专利名称：一体型智能压力变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一体型智能压力变送器，尤其涉及一种测量压 力、流量的变送器。
背景技术：
原有的一体型智能压力变送器原理大多采用"敏感测量元件一线 性放大器一模拟量输出"；线路主板模式单一，只能配套适用于单个 性质的传感器；并且传感器的始终釆用传统的夹板安装，安装技术落 后。近年来，出现了一种技术稍微改进的变送器，其测量原理采用"敏 感测量元件一模拟放大器一微处理""D/A转换"这种模式较以往的模 式有了很大的进步，但仍存在许多不足传感器才用传统安装，受外 界应力和环境温度影响较大；线路主板和传感器相互适应性不强，使 用受限制；线路主板自身受外界温度和干扰情况也较差。
为克服以上缺点，有必要开发一种新型的使测量更加准确的一体 型智能压力变送器。
发明内容
本实用新型的目的是提供一体型智能压力变送器，既可以降低传 感器受外界应力和环境温度影响产生的误差，又可以使线路主板能适 用于不同规格的传感器，并且能够自身进行温度补偿和抗干扰，液晶 显示屏采用背光并可以成90度旋转，与主线路主板通过插件连接， 且显示模式有多种测量单位，这样即使变送器测量更加准确，又使变 送器操作起来更方便。
为了达到上述目的，本实用新型釆用以下技术方案 一种一体型 智能压力变送器，包括变送器壳体、传感器和线路主板及其附属部件， 传感器变送器壳体采用一体型结构，即改进了传统用夹板和螺丝固定 的模式，将夹板和传感器壳体做成一体型，用于感受压力的测量膜头 和感受温度的传感器置于一体化的变送器壳体内部，传感器壳体一侧 壁设有一接口，在接口处设一个T型法兰头，用一个螺栓固定于传感
器壳体，并在T型法兰头上设一个法兰引压连接管，用于连通待测的 介质；测量膜头外侧分别采用一个传感膜头盖密封，变送器壳体为T 型结构，上有前表盖和后表盖，线路主板内置于变送器壳体内部，LCD 显示屏位于线路主板前，可通过玻璃视窗观察显示屏上的数字；线路 主板上设有恒压和恒流焊接位置，便于线路主板连接不同传感器，并 且有滤波电路，用于滤除外界干扰信号。
在上述技术方案基础上，所述的传感器变送器壳体是由不锈钢部 件组成的一体型结构，应用此结构具有两个作用 一、减少工作时间 提高生产效率；二、排除以往采用螺丝固定模式受外界应力和环境温 度对这些部件产生物理作用，而影响测量精度。
在上述技术方案基础上，所述传感器由敏感元件、温度传感器、 直接数字电容电路和特征化EEPROM存储器组成，敏感元件上的隔
离膜头受测量介质压力的作用产生形变，将压力信号传递给敏感元件 内部的测量膜头，测量膜头变化的位置通过直接数字电容电路检测出 来，同时将其转化为频率信号，而此频率信号和压力信号成比例关系； 温度传感器用来测量介质的温度，并将其转化为数字信号；特征化 EEPROM存储器用来保存变送器温度补偿、传感器特征化曲线及特 征数据和数字微调信号。
在上述技术方案基础上，所述的线路主板包括微处理器、D/A 信号转换器、数字通讯和EEPROM存储器组成。线路主板采用专用
集成电路和表面封装技术，接受来自传感器的数字输入信号及修正系 数，然后再对信号进行修正和线性化；微处理器控制变送器的运行， 利用传感器特征化EEPROM存储器中的数据进行线性化处理和补偿 运算，计算出工作介质的压力值，除此之外，微处理器还进行传递函 数的运算、工程单位及量程的转换、阻尼调整及自诊断等功能；存储 器EEPROM存储器可以永久性地将存储测量出来的过程变量以数字 式数据，而不受断电影响，因此，如遇断电，变送器在重新接上电源 后仍然能够立即工作；数模转换器将经过修正后的数据信号转换为 4-20mA模拟信号输出；数字通讯格式采用HART协议通讯，使用工 业标准Bel1202频移调制技术，将一个高频信号叠加在4-20mA的模 拟电流上，以实现远程通讯，通讯时，频率信号对4-20mA的过程不 产生任何干扰。
