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一、简介
智能型3151变送器采用了数字技术及特殊的集成电路和表面安装技术，减少了体积、确保了性能和可靠性。该系列产品除具远程通讯功能外，还具有内部量程和调零按扭，便于现场重新调整量程和零件。变送器的输出有线性或开方，均可通过软件实现。此外，该系列仪表可以在4-20mA传输信号上叠加一个数字通讯信号进行查询和诊断，然而又不中断过程输出信号，可在控制室对变送器进行远程查询和重新组态。3151型变送器具有非常丰富的品种，这些品种可以精确地测量微差压至大差压、低压力至高压力、液位、真空度和比重。配合节流装置还可以测量流量，不采用开方器。
3151变送器分普通型、本质安全型和防爆型三种，防爆型产品按相应的国家标准制造，并经国家指定的防爆安全监督检验单位鉴定，取得防爆合格证书。
法兰式液位变送器，有平法兰和插入式法兰;安装法兰有3#和4#、150#（工作压力1.89Mpa）和300#（工作压力为4.95Mpa）四种组合可供用户选用。接液材料除316不锈钢之外，还有哈氏合金、蒙耐尔和钽，可使用于腐蚀性介质中。
3151DP/GP型压力/差压变送器装上1199型远传密封装置后，可避免被测介质直接与变送器的隔离膜片接触，提供了一种可靠的测量方法。
采用金属密封的δ室作为感测元件，使变送器消除机械方式传递力时抗冲击和振动差的问题;消除外部应力和扭矩引起的误差，保证变送器具有较高的稳定性能，同时减小静压（13.79Mpa～31.0Mpa）引起的误差，由于各品种采用大致相同外型尺寸的δ室，使3151整个系列从测量0.12Kpa的微差压型测量21.0Mpa的压力型，都具有大致相同的外型和重量。
3151型变送器设计精巧，安装、使用和调校方便且简单。接线端子和放大线路放置在上部的可密闭的电气腔室中，且彼此相到隔离开。现场接线时，放大器在密封状态下工作并带有反极性保护，防止由于接错而损坏变送器。3151工作时的容积变化量小于0.16毫升，可防止被测介质液柱过大变化，因而可不需为补偿容积变化量而增置冷凝或液位筒。采用钽、合氏合金（Hastelloy）和蒙乃尔（Monel）合金等防腐性材料，以适应腐蚀性介质的测量。采用集成电路元件和插式印刷电路板，使得故障少，维修方便，减少了备品备件，降低了维修成本。
二、特点和工作原理
智能型3151变送器有以下特点：
1、完整的变送器系列：包括差压、压力、******压力、法兰和远传等系列变送器。
2、完整的测量范围：0-7.5Kpa至0-41000Kpa
3、采用固体、插接式印制线路板。
4、结构小巧、坚固、抗振。
5、本机零点与量程调整。
6、模块化结构。
7、阻尼可调。
8、多种选择、应用灵活。
9、智能电路。
工业领域******的性能和特性：
3151系列智能变送器可准确测量液位、表压、绝压、真空度和比重。具有全密性的δ室电容敏感元件的直接电子传感器，使压力测量实现了重大改进和良好的稳定性。
小巧的设计，一体化接线盒和本机零点与量程调整，使安装、校验和运行简化。
外壳为隔爆型、防风型、电路板与接线分离的两个室结构。大多数型号，都可提供腐蚀性场合所用的316L SST，哈氏合金C，蒙乃尔，镀金蒙乃尔材料。模块化结构和接插式线路板有助于故障检修及减少备件库存。
工作原理：
3151变送器由传感器和电子线路板两部分组成，传感器部分包括：敏感元件、直接数字电容电路、温度传感器和特征化EEPROM等组成，电子线路板部分包括：微处理器、数/模信号转换器、数字通信和存储器EEPROM等几部分组成，完成压力信号到4-20mADC的转换。
以下对其原理进行简单的说明：传感器部分
敏感元件：被测介质的压力通地δ室（见图1）的隔离膜片（LT和带1199的DP/GP远传送器则是被测压力先经过一次隔膜片和充满硅油或氟油的全密封的毛细管系统再被传到δ室的隔离膜片）和其中的灌充油到中心的测量膜片上。除AP型******压力变送器，其测量膜片的另一侧是******真空基准点（见图1）外，其它品种的测量膜片的另一侧不是大气压力，就是被测量差压的低压侧。测量膜片是一种预张紧的弹性元件，其位移与被测介质的压力成正比，******的位移只有0.10mm，测量膜片的位置由它两侧的电容因定极板检测出来。测量膜片和两电容固定板极的差动电容被放大电路线性地转换成4-20mADC的二线制电流信号。
