In Prozessindustrien wie der Petrochemie, der Stromerzeugung, der Wasseraufbereitung und der Kohlechemie ist die Druckmessung ein grundlegender Bestandteil der Prozesssteuerung, der Sicherheitsverriegelungssysteme,und MaterialmessungDie Genauigkeit, langfristige Stabilität und die Anpassungsfähigkeit von Messgeräten bestimmen unmittelbar die Effizienz- und Sicherheitsstandards der Anlagen.
Mit Hilfe der digitalen DPharp-Erfassungstechnologie mit einem Kristall Siliziumresonant sind der Yokogawa EJA510E (Absolute-Druck-Sender) und der EJA530E (Druckmess-Sender) ausgereift.Hochleistungsgeräte, die unterschiedlichen Anforderungen entsprechen, einschließlich breiter Messbereiche, mehrerer Kommunikationsprotokolle, explosionssicherer Sicherheit und stabilem Langzeitbetrieb.
Kernbetriebsprinzip: Einkristall-Silikon-Resonanz-Digitalsensorik
Im Herzen des EJA510E/EJA530E befindet sich ein einzelkristalliner Silizium-Resonanzsensor, der mit MEMS-Technologie hergestellt wurde.Diese Technologie liefert ein natives digitales Signal, wodurch die Umwandlungsfehler an der Quelle minimiert werden.
Struktur des Sensorchips
Der einzelkristalline Siliziumchip enthält zwei identische H-förmige Resonanzstrahlen, die in einer Mikrovakuumhöhle versiegelt sind.Isolieren Sie sie von der Füllflüssigkeit (Siliconöl) und beseitigen Sie die LuftdämpfungsstörungenIn einem konstanten Magnetfeld bilden die Resonanzstrahlen mit interner Elektronik einen selbst erregten Schwingungskreis, der eine kontinuierliche Hochfrequenzschwingung aufrechterhält.
Logik zur Umwandlung von Drucksignalen
Der Prozessdruck wird über das Membran und die Füllflüssigkeit auf das einkristalline Siliziumsubstrat übertragen, wodurch sich der Siliziumchip verformt: Der zentrale Resonanzstrahl wird komprimiert,Die Schwingungsfrequenz verringert sich., während der periphere Resonanzstrahl einer Spannung unterliegt, die seine Schwingungsfrequenz erhöht.Die beiden Resonanzstrahlen erzeugen einen Frequenzunterschied, der genau und linear dem gemessenen Druck entspricht. Signalverarbeitung und Ausgabe
Der Chip verfügt über eingebaute Speicherparameter für Temperatur, statischen Druck und Linearitätskorrektur.Die CPU führt Echtzeitkompensationsberechnungen anhand von Frequenzunterschieden durch und wandelt das Ergebnis in ein standardisiertes 4 ‰ 20 mA Gleichstrom-Analogsignal umGleichzeitig werden digitale Kommunikationssignale (HART, BRAIN, FF oder PA) auf die analoge Schleife überlagert, wodurch Remote-Lese-/Schreibfunktionen und Parameterkonfiguration ermöglicht werden.
Ein eingebauter Selbstdiagnosemekanismus
Ausgestattet mit dem Umkehrverifizierungs-Algorithmus "Back-Check", überprüft das Gerät die Sensordaten während der Ausgabe des Signals umgekehrt.Dies ermöglicht die Echtzeit-Erkennung von Sensordrahtbrüchen und Hardwarefehlern, wodurch die durch Mangel an Druckänderungen verursachten Fehlauswirkungen beseitigt und die Zuverlässigkeit der Fehlerwarnungen erheblich verbessert werden.
Haupteigenschaften und technische Vorteile des Produkts
(I) Ultraschwere Messgenauigkeit und Langzeitstabilität
- Auswählbare Hochpräzisionsstufen
Standardmodelle bieten eine Referenzgenauigkeit von bis zu ±0,055%, während optionale Hochpräzisionsversionen (HAC-Code) ±0,04% erreichen.und die Wiederholbarkeit sind über den gesamten Bereich streng kontrolliertDas Gerät umfasst vier Kapselspezifikationen (A, B, C und D) von 10 kPa bis 50 MPa, wobei eine erweiterte Reichweite (/HG) für Hochdruckanwendungen bis 70 MPa verfügbar ist.
