隔離器在制造行業(yè)中的應(yīng)用測量技術(shù)方面取得進展

　　信號隔離器至今已有將近50年的歷史，早期的信號隔離器都是采用變壓器隔離方式，即使它的性能穩(wěn)定，壽命長，帶負載能力強，隔離強度高，但是由于變壓隔離器電路復雜，制作工藝要求高，同時體積較大，安裝不便，漸漸的被現(xiàn)在的光電式隔離器以及電磁式隔離器所取代。特點：性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，而且線路簡單，成本低廉，但相對于變壓器隔離方式壽命略短。

　　應(yīng)用：信號在傳輸過程中會遇到各種各樣的干擾，為保證信號穩(wěn)定，會使用隔離器來進行隔絕干擾，避免信號的失真。在油田、石化、制造、電力、冶金等行業(yè)的重大工程中有著廣泛應(yīng)用。

　　隔離器的原理:

　　隔離器顧名思義主要的功能就是實現(xiàn)信號的隔離，將輸入的信號通過半導體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進行解調(diào)變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理，保證變換后的信號、電源、地之間絕對獨立，提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。

　　1. 消除接地環(huán)路影響

　　由于儀表和設(shè)備之間的信號參考點之間存在電勢差，這兩者之間就會形成接地環(huán)路，往往會產(chǎn)生干擾，導致信號傳輸過程中失真，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運行，"接地環(huán)路"問題是在系統(tǒng)信號處理過程中必須解決的問題。

　　解決"接地環(huán)路"的方法根據(jù)理論和實踐分析，有三種解決方案：

　　第一種方案

　　所有現(xiàn)場設(shè)備不接地，使所有過程環(huán)路只有一個接地點，不能形成回路，這種方法看似簡單，但在實際應(yīng)用中往往很難實現(xiàn)，因為某些設(shè)備要求必須接地才能保證測量精度或確保人身安全，某些設(shè)備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點。

　　第二種方案

　　使兩接地點的電勢相同，但由于接地點的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響，這種方案其實在實際中無法完全做到。

　　第三種方案

　　在各個過程環(huán)路中使用信號隔離方法，斷開過程環(huán)路，同時又不影響過程信號的正常傳輸，從而徹底解決接地環(huán)路問題。

　　參考上述的對比，利用隔離器消除接地環(huán)路是最簡單粗暴卻最有效果的方式。

　　2. 消除高頻電磁干擾

　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中實現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號;既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間信號傳輸互相干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作，消除電磁干擾可保證信號的穩(wěn)定。

　　圖

　　3. 解決設(shè)備之前信號不匹配問題

　　兩個需要通道信號連接的設(shè)備，但是由于信號輸出類型和接受信號的不同造成的無法正常連接，這個時候就可以使用信號隔離器實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。

　　圖

　　4. 一路信號分配為多路信號

　　在一些場合我們需要將信號輸送給多個系統(tǒng)，比如控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，這時候就可以選擇隔離器的一進多出的功能來實現(xiàn)，既保證現(xiàn)場的信號分配，又可以做到信號隔離，簡單方便卻又不失水準。

　　隔離器的注意事項

　　1.輸出的帶載能力

　　產(chǎn)品選型技術(shù)參數(shù)表中都會標注各種輸出類型的帶載電阻，比如4-20MA輸出的帶載電阻小等于480歐姆，表示接受設(shè)備的輸入阻抗不能大于480歐姆，若阻抗大于480歐姆就會出現(xiàn)輸出被拉低等異�，F(xiàn)象。比如一個閥門輸入阻抗是500歐姆，隔離器的輸出帶載能力是小等于480歐，實際應(yīng)用時就會出現(xiàn)閥門開度始終到達不了100%。

　　2.輸出的傳輸距離

　　實際上隔離器輸出的傳輸距離與輸出的帶載能力是息息相關(guān)的，導線阻抗+接受設(shè)備的輸入阻抗不大于輸出的帶載電阻，那么理論上輸出就不會出現(xiàn)問題，設(shè)備的輸入阻抗是恒定的，變化的阻抗就是連接線的電阻，線的電阻取決于導線材質(zhì)與截面積等因素。

　　3.智能隔離器與模擬隔離器的區(qū)別

　　智能隔離器可通過編程器或上位機等手段任意改變輸入類型與測量量程等參數(shù)；模擬隔離器是通過硬件電路配比實現(xiàn)測量量程的變化，可通過可調(diào)電阻對輸入與輸出的量程進行微調(diào)。

　　4.響應(yīng)時間

　　響應(yīng)時間是指產(chǎn)品的輸入量發(fā)生變化到產(chǎn)品的輸出量正確的將變化量反映的輸出上的時間。響應(yīng)時間越短，就能夠越真實的正確反映出輸入量的變化，有效的監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程。在選擇隔離器時響應(yīng)時間要求越短越好。用戶在選用時應(yīng)該選用響應(yīng)時間小的產(chǎn)品。

　　5.溫度漂移

　　溫度漂移是由于隔離器工作時產(chǎn)生熱量，導致隔離器內(nèi)所使用的電子元器件性能指標下降造成隔離器的輸出值發(fā)生變化。選擇隔離器時應(yīng)要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移，用戶在選用時應(yīng)該選用溫度漂移小的產(chǎn)品。

　　6.若隔離器的功耗大，在隔離器工作時產(chǎn)生的熱量就大，造成隔離器殼體內(nèi)的溫度高。組成隔離器的電子元器件長期的處于高溫環(huán)境下，會導致運算放大器參數(shù)蛻變﹑電阻阻值變化﹑電容漏電增大等。功耗是指隔離器工作時所消耗的電能。它涉及到產(chǎn)品在工作時的發(fā)熱量，這個參數(shù)與隔離器的使用壽命、可靠性和隔離器的外形、安裝方式都有密切的關(guān)系。在選用隔離器時應(yīng)選擇功耗低的產(chǎn)品。

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