直接数字电容电路：该电路是用来将敏感元件所承受的压力转换成频率信号，并侃该频率信号与压力信号成比例关系，供CPU采样使用。
温度传感器：用来测量压力传感器的工作介质温度，并将其转找为数字信号，供微处理器进行数字温度补偿。
特征化EEPROM：保存变送器温度补偿、传感特征曲线及特征数据和数字微调等数据，即使关闭了电源，数据仍能完整地保存在存储器中。
电子线路板部分
微处理器：微处理器控制变送器的运行，对压力敏感元件通过直接数字电容电路和工作介质温度进行检测。微处理器利用传感器特征化EEPROM中的数据进行线性化处理和补偿运算，计算出工作介质的压力值，并送往数/模转换器和HART通信部分。从而在原理上实现了电子板与传感器互换不会影响变送器的输出特征。除此之外微处理器还进行传递函数的运算、工程单位及是量程的转换、阻尼调整及自断等功能。
存储器EEPROM：保存着通过远程、本地调整所能修改的所有组态数据。即使关闭了电源，仍能完整 地保存存储器中的数据。
数/模 转换器：数/模转换器把微处理器修正后的压力数字信号按输出形式转换为4-20mA模拟信号送往输出回路。
HART通信：数字通信电路在变送器和控制系统之间提供接口。这个电路检测叠加在4-20mA回路上的FSK（频移键控）信号，发送部分以同样形式将信号叠加在4-20mA回路上。
三、产品范围
3151型差压、表压和绝压变送器精度0.075% 量程比100：1智能电路结构小巧、坚固、抗振模块化结构，阻尼可调本机零点与量程调整
3151LT型法兰安装式液位变送器测量范围：0-0.4至0-700Kpa平面式，2，4和6英寸伸出式膜片多种充液选择，可满足用户要求阻尼可调接液材料：不锈钢、合氏合金C-276和钽材料
3151差压、压力型逞1199型远传膜片变送器避免被测介质直接与变送器的隔离膜片接触RTW、RFW等多远传型号
■第二部分 选型和订货资料(3151DP/GP型远传差压、压力变送器)
3151DP/GP型变送器带上1199型远传密封装置（其种类见表1～7）后，就成为3151DP/GP型远传压力变送器。
这种3151DP/GP远传差压、压力变送器给用户提借了一种避免被介质直接与变送器的隔离膜 片接触的测量方法。它适用于下面几种情况：
1、被测介质对变送器接头和压力传感器有腐蚀作用时。
2、需要将高温被测介质与变送器隔离时。
3、被测介质中有固体悬浮或高粘度易堵塞变送器的接头时。
4、被测介质因环境温度或程度变化出现固定化或结晶时。
5、要换被测介质需要冲洗而不会交混时。
6、必须保持卫生条件（防污染）时。
7、3151DP/GP带上1199的远传压力变送器，仍具有3151DP/GP型差压、压力变送器的各种特点。
■注意：下出给出的各种带有1199型远传装置的类型的变送器，供用户选型，订货时查阅。此外，还应从表5、6中选择所需的毛细管，填充液一起配合使用
|
3151DP型 |
带远传法兰差压变送器 |
|
3151GP型 |
带远传法兰压力变送器 |
|
|
代号 |
测量范围 |
|
3 |
0-0.12～7.5 KPA |
|
4 |
0-0.40～40 KPA |
|
5 |
0-2～200 KPA |
|
6 |
0-7～700 KPA |
|
7 |
0-21～2100 KPA |
|
8 |
0-70～7000 KPA |
|
|
代号 |
输出 |
|
A |
4-20mA 带有HART协议的数字信号 |
|
|
代号 |
材料结构 |
|
压力容室 |
泄放阀 隔离膜片 |
填充液 |
|
53 |
碳钢镀镍 |
316SST |
哈氏合金C-276 |
硅油 |
|
54 |
碳钢镀镍 |
316SST |
蒙耐尔合金 |
|
55 |
碳钢镀镍 |
316SST |
钽 |
|
22 |
316SST |
316SST |
316LSSR |
|
23 |
316SST |
316SST |
哈氏合金C-276 |
|
24 |
316SST |
316SST |
蒙耐尔合金 |
|
25 |
316SST |
316SST |
钽 |
|
33 |
哈氏合金C |
哈氏合金C |
哈氏合金C-276 |
|
35 |
哈氏合金C |