在上述技术方案基础上，线路主板设有恒压和恒流供电开关，因 此可以依据不同传感器所需要的不同供电方式去选择开关模式，使同 一种线路主板可以适用于不同类型的传感器，大大提高了线路主板的 多功能使用模式。
在上述技术方案基础上，线路主板上设有插件，可以根据客户的 需要选择带显示屏和不带显示屏，通过插件连接方式，大大简化了线 路主板的使用程序，提高了生产效率。
在上述技术方案基础上，LCD显示屏采用背光技术，方便了客 户在恶劣环境下的现场观测与操作；LCD显示屏和线路主板的插件 成90度矩阵排列，而功能等效，因此显示屏可以成90度旋转，方便 工程的现场数据观察和操作。
在上述技术方案基础上，增加附属滤波电子线路部分，该电子线 路部分可以进行反向电极保护，排除经电源线传递给变送器的信号干 扰。
本适用新型优点是 一、线路主板可以进行线性修正和自动温度 补偿，提高测量精度；恒压恒流转换，使线路主板可以连接不同种类 的传感器，实现多功能通讯；显示模块带有背光和可90度旋转，方 便安装和观察；二、传感器系统部分组合为一个整体部分，安装方便， 并且可以降低环境影响带来的测量误差；三、附属电子线路部件，带 有滤波功能，排除外界杂乱信号，使测量更准确。
图1为一体型智能压力变送器的整体结构立体分解示意图； 图2为一体型智能压力变送器的工作流程图； 图3为一体型智能压力变送器中直接数字电容电路的原理图； 图4为一体型智能压力变送器中线路主板的电路原理图。
图中代码说明
1 —后表盖2、 9-——O型圈
3—一端子块7——-线路主板
8—一-LCD显示屏10——刖表盖
11—一变送器壳体13——一直接数字电容电路
14—一传感膜头盖15——一法兰0型圈
16—一T型法兰头17——_螺栓
18—一法兰引压连接管19—一传感器壳体
20~一测量膜头
具体实施方式
如图1一体型智能压力变送器的整体结构立体分解示意图、图2 一体型智能压力变送器的工作流程图、图3 —体型智能压力变送器中
直接数字电容电路的原理图和图4 一体型智能压力变送器中线路主 板的电路原理图所示-
本实用新型采用下述技术实施方式 一种一体型智能压力变送 器，包括变送器壳体11、传感器(图中未示)和线路主板7及其附 属部件，传感器(图中未示)与变送器壳体11采用一体型结构，将
夹板和传感器壳体19做成一体型，用于感受压力的测量膜头20和感 受温度的传感器(图中未示)置于一体化的变送器壳体11内部，传 感器壳体19一侧壁设有一接口，在接口处设T型法兰头16，用螺栓 17将T型法兰头16固定于传感器壳体19，并在T型法兰头16上设 一个法兰引压连接管18，用于连通待测介质，T型法兰头16与传感 器壳体19之间设一法兰0型圈15以加强密封作用；测量膜头20外 加设传感膜头盖14密封，变送器壳体11为T型结构，上有前表盖 10和后表盖1 ，前表盖10和后表盖1与变送器壳体11之间分别设O 型圈2、 9，用以加强对变送器壳体ll的密封作用，线路主板7内置 于变送器壳体ll内部，LCD显示屏8位于线路主板7前，可通过玻 璃视窗观察显示屏上的数字；线路主板7上设有恒压和恒流焊接位 置，便于线路主板7连接不同的传感器，并且有滤波电路，用于滤除 外界干扰信号。在靠近后表盖1的变送器外壳11内设置有一个端子 块3，用于连接电源线。
在上述技术方案基础上，所述的传感器变送器壳体11是由不锈 钢部件组成的一体型结构，应用此结构有两个作用 一、减少工作时 间提高生产效率；二、排除以往采用螺丝固定模式受外界应力和环境 温度对这些部件产生物理作用，而影响测量精度。
在上述技术方案基础上，所述传感器(图中未示)由敏感元件(图 中未示)、温度传感器(图中未示)、直接数字电容电路13和特征化 EEPROM存储器(图中未示)組成，敏感元件上的隔离膜头受测量
介质压力的作用产生形变，将压力信号传递给敏感元件内部的测量膜
头20，测量膜头20变化的位置通过直接数字电容电路13检测出来， 同时将其转化为频率信号，而此频率信号和压力信号成比例关系；温 度传感器用来测量介质的温度，并将其转化为数字信号；特征化 EEPROM存储器用来保存变送器温度补偿、传感器特征化曲线及特 征数据和数字微调信号。
