本文安全儀表系統(tǒng)單晶硅壓力變送器設計探討資料由優(yōu)質變送器生產(chǎn)報價廠家為您提供。

LEEG單晶硅壓力變送器是上海李哥儀器單晶硅壓阻技術原理流程工業(yè)的縮寫壓力變送器，單晶硅為安全儀表系統(tǒng)(sis) 壓力變送器稱為安全相關單晶硅壓力變送器。長期以來，安全關聯(lián)度壓力變送器在中國發(fā)展緩慢，國內石油化工領域的安全儀表系統(tǒng)幾乎沒有安裝和使用。近年來，隨著國內各廠商對單晶硅壓阻技術壓力變送器的突破，滿足了石化行業(yè)用戶的基本要求。國內單晶硅壓力變送器已經(jīng)逐步進入石化行業(yè)和其他流程工業(yè)市場?，F(xiàn)在，安全相關的單晶硅壓力變送器的設計和制造已經(jīng)成為國內廠商新的突破方向。

國家化工安全儀表系統(tǒng)管理指導意見

國家安全監(jiān)管總局發(fā)布了《關于加強化學安全儀表系統(tǒng)管理的指導意見》，其中充分認識到加強化學安全儀表系統(tǒng)管理的重要性:化學安全儀表系統(tǒng)包括安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、有毒有害氣體、可燃氣體和火災探測及保護系統(tǒng)。安全儀表系統(tǒng)獨立于過程控制系統(tǒng)(如分散控制系統(tǒng)等)。)并且在正常生產(chǎn)期間處于休眠或靜態(tài)狀態(tài)。一旦生產(chǎn)設備或設施處于可能導致安全事故的情況下，它可以立即準確地采取行動，使生產(chǎn)過程安全地停止運行或自動導致預定的安全狀態(tài)。它必須具有高可靠性(即功能安全性)和標準化的維護和管理。安全儀表系統(tǒng)的故障往往會導致嚴重的安全事故。近年來，發(fā)達國家發(fā)生的重大化學(危險化學品)事故大多與安全儀表故障或設置不當有關。根據(jù)安全儀表功能失效造成的后果和風險，安全儀表功能分為不同的安全完整性等級(SIL4，最高等級為4)。不同等級的安全儀表電路在設計、制造、安裝、調試和運行維護方面有不同的技術要求。還需要從源頭上加快新建項目安全儀表系統(tǒng)管理的標準化:從2016年1月1日起，大型和外商獨資合資企業(yè)等有資質的化工企業(yè)在建設“兩個優(yōu)先、一個重點”的新化工廠和危險化學品儲存設施時，應按照本指導意見的要求，設計符合相關標準和規(guī)定的安全儀表系統(tǒng)。從2018年1月1日起，所有涉及“兩個優(yōu)先、一個主要”的新化工廠和危險化學品儲存設施應設計符合要求的安全儀表系統(tǒng)。從2020年1月1日起，其他新建化工廠和危險化學品儲存設施的安全儀表系統(tǒng)應符合相關功能安全標準，并設計滿足要求的安全儀表系統(tǒng)。壓力變送器是安全儀表系統(tǒng)之一，也是重要成員。安全儀表系統(tǒng)的安全相關性壓力變送器本地化對于掌握核心技術、降低成本、在中小企業(yè)推廣安全儀表系統(tǒng)的安裝和使用、實現(xiàn)整體化學品安全具有重要意義。

安全來自設計。

國內安全儀表系統(tǒng)專家曾經(jīng)說過，“安全相關系統(tǒng)的故障控制思想是內在化的，所有可能導致故障的問題都將作為我自己的問題來解決。這就像是在練習，看不到人們走過，只看到你自己?！鄙虾＠罡缫浴鞍踩谝弧睘楹诵膬r值觀，以“安全源于設計”的理念指導工作，深刻理解并堅持“誰也不放過，只有自己是錯的”。這也是LEEG單晶硅壓力變送器的品牌使命。