- Aussergewöhnliche langfristige Stabilität
EJA530E (Gänge-Druck): Drift von ±0,1% URL über 7 Jahre; EJA510E (Absolute Druck): Drift von ±0,2% URL über 7 Jahre.Dies reduziert die Häufigkeit der jährlichen Kalibrierungen erheblich und senkt die Betriebs- und Wartungskosten..
- Starke Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse
Temperaturwirkung: Der Wärmedriftwert für alle Spezifikationen der Kapseln wird innerhalb von ± 0,15% der Spannweite + 0,15% der URL kontrolliert;
Schwingungsbeständigkeit: entspricht den Schwingungsnormen der IEC 60770-1; die Ausgangsfluktuation bleibt < 0,1% der URL bei hohen und niedrigen Schwingungsbedingungen;
Installation Nullpunktverschiebung: Eine Neigung von 90° führt zu einer Nullpunktverschiebung von nur 0,21 kPa, die durch eine Null-Anpassung vor Ort mit einer Berührung beseitigt werden kann.
(II) Intelligente Kommunikation mit mehreren Protokollen, kompatibel mit Steuerungssystemen für alle Szenarien
Das Produkt unterstützt vier wichtige industrielle Kommunikationsprotokolle, die sowohl traditionelle analoge Systeme als auch digitale Busplattformen unterstützen:
- 4·20 mA + HART/BRAIN (Standardwahl)
Zwei-Draht-Schleifenbetrieb; analoge Ausgabe von 3,6 ∼ 21,6 mA mit überlagener digitaler Kommunikation; Mindestbetriebsspannung von 16,6 VDC; unterstützt die Fernkonfiguration von Reichweite, Dämpfung,und Alarmparameter über einen Handkommunikator; entspricht den NAMUR-Standards NE43 (Code C2/C3) für die Ausgabe von Störungen und ermöglicht eine Anpassung der Höchst-/Niedriggrenze bei Störungen (3,2 mA Niedrigwarnsignal / 21,6 mA Hochwarnsignal).
- 1 ̊5 V Niedrigleistungs-HART (Code Q)
Drei-/Vier-Draht-Konfiguration; Stromverbrauch bis zu 27 mW; geeignet für batteriebetriebene und unbemannte Fernüberwachungspunkte.
- FF Fieldbus und PROFIBUS PA
Reine digitale Busarchitektur; geeignet für intelligente Fabriken und volldigitale DCS-Systeme; unterstützt mehrfache Datenübertragung und Gerätevermögensverwaltung.
(iii) Umfassende Sicherheitszertifizierungen für weltweite Sprengsicherheitsnormen
- Zertifizierung der funktionalen Sicherheit (SIL)
Mit Ausnahme der FF/PA-Bus-Versionen erfüllen die einzelnen Einheiten die Sicherheitsniveaus SIL2, wobei redundante Konfigurationen SIL3 erreichen; sie entsprechen den Normen der IEC 61508;für Sicherheitsinstrumenten (SIS) geeignet.
- Umfassende Explosionssicherheitsqualifikationen für verschiedene Regionen
Einbezieht die Zertifizierungen NEPSI (China), ATEX (EU), FM/CSA (Nordamerika) und IECEx (International); unterstützt Explosionssicherheit (Ex d), intrinsische Sicherheit (Ex ia),und funkenfreie Schutztypen (Ex ic); Temperaturklassen von T4 bis T6; geeignet für gefährliche Umgebungen der Zonen 0, 1 und 2 in der Öl- und Gasindustrie sowie in der chemischen Industrie.
- Schutz und Struktursicherheit
Eintrittsschutz von IP66/IP67 und NEMA 4X; Verstärkergehäuse in gegossenem Aluminium oder Edelstahl erhältlich; nassige Teile unterstützen 316L, Hastelloy C-276 und vergoldete Membranen (/A1,für die Wasserstoffdurchlässigkeitsbeständigkeit), geeignet für Korrosionsmedien und Risiken bei Wasserstoffbrüchigwerden; ist gegen sofortige Drücke bis zu 132 MPa beständig; mehrstufiger Überdruckschutz verhindert Schäden an der Membran.