在上述技术方案基础上，所述的线路主板7包括微处理器、 D/A信号转换器、数字通讯和EEPROM存储器组成。线路主板7采 用专用集成电路和表面封装技术，接受来自传感器的数字输入信号及 修正系数，然后再对信号进行修正和线性化；微处理器控制变送器的 运行，利用传感器特征化EEPROM存储器中的数据进行线性化处理 和补偿运算，计算出工作介质的压力值，除此之外，微处理器还进行 传递函数的运算、工程单位及量程的转换、阻尼调整及自诊断等功能; 存储器EEPROM存储器可以永久性地将存储测量出来的过程变量以 数字式数据，而不受断电影响，因此，如遇断电，变送器在重新接上 电源后仍然能够立即工作；数模转换器将经过修正后的数据信号转换 为4-20mA模拟信号输出；数字通讯格式采用HART协议通讯，使用 工业标准Bel1202频移调制技术，将一个高频信号叠加在4-20mA的 模拟电流上，以实现远程通讯，通讯时，频率信号对4-20mA的过程 不产生任何干扰。
在上述技术方案基础上，线路主板7设有恒压和恒流供电开关， 因此可以依据不同传感器所需要的不同供电方式去选择开关模式，使 同一种线路主板7可以适用于不同类型的传感器，大大提高了线路主 板7的多功能使用模式。
在上述技术方案基础上，线路主板7上设有插件，可以根据客户 的需要选择带显示屏和不带显示屏，通过插件连接方式，大大简化了
线路主板7的使用程序，提高了生产效率。
在上述技术方案基础上，LCD显示屏8采用背光技术，方便了 客户在恶劣环境下的现场观测与操作；LCD显示屏8和线路主板7 的插件成90度矩阵排列，而功能等效，因此LCD显示屏8可以成 90度旋转，方便工程的现场数据观察和操作。
在上述技术方案基础上，增加附属滤波电子线路部分，该电子线 路部分可以进行反向电极保护，排除经电源线传递给变送器的信号干 扰。
权利要求1.一种一体型智能压力变送器，包括变送器壳体、传感器和线路主板及其附属部件，其特征在于传感器与变送器壳体采用一体型结构，将夹板和传感器壳体做成一体型，用于感受压力的测量膜头和感受温度的传感器置于一体化的变送器壳体内部，变送器壳体为T型结构，上有前表盖和后表盖，线路主板内置于变送器壳体内部，LCD显示屏位于线路主板前，可通过玻璃视窗观察显示屏上的数字；线路主板设有恒压和恒流焊接位置，便于线路主板连接不同传感器，并且有滤波电路，用于滤除外界干扰信号。
2.根据权利要求1所述的一体型智能压力变送器，其特征在于 所述传感器由敏感元件、温度传感器、直接数字电容电路和特征化 EEPROM存储器组成，敏感元件上的隔离膜头受测量介质压力的作 用产生形变，将压力信号传递给敏感元件内部的测量膜头，直接数字 电容电路将检测出来的压力转换为频率信号，同时，温度传感器将感 应到的温度信号转换为数字信号，这些信号都将提供给微处理器，微 处理器将数据进行特征化处理和补偿运算，再送给数模转换器进行 D/A转换，成为4-20mA电流信号输出，并提供HART通讯。
专利摘要本实用新型公开了一体型智能压力变送器，包括变送器壳体、传感器和线路主板及其附属部件，传感器与变送器壳体采用一体型结构，将夹板和传感器壳体做成一体型，用于感受压力的测量膜头和感受温度的传感器置于一体化的变送器壳体内部，变送器壳体为T型结构，上有前表盖和后表盖，线路主板内置于变送器壳体内部，LCD显示屏位于线路主板前，可通过玻璃视窗观察显示屏上的数字；线路主板设有恒压和恒流焊接位置，便于线路主板连接不同传感器，并且有滤波电路，用于滤除外界干扰信号。其具有误差小、精度高、适用各个种类的传感器以及安装方便等优点。
文档编号G01L19/04GK201003998SQ200720066979
公开日2008年1月9日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者段江涛, 陈余虎 申请人:上海罗斯蒙特仪表股份有限公司