Nas indústrias de processo, como petroquímica, geração de energia, tratamento de água e química do carvão, a medição de pressão é um componente fundamental do controle de processo, sistemas de interligação de segurança,e medição de materiaisA precisão, a estabilidade a longo prazo e a adaptabilidade operacional dos instrumentos de medição determinam directamente os padrões de eficiência e segurança das instalações.
Aproveitando a tecnologia de detecção digital DPharp de ressonância de silício de cristal único, o Yokogawa EJA510E (transmissor de pressão absoluta) e o EJA530E (transmissor de pressão de gauge) estão maduros,Dispositivos de alto desempenho concebidos para satisfazer diversos requisitos, incluindo largas faixas de medição, múltiplos protocolos de comunicação, segurança à prova de explosão e operação estável a longo prazo.
Princípio de funcionamento básico: Tecnologia de detecção digital por ressonância de silício de cristal único
No coração do EJA510E/EJA530E está um sensor de ressonância de silício de cristal único fabricado usando tecnologia MEMS.Esta tecnologia fornece uma saída de sinal digital nativa, minimizando os erros de conversão na fonte.
Estrutura do chip do sensor
O chip de silício de cristal único contém dois feixes de ressonância idênticos em forma de H selados numa cavidade de micro vácuo,isolamento do fluido de enchimento (óleo de silício) e eliminação da interferência da amortecimento do arColocados dentro de um campo magnético constante, os feixes de ressonância formam um circuito de oscilação auto-excitado com eletrônicos internos, mantendo vibração contínua de alta frequência.
Lógica de conversão de sinal de pressão
A pressão de processo é transmitida através do diafragma e do fluido de enchimento para o substrato de silício de cristal único, causando a deformação do chip de silício: o feixe de ressonância central é comprimido,fazendo com que a sua frequência de vibração diminua, enquanto o feixe de ressonância periférico sofre tensão, fazendo com que a sua frequência de vibração aumente.Os dois conjuntos de feixes de ressonância geram uma diferença de frequência que corresponde precisamente e linearmente à pressão medidaProcessamento e saída de sinal
O chip possui parâmetros de armazenamento de memória embutidos para temperatura, pressão estática e correção de linearidade.A CPU realiza cálculos de compensação em tempo real com base nas diferenças de frequência e converte o resultado em um sinal analógico padronizado de 4 ¢ 20 mA DCSimultaneamente, sinais de comunicação digitais (HART, BRAIN, FF ou PA) são sobrepostos no loop analógico, permitindo capacidades remotas de leitura/escritura e configuração de parâmetros.
Mecanismo de auto-diagnóstico integrado
Equipado com o algoritmo de verificação inversa "Back-Check", o dispositivo verifica os dados do sensor em sentido inverso enquanto emite o sinal.Isso permite a detecção em tempo real de quebras de fios de sensores e falhas de hardware, eliminando os falsos positivos causados pela falta de variação de pressão e aumentando significativamente a fiabilidade dos avisos de avaria.
Principais características do produto e vantagens técnicas
(I) Altíssima precisão de medição e estabilidade a longo prazo
- Graus de alta precisão selecionáveis
Os modelos padrão oferecem uma precisão de referência de até ± 0,055%, enquanto as versões opcionais de alta precisão (código HAC) atingem ± 0,04%.e a repetibilidade são rigorosamente controladas em toda a gamaO dispositivo abrange quatro especificações de cápsula (A, B, C e D) que vão de 10 kPa a 50 MPa, com uma opção de gama alargada (/HG) disponível para aplicações de alta pressão até 70 MPa.
- Estabilidade excepcional a longo prazo
EJA530E (pressão de medição): deriva de ±0,1% URL durante 7 anos; EJA510E (pressão absoluta): deriva de ±0,2% URL durante 7 anos.Isto reduz significativamente a frequência das calibrações anuais e reduz os custos de exploração e manutenção.
- Forte resistência a interferências ambientais
Efeito de temperatura: a deriva térmica para todas as especificações da cápsula é controlada dentro de ±(0,15% do span + 0,15% do URL);
Resistência às vibrações: Cumprem as normas de vibração IEC 60770-1; a flutuação de saída permanece < 0,1% da URL em condições de vibração elevada e baixa;
Instalação Deslocamento de ponto zero: uma inclinação de 90° provoca um deslocamento de ponto zero de apenas 0,21 kPa, que pode ser eliminado através de um ajuste de zero de um toque no local.