哈氏合金C |
钽 |
|
44 |
蒙耐尔合金 |
蒙耐尔合金 |
蒙耐尔合金 |
|
83 |
碳钢镀镍 |
哈氏合金C |
哈氏合金C-276 |
|
73 |
316SST |
哈氏合金C |
哈氏合金C-276 |
|
1A |
碳钢镀镍 |
316SST |
316SST |
硅油 |
|
2A |
316SST |
316SST |
316SST |
|
5B |
碳钢镀镍 |
316SST |
哈氏合金C-276 |
|
2B |
316SST |
316SST |
哈氏合金C-276 |
|
3B |
哈氏合金C |
哈氏合金C |
哈氏合金C-276 |
|
5D |
碳钢镀镉 |
316SST |
钽 |
|
2D |
316SST |
316SST |
钽 |
|
3D |
哈氏合金C |
哈氏合金C |
钽 |
|
8B |
碳钢镀镍 |
哈氏合金C |
哈氏合金C-276 |
|
7B |
3166SST |
哈氏合金C |
哈氏合金C-276 |
|
|
代号 |
压力容室 插塞 隔离膜片 |
|
22 |
316SST 316SST 316SST |
|
|
代号 |
远传法兰 |
|
S1 |
1个远传法兰 |
|
S2 |
2个远传法兰 |
|
S….. |
根据表5、6、7、8、9….用户要求 |
|
|
代号 |
安装托架 |
可选 |
|
M11 |
LCD线形指示表头 |
可选 |
|
B1 |
弯支架管装2’’管 |
可选 |
|
B2 |
弯支架板装 |
可选 |
|
B3 |
平支架管装2’’管 |
可选 |
|
3151GP型 |
6 |
A |
22 |
S1 |
M11 |
B1 |
←典型型号 |
■远传取压装置选型如下：
表1螺纹安装远传法兰订货规格表
|
1199RTW型 |
螺纹安装远传法兰 |
|
|
代号 |
清洗连接孔 |
|
11
21 |
无
有 |
|
|
代号 |
远传装置膜片材料 |
|
A
B
C |
316L SST
哈氏合金C-276
钽 |
|
|
|
代号 |
结构件材料 |
|
11 |
上套为316SST 安装环为碳钢，垫圈为白色石棉 |
|
|
代号 |
结构件材料 |
|
A
B
C |
316L SST
哈氏合金C-276
钽 |
|
|
代号 |
引压连接孔 |
|
11
12
13
15
17 |
1/4’NPT(锥管螺纹)
3/8’NPT(锥管螺纹)
1/2’NPT(锥管螺纹)
1’NPT(锥管螺纹)
1-1/2’NPT(锥管螺纹) |
|
1199RTW |
11 |
A |
11 |
A |
17 |
|
表2、1199RFW型法兰安装远传法兰
|
1199RFW |
螺纹安装远传法兰 |
|
|
代号 |
清洗连接孔 |
|
11
21 |
无
有 |
|
|
代号 |
远传装置膜片材料 |
|
A
B
C |
316L SST
哈氏合金C-276
钽 |
|
|
|
代号 |
结构件材料 |
|
11 |
上套为316SST 安装环为碳钢，垫圈为白色石棉 |
|
|
代号 |
结构件材料 |
|
A21
B21
E21
A41
B41
E41
A51
B51
E51
A71
B71
E71
A22
B22
E22
A42
B42
E42
A52
B52
E2
A72
B72
E72
A24
B24
E24
A44
B44
E44
A54
B54
E54
A74
B74
E74 |
1”
1”
1”
1-/2”
1-/2”
1-/2”
2”
2”
2”
3”
3” 3”
1”
1”
1”
1-/2”
1-/2”
1-/2”
2”
2”
2”
3”
3” 3”
1”
1”
1”
1-/2”
1-/2”
1-/2”
2”
2”
2”
2”
2”
3” |
150#
150#
150#
150#
150#
150#
150#
150#
150#
150#
150#
150#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
300#
600#
600#
600#
600#
600#
600#
600#
600#
600#
600#
600#
600# |
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢
