FB3351智能变送器说明书

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FB3351

智能电容式压力/差压变送器

使用说明书

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目 录

一、概述................................................................................................................................1 1、简介.............................................................................................................................1 2、产品适用范围及用途..................................................................................................1 3、智能变送器工作原理..................................................................................................1 二、产品主要技术参数........................................................................................................3 三、产品使用环境条件及技术数据.....................................................................................4 四、结构特征及结构材料....................................................................................................5 五、变送器选型表................................................................................................................5 六、安装、使用..................................................................................................................11 1、概述...........................................................................................................................11 2、导压管.......................................................................................................................11 3、安装...........................................................................................................................12 4、接线...........................................................................................................................16 5、液位测量....................................................................................................................17 七、调试和标定..................................................................................................................20 1、利用面板上的按键调整量程....................................................................................20 2、HART手持通讯器通用模式菜单树........................................................................21 3、利用上位机智能软件调校........................................................................................22 八、故障报警和写保护开关..............................................................................................29 九、常见故障及排除方法..................................................................................................30 十、保养及保管应注意的事项...........................................................................................30 十一、维护..........................................................................................................................31

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一、概述

1、简介

FB3351 系列智能电容式压力/差压变送器是一种多功能数字化仪表，在采用先进的、成熟的、可靠的电容传感器技术基础上，结合先进的单片机技术和传感器数字转换技术精心设计而成。

FB3351 系列智能电容式压力/差压变送器关键原材料、元器件、零部件均采用进口，其性能与国外先进的同类产品相一致，经过多年来的生产和销售，以及进一步的研制开发，FB3351系列智能电容式压力/差压变送器日臻完善，无论在性能指标上还是在质量可靠性上在国内电容式压力/差压变送器中都处于领先地位。

FB3351系列智能电容式压力/差压变送器具有设计原理先进、品种规格齐全、安装使用简便等特点，尤以精度高、体积小、外观美、稳定可靠、价廉物美而著称，因此在市场上享有很高的声誉。 2、产品适用范围及用途

FB3351系列智能电容式压力/差压变送器适用于精确地测量微差压到大差压、低压力到高压力、液位、真空度和比重，配合节流装置还可测量流量，可适应工业各种场合及介质，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、食品、造纸、医药、纺织等行业。

3、智能变送器工作原理 1.3.1

图1-1是智能变送器的基本工作原理电气框图。下面将叙述其工作原理和各部件的功能。

4-20mA

至控制系统

图1-1

1

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1.3.2“δ”室传感器（敏感元件）

图1-2 “δ”室

智能变送器的核心是一个电容式压力传感器，称为“δ”室（见图1-2）。传感器是一个完全密封的组件，过程压力通过隔离膜片和灌充液硅油传到传感膜片引起位移。传感膜片和两电容极板之间的电容差由电子部件转换成4～20mA DC的二线制输出的电信号。 1.3.3 智能线路板 1) A/D转换

A/D转换电路采用16位低功耗集成电路，将解调器输出的模拟量电流转换成数字量，提供给微处理器作为输入信号。 2) 微处理器

智能变送器的微处理器控制A/D和D/A转换工作，也能完成自诊断及实现数字通讯。工作时，一个数字压力值被微处理器所处理，并作为数字存储，以确保精密的修正和工程单位的转换。此外，微处理器也能完成传感器的线性化、量程比、阻尼时间以及其它功能设定。 3) EEPROM存储器

EEPROM存储所有的组态，特性化及数字微调的参数，此存储器为非易失性的，因此即使断电，所存储的数据仍能完好保持，以随时实现智能通讯。 4) D/A转换

D/A转换将微处理器送来的经过校正的数字信号转换为4～20mA模拟信号并输出给回路。

2

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5) 数字通讯

通过一台通讯器，对智能变送器进行测试和组态。或者通过任意支持HART通讯协议的上位系统主机完成通讯。HART协议使用工业标准的BELL202频率相移键控（FSK）技术，以1200Hz或2000Hz的数字信号叠加在4～20mA的信号上实现通讯，通讯时，频率信号对4～20mA的过程不产生任何干扰。

二、产品主要技术参数

z z z z z z

测 量 范 围：0～0.125KPa～41.37MPa (详见变送器量程表) 使 用 对 象：液体、气体和蒸汽

输 出 信 号：4～20mADC，由用户选择线性输出或开方输出（见图2-1） 供 电 电 源：12～45VDC 环 境 温 度：－20℃～+70℃ 储 藏 温 度：－40℃～+100℃

与供电电源有关，在某一电源电压时带负载能力见图2-2，负载

z

负 载 特 性：阻抗RL与电源电压V关系式为RL≤50(V-12) (Ω)

注：与计算机或手持式通讯器通信时， RL 为230Ω～600Ω

z

指 示 表：31/ 2位LCD液晶显示0～100%

差压变送器：最大正迁移量为测量范围上限值（URL 以下同）

与测量量程之差；最大负迁移量为URL。

z

正 负 迁 移： 压力变送器：最大正迁移量为URL 与测量量程之差；最大负

迁移量不大于大气压。

绝对压力变送器：最大正迁移量为URL 与测量量程之差。

z z z z

静压和过载压力：4、10、25、32（MPa）（详见选型表） 容 积 变 化 量：≤0.16cm3

阻 尼：0S~16S之间连续可调 启 动 时 间：2S，不需预热

3

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满刻度输出(mA DC)