II) Comunicação inteligente multiprotocolo, compatível com sistemas de controlo em todos os cenários
O produto suporta quatro principais protocolos de comunicação industrial, que acomodam sistemas analógicos tradicionais e plataformas de buses digitais:
- 4×20 mA + HART/BRAIN (seleção padrão)
Alimentação por circuito de dois fios; saída analógica de 3,6 ∼ 21,6 mA com comunicação digital sobreposta; tensão operacional mínima de 16,6 VDC; suporta configuração remota de alcance, amortecimento,e parâmetros de alarme via comunicador portátil; cumpre as normas de saída de falha NAMUR NE43 (códigos C2/C3), permitindo saídas de limite alto/baixo personalizáveis durante falhas (3.2 mA alarme baixo / 21.6 mA alarme alto).
- HART de baixa potência (código Q)
Configuração de três/quatro fios; consumo de energia tão baixo quanto 27 mW; adequado para pontos de monitorização remotos e não tripulados alimentados a bateria.
- FF Fieldbus e PROFIBUS PA
Arquitetura de autocarro digital pura; adequado para fábricas inteligentes e sistemas DCS totalmente digitais; suporta transmissão de dados multivariável e gerenciamento de ativos de dispositivos.
III) Certificações de segurança abrangentes, abrangendo as normas globais de protecção contra explosões
- Certificação de Segurança Funcional (SIL)
Com exceção das versões de autocarro FF/PA, as unidades individuais cumprem os níveis de segurança SIL2, com configurações redundantes que atingem o nível SIL3; em conformidade com as normas CEI 61508;adequado para sistemas de segurança instrumentados (SIS).
- Qualificações abrangentes de segurança contra explosões para várias regiões
Inclui as certificações NEPSI (China), ATEX (UE), FM/CSA (América do Norte) e IECEx (International); suporta a prova de explosão (Ex d), intrinsecamente segura (Ex ia),e tipos de proteção anti-flares (Ex ic); classes de temperatura entre T4 e T6; adequado para ambientes perigosos das zonas 0, 1 e 2 nas indústrias petrolífera e do gás e química.
- Protecção e segurança estrutural
Classificação de proteção de entrada de IP66/IP67 e NEMA 4X; caixa do amplificador disponível em alumínio fundido ou aço inoxidável; partes molhadas suportam 316L, Hastelloy C-276 e diafragmas revestidos de ouro (/A1,para resistência à permeabilidade ao hidrogénio), adequado para meios corrosivos e riscos de fragilização por hidrogénio; resiste a pressões instantâneas de até 132 MPa; proteção por sobrepressão em camadas evita danos ao diafragma.
(IV) Configuração e manutenção convenientes
- Operação local
Um ecrã LCD opcional de 5 dígitos fornece uma indicação em tempo real dos valores de pressão em percentagem e de pressão de engenharia.permitindo a modificação no local do LRV/URV e do tempo de amortecimento (regulado por software a partir de 0.00 a 100s) sem a necessidade de um comunicador portátil.
- Autodiagnóstico abrangente
A monitorização em tempo real abrange hardware da CPU, temperatura do diafragma, violações do limite de pressão e erros de configuração de parâmetros.com sinais de falha transmitidos diretamente para a sala de controlo através da saída analógica.
- Configuração de alcance flexível
Suporta configurações de intervalo inverso (LRV > URV) e saída de raiz quadrada para medição do caudal.que o tornam adequado para processos de destilação a vácuo e adsorção a vácuo.
(V) Adaptabilidade a diversas condições de funcionamento
- Intervalo de temperatura
Intervalo de temperatura ambiente: -40 a 85°C (sem ecrã) ou -30 a 80°C (com ecrã LCD); temperatura média do processo: -40 a 120°C;Opcional / O-ringes de borracha fluorescente HE alargam o limite de baixa temperatura para -15°C.
- Compatibilidade média
As opções de líquido de enchimento incluem óleo de silicone padrão ou óleo fluorado (/K3).Os materiais dos anéis O incluem borracha nitrílica e borracha fluorada para suportar meios ácidos/alcalinos e vapor de alta temperatura.
- Estrutura leve e robusta
Peso de base varia de 1,2 a 1,4 kg; suporta suporte a suportes de tubulação de 2 polegadas ou montagem na parede.com capacidade para conduta nacional e internacional.
Considerações-chave para a seleção do modelo, instalação e O&M
(I) Selecção do modelo e pontos de correspondência
- Distinção entre modelos
O EJA510E é um transmissor de pressão absoluta (medindo contra um vácuo absoluto), adequado para medições de alta precisão em vácuo, pressão negativa e aplicações de pressão atmosférica.O EJA530E é um transmissor de pressão de medição (referência de pressão atmosférica), utilizado para a monitorização de pressão de rotina em tubulações e tanques de armazenamento; os dois não são intercambiáveis.