LEEG單晶硅壓阻技術壓力變送器

設計指南

安全相關的LEEG單晶硅壓力變送器設計指南可以概括為確保壓力測量功能在任何情況下的正常運行。單晶硅壓力變送器由傳感器模塊、傳輸模塊、瞬態(tài)電阻終端模塊、操作軟件、過程連接、電氣保護外殼等硬件組成，也可視為硬件和軟件。實現(xiàn)安全相關產(chǎn)品的目標安全完整性水平，在于在安全相關產(chǎn)品的開發(fā)過程中，使其硬件安全完整性水平和軟件安全完整性水平達到目標安全完整性水平，即在設計和開發(fā)過程中，采取一些措施和手段來減少隨機硬件故障中不可診斷的危險故障的份額，并采取一些措施和手段來避免和控制產(chǎn)品在開發(fā)過程中引入的系統(tǒng)故障。

故障安全原則

故障安全原則，當安全相關系統(tǒng)由于內部或外部原因而發(fā)生故障時，受保護對象應按照預定順序達到安全狀態(tài)，這就是故障安全原則。在采用故障控制方法之前，我們認為首先要考慮的是壓力變送器的故障安全原則，這相當于安排壓力變送器工作時可能出現(xiàn)的最壞情況處理措施，使被保護對象能夠按照預定的順序達到安全狀態(tài)，避免整個系統(tǒng)出現(xiàn)最壞情況，然后不斷測試和改進故障控制方法，鞏固壓力變送器的安全相關性能。當安全相關壓力變送器故障時，信號輸出為3.6毫安< 1≤3.8毫安或21.5毫安≥1 > 20.5毫安，安全狀態(tài)為斷電狀態(tài)。

控制失敗方法

壓力變送器的故障可分為壓力變送器自身、工藝連接和電氣連接，以及管網(wǎng)儲罐周圍環(huán)境。故障情況來自現(xiàn)場不同的工作條件壓力變送器使用反饋?？刂剖У姆椒▉碓从谑嗄戡F(xiàn)場經(jīng)驗的總結，以及參考標準和相關行業(yè)的解決方案。對于壓力變送器本身，具有表壓類型安全相關壓力變送器的傳感器模塊采用高壓軸承電氣連接和側基準端壓力入口。即使壓力變送器隔膜發(fā)生故障，也能避免工藝介質進入電氣保護殼引起的其他事故，隔膜狀態(tài)監(jiān)測能及時發(fā)現(xiàn)損壞并報警，以便工作人員及時處理故障；壓敏元件是由單晶硅制成的彈性體，對壓力高度敏感，這意味著它不能抵抗高過載壓力沖擊。敏感元件的損壞將導致壓力變送器無法正常工作。特別是，增加了一個中央隔膜來保護壓力沖擊和監(jiān)控敏感元件的狀態(tài)。測量差壓時，選擇多變量傳感器，集成差壓、靜態(tài)壓力(表壓和絕對壓力)和溫度敏感元件。原則上，單個差壓敏感元件不能測量靜壓的變化，因此選擇多變量傳感器來實現(xiàn)對靜壓的實時監(jiān)測。傳輸模塊還為每個組件子模塊增加了周期性和連續(xù)的監(jiān)測，包括只讀存儲器、隨機存儲器和只讀存儲器的數(shù)據(jù)，并定期監(jiān)測傳感器和傳輸模塊的綜合溫度值、液晶顯示模塊的狀態(tài)、溫度和壓力的補償以及測量值的變化等。通過內置的看門狗監(jiān)控軟件。累計壓力變送器的工作時間，以驗證變速器模塊和傳感器的可靠性，并作為系統(tǒng)校準周期的參考。

