智能仪表

智能仪表，智能型电磁流量计采用世界最新技术。利用恒流低频三值矩形波或双频矩形波励磁，既有矩形波磁场的优点，又克服了正弦波磁场的缺点；还可以消除电源电压波动、电源频率变化及励磁线圈阻抗变化所造成的误差；并有极好的零点稳定性和不受流体噪声干扰影响。从而具有高稳定性、高可靠性的特点。

中文名：智能仪表

产品特点：具有自检和自诊断功能

发展方向：智能仪表的稳定性、可靠性

测量原理：法拉第电磁感应定律

1、简介

智能型电磁流量计采用世界最新技术。利用恒流低频三值矩形波或双频矩形波励磁，既有矩形波磁场的优点，又克服了正弦波磁场的缺点；还可以消除电源电压波动、电源频率变化及励磁线圈阻抗变化所造成的误差；并有极好的零点稳定性和不受流体噪声干扰影响。从而具有高稳定性、高可靠性的特点。智能型电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律，智能型电磁流量计由传感器和转换器组成，传感器安装在测量管道上，转换器可以与传感器组合连接在一起称为一体型电磁流量计，转换器被安装在离传感器30米内或100米内的场合，两者间由屏蔽电缆连接称为分离型电磁流量计。智能型电磁流量计传感器主要组成部分是：测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。智能型电磁流量计主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。如水、污水、泥浆、纸浆、各种酸、碱、盐溶液、食品浆液等，智能型电磁流量计广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理，水利建设等领域。

最初的智能仪表被称为自动抄表系统（AMR），远程自动抄表也成为了智能仪表最基本的功能。利用智能仪表的红外线等通信功能，就能够实现自动抄表。这样就不需要工作人员前往现场进行人工抄表，提升了效率，也削减抄表业务的成本。此外，还能够减少人为因素造成的失误，抄表精度得到提升，也使得收益得到提升。之后双向通信的远程操作功能也增加进来，防止非法使用电力/燃气等，因此智能仪表最初被能源行业应用和看好。

2、产品特点

1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；

2、测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低；

3、系列公称通径DN15～DN3000。传感器衬里和电极材料有多种选择；

4、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达1500：1；

5、转换器可与传感器组成一体型或分离型；

6、转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设定方便，编程可靠；

7、流量计为双向测量系统，内装三个积算器：正向总量、反向总量及差值总量；可显示．庄、反流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；

8、转换器采用表面安装技术SMT，具有自检和自诊断功能。

3、如何选型

1、仪表尺寸。即仪表的体积大小，这是个很基本的问题。数显表要装在柜体上，所以要考虑整体的协调性，过大了可能装不下，过小了看不清显示数字，另外，体积大的仪表一般功能扩充性较强，同样功能价格可能会贵，体积小的仪表可能功能扩充性较差。目前数显表面板的国际标准尺寸主要有以下几种：48*24mm；48*48mm；48*96mm；72*72mm；96*96mm；96*48mm；160*80mm。

2、显示位数。这直接关系到数显表的测量精度，一般来讲，显示位数越高，测量更精确，价格也越贵，主要有以下几种：两位(99，特殊);三位(999，极少);三位半(1999，普通数显表占主流);四位(9999，智能数显表占主流);四位半(19999);四又四分之三(3999);五位及五位以上(常见于计数器、累计表和高端仪表)，用户可以根据测量精度要求来选择几位的数显表。

3、输入信号。指直接输入仪表的测量信号，有些工业信号是直接接入仪表测量的，有些信号是经过转化后接入仪表的，必须弄清楚测量信号的性质，否则买去的仪表不能用，甚至损坏仪表及原有设备。要弄清信号类型：电流还是电压，交流还是直流，是脉冲信号还是线性信号等等，还要弄清信号的大小。仪表的名称与输入信号不是同一概念，举几个例子：输入信号是0-75mVdc的电流表(名称是电流表，输入信号却是电压信号，因为电流经过分流器取得电压信号);输入信号是0-10Vdc的转速表(名称是转速表，输入信号却是电压表，因为变频器将转速信号转化成电压信号)。