- Coincidência do alcance da cápsula
Selecionar a cápsula A, B, C ou D com base na pressão real do processo; é estritamente proibida a operação a longo prazo acima de 80% do limite superior da faixa.A opção /HG de alta pressão é obrigatória, permitindo uma pressão de trabalho máxima de 70 MPa.
- Compatibilidade média e material
Para meios altamente corrosivos (ácido clorídrico, sulfeto de hidrogénio, hipoclorito de sódio, vapor de alta temperatura), são preferidos diafragmas Hastelloy.Para meios que contenham hidrogénio em unidades químicas ou de hidrogenação de carvão, a opção de diafragma dourada /A1 é necessária para evitar a permeação de hidrogénio. Para o oxigénio ou meios de alta pureza, selecione o tratamento sem óleo / degradado /K1.
- Compatibilidade das especificações à prova de explosão
Para áreas de risco domésticas, dar prioridade às classificações NEPSI NS21 (Intrinsecamente Segura) ou NF2 (Flameproof).Ao verificar os limites de temperatura ambiente e de processo (e.g., a classificação T6 permite uma temperatura média máxima de 85°C).
(II) Normas de instalação em campo
- Orientação da instalação
A rotação do plano do diafragma paralelo ao horizonte não resulta numa deriva do ponto zero; no entanto, uma inclinação vertical de 90° provoca um deslocamento fixo do ponto zero,que exijam uma operação de regulação de campo zero após a instalação.
- Fornecimento de energia e correspondência de carga (tipo HART de 4?? 20 mA)
Faixa de tensão da fonte de alimentação: 10,5 ‡ 42 VDC; o limite superior é de 32 VDC quando um arrester de relâmpagos está instalado e 30 VDC para modelos intrinsecamente seguros.A resistência à carga deve ser mantida entre 250 e 600 Ω; corresponder a resistência do circuito de acordo com a fórmula R = (E - 10,5) / 0.0244.
- Limitações de temperatura e pressão
O modelo de pressão absoluta EJA510E está sujeito a uma curva limite temperatura-pressão: a baixas temperaturas (< 80°C), a pressão absoluta mínima de funcionamento é de 0,013 kPa; acima de 80°C,a pressão de funcionamento mínima aumenta em conjunto com a temperaturaA selecção para aplicações a vácuo requer a estrita adesão ao gráfico de curvas de temperatura-pressão.
- Requisitos de fiação elétrica
Assegurar um encaminhamento adequado nas zonas de abastecimento de energia e terminais de sinal e estabelecer uma ligação fiável ao terminal de aterragem.Para modelos de baixa potência de 1 ̊5 V, a impedância de carga deve ser ≥ 1 MΩ para evitar que a queda de tensão do cabo afecte a precisão.
III) Manutenção e solução de problemas de rotina
- Configurações de parâmetros de amortecimento
Em casos de forte flutuação do fluido de processo, a amortecimento do software pode ser aumentada para suprimir o jitter de saída; no entanto, o aumento da amortecimento prolonga o tempo de resposta (resposta de base: 90 ms).Para aplicações que exijam ajustes rápidos da taxa de escoamentoRecomenda-se uma regulação de amortecimento de ≤ 2 segundos.
- Configuração de saída de falha
A saída por defeito por defeito é "High" (≥ 21,6 mA); se os requisitos de segurança do processo exigirem um alarme "Low", especificar o código adicional /C1.devem ser selecionadas as opções de limite de saída C2 ou C3.
- Ciclo de calibração
Calibrar uma vez por ano para aplicações normais; recomenda-se uma calibração de seis em seis meses para sistemas de medição de alta precisão e de bloqueio de segurança do SIS.A especificação de estabilidade a longo prazo de 7 anos representa apenas o limite superior teórico da deriva e não substitui a necessidade de verificação periódica..
- Operações Proibidas
Não submeter o diafragma a choques que excedam os limites de pressão instantânea (30 MPa para cápsulas A/B/C; 132 MPa para cápsulas D).
Para os modelos à prova de explosão intrinsecamente seguros, é estritamente proibida a substituição não autorizada de componentes elétricos não certificados.
Os modelos preenchidos com óleo fluorado não devem ser utilizados com fluidos de processo a temperaturas sustentadas superiores a 80 °C.
