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號隔離器又名隔離器、號轉(zhuǎn)換器、號調(diào)理器，是工業(yè)控制系統(tǒng)中重要組成部分， 號隔離器是一種采用光電隔離原理或者磁電隔離原理，將輸入號進行隔離和轉(zhuǎn)換后輸出的電子設備。號隔離器采用了先進的數(shù)字化技術(shù)，在對高、低頻干擾號的抑制方面均有著優(yōu)異表現(xiàn)，即使在大功率變頻控制系統(tǒng)中依然能夠可靠應用，內(nèi)部采用數(shù)字化調(diào)校、無零點及滿度電位器、自動動態(tài)校準零點、溫度漂移自動補償?shù)戎T多先進技術(shù)，這一系列技術(shù)的應用使產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠性得到科學的保證。
什么是號隔離器
有源號隔離器
有源號隔離器是一種將（傳感器輸出）模擬電壓或電流號經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換成精度、線性度相匹配的混合集成電路。產(chǎn)品主要用于工業(yè)控制系統(tǒng)中模擬號輸入輸出控制，系統(tǒng)內(nèi)部通過DSP、PLC的DA轉(zhuǎn)換輸出號來顯示和控制其它裝置的可調(diào)輸出，現(xiàn)場工作電壓、電流和各種運行參數(shù)的監(jiān)測及系統(tǒng)外部增加4-20毫安（0-20毫安）/0-5V標準號接口等。該IC為標準Sip12 Pin符合UL-94的阻燃封裝，占用PCB板面積少。裝入儀器內(nèi)部可以并聯(lián)安裝實現(xiàn)多路號的監(jiān)測、隔離和轉(zhuǎn)換。與光電隔離的產(chǎn)品相比具有更好的精度、線性度和溫漂特性，并可實現(xiàn)零點、增益、滿度免調(diào)節(jié)，方波用戶現(xiàn)場使用及增強可靠性和穩(wěn)定性。
無源號隔離器
無源號隔離器無需外供電源，從輸入號上獲取少許能量，實現(xiàn)號隔離。可以與各種工業(yè)傳感器、現(xiàn)場儀表配合，取回參數(shù)號，隔離變送傳輸，滿足用戶本地遠程數(shù)據(jù)的需求。
為了解決各種儀表設備之間因接地而引起的相互干擾，通常采用隔離器來解決。隔離器的作用就是使儀表設備之間的連接在電氣上完全隔離，換句話說，就是使輸入與輸出之間沒有共同的“地”，因此就不會影響號的正常傳輸。
國電中自新型號隔離器和柵簡介
作為工業(yè)現(xiàn)場與控制室儀表之間的號隔離變送器設備，號隔離器和柵一直發(fā)揮著重要的作用，是工業(yè)控制系統(tǒng)中重要的組成部分。隨著技術(shù)的進步，無論是現(xiàn)場的一次儀表，還是控制系統(tǒng)，都發(fā)生了變化，號隔離器和柵也需要進一步發(fā)展適應更高的要求。北京國電中自電氣有限公司總結(jié)多年來的實踐經(jīng)驗，對產(chǎn)品進行了改進，對隔離器和柵的性能進行了，以滿足市場的需求。新型的隔離器和柵在性能和技術(shù)指標上都較過去有了更大的進步。
一、模塊化的設計保證對市場的快速響應
隔離器和柵一般由輸入號處理單元、隔離單元、輸出號處理單元、電源等4部份構(gòu)成。根據(jù)號的流向在輸入或輸出單元增加本質(zhì)設計，從而構(gòu)成隔離器和柵。
雖然實際應用中的隔離器和柵基本上都是由上述四個單元構(gòu)成，但輸入、輸出的類型和數(shù)量的不同，組成了種類繁多的型號，為了滿足市場的需求，越來越多的型號使得企業(yè)的生產(chǎn)負擔加重，數(shù)量少品種多使得交貨周期越來越長，也使得調(diào)試檢驗的成本增加。這些情況已經(jīng)嚴重的阻礙了產(chǎn)品的市場推廣。針對這種情況，宇通公司通過仔細的分析，采用模塊化的設計方法，將隔離器和柵劃分為七種功能模塊，從而比較好的解決了上述問題。模塊化的設計方法極大的解決了產(chǎn)品加工、調(diào)試、老化、庫存的壓力，產(chǎn)品的一致性好，質(zhì)量得到提高。從根本上解決了品種多數(shù)量少給生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來的壓力，極大的縮短了交貨周期。
二、低功耗設計
低功耗是電子產(chǎn)品設計永無止境的追求，伴隨技術(shù)的發(fā)展，目前隔離器和柵的功耗與過去相比，已經(jīng)減小許多，性能和技術(shù)指標也得到提高。
產(chǎn)品的功耗是各個功能單元功耗的總和，只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和壽命。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構(gòu)成，其中單元是無源的限壓限流網(wǎng)絡，技術(shù)上進行低功耗改進的可能性非常小。主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術(shù)改進。
湛江徐聞溫州盾開電氣有限公司是湛江徐聞較大的生產(chǎn)、加工、銷售 電涌保護器,信號隔離器為-體的綜合性企業(yè)。 公司專業(yè)生產(chǎn)各種規(guī)格、材質(zhì) 電涌保護器,信號隔離器，同時可根據(jù)客戶圖紙要求加工各種規(guī)格 電涌保護器,信號隔離器，可為客戶來料加工。
我們要考慮的是壓力變送器所測量的介質(zhì),一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼,如果你的介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性,那么基本上所有的壓力變送器都適合你對介質(zhì)壓力的測量.