4、工作电源。所有数显表都需要工作电源，数显表的工作电源主要有：220Vac;110/220Vac;85-265VAC/DC开关电源，24Vdc(一般要订制)，5Vdc(小面板表)。

5、仪表功能。仪表功能一般都是模块化的，可选择的，仪表价格也会随功能不一样而有所差异，数显表主要有以下可选功能：报警功能及报警输出的组数(即继电器动作输出)，馈电电源输出及输出电压的大小及功率，变送输出及变送输出的类型(4-20mA还是0-10V等)，通讯输出及通讯方式和协议(RS485还是RS232，是Modbus还是其他协议)，对于调节控制仪表，可选功能就更多，具体要参照厂家的选型谱选出一个规范的型号，并与厂家沟通并确认无误后才可以订货。

6、几个比较重要的参数要关注一下：测量精度(值越小越精确)、响应速度(值越小响应越快)、工作环境、温度系数(值越小受温度影响越小)、过载能力

7、特殊要求。若用户有特殊要求就应提出来，让厂家确认能否满足要求，千万不能想当然，比如：IP防护等级、高温工作场合、强干扰场合、特殊信号场合、特殊工作方式等等。

其实，数显表选型并不复杂，对于简单的数显表一般买过来就可以用了，对于初次使用或选用功能复杂数显表的用户只要把握了以上几点，也能很好的选购到合适的产品。

4、智能仪表的特点

(1)精度高智能变送器具有较高的精度。利用内装的微处理器，能够实时测量出静压、温度变化对检测元件的影响，通过数据处理，对非线性进行校正，对滞后及复现性进行补偿，使得输出信号更精确。一般情况，精度为最大量程的±0.1%，数字信号可达±0.075%

(2)功能强

智能变送器具有多种复杂的运算功能，依赖内部微处理器和存储器，可以执行开方、温度压力补偿及各种复杂的运算。

(3)测量范围宽

普通变送器的量程比最大为10:1，而智能变送器可达40:1或100:1，迁移量可达1900%和-200%，减少变送器的规格，增强通用性和互换性，给用户带来诸多方便。

(4)通信功能强

智能变送器均可实现手操器进行操作，既可在现场将手操器插到变送器的相应插孔，也可以在控制室将手操器连接到变送器的信号线上，进行零点及量程的调校及变更。有的变送器具有模拟量和数字量两种输出方式(如HART协议)，为实现现场总线通讯奠定了基础。

(5)完善的自诊断功能

通过通信器可以查出变送器自诊断的故障结果信息。

5、未来发展方向

(1)智能仪表的智能化程度有待进一步提高

智能仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度，目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段，但某些特殊工艺及应用场合则对仪表的智能化提出了较高的要求，而当前的智能化理论，如：神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础，这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大气力开发高级智能化的仪表技术。

(2)智能仪表的稳定性、可靠性

有待长期和持续的关注仪表运行的稳定性、可靠性是用户首要关心的问题，智能仪表也不例外，随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场，这需要我们始终把握一个原则：每一项智能新技术的应用有待实践的检验，是否用户有信心和勇气敢于做“第一个吃螃蟹的人”。这就需要安全性、可靠性技术的并行开发。

(3)智能仪表的潜在功能应用有待最大化

目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪表的功能发挥最大化，而更多的只是应用了其总体功能的半数左右，而这一应用现状的主要原因是，控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线的技术优势，这需要仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系，加强长期合作，以短期投资促长期效益，通过建立“智能仪表+现场总线”的控制系统架构，确立优化的投资观念，达成和谐共赢的目标。

(4)继续加大国内智能仪表的开发投入

智能仪表技术及应用还需要经历一个较为漫长的成熟发展期，而对于国内智能仪表技术及产品开发已经面临着更大的挑战，这种局面召唤着国内仪表行业共同探讨智能仪表的发展问题，应对激烈的国际竞争市场，担负仪表产业的历史使命，在日益优厚的国家及*扶持政策下，坚持产、学、研的密切结合，继续加大国内智能仪表的开发投入。

6、拓展

智能仪表的CAN接口设计