流量变送器耐高温对策.pdf

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1、流量变送器耐高温对策熊文军。等CountermeasuresofHighTemperatureResistantforFlowTransmitters丝友琴方敌徐科琴(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：流量变送器在化工领域的应用十分广泛。为确保流量变送器能够在高温工业现场正常运行，在出厂前必须通过耐高温测试。以基于DSP的科氏质量流量变送器为例，分析其发热原因和热传导路径，并从芯片选择和使用、电路设计和布局等方面研究耐高温对策。高温试验表明，耐高温对策简单、可行。能有效降低系统功耗、改善散热性能。关键词：流醴变送器高温试验耐高温热传导DSPLDO中图分类号：TH8

2、14文献标志码：AAbstract：Flowtransmittersmwidelyusedinchemicalindustry，ToensHi'ctheseflowtransmittersworknormallyinhiglltemperatureindustrialsite．hightemperaturetestmustbeincludedinex-factorytestofIransmitter．TaketheDSPbasedCoriolisrnassflowtransmittersastheexample，thecausesofgettinghotandheatconductionpa

3、thareanalyzed，andthestrategiesofhightemperatureresistanceareresearchedfromchipselectionandusage，circuitdesignandlayout．Thehightemperaturetestshowsthatthehightempemtureresistancestrategyissimple-feasible。andcanreducethepowerconsumptionandimprovetheheatdispersioneffectively．Keywords：FlowtransmitterHi

4、glltemperaturete8tHishtemperatureresistanceHeatconductionDSPLDO0引言流鼍变送器在工业现场运行时往往面临各种高温条件的考验，如高温的生产车间、烈日直射的野外环境等都对变送器提出了耐高温性能的要求。因此，流量变送器在出厂之前必须通过45—60℃的高温试验⋯。有的厂家使用的数字信号处理芯片(DSP)，在提高变送器性能的同时增加了系统工作电流和功耗，使得变送器整体温度升高。当这种变送器用于天然气、石油等化工场合时，为满足防爆隔爆的要求，其外壳必须封闭“，从而导致变送器系统内部热量无法排出，壳内的核心器件可能会受到本身温升或其他热源的影响

5、而无法工作。在此，结合实际应用中所遇到的高温问题．以数字式科黾奥利质餐流量变送器为研究对象，分析造成核心芯片死机的原因，并通过大量的温度试验，提出了保证流量变送器在高温下正常运行的措施。1高温影响分析1．1死机原因基于DSP的数字式科氏质量流量变送器系统主国家“8631计划基金资助项目(鳊号：2009AAD42128)：舍肥工业大学专利转化基金资助项目(蝙号：2008HGCZ0523)。修改稿收到日期：2011—07—26。第一作者熊文军(1987一)，男，现为合肥工业大学电气与自动化学院DSP实验室在读硕士研完生；主要从事自动栓；

6、I技术方面的研究。《自动化仪表》第33卷第6期2012年6

7、月要由电源转换模块、DSP最小系统、输入调理与采集电路、输出电路和人机接口五个部分组成¨1。系统调试完成以后，装在具有隔爆功能的表壳中进行温度试验，高温试验的温度要求为55℃。试验使用上海森信公司DGG-9053AD烘箱，烘箱温度可调节范围为10—200℃，误差为-1-1K。试验时，从变送器内部引出适当的信号至箱体外，并用示波器观察，以确定变送器当前的运行状态。采用精度为1．5％的j线制Ptl00热电阻置于DSP表面测量其表面温度，并采用导热良好的硅脂粘连。Ptl00的三根线也引出箱体，外部采用恒流源温度补偿电路对Ptl00的导线电阻进行补偿’“。试验结果表明，当温度高于50℃时，出现了DS

8、P死机的情况。经过分析，造成DSP死机的原因可能有如下两种情况。①系统中其他集成芯片可能由于受到高温影响而工作异常，产生错误复位信号或中断信号，导致DSP出现死机"1。而本系统中没有使用到外部中断，因此，只需考虑复位信号。实际试验发现，当DSP死机时，复位芯片仍能正常运行，不会产生有效的造成DSP死机的复位信号，所以排除这种情况。②高温可能使DSP芯片本身结温过高，造成内部集成电路工作状态异常而死机。实际造成