本实用新型专利技术属于一种流体闭环式一体化在线液体密度变送器，适用于管道和罐内的流动液体和静态液体的密度测量，本实用新型专利技术包括精密差异传感器和专业采样、闭环控制计算集成电路板和配套专一的温度补偿控制器，差压传感器通过测量不同压力管道的压力差，经模数转换和闭环控制计算，并通过温度补偿后，将密度和介质温度显示到带双四位数字显示屏的仪表表头，并可按照ＨＡＲＴ协议进行远程监控和维护。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于一种流体闭环式一体化在线液体密度变送器，适用于管道 和罐内流动液体和静态液体的密度测量。
技术介绍
液体密度的测量可以为工艺设计提供数据、推测物质的纯度、快速确定物 质的浓度等。在许多液体产品的中间控制和成品检验中，密度是一项重要的指 标。密度传统测量主要通过分别测量单位液体的质量和体积，常用有三种方法,分别是密度瓶称重法、密度计法、u型管法，上述方法大多靠人工来完成，不仅工作量大，还经常因为人为因素造成数据错误，同时取样时的温度和测量时的 温度存在一定误差，无法准确测量现场液体的实际情况，温差越大，密度实际值和测量值差距越大；还有现场温度、压力时实时变化的，而上述测量方式无 法在线随时了解液体状态，严重制约企业自动化水平的提升。此外，液体在流动过程中会产生波动，波动会导致在线采集的数据发生偏 差，进而使计算出来的密度值呈现跳跃式变化，无法获得平滑的数据曲线。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种避免人为误差和介 质温度对密度测量的影响，同时满足工业自动化的要求，测量精度高、介质广、 可靠性强、测量范围宽，并可实现远程监控和维护的流体闭环式一体化在线液 体密度变送器。本技术的目的可以通过下述的技术方案来实现流体闭环式一体化在线液体密度测试变送器，主要由密度探头和输出显示 通信表头组成，其特征在于在密度探头上设置有精密差压传感器和温度传感 器，表头上有、温度补偿器、密度闭环计算和温度补偿处理器、液晶显示控制 系统、数据实时显示装置和为变送器提供电源的接口，密度探头上的精密差压 传感器与差压采样电子电路相连，差压采样电子电路的输出信号送入密度闭环 计算和温度补偿处理器，密度闭环计算和温度补偿处理器的显示信号经液晶显 示控制器送入显示器，密度闭环计算和温度补偿处理器的输出信号一路经D/A 转换输出4 20mA标准信号，另一路经信号调制电路输出按照HART协议进行通 信信号，温度传感器的采样信号经温度补偿器送入密度闭环计算和温度补偿处 理器。本技术的目的还可以通过下述的技术方案来实现精密差压传感器的主板为差压采样输入板，差压采样输入板采用桥式电路通过两个隔膜测量压力，两个隔膜为1#通道压力膜片和2#通道压力膜片，压力 通过1#通道压力膜片和2tt通道压力膜片后将管道内的液体传递到精密差压传感 器内，精密差压传感器将压力信号转换为电信号后，输入到差压采样输入板内 的差压采样电子电路将电信号转换为微处理器板可读的信号；温度传感器由温度补偿器板组成，温度补偿器板通过三极管和可调电阻对 环境温度的线性误差、非关量误差进行校正，校正后的温度值传送到微处理器 板；密度闭环计算和温度补偿处理器板通过扁平电缆与差压采样输入板和温度 补偿器板连接，密度闭环计算和温度补偿处理器板包括80C196微控制器和 PSD301可编程外围器件，PSD301上有用户可配置逻辑电路、内部锁存器、可编 程地址译码器、1/0端口、 EPROM和SRAM,包括80C196微控制器和PSD301可编 程外围器件(PSD301将用户可配置逻辑电路、内部锁存器、可编程地址译码器、 1/0端口、 EPROM和SRAM都集成一个器件上，使变送器体积更小，集成度更高)， 能够输出标准4 20mA电流信号。同时包括电源电路给系统其他部分供电，还有 由通讯传送装置和线路驱动器/接收器组成的通信硬件，按照HART协议将数据 馈送到生产过程控制网。液晶显示控制板与处理器板通过扁平电缆连接，将处理后的密度和温度数 据显示到双四位数字LCD上。本技术的密度探头为长形的杆体，2tt通道压力膜片设置在密度探头下 部的杆体上，lft通道压力膜片设置在2tt通道压力膜片上部的杆体上，在ltt通道 压力膜片和2tt通道压力膜片之间的杆体上设置温度传感器，在密度探头上设置 有保护密封管，密度探头的上部有连接法兰，在连接法兰上部安装有差压传感 器及差压传感器保护套，差压传感器保护套上安装液晶显示屏。