20

10090

满刻度变量

(%)

满刻度输出(mA DC)

满刻度变量

(%)

方根曲线段

80

16

5.43

7060

12

504030

7.25.434

2010004.09

转折点线性曲线段20

40

60

80

100

4

0.60

0.60.8

满刻度压力（%）--转折点细节--8.94

转折点

满刻度压力（%）

图2-1 方根输出曲线

1440

600

RL

230

图2-2 负载特性图

三、产品使用环境条件及技术数据

z 精 确 度： 对DP、GP 变送器，量程代号4～8，量程比6:1 时， 为±0.2%

量程。其它变送器、其它量程范围及量程比10:1 时均为±0.5%量程。

z z

稳 定 性： 十二个月内不超过最大量程的基本误差的绝对值

振 动 影 响： 在任意轴向上，振动频率为200Hz时，误差为最大测量范围上

限的± 0.05%/g

4

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z z z

电 源 影 响： 小于输出量程的0.005%/V 负 载 影 响： 电源如果稳定，无负载影响

安装位置影响：测量膜片未垂直安装时，最大可产生约0.24KPa的零点误差,

但可通过调整零位来消除，对量程没有影响

z 温 度 影 响： （对于DP、GP 类变送器，量程代号4～8），

每变化10℃，总误差≤±0.2%最大量程限值。 其它变送器和其它量程，以上误差值将增加一倍。

z

为3），在管道压力下通过调零校正。

静 压 影 响： DP类 零位误差：±0.2%最大量程限值或±0.4%（量程代号

四、结构特征及结构材料

变送器壳体为含镁量低于6%的铝合金，防护等级IP65，在正常工作时，表面温度不超过80℃。

隔离膜片： 316不锈钢、钽、哈氏合金C、蒙乃尔合金 排气、排液阀： 316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金 法兰、接头： 316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金 接液“O”型圈： 氟橡胶 灌充液： 硅油或憜性油 螺栓： 碳钢镀镍

电子壳体： 低铜铝合金，外壳防护等级为IP65

引压连接件： 法兰NPT1/4，中心距为54mm；带接头NPT1/2或M20×

1.5阳螺纹时，中心距为50.8mm、54mm、57.2mm

信号线连接孔： M20×1.5螺孔 重量（不带附件）：约5Kg

五、变送器选型表

FB3351GP型压力变送器(表1) FB3351AP型绝压变送器(表2) FB3351DP型差压变送器(表3) FB3351HP型高静压变送器(表4) FB3351DR型微差压变速器(表5)

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表1 FB3351GP电容型表压压力变送器选型

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表2 FB3351AP电容型绝压压力变送器选型

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表3 FB3351DP电容型差压变送器选型

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表4 FB3351HP电容型高静压差压变送器选型

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表5 FB3351DR电容型微差压变送器选型

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六、安装、使用

1、概述

由于工艺流程的需要，以及有时为了节约导压管材料等经济上原因，差压变送器经常安装在工作条件较为恶劣的现场。变送器和导压管安装的正确与否，直接影响其测量的精确程度。因此，掌握变送器和导压管的正确安装是非常重要的。

变送器安装时须注意：

1） 防爆变送器，在安装时必须符合防爆规定；

2） 被测介质不允许结冰，否则将损坏传感元件隔离膜片，导致变送器损坏； 3） 应尽量安装在温度梯度和温度变化小，无冲击和振动的地方。

2、导压管

1）安装位置

变送器在工艺管道上正确的安装位置，与被测介质有关。为了获得最佳的安装，应注意考虑下面的情况： a. c. e.

防止变送器与腐蚀性或过热的被测介质相接触； 导压管要尽可能短一些；

导压管应安装在温度梯度和温度波动小，无冲击和振动的地方。 测量液体流量时，取压口应开在流程管道的侧面，以避免渣滓的沉淀。同时变送器应安装在取压口的旁边或下面，以便气泡排入流程管道之中。

测量气体流量时，取压口要开在流程管道顶端或侧面，并且变送器应安装在流程管道的旁边或上面，以便积聚的液体容易流入流程管道中。使用压力容室装有泄放阀的变送器，取压口要开在流程管道的侧面。被测介质为液体时，变送器的泄放阀应装在上面，以便排出被测介质中的气体。

被测介质为气体时，变送器的泄放阀应装在下面，以便排放积聚的液体。压力容室转动180°，可使其上的泄放阀从上面变到下面。

2）蒸汽的测量

测量蒸汽流量时，取压口开在流程管道的侧面。并且变送器安装在取压口的下面，以便冷凝液能冲充满导压管。

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b. 防止渣滓在导压管内沉积；

d. 两边导压管内的液柱压头应保持平衡；

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应当注意在测量蒸汽或其它高温介质时，其温度不应超过变送器的使用极限温度。

被测介质为蒸汽时导压管中要充满水，防止蒸汽直接和变送器接触，因为变送器工作时，其容积变化量时微不足道，所以不需安装冷凝罐

3） 引起误差的原因

导压管使变送器和流程工艺管道连在一起并把工艺管道上取压口处的压力传输到变送器。在压力传输过程中，可能引起误差的原因如下：

a. c.

