[发明专利]一种电容式微差压智能变送器

说明书

技术领域

本发明涉及自动化仪表领域，特别是一种电容式微差压智能变送器。

背景技术

压力测量工业中最基本的测量量之一。随着工业水平的发展，新的制造技术，材料技术，微电子技术，信息技术的压力传感器技术突飞猛进，压力传感器由最原始的弹簧管式、膜片式、隔膜式表发展到电阻应变式、电容式、压电式、扩散硅压阻式等。根据不同特性的传感器，发展成了各种压力变送器。同时按照不同被测压力源,压力变送器又可分为绝对压力变送器,高静压变送器，低、中、高差压变送器,微差压变送器等。在化工、石油、冶金、电站等主要以电容式变送器为主。随着工业的发展，越来越多的场合需要测量液体、气体和蒸汽、液位等的微小压力参数。传统的智能压力变送器不能很好的满足压力测量上的要求，因此，需要设计高精度的微差压变送器，来满足微小压力的测量。目前国内的微差压变送器相关设计主要采用扩散硅压力变送器。扩散硅压力变送器的原理是将被测介质的压力直接作用于传感器的扩散硅膜片上，通过电子线路检测位移量，通过计算最终生成标准工业压力测量信号，通过压力和膜片位移变化的关系来实现压力的测量。工艺的原因使扩散硅传感器的超差性能差，同时由于硅膜片的特性，使得扩散硅压力变送器在低于0后，温度稳定性大幅度降低，同时不能承受动态压力并且膜片较易损伤。

发明内容

针对上述存在的传感器超差性能差，温度稳定性低，膜片易损的问题，本发明提供了一种电容式微差压智能变送器。

一种电容式微差压智能变送器，包括检测部件和转换部件，检测部分将压力，差压信号通过电容膜盒转换成电容变化量相关的参数输出。而转换部件通过电子电路将电容变化量转换为4—20mA方便检测的电流信号输出，同时在转换部件中完成对传感器的温度补偿，调零，量程设置等功能。其特征在于：差动电容，是检测部件的重要组成部分，在压力的作用下，位于膜盒中间的膜片会产生位移，从而改变了中间膜片到两侧极板的距离。中央膜片在压力下位置更靠近高压侧，这一侧电容增加，而另一侧电容也随之减小。

一种智能微差压变送器的软件由监控模块，通信模块，数据处理模块，人机界面交互模块这四部分组成。通信模块负责变送器与外界的数据交互；数据处理模块则包括了对传感器变量的模数转换，数字滤波，温度补偿，线性与非线性补偿，零点飘移等对数据量的操作；人机交互界面模块的作用是通过液晶面板和面板中的按键，来直接对变送器进行调控操作；监控模块调度这三个模块。

一种智能微差压变送器的软件工作方式为：（1）系统开始运行并初始化端口及寄存器，对各个模块初始化设置；（2）系统判断所处模式，实时监控模式以200m为固定周期进行数据处理及发送，实现压力值的实时转换。本地操作模式状态下用户通过键盘完成变送器配置；（3）在实时监控模式下完成数据采集数据处理数据输出，同时系统通过中断完成与外界进行通讯。

作为本发明的一种优选方案，数据处理可采用二维插值曲线拟合的方法。作为本发明的另一种优选方案，数模转换部分可以采用AD5421芯片。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图中标记：1-压力源、2-传感器、3-信号转换电路、4-人机交互界面、5-中央处理器单元、6-数模转换器、7-输出端、8-转换部分、9-通信电路。

具体实施方式