隔离温度变送器是一种将热电偶或热电阻(如PT100、Cu50等)测得的温度信号转换为标准电信号(如4–20mA、0–10V等),并具备电气隔离功能的工业仪表,广泛应用于电力、石化、冶金、制药、水处理及自动化控制系统中。其核心作用是在精确传输温度数据的同时,有效阻断现场强电干扰、地环路噪声及高压窜入对控制系统的危害,保障测量精度与设备安全。
该变送器内部采用高性能信号调理电路和隔离技术(通常为光电隔离或磁耦隔离),实现输入(传感器侧)、输出(控制系统侧)与电源三者之间的电气隔离,隔离电压一般可达1500VAC以上。这种设计不仅可防止因接地电位差引起的测量误差,还能在雷击、短路或高压故障时保护后端PLC、DCS等精密设备免受损坏。
一、安装前准备
确认设备型号与参数:检查变送器型号是否与测温元件(热电偶/热电阻)匹配,核对量程范围、输入信号类型(如K型热电偶、Pt100热电阻)及输出信号(如4-20mA、0-10V)是否符合系统要求。
检查配件完整性:根据说明书核对配件清单,确保包含变送器主体、安装支架、接线端子、防爆挠性管(防爆场景需用)、密封垫片及固定螺丝等。
准备工具与材料:准备扳手、活动扳手、万用表、标准温度源(如恒温槽)、带屏蔽层的铜芯电缆(线径≥0.5mm²)、绝缘胶带及防爆胶泥(防爆场景需用)。
二、机械安装
保护管安装:
将温度保护管套上紫铜垫片,安装到焊接管道的M27×2螺纹上,用开口扳手锁紧,确保密封性。
防爆场景需在保护管与管道连接处涂抹防爆胶泥,并加装防爆挠性管。
变送器固定:
对准保护管螺纹,使用活动扳手锁紧六方扁螺母,确保垂直安装以便于观察显示窗口。
若为导轨安装,将变送器卡入35mm标准DIN导轨,并锁紧卡扣。
三、电气接线
电源接线:
切断电源后,将24V DC电源正极接入变送器“+”端子,负极接入“-”端子。
防爆场景需通过隔离式或齐纳式安全栅供电,且安全栅需安装在危险场所以外。
信号输入接线:
热电阻(RTD)输入:三线制接线时,确保三根导线阻值尽可能相同(误差≤0.1Ω),以减少测量误差;二线制需将端子3、4短接。
热电偶(TC)输入:直接连接补偿导线,注意正负极性(红色为正极,蓝色为负极)。
毫伏信号输入:接入“mV+”和“mV-”端子,确保信号范围在-100mV至100mV内。
输出信号接线:
将4-20mA输出信号线接入PLC或DCS的模拟量输入模块,正极接“I+”端子,负极接“I-”端子。
若需电压输出(如0-10V),接入“V+”和“V-”端子,并确保负载电阻≥1.1MΩ。
四、参数设置与校准
模拟式变送器校准:
零点校准:输入零点温度信号(如Pt100的0℃对应100Ω),调整“Z”电位器使输出为4mA。
满量程校准:输入满量程信号(如Pt100的800℃对应390.48Ω),调节“S”电位器使输出为20mA。
智能型变送器设置:
按键操作:长按“SET”键2秒进入设置模式,通过“↑”“↓”键调整参数,按“SET”键保存。
HART协议配置:使用HART通信器(如Xert-HT688)或上位机软件(如EasyConfig),通过4-20mA回路连接变送器,设置量程、分度号、地址等参数。
线性化修正:针对高温或低温区间的非线性特性,启用变送器内置的线性化算法,或通过上位机软件拟合修正曲线。
五、调试与验证
电流输出检测:
串联万用表至电源回路,检测4-20mA信号是否与当前温度值对应(如25℃对应12mA)。
若输出异常,检查接线是否松动、传感器是否损坏或参数设置是否正确。
通讯验证:
通过HART通信器或上位机软件读取变送器地址对应温度值,验证数据传输完整性。
检查波特率、数据位等参数是否匹配,确保通讯正常。
环境适应性测试:
在振动、电磁干扰环境下检查信号稳定性,必要时增加屏蔽层或调整安装位置。
防爆场景需验证防爆等级(如ExiaⅡCT4)是否符合现场要求。
六、运行维护
定期检查:
每季度检查传感器与连接线路是否损坏或松动,确保接触良好。
每年进行一次校准,使用标准温度源验证输出精度,必要时调整参数。
故障处理:
输出异常:检查电源电压是否稳定(24V DC±10%)、负载电阻是否超限(4-20mA输出时≤500Ω)。
断线报警:若变送器具备断线检测功能,检查传感器是否断裂或接触不良。
冷端补偿误差:热电偶输入时,确保冷端温度在补偿范围内(-20℃至60℃),否则需调整补偿导线长度或使用外部冷端补偿器。
