[实用新型]现场信号变送器内部供电回路

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用于流量、温度、压力、液位、差压等过程参数测量的现场信号变送器的供电回路。

背景技术

现场信号变送器用于测量工业现场的流量、温度、压力、液位、差压等过程参数，并将上述参数经测量、放大、计算、转换成标准信号传至上位计算机管理系统，供管理控制系统分析、判断、记录、显示、控制之用。

常用的国际标准信号传输为二线制4～20ma电流，电流的大小线性变化代表了被测参数的大小、高低变化，同时该电流还必须完成对变送器本身的供电，由于变送器信号与供电是共线的，因此当无信号时，4ma的电流就应能确保变送器能可靠地工作，已有技术中的现场信号变送器与系统的连接如图1所示。

在图1中，系统向变送器供电，变送器内部供电回路为：变送器输入电压为Vs、电流为4～20ma，该电压、电流经由A/I转换单元向计算单元、放大单元、测量元件供电。

图1所示供电回路存在以下不足：

尽管将变送器内部采用低功耗器件，并通过智能化分时供电等节电措施以降低功耗，但有些变送器在图1所示供电方式下仍然由于功耗大，无法在4ma电流供电下正常工作，因此无法制成满足国际标准4～20ma输出的二线制工业现场信号变送器。

当测量元件用于小信号测量时，由于信号量小、极易受到工业现场其他用电设备的电磁干扰，为了排除干扰，往往需要将测量元件部分在现场接地，但控制室内的计算机管理控制系统为了抗干扰若也采取了接地措施，则由于变送器在电气上与系统相联，由系统供电，变送器在电路上是系统的一个组成部分，是一体的，而变送器端的“地”与系统端的“地”由于接地不好或两地相距很远就会在这两个“地”之间形成不稳定的电位差，形成干扰，使得变送器无法正常工作。

4～20ma二线制模拟量输出变送器的供电通常是由计算机管理控制系统提供的，直流24V，如图1所示。而变送器实际所需工作电压Vs不大于14V，计算机管理控制系统的信号取样电阻为250Ω，4～20ma电流在该电阻上的最大压降为5V。因此在系统直流24V供电时，环路存在有富余电压Vp为6V，已有技术中的变送器并没有利用这一部分富余电压。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种现场信号变送器内部供电回路，通过对其环路富余电压的利用使变送器在环路4ma电流下能够稳定可靠工作，并有效提高其抗干扰能力。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案。

本实用新型现场信号变送器内部供电回路的结构形式是所述现场信号变送器包括测量元件、放大电路、A/I转换单元和计算单元；

本实用新型的结构特点是在系统为所述A/I转换单元和计算单元提供的直流24V供电环路中，串联设置DC/DC转换器，以所述DC/DC转换器为测量元件和放大单元独立供电，并在其供电回路中设置信号隔离及稳压滤波单元。

本实用新型通过设置DC/DC转换器，既从供电环路上取得测量元件和放大电路所需的能量，又将测量元件和放大电路与供电环路在电气上隔离开来，从而实现发明目的。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型将DC/DC转换器串联设置在系统直流24V供电环路中，充分利用了供电环路的富裕电压，但却取得了变送器信号测量、放大单元所需的能量供给，减轻了变送器的计算单元、A/I转换单元的能耗限制，使得绝大部分变送器实现了环路4ma电流即可稳定可靠地工作。

2、被测信号通常是微弱小信号，极易受干扰，其供电电源必须稳定、无干扰。本实用新型中信号测量、放大电路是通过DC/DC单元单独隔离供电的，不受工业现场对变送器、变送器传输线的干扰影响。因为干扰无法通过DC/DC转换器到达测量、放大单元。

3、本实用新型中当测量元件部分必须接地时，由于变送器的信号测量、放大电路部分与系统4～20ma环路部分在电气上隔离的，是两个独立的电路系统，这样即使系统端接地，也不会由于测量元件接的“地”与系统端接的“地”有电位差造成干扰。

附图说明

图1为已有技术结构示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为本实用新型另一实施方式结构示意图。

以下通过具体实施方式，结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图2，本实施例按常规设置计算机管理控制系统和变送器，其中，变送器单元设置包括按常规设置的计算单元、A/I转换单元、放大单元和现场测量元件。