(IV) Bequeme Konfiguration und Wartung
- Lokalbetrieb
Ein optionales 5-stelliges LCD-Display zeigt in Echtzeit Druckprozentsatz und Maschinendruckwerte an. Das Gerät ist mit einer Nullschraube und einem Bereichsschalter ausgestattet.die Änderung des LRV/URV vor Ort und die Dämpfungszeit (softwareverstellbar ab 0.00 bis 100s) ohne Handkommunikator.
- Umfassende Selbstdiagnose
Echtzeitüberwachung umfasst CPU-Hardware, Membrantemperatur, Druckgrenzverstöße und Parameterkonfigurationsfehler.mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm,.
- Flexible Reichweitenkonfiguration
Unterstützt die Einstellung des umgekehrten Bereichs (LRV > URV) und die Quadratwurzel-Ausgabe für die Durchflussmessung.mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen von mehr als 10 GHT.
(V) Anpassungsfähigkeit an verschiedene Betriebsbedingungen
- Temperaturbereich
Umgebungstemperaturbereich: -40 bis 85 °C (ohne Bildschirm) oder -30 bis 80 °C (mit LCD-Display); Prozessmitteltemperatur: -40 bis 120 °C;optionale O-Ringe aus Fluorkautschuk/HE verlängern die Temperaturgrenze auf -15°C.
- Mittlere Verträglichkeit
Als Füllflüssigkeit können Standardsilikonöl oder fluoriertes Öl (/K3) verwendet werden.O-Ring-Materialien umfassen Nitrilkautschuk und Fluorkautschuk, um sauren/alkalen Medien und hochtemperaturen Dampf standzuhalten.
- Leichte und robuste Struktur
Das Grundgewicht liegt zwischen 1,2 und 1,4 kg; unterstützt eine 2-Zoll-Rohrhalterung oder Wandmontage.mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
Wichtige Erwägungen bei der Auswahl des Modells, der Installation und der Betriebs- und Betriebssicherung
(I) Modellwahl und Abgleichpunkte
- Modellunterscheidung
Der EJA510E ist ein Absolute-Druck-Transmitter (Messung im absoluten Vakuum), geeignet für hochpräzise Messungen im Vakuum, bei Negativdruck und bei atmosphärischem Druck.Der EJA530E ist ein Messdruckmessgerät (referentierender Luftdruck), verwendet für die routinemäßige Drucküberwachung in Rohrleitungen und Speichertanks; die beiden sind nicht austauschbar.
- Abgleich der Kapselbereiche
Auswahl der Kapsel A, B, C oder D auf der Grundlage des tatsächlichen Prozessdrucks; Langzeitbetrieb über 80% der oberen Grenzwerte ist streng verboten.die Option /HG Hochdruck ist obligatorisch, der einen maximalen Arbeitsdruck von 70 MPa zulässt.
- Durchschnittliche und materielle Vereinbarkeit
Für stark ätzende Medien (Salzsäure, Schwefelwasserstoff, Natriumhypochlorit, Hochtemperaturdampf) werden Hastelloy-Diaphragmen bevorzugt.Für wasserstoffhaltige Medien in Kohlekemikalien- oder Hydrierungseinheiten, ist die Option der vergoldeten Membran /A1 erforderlich, um Wasserstoffdurchdringung zu verhindern. Für Sauerstoff- oder hochreine Medien wählen Sie die Ölfreie/degreasierte Behandlung /K1.
- Übereinstimmung der Explosionssicherheitsspezifikationen
Für inländische Gefahrenzonen sind die NEPSI NS21 (intrinsisch sicher) oder die NF2 (flammbeständig) Einstufungen zu bevorzugen; für Exportprojekte sind nach Bedarf ATEX-, FM- oder IECEx-Zertifizierungen auszuwählen;bei der Überprüfung der Grenzwerte für die Umgebungstemperatur und die Prozesstemperatur (e.z.B. T6 erlaubt eine maximale mittlere Temperatur von 85°C).
(II) Standards für die Anbringung im Feld
- Anlageorientierung
Das Drehen der Membranfläche parallel zum Horizont führt zu keiner Nullpunktverschiebung; eine senkrechte Neigung von 90° führt jedoch zu einer festen Nullpunktverschiebung,die nach der Installation eine Feld-Null-Anpassung erfordern.