Diagrama de fiação Yokogawa EJA530E
Aplicações típicas da indústria
- Indústria petroquímica / química do carvão
EJA510E Transmissor de pressão absoluta: Monitorização do vácuo para colunas de destilação e sistemas de vácuo do gasificador; medição da pressão absoluta para tanques de armazenamento a vácuo;versão de diafragma revestida de ouro adequada para hidrogenação e unidades de carbono para hidrogénio, resistente a danos causados pela permeação por hidrogénio.
EJA530E Transmissor de pressão de medição: pressão média da tubulação; monitorização da pressão atmosférica/média dos reatores; pressão diferencial do trocador de calor; bloqueio da pressão na entrada da válvula de segurança.
Certificado SIL2 para utilização em bloqueios de desligamento de emergência do SIS (Safety Instrumented System), garantindo a segurança da produção em condições de alta pressão e temperatura.
- Indústria energética (energia térmica / nova energia)
Medição de pressão para tambores de caldeiras, tubulações de vapor e sistemas de condensação; EJA510E utilizado para monitorização da pressão absoluta em condensadores a vácuo;Monitorização da pressão dos gases de combustão nas condutas de desnitrificação e dessulfuração, compatível com meios corrosivos de alta temperatura e contendo enxofre.
- Tratamento de águas e serviços municipais de água
Monitorização da pressão diferencial entre as entradas/saídas dos filtros da central de abastecimento de água, dos níveis dos tanques de água limpa (através da pressão) e da pressão de abastecimento da rede de distribuição;medição da pressão do ar nos reservatórios de aeração das estações de tratamento de águas residuaisProteção IP67 adequada para ambientes exteriores úmidos.
- Farmacêuticos, produtos químicos finos e processamento de alimentos
Monitorização da pressão para tanques de armazenamento de matérias-primas de alta pureza e tubulações estéreis; versões sem óleo (K1) e com óleo fluorado (K3) adequadas para o transporte sem óleo,condições de funcionamento limpas nas indústrias farmacêutica e alimentarModelos de saída de baixa potência de 1 ‰ 5 V para monitorização não tripulada em estações remotas de água pura.
- Gasodutos de longa distância de gás natural e petróleo/gás
Monitorização da pressão da tubulação nas estações e da pressão a jusante das válvulas reguladoras de pressão; certificação de segurança intrínseca (Ex ia) adequada para ambientes exteriores perigosos;A comunicação HART suporta o gerenciamento remoto de dispositivos, reduzindo a frequência das inspecções no local.
- Laboratórios e equipamento de investigação no vácuo
EJA510E Transmissor de pressão absoluta para medição precisa da pressão absoluta em câmaras de alto vácuo e equipamento de revestimento a vácuo;A cápsula "A" (intervalo mais pequeno) cumpre os requisitos para a medição do micro vácuo.
Visão geral do produto
Alimentado pela tecnologia de ressonância de silício de cristal único da DPharp da Yokogawa,A série EJA510E/EJA530E oferece uma solução integrada de medição de pressão caracterizada por alta precisão, estabilidade a longo prazo, capacidades de comunicação abrangentes, elevados padrões de segurança e adaptabilidade a uma ampla gama de condições de funcionamento:
- Técnico:A detecção digital nativa elimina erros de conversão analógicos; compensação integrada de temperatura e pressão estática, combinada com deriva ultra-baixa (estabilidade de 7 anos),reduz significativamente o custo total de propriedade.
- Adaptabilidade:Suporta medições de pressão absoluta e gauge; oferece quatro gamas de cápsulas de diafragma, várias opções de materiais molhados e várias certificações à prova de explosão,tornando-o adequado para a grande maioria dos meios de comunicação da indústria de processos e aplicações em áreas perigosas.
- Digitalização:Compatível com sinais tradicionais de 4 ‰ 20 mA e com os principais autocarros de campo industriais;Suporta modos de configuração locais e remotos e apresenta auto-diagnóstico abrangente para facilitar a gestão inteligente de ativos em fábricas inteligentes.
- Segurança:Cumprir requisitos rigorosos para bloqueios de segurança de processo, ambientes inflamáveis/explosivos e condições corrosivas adversas, através da conformidade com a norma de segurança funcional SIL2;Certificações globais de resistência à explosão, proteção por sobrepressão em camadas e projeto estrutural resistente à corrosão.
No contexto da transformação digital em curso e das melhorias na gestão da segurança no setor, o EJA510E/EJA530E destaca-se como um instrumento de medição de pressão de referência.É ideal para a modernização contínua dos sistemas de controlo DCS tradicionais e totalmente compatível com as arquiteturas de fábrica inteligentes baseadas em autocarros da próxima geração, fornecendo dados fiáveis para garantir a estabilidade do processo, a segurança operacional e a medição precisa.
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