本技术的工作原理如下本技术是一种运用液体内部压强与液体深度、液体密度成正比的原理， 包括精密差异传感器和专业采样、闭环控制计算集成电路板和配套专一的温度 补偿器。差压传感器通过测量不同压力管道的压力差，经差压采样电子电路采 样并进行模数转换传送到处理器。现场介质温度通过温度传感器传送到温度补 偿器内，通过补偿后的温度信号传送到处理器。密度闭环控制计算和温度补偿 处理器是变送器的核心部分，它通过密度闭环控制计算和温度补偿计算后，一 方面数字信号通过液晶显示控制器，将当前密度和介质温度显示到带双四位数 字显示屏的仪表表头，另一方面通过数模转换将数字信号转换为标准4 20mA电 流信号，用于远程二次仪表显示和PLC采集，，同时也可经过信号调制，将通信 信号按照HART协议进行传送，便于对变送器进行远程监控和维护。使用者可根据现场使用条件和实际情况选择上述三种方式中任一种或多种方式对密度进行 测量。两线制的电源提供不仅接线方便还节省安装成本。 本技术与现有技术相比具有如下的优点(1) 计算的输出值作为输入值的一部分，使输出值曲线更加平滑，避免由 液体在流动过程中波动而产生的偶然误差。(2) —体化结构的两线制变送器，将传感器、变送器合二为一，无活动部 件，接线简单、维护方便。(3) 温度补偿器可将温度变化对密度的影响大大降低。(4) 连续在线测量，无过程中断，可直接用于生产过程控制。(5) 安装使用方便，插入液体即可在双四位数字液晶屏上显示密度和温度， 无需定期取样和人工操作。(6) 介质广，本安型可用于危险环境，卫生型可安装于食品、医药生产等现场。附图说明图1是本技术的原理框图 图2是本技术的外形结构图具体实施方式如图l——2所示流体闭环式一体化在线液体密度测试变送器，主要由密度探头和输出显示通信表头组成，其特征在于在密度探头上设置有精密差压传感器和温度传感器，表头上有、温度补偿器、密度闭环计算和温度补偿处理 器、液晶显示控制系统、数据实时显示装置和为变送器提供电源的接口，密度 探头上的精密差压传感器与差压采样电子电路相连，差压采样电子电路的输出 信号送入密度闭环计算和温度补偿处理器，密度闭环计算和温度补偿处理器的 显示信号经液晶显示控制器送入显示器，密度闭环计算和温度补偿处理器的输出信号一路经D/A转换输出4 20mA标准信号，另一路经信号调制电路输出按照 HART协议进行通信信号，温度传感器的采样信号经温度补偿器送入密度闭环计 算和温度补偿处理器。精密差压传感器的主板为差压采样输入板，差压采样输 入板采用桥式电路通过两个隔膜测量压力，两个隔膜为1#通道压力膜片1和2# 通道压力膜片2，压力通过ltt通道压力膜片1和2tt通道压力膜片2后将管道内 的液体传递到精密差压传感器内，精密差压传感器将压力信号转换为电信号后， 输入到差压采样输入板内的差压采样电子电路将电信号转换为微处理器板可读 的信号；温度传感器由温度补偿器板组成，温度补偿器板通过三极管和可调电 阻对环境温度的线性误差、非关量误差进行校正，校正后的温度值传送到微处 理器板；密度闭环计算和温度补偿处理器板通过扁平电缆与差压采样输入板和温度补偿器板连接，密本文档来自技高网...
【技术保护点】
流体闭环式一体化在线液休密度测试变送器，主要由密度探头和输出显示通信表头组成，其特征在于：在密度探头上设置有精密差压传感器和温度传感器，表头上有、温度补偿器、密度闭环计算和温度补偿处理器、液晶显示控制系统、数据实时显示装置和为变送器提供电源的接口，密度探头上的精密差压传感器与差压采样电子电路相连，差压采样电子电路的输出信号送入密度闭环计算和温度补偿处理器，密度闭环计算和温度补偿处理器的显示信号经液晶显示控制器送入显示器，密度闭环计算和温度补偿处理器的输出信号一路经Ｄ／Ａ转换输出４～２０ｍＡ标准信号，另一路经信号调制电路输出按照ＨＡＲＴ协议进行通信信号，温度传感器的采样信号经温度补偿器送入密度闭环计算和温度补偿处理器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马兆辉，
申请(专利权)人：马兆辉，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]
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