- Stromversorgung und Belastungsmatching (4 ̇20 mA HART-Typ)
Stromversorgungsspannungsbereich: 10,5 ∼ 42 VDC; die Obergrenze beträgt 32 VDC, wenn ein Blitzschutzgerät installiert ist, und 30 VDC für intrinsisch sichere Modelle.Der Belastungswiderstand muss zwischen 250 und 600 Ω gehalten werden.Die Schleifenwiderstände entsprechen der Formel R = (E - 10,5) / 0.0244.
- Temperatur- und Druckbeschränkungen
Das Modell EJA510E unterliegt einer Temperatur-Druck-Grenzkürbe: Bei niedrigen Temperaturen (< 80°C) beträgt der minimale Betriebsdruck 0,013 kPa.der Mindestbetriebsdruck steigt parallel zur TemperaturDie Auswahl für Vakuumanwendungen erfordert eine strikte Einhaltung der Temperatur-Druck-Kurvenkarte.
- Anforderungen an die elektrische Verkabelung
Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Routing in den Bereichen Stromversorgung und Signalterminal und herstellung einer zuverlässigen Verbindung zum Erdungsterminal.für Modelle mit geringer Leistung von 1 ‰ 5 V, muss die Lastimpedanz ≥ 1 MΩ betragen, um zu verhindern, dass der Spannungsabfall der Kabel die Genauigkeit beeinträchtigt.
(III) Routinewartung und Fehlerbehebung
- Einstellungen für Dämpfungsparameter
Bei starken Prozessflüssigkeitsschwankungen kann die Softwaredämpfung erhöht werden, um den Ausgangs jitter zu unterdrücken; eine erhöhte Dämpfung verlängert jedoch die Reaktionszeit (Basisreaktion: 90 ms).Für Anwendungen, die eine schnelle Anpassung der Durchflussmenge erfordern, wird eine Dämpfung von ≤ 2 Sekunden empfohlen.
- Ausgangskonfiguration bei Ausfall
Die Standardeinstellung für den Ausfall ist "Hoch" (≥ 21,6 mA); wenn die Anforderungen an die Prozesssicherheit einen Alarm "Low" vorschreiben, ist der zusätzliche Code /C1 anzugeben.Ausgangsgrenzwerte C2 oder C3 müssen ausgewählt werden..
- Kalibrierzyklus
Die Kalibrierung erfolgt einmal jährlich für Standardanwendungen; eine Kalibrierung alle sechs Monate wird für hochpräzise Mess- und SIS-Sicherheitsverriegelungssysteme empfohlen.Die 7-jährige Langzeitstabilitätsspezifikation stellt nur die theoretische Obergrenze der Drift dar und ersetzt nicht die Notwendigkeit einer regelmäßigen Überprüfung..
- Verbotene Tätigkeiten
Das Diaphragma darf nicht Schlägen ausgesetzt werden, die die Grenzwerte für den sofortigen Druck übersteigen (30 MPa für A/B/C-Kapseln; 132 MPa für D-Kapseln).
Bei explosionssicheren Modellen, die von Natur aus sicher sind, ist der unbefugte Austausch nicht zertifizierter elektrischer Bauteile strengstens untersagt.
Modelle, die mit fluorisiertem Öl gefüllt sind, dürfen nicht mit Prozessflüssigkeiten bei anhaltenden Temperaturen von mehr als 80 °C verwendet werden.
Yokogawa EJA530E Kabeldiagramm
Typische Anwendungen in der Industrie
- Petrochemie / Kohlekemie
EJA510E Absolute Druckübertrager: Vakuumüberwachung für Destillationssäulen und Vakuumsysteme für Vergaser; absolute Druckmessung für Vakuumspeicher;Vergoldete Membranversion, geeignet für Hydrierung und Kohlenstoff-Wasserstoff-Anlagen, resistent gegen Wasserstoffdurchdringung.
EJA530E Messdruckübertrager: mittlerer Druck in der Rohrleitung; Überwachung des atmosphärischen/mittleren Drucks für Reaktoren; Differenzdruck des Wärmetauschers; Verriegelung des Einlassdrucks des Sicherheitsventils.
SIL2-Zertifizierung für den Einsatz in Notschaltschließschlössern des SIS (Safety Instrumented System), die eine sichere Produktion unter hohem Druck und hohen Temperaturen gewährleisten.
