Трансмиттеры температуры
Выше мы рассматривали термометры сопротивления (RTD) и термопары, которые используются в качестве сенсоров температуры. При всей простоте этих сенсоров использование их в промышленности связано с некоторыми трудностями. Для соединения этих приборов, установленных в технологические трубопроводы или установки, с комнатой операторов, в которой установлены стойки системы управления, на входы которой и поступают сигналы всех датчиков, требуется специальный кабель. Причем кабель для термопар и для RTD различный и достаточно дорогостоящий, а длины кабелей могут достигать несколько сотен метров.
Упростить использование RTD и термопар можно, используя трансмиттеры температуры (или преобразователи измерительные). При использовании этих приборов можно или совсем отказаться от специальных соединительных кабелей, подключая термопару или RTD непосредственно к терминалу трансмиттера, или свести их длину к минимуму, устанавливая трансмиттер в непосредственной близости от сенсора. При этом сам трансмиттер соединяется с системой управления обычным кабелем, который используется для подключения всех остальных приборов, установленных в технологическом процессе.
Кроме этого, для передачи состояния сенсора в систему управления используются стандартные аналоговые (4 – 20 mA) или цифровые сигналы. Это уменьшает номенклатуру входных модулей, используемых в системе управления. При использовании цифровых сигналов вообще уменьшается количество кабеля, применяемого на установке, т. к. по одному кабелю можно передавать сигналы от нескольких датчиков. Датчики, подключенные с помощью цифрового сигнала, в процессе работы могут автоматически тестироваться системой управления с помощью специальной программы.
В качестве примера приведем фото и краткие технические данные одного из таких преобразователей модели Rosemount 3144Р:
Преобразователи измерительные Rosemount 3144Р предназначены для преобразования сигналов, поступающих от термометров сопротивления (RTD), термопар, омических устройств и милливольтовых устройств постоянного тока в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4 - 20 мА с наложением цифрового сигнала по HART протоколу или в полностью цифровой сигнал по протоколу Foundation Fieldbus. Корпус соединительной головки преобразователя Rosemount 3144Р состоит из двух отсеков: отсек электроники и клеммный отсек. Изоляция между отсеками повышает надежность работы 3144Р в жестких промышленных условиях. В отсеке электроники расположен электронный блок с микропроцессором. В клеммном отсеке расположены клеммы (терминал) для подключения входного сигнала, питания преобразователя и вывода выходного сигнала. Электронная схема преобразователя обеспечивает предварительное аналоговое усиление/преобразование сигнала от первичного преобразователя температуры, дальнейшее аналого-цифровое преобразование, цифровую обработку результатов преобразования в микропроцессоре, цифро-аналоговое преобразование результатов измерения в стандартный унифицированный выходной сигнал 4 - 20 мА с наложением цифрового сигнала по протоколу HART либо преобразование в стандартный выходной сигнал по цифровому протоколу Foundation Fieldbus.
Цифровая индикация в процессе измерений может осуществляться на встроенном пятиразрядном жидкокристаллическом дисплее. Конфигурацию преобразователя можно изменять с помощью специальных сервисных приборов.
Трансмиттеры температуры, выпускаемые другими фирмами, имеют сходные технические возможности, поэтому здесь не рассматриваются. Существуют и трансмиттеры в другом конструктивном исполнении, но суть их применения остается прежней.