316SST
哈氏合金C
碳钢 |
|
1199RFW |
11 |
A |
11 |
A17 |
←变送器完整型号 |
注：150#（工作压力为1.97Mpa）,300#（工作压力为5.2Mpa）,600#（工作压力为9.9Mpa）
3151PFW型扁平式远传法兰(1199RFW型法兰安装远传法兰)
|
管道名义尺寸 |
等级法兰 |
D(mm) |
H(mm) |
D(mm) |
螺栓孔 |
|
分布直径mm |
数量 |
孔径mm |
|
|
150# |
Φ108 |
14.3(9/16”) |
Φ66.5 |
Φ79.4 |
4 |
Φ15.7 |
|
1” |
300#
600# |
Φ124 |
17.53(11/16”) |
Φ66.5 |
Φ88.9 |
4 |
Φ19.1 |
|
1 1/2” |
150#
300#
600# |
Φ127
Φ156 |
17.53(11/16”)
20.6(13/16”)
22.2(7/8”) |
Φ78.7
Φ78.7 |
Φ98.4
Φ114.3 |
4
4 |
Φ15.7
Φ22.4 |
|
2” |
150#
300#
600# |
Φ152
Φ156 |
19.1(3/4”)
22.2(7/8”)
25.4(1”) |
Φ92.25
Φ92.25 |
Φ120.7
Φ127 |
4
4 |
Φ19.1
Φ19.1 |
|
3” |
150#
300#
600# |
Φ190
Φ210 |
23.8(15/16”)
28.6(1 1/8”)
31.8(1 1/46”) |
Φ127
Φ127 |
Φ152.4
Φ168.3 |
4
4 |
Φ19.1
Φ22.4 |
注：150#（工作压力为1.97Mpa）,300#（工作压力为5.2Mpa）,600#（工作压力为9.9Mpa）
表3、扁平式远传法兰订货规格表
|
1199PFW型 |
扁平式远传法兰 |
|
|
代号 |
扁平式远传传法兰 |
|
11 |
标准3”，******工作压力，按ANSI法兰耐压等级规定 |
|
|
代号 |
远传法兰膜片材料 |
|
A
B
C |
316L SST
哈氏合金C-276
钽 |
|
|
代号 |
远传法兰材料 |
|
11 |
316SST |
|
1199PFW |
11 |
A |
11 |
←典型型号 |
, , , , , ,
表4、插入式远传法兰订货规格表
|
1199EFW型 |
插入式远传法兰 |
|
|
代号 |
插入筒直径和接部材料 |
|
11
12
13
14 |
3# 316SST 不锈钢
3# 哈氏合金C包镀层不锈钢
4# 316SST 不锈钢
4# 哈氏合金C包镀层不锈钢 |
|
|
代号 |
膜片材料 |
|
A
B
C |
316SST
哈氏合金C
钽 |
|
|
代号 |
插入筒长度 |
|
20
40
60 |
50.8mm
101.6mm
152.4mm |
|
|
代号 |
法兰规格和材料 |
|
A11
A12
A13 |
150#有镀层碳钢，******工作压力=19.7Mpa
300#有镀层碳钢，******工作压力=5.1Mpa
600#有镀层碳钢，******工作压力=9.9Mpa |
|
1199EFW |
11 |
A |
20 |
A11 |
←典型型号 |
|
管道名义尺寸 |
额定工作压力 |
上套法兰的参数 |
插入筒直径mm |
|
外径mm |
厚度mm |
螺孔直径 |
数量 |
螺孔分布直径 |
|
76.2（3”） |
150#
300#
600# |
190(7½”)
210(8¼”)
210(8¼”) |
23.8(15/16”)
28.6(1-1/8”)
31.8（1¼”） |
Φ19.1（0.75”）
Φ22.4（0.85”）
Φ22.4（0.88”） |
4
8
8 |
Φ152.4(76”)
Φ168.3(6-5/8”)
Φ168.3(6-5/4”) |
72.9 |
|
101.6（4”） |
150#
300#
600# |
228.6(9”)
254(10”)
273(10¾) |
23.8(15/16”)
31.8(1¼)
38.1（1½”） |
Φ19.1（0.75”）
Φ22.4（0.88”）