如果你的介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性,那么我們就要采用化學密封,這樣不但起到可以測量介質(zhì)的壓力,也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸,從而起到保護壓力變送器,延長了壓力變送器的壽面.
第二,精度等級
每一種電子式的測量計都會有精度誤差的,但是由于各個所標的精度等級是不一樣的,比如,中國和美國等標的精度是傳感器在線性度好的部分,也就是我們通常所說的測量范圍的10%到90%之間的精度;而歐洲標的精度則是線性度不好的部分,也就是我們通常所說的測量反的0到10%以及90%到之間的精度.如歐洲標的精度為1%,則在中國標的精度就為0.5%.
第三,量程范圍
一般傳感器測量的大范圍為傳感器的滿量程70%是好的,也就是現(xiàn)在要測量70bar的壓力,我們選壓力變送器的量程應該選100bar.
第四,輸出號
目前由于各種采集的需要,現(xiàn)在市場上壓力變送器的輸出號有很多種,主要4...20mA,0...20mA,0...10V,0...5V等等,但是比較常用的是4...20mA和0...10V兩種,在我上面舉的這些輸出號中,只有4...20mA為兩線制(我們所說的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線),其他的均為三線制.
第五,介質(zhì)溫度
由于壓力變送器的號是通過電子線路部分轉(zhuǎn)換的,所以一般情況下,壓力變送器的測量介質(zhì)溫度為-30到+100度,如果溫度過高,我們一般采用的是冷凝彎來冷卻介質(zhì),這樣相對讓廠家特地為你生產(chǎn)一個耐高溫的壓力變送器的成本會降低很多.
第六,測量介質(zhì)
一般我們測量的是相對比較清潔的流體,我們就直接采用標準的壓力變送器就可以了,如果你所測量的介質(zhì)是易結(jié)晶的或粘稠的,我們一般采用的是外置膜片的或和化學密封共同使用,這樣會有效的阻止介質(zhì)堵住壓力測量孔.
第七,其他
我們確定上面的五個參數(shù)之后還要確認你的壓力變送器的過程連接接口以及壓力變送器的供電電壓;如果在特殊的場合下使用還要考慮防爆以及防護等級
對于不同的測量系統(tǒng)或不同的工藝要求，我們可以根據(jù)其系統(tǒng)或工藝的測量范圍、測量狀態(tài)和介質(zhì)情況選用不同類型的熱電偶
1. 水泥企業(yè)常用熱電偶的選擇
對于不同的測量系統(tǒng)或不同的工藝要求，我們可以根據(jù)其系統(tǒng)或工藝的測量范圍、測量狀態(tài)和介質(zhì)情況選用不同類型的熱電偶，工業(yè)熱工(如新型干法生產(chǎn)線的窯)常用的熱電偶見表1。
(1)WRR熱電偶
其熱電特性在高溫下為穩(wěn)定，適宜于在氧化性和中性介質(zhì)中使用，但其產(chǎn)生的熱電勢小，因而靈敏度低，響應速度慢，而且價格昂貴。由于WRR在低溫時熱電勢極小，因此當熱電偶冷端溫度在40℃以下時，一般不需要進行冷端溫度補償。
(2)WRP熱電偶
適宜于在氧化性或中性介質(zhì)中使用，耐高溫，不易氧化和腐蝕，有較好的化學穩(wěn)定性和較高的測量精度，可用于精密溫度測量和作基準熱電偶(校準用熱電偶)。
(3)WRN熱電偶
適宜于在氧化性和中性介質(zhì)中使用。500℃以下低溫范圍內(nèi)，也可在還原性介質(zhì)中進行測量。其突出優(yōu)點是熱電勢大，靈敏度高，響應速度快，線性度好，測溫范圍較寬，造價低，因而在工礦企業(yè)應用廣泛。
(4)WRE熱電偶
低功耗是電子產(chǎn)品設計永無止境的追求，伴隨技術(shù)的發(fā)展，目前隔離器和柵的功耗與過去相比，已經(jīng)減小許多，性能和技術(shù)指標也得到提高。
產(chǎn)品的功耗是各個功能單元功耗的總和，只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和壽命。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構(gòu)成，其中單元是無源的限壓限流網(wǎng)絡，技術(shù)上進行低功耗改進的可能性非常小。主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術(shù)改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術(shù)