安裝、使用和周圍環(huán)境影響

對于壓力變送器的工藝連接和電氣連接，對電源線和信號線進行監(jiān)控，包括電子線路的連接、端子和電源狀態(tài)，可以監(jiān)控壓力變送器供電設備的狀態(tài)，避免大規(guī)模故障狀態(tài)的發(fā)生。壓力變送器對于壓力測量，通常使用壓力管，它可以冷卻和緩沖壓力。常規(guī)壓力變送器可以直接測量管道的高溫。如果被灰塵、顆粒和雜質堵塞，有時壓力無法傳遞或造成壓力沖擊損壞壓力變送器。還有加工行業(yè)使用的壓力變送器工廠管網(wǎng)、罐區(qū)和各種反應裝置，適用于易燃易爆危險環(huán)境。一些壓力變送器將安裝在電氣保護箱中，更多壓力變送器將直接暴露在周圍環(huán)境中。面對自然風雨天氣，隔爆型電氣保護外殼正在安裝電氣保護管并打開保護蓋。如果重新密封不嚴格，可能導致進水或防火保護不符合要求；管網(wǎng)中的壓力脈動會導致壓力沖擊，這不僅會導致壓力變送器傳感器部分損壞，而且在嚴重情況下還會導致管道破裂導致泄漏事故。安全相關壓力變送器內置壓力極限記錄器可記錄瞬時壓力峰值和出現(xiàn)頻率，并可用于監(jiān)控管道介質的流動狀態(tài)。

安全功能

安全相關壓力變送器核心是確保壓力測量安全功能的實現(xiàn)，即精確測量過程壓力的微小變化，是一種接近實時的精確測量輸出，讓用戶通過壓力測量了解生產(chǎn)設備的真實運行情況。例如，差壓變送器用于監(jiān)測鍋爐爐膛的微差壓力，可以監(jiān)測火焰狀態(tài)，通過壓力損失發(fā)現(xiàn)工藝管道泄漏。安全相關壓力變送器實際上要求高壓力測量精度、快速響應和長期可靠性，這正是LEEG單晶硅壓力變送器的特點。其壓力測量核心為單晶硅壓敏元件，靈敏度高，磁滯和蠕變最小，機械穩(wěn)定性好。單晶硅敏感元件位于傳感器模塊的金屬體的頂部，遠離介質接觸面。實現(xiàn)了機械隔離和熱隔離，集成玻璃燒結的傳感器引線實現(xiàn)了與金屬基體的高強度電絕緣，提高了電子電路的柔性和瞬態(tài)電壓保護能力。單晶硅壓力傳感器模塊的這些原始封裝技術保證了單晶硅壓力變送器能夠從容應對復雜的化學場合和機械負載，并具有很強的抗電磁干擾能力，足以應對惡劣的工業(yè)環(huán)境應用。壓力測量精度達到0.05%高精度，響應時間小于100毫秒

安全相關壓力變送器選擇

此外，我們還需要考慮DCS系統(tǒng)的常規(guī)壓力變送器型選擇，如工藝介質:介質形狀、溫度、極限壓力范圍等。，以及強酸、強堿、雜質、塵粒、易凝固和結晶等。，以及一些特殊的介質，如氧氣、氫氣等。，氧氣需要考慮合適的禁油和充液類型，氫氣在高溫高壓下會發(fā)生氫滲透，因此需要采用鍍金的測量膜片。另一個問題是工廠所在地的氣候和環(huán)境的影響，例如南方的雷暴天氣和北方的極端寒冷天氣的保護措施。一般來說，安全相關壓力變送器不僅要考慮常規(guī)壓力變送器的選擇，還要考慮安全功能的實現(xiàn)。

摘要

安全相關壓力變送器的設計指導思想是確保壓力測量功能在任何情況下都能正常運行。然而，首先要考慮的是壓力變送器的故障安全原則，這相當于安排在壓力變送器工作時可能發(fā)生的最壞情況處理措施，使得被保護對象能夠按照預定順序到達安全狀態(tài)，避免整個系統(tǒng)的最壞情況，并通過不斷測試和改進控制失效方法來提高壓力變送器的功能安全性能。

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