泄漏

气体管路中有液体（引起压头误差） b. 液体管路中有气体（引起压头误差）

d. 两边导压管之间因温差引起的密度不同（引起压头误差） 4） 减少误差的方法如下： a.

导压管应尽可能短些； 小于1/12； c.

对于气体测量，导压管应向下连接到流程工艺管道，其斜度应不小于1/12；

d. 液体导压管道布设时要避免出现高点，气体导压管布设要避免出现低

点； e.

两导压管应保相同的温度；

f. 为避免摩擦影响，导压管的口径应足够大； g. 充满液体的导压管中应无气体存在；

h. 当使用隔离液时，两边导压管的液位要相同。

3、安装

变送器在测量点安装时，可使用安装支架，固定在60mm的管道上或墙板上。安装支架有三种（B1、B2、B3）可供选择，三种支架外形尺寸和安装方式见图6-1。

变送器压力容室上的导压管连接孔为NPT1/4螺纹孔，两种引压接头上的导压连接孔为NPT1/2锥管牙和M20×1.5，两种引压连接接头结构和外形尺寸见图6-2。

变送器可以轻而易举地从过程管道上拆下，方法是拧下固紧接头的两个螺柱。转动接头，可以改变其连接孔的中心距离为50.8mm、54mm、57.2 mm三种尺寸，以便可以直接安装在孔板的环室法兰上，3351变送器外形尺寸见图6-3。

b. 当测量液体蒸汽时，导压管应向上连接到流程工艺管道，其斜度应不

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图6-1 安装支支架尺寸与安装方式示意图

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图6-2 引压连接接头

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图6-3 3351外形尺寸

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表6

为了确保接头的密封，在紧固时应按下面步骤操作：两只紧固螺栓交替用扳手均匀拧紧，其最后拧紧力矩为40N.m(29ft-1bs)，切勿一次拧紧某一只螺钉。有时为了安装方便，变送器本体上的压力容室可转动。只要压力容室处于垂直面，则变送器本体的转动不会产生零位的变化。如果压力容室水平安装时，（例如在垂直管道上测量流量时），必须消除由于导压管高度不同而引起的液柱压头的影响，重新调零位。

测量蒸汽、气体和液体时，安装位置示意图见图6-4。

图6-4 安装示意图

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4、接线

变送器外部电路接线见图6-5，信号回路可在任意点接地或悬空。

信号端子位于电气盒的一个独立舱内 。在接线时，可拧下接线侧的表盖。左边的端子是信号端子，右边的端子是测试或指示表端子（图6-5画出了端子的位置，测试端子用于接任选的指示表头或供测试，电源是通过信号线送到变送器的，无需另外的接线）。

图6-5 变送器外部电路接线图

电源是通过信号线接到变送器的，不需要另外接线。

信号线不需要屏蔽，但采用绞合线，效果最佳。信号线不要与其它电源线一起穿金属管或同放在一线槽中，也不要在强电设备附近通过。

变送器电气壳体上的穿线孔，应当密封或者塞住（用密封胶），以避免电气壳内潮气积聚。如果穿线孔不密封，则安装变送器时，应使穿线孔朝下，以便容易排除液体。

信号线可以浮空或在信号回路中任何一点接地，变送器外壳可以接地或不接地。电源不一定要稳压，即使电源电压波动1V（峰-峰值），对输出信号的影响几乎可以忽略。

因为变送器通过电容耦合接地，所以检查绝缘电阻时，应用不大于100V/100MΩ的兆欧表。

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5、液位测量

用来测量液位的差压变送器，实际上是测量液柱的静压头。这个压力由液位的高低和液体的密度所决定，其大小等于取压口上方的液面高度乘以液体的密度和重量加密度，而与容积的体积（或形状）无关。

1）开口容器的液位测量

测量开口容器液位时，变送器装在靠近容器的底部，测量其上方液面高度对应的压力见图6-7。

容器液位的压力连接变送器的高压侧，而低压侧通大气。如果被测液位变化范围的最低液位，在变送器安装处的上方，则变送器必须进行正迁移。

图6-7 开口容器液位测量

设X为被测的最低和最高液位之间的垂直距离X=3175mm Y为变送器取压口到最低液位的垂直距离，Y=635mm r为液体的密度，r=1g/ cm3

h为液柱X所产生的最大压头，单位为KPa e为液柱Y所产生的压头，单位为KPa 测量范围从e至e+h，所以：

h=X×r×g =3175×1×9.80665=31.14KPa e=Y×r×g=635×1×9.80665=6.23 KPa

即变送器测量范围为：6.23 KPa-37.37 KPa 2）密闭容器的液位测量

在密闭容器中，液体上面容器的压力影响容器底部被测的压力，同时作用于变送器的高低压测，所得到的差压正比于液面高度。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/reyj.html