輸出模塊可以根據(jù)負載的大小動態(tài)調(diào)整輸出模塊的輸出功率，從而減少自身的發(fā)熱。傳統(tǒng)的負載設計是根據(jù)額定負載的大小設計輸出功率，當輸出負載非常小時，多余的負載功率就耗散在儀表內(nèi)部，從而時儀表自身發(fā)熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆，那么輸出驅(qū)動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在50歐姆的環(huán)境下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率轉(zhuǎn)換為儀表自身的發(fā)熱。如果時多路輸出將產(chǎn)生更多的熱量，而降低輸出模塊的額定功率在實際應用中又難以應付市場的復雜狀況。
自適應負載技術(shù)很好的解決了這個矛盾，此技術(shù)的原理圖示如下：
下表是對比的測試數(shù)據(jù):
測試條件：電源24DC；負載變化 50歐姆～750歐姆
輸出模塊類型 標準輸出模塊自適應負載輸出模塊
模塊的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW
模塊的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW
模塊的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW
模塊的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW
從上表可以看到：自適應負載技術(shù)使得模塊的耗散功率是恒定在一個很低的水平，不會受到負載變化的影響。
負荷檢測可以根據(jù)負載的大小調(diào)整輸出功率，極大的減少了輸出模塊的發(fā)熱，用戶在定貨時無須說明負載大小，極大的方便了用戶的使用和緩解了庫存壓力。
2、 隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產(chǎn)品技術(shù)指標的重要單元。
目前隔離技術(shù)主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調(diào)制耦合，反饋調(diào)制耦合等多種形式，具體采用什么形式要根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)指標而定。 總的來講可以大致分為開關(guān)量號采用光隔離，模擬量號采用磁隔離的方式。從技術(shù)復雜程度來看，磁隔離比光隔離處理技術(shù)復雜，采用磁隔離技術(shù)， 設計者可以根據(jù)技術(shù)指標采用合適的設計方案，隔離的線性、精度可以根據(jù)產(chǎn)品要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術(shù)指標， 設計人員可以調(diào)整的方式很少，也不可能超過廠家提供的技術(shù)指標。由于功耗大，光電隔離也不能實現(xiàn)無源隔離。北京國電中自電氣有限公司采用電流互感模式、電流互感反饋模式、 電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補償模式等多種磁隔離方式。根據(jù)產(chǎn)品的特點選擇不同的磁隔離模式。
上述隔離模式中，電流互感功率補償模式是功耗低的模式，目前在新一代的無源隔離柵中使用，在保證技術(shù)指標的同時，降低了隔離單元的功耗。
3、電源模塊
電源的技術(shù)指標是基礎，決定產(chǎn)品的性能。目前流行的電源拓撲形式雖然非常多，也很成熟。但我們在隔離器和柵的電源設計中進行了技術(shù)創(chuàng)新，目前采用的參數(shù)式開關(guān)穩(wěn)壓電源設計獲得了的發(fā)明專利。根據(jù)隔離器和柵的特點，參數(shù)式開關(guān)穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源了效率，降低了電源的復雜程度。從工藝和成本上得到改進，減少了產(chǎn)品的故障率。
三、無源隔離器和柵
傳統(tǒng)的隔離器和柵均為有源，需要外接24V直流電源。而無源隔離器和柵不需要外接24V直流電源，接線數(shù)量減少了三分之一，降低了安裝和維護難度。因此，無源隔離器和柵的應用越來越廣泛，特別是在DCS和PLC系統(tǒng)的接口應用中，普遍采用無源隔離器和柵的設計模式
無源隔離器和柵的示意圖：
無源隔離器和柵是指無須外接24V直流電源，其工作所需要的能量來源于表示號的4 ~ 20mA電流。因此，無源隔離器和柵的功耗必須非常小，是一種功耗的設計應用。更低的功耗和更高的輸入、輸出線性是衡量無源隔離器和柵的關(guān)鍵指標。
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