- Energiewirtschaft (Wärmeenergie / Neue Energie)
Druckmessung für Kesseltrommeln, Dampfleitungen und Kondensationssysteme; EJA510E zur Überwachung des absoluten Drucks in Vakuumkondensatoren;Überwachung des Rauchgasdrucks in Denitrifizierungs- und Entschwefelungsrohren, kompatibel mit hochtemperaturen und schwefelhaltigen ätzenden Medien.
- Wasseraufbereitung und städtische Wasserversorgung
Überwachung des Differenzdrucks zwischen den Ein-/Ausgängen der Wasseranlagenfilter, den Niveaus der Klarwasserbehälter (durch Druck) und dem Versorgungsdruck des Verteilnetzes;Messung des Luftdrucks in Belüftungstanks in Abwasseranlagen■ IP67-Schutz für feuchte Außenräume.
- Arzneimittel, Feinchemikalien und Lebensmittelverarbeitung
Druckmessung für hochreine Rohstoffspeicher und sterile Rohrleitungen; ölfreie (K1) und mit Fluoröl gefüllte (K3) Versionen, geeignet für ölfreie,saubere Betriebsbedingungen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie; Modelle mit niedriger Leistung von 1 ‰ 5 V für unbemannte Überwachung an entfernten Reinwasserstationen.
- Erdgas- und Öl-/Gasfernleitungen
Überwachung des Drucks in den Leitungen an den Stationen und des Drucks nachgelagert an den Druckregelventilen; Zertifizierung für intrinsische Sicherheit (Ex ia) für gefährliche Außenumgebungen;HART-Kommunikation unterstützt die Fernverwaltung von Geräten, die Häufigkeit der Vor-Ort-Kontrollen zu reduzieren.
- Laboratorien und Vakuumausrüstung
EJA510E Absolute-Druck-Sender für die präzise Messung des absoluten Drucks in Hochvakuumkammern und Vakuumbeschichtungsanlagen;"A"-Kapsel (kleinster Bereich) erfüllt die Anforderungen für Mikrovakuummessungen.
Produktübersicht
Angetrieben von Yokogawa's proprietärer DPharp-Single-Crystal Silizium-Resonanz-Sensor-Technologie,Die Serie EJA510E/EJA530E bietet eine integrierte Druckmesslösung mit hoher Genauigkeit, langfristige Stabilität, umfassende Kommunikationsfähigkeiten, hohe Sicherheitsstandards und Anpassungsfähigkeit an eine Vielzahl von Betriebsbedingungen:
- Technische:Native digitale Sensing eliminiert analoge Umwandlungsfehler; eingebaute Kompensation für Temperatur und statischen Druck, kombiniert mit ultra-niedrigem Drift (7 Jahre Stabilität),die Gesamtbetriebskosten erheblich reduziert.
- Anpassungsfähigkeit:Unterstützt sowohl absolute als auch Messdruckmessungen; bietet vier Diaphragmkapselbereiche, verschiedene befeuchtete Materialoptionen und mehrere Explosionssicherheitszertifizierungen,für die überwiegende Mehrheit der Anwendungen in der Prozessindustrie und in gefährlichen Bereichen geeignet.
- Digitalisierung:Kompatibel mit herkömmlichen Signalen von 4 ′ 20 mA und gängigen industriellen Feldbussen;unterstützt sowohl lokale als auch Remote-Konfigurationsmodi und bietet eine umfassende Selbstdiagnose, um das intelligente Asset-Management in intelligenten Fabriken zu erleichtern.
- Sicherheit:Erfüllt strenge Anforderungen an Prozesssicherheits-Verriegelungen, brennbare/explosive Umgebungen und harte ätzende Bedingungen durch die Einhaltung der SIL2-Funktionssicherheit,weltweite Explosionssicherheitszertifizierungen, mehrstufiger Überdruckschutz und korrosionsbeständiges Konstruktionsdesign.
Inmitten der laufenden digitalen Transformation und der Modernisierung des Sicherheitsmanagements in der Branche zeichnet sich das EJA510E/EJA530E als Referenzdruckmessgerät aus.Es ist ideal für die nahtlose Modernisierung traditioneller DCS-Steuerungssysteme und voll kompatibel mit der nächsten Generation von busbasierten Smart Factory-Architekturen, die zuverlässige Daten zur Gewährleistung der Prozessstabilität, der Betriebssicherheit und der genauen Messung liefern.
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