Φ25.4（1.0”） |
8
8
8 |
Φ19.1(7½”)
Φ200 (7-7/8”)
Φ215.9(8½”) |
96.0 |
表5毛细管订货规格表
|
1199CAP型 |
毛细管 |
|
|
代号 |
清洗连接孔 |
|
11
13 |
316SST，内径为Φ0.17mm
316SST，内径为Φ0.17mm |
|
|
代号 |
变送器端配件 |
|
D |
1/2-20unf-2A螺纹 |
|
|
代号 |
毛细管长度 |
|
05
10
15
20
25 |
1.524米
3.804米
4.572米
6.096米
7.620米 |
|
|
代号 |
远传法兰端配件 |
|
A
C |
1/2-20UNF-2A螺纹，适用于RFW,SCW,EFW
1/2-20UNF-2A螺纹，带支撑管，适用于PFE,CTW,UCW |
|
|
代号 |
保护套管 |
|
11
12 |
铠装300SST系列不绣钢
PVC护套，铠装铠装300SST系列不绣钢 |
|
1199CAP |
11 |
D |
15 |
A |
11 |
←典型型号 |
表6远传填充液订货规格表
|
代号 |
远传填充液 |
比重 |
温度稳定范围 |
|
DC200 |
DC200硅油 |
0.934 |
-40～149℃ |
|
DC704 |
DC704硅油 |
1.07 |
15～315℃ |
|
C51734-0001 |
惰性油 |
1.85 |
-40～149℃ |
|
SYL800 |
SYL800硅油 |
0.934 |
-45～177℃ |
|
SYLXLT |
SYLXLT硅油 |
0.85 |
-45～135℃ |
注：测真空是温度极限应降低，不能用于测量真空。
表7化工-T-型远传法兰充液订货规格表
|
1199CTW型 |
化工 T 型远传法兰 |
|
|
代号 |
类型 |
|
11 |
标准，******工作压力为6.89Mpa |
|
|
代号 |
膜片材料和厚度 |
|
|
A
B
C |
316LSST 不锈钢
哈氏合金OE”C-276
钽 |
|
|
|
代号 |
接液法兰材料 |
|
|
|
11 |
316LSST 不锈钢 |
|
1199CTW型 |
11 |
A |
11 |
←典型型号 |
表8管拉式远传法兰
|
1199UCW型 |
管接式远传法兰 |
|
|
代号 |
O型圈材料 |
|
11 |
聚四氟乙稀，最高工作压力13.78Mpa |
|
|
代号 |
膜片材料 |
|
|
A |
316LSST不锈钢 |
|
|
|
代号 |
带螺母接液壳体材料 |
|
|
|
11 |
316SST 不锈钢 |
|
1199UCW型 |
11 |
A |
11 |
←典型型号 |
表9防污染槽罐用铲型远传法兰订货规格表
|
1199SSW型 |
防污染槽罐用销式远传法兰 |
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代号 |
式样 |
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12
14
22
24 |
毛细管结构-伸长50.8mm
配偶结构-伸长50.8mm
毛细管结构-伸长152mm
配偶结构-伸长152mm |
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代号 |
膜片材料/O型圈材料 |
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A |
316LSST不锈钢/乙稀-丙烯橡胶 |
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代号 |
接液壳体材料 |
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11 |
316SST 不锈钢 |
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1199SSW型 |
12 |
A |
11 |
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