸(如數百米)。

4mA零點設計便于檢測開路故障(如輸出為0mA時提示故障)。

電壓信號(0-10V):

適用于短距離傳輸,但對噪聲敏感,需屏蔽電纜。

數字信號(HART、Modbus、Profibus等):

在模擬信號基礎上疊加數字通信,支持雙向數據傳輸和設備診斷。

關鍵組成部分與功能

傳感器模塊

類型:熱電阻、熱電偶、壓電傳感器、電導池、pH電極等。

作用:直接感知被測參數并轉換為電信號。

信號調理電路

放大器:將微弱信號放大至可處理范圍。

濾波器:抑制高頻噪聲(如工頻干擾)。

A/D轉換器(數字變送器):將模擬信號轉換為數字信號。

微處理器(MCU)

JUMO久茂控制器內容圖5.png

功能:

執行非線性補償、溫度補償算法。

實現數字通信協議(如HART、Modbus)。

存儲校準參數和設備信息。

輸出電路

電流輸出電路:將處理后的信號轉換為4-20mA電流。

電壓輸出電路:轉換為0-10V電壓信號。

通信接口:支持RS485、以太網等數字通信。

供電與隔離模塊

供電方式:兩線制(電源與信號共用導線)、三線制或四線制。

電氣隔離:通過光電耦合器或變壓器隔離輸入/輸出電路,防止干擾。

典型應用場景

工業過程控制

壓力變送器:監測管道壓力,控制閥門開度。

溫度變送器:控制加熱爐溫度,優化能耗。

環境監測

液位變送器:測量水箱液位,防止溢出或干燒。

電導率變送器:監測水質電導率,評估污染程度。

能源管理

流量變送器:計量蒸汽或液體流量,核算能耗成本。

安全系統

氣體濃度變送器:檢測有毒氣體泄漏,觸發報警。

JUMO久茂變送器202723/888-000-000/000 20/00508665工作原理

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