哈希 BP1 是一款大气压传感器,按世界气象组织(WMO)的观测口径设计,内部用的是压阻式敏感元件,和 Adcon LEV1 水位传感器属于同一类压力传感元件。这类元件的毛病在同行里不算秘密:硅压阻桥路的输出随温度漂移,量程越宽、温区越大,漂得越明显。BP1 的处理办法是在内部做完全温度补偿,把 -40℃ 到 +70℃ 工作温区内的综合误差压在 0.1%FS。它卖的不只是元件本身,是补偿和封装这两件事。下面按现场真正会被问到的顺序,把这款传感器的边界交代清楚。
先讲原理上的限制。压阻式传感器测的是绝对压力,输出里既有真实气压变化,也混着元件自身的温漂和封装应力。想把大气压测到 0.1% 这个量级,温度和机械应力两块必须处理掉,否则一夜之间温降十几度,读数就飘出去了。BP1 在元件级做了温度补偿,补偿范围给到 -20℃ 至 +85℃,比它的工作温区还宽一截,这是它敢标全量程 ±0.1%FS 的前提。
封装是第二个要交代的地方。传感器密封在聚碳酸酯外壳内,外壳的作用不是好看,是挡住阵风。风绕过壳体时会在局部形成动压,敞开的传感元件读到的就不是静压了,站址风大的地方这个误差很实在。外壳上开了通风口,让壳体内外压力保持一致,同时把水分挡在外面。通风口要理解成透气不透水,不是密封,所以它能在雨里长期站着,但不能泡在水里。
这款产品只有一个型号 BP1,参数上没有系列内的横向差异,但要留意量程这一栏的口径问题,下面表格之后单独讲。
| 参数名称 | 参数值 |
|---|---|
| 测量原理 | 压阻式,与 Adcon LEV1 水位传感器同源元件 |
| 精度等级 | ±0.1%FS,全量程范围 |
| 工作温度 | -40℃ 至 +70℃ |
| 存储温度 | -40℃ 至 +125℃ |
| 温度补偿范围 | -20℃ 至 +85℃ |
| 防护等级 | IP65 |
| 输出信号 | 4~20mA、0~10V 模拟量,或 RS485 数字量 |
| 电气连接 | Big Hessman 接口或防水接头,电缆长度可选 |
| 长期稳定性 | 年漂移小于 0.2%FS |
| 量程范围 | 按具体配置定制 |
| 设计依据 | 世界气象组织(WMO)相关要求 |
量程这一栏要专门说一句。原料里给的典型范围 0~60MPa,那是同源压力元件族的承压口径,跟大气压测量不是一回事,不能拿来当 BP1 的测量区间理解。大气压本身就在常压附近,站点海拔不同,实际需要的量程上下限差别很大,高海拔站点的下限要压得更低。这条必须在下单前跟厂家对齐,别照着那个大数字去选型。
气象监测是最对口的场景。BP1 按 WMO 规范设计,通风口和外壳的处理就是为了让它在无人值守的气象站杆上长期挂着,自动气象站、区域气象观测网这类应用里,大气压是必测的基本要素之一,缺了它后面很多气象量算不出来。
环保数据采集是第二块。环境空气监测子站、流域水质监测站都会同步记录大气压,用途是给其他测量做数据修正。大气压在这个场景里通常不是主角,但它一旦缺失,后面的浓度换算和体积折算就没法做。
工业过程控制里,化工、制药这类行业会把大气压当参考量采集,用于工艺计算和仪表标定。这里要分清一件事:BP1 测的是环境大气压,不是管道或罐体里的过程压力,选型时混淆这一点的人不少。
现场多半是这么装的:支架和固定夹卡在气象站立杆上,传感器主体离地有一定高度,通风口保持水平或者朝下,别朝上开口,朝上等于给雨水留了个收集口。安装位置要避开热源和排风,空调外机、锅炉排烟口、车辆尾气都会让局部气压和温度失真,测出来的不是环境值。有条件的话装在立杆背风一侧,但要注意别被杆体本身遮挡通风口。
电气这边,2 米屏蔽电缆是标配,长度可选。走线长了要留意屏蔽层单端接地,两头都接容易引地环流进来。BP1 可以直接接 ADCON 的全系列 RTU,接口对得上是最省事的做法;现场如果用别家采集器,先把端口形式确认清楚,是 Big Hessman 还是防水接头,两头不匹配就得加转接,多一个接头就多一个进水点。
温度那一栏有三个数字最容易看串:工作温度 -40℃ 至 +70℃、存储温度 -40℃ 至 +125℃、温度补偿范围 -20℃ 至 +85℃。补偿范围才是保证 0.1% 精度的区间,工作温度只是它能通电工作的区间。也就是说在 -40℃ 到 -20℃ 这一段,传感器不会坏,但精度指标不作数。高寒地区的站点要按这个来定方案,别拿工作温度当精度保证范围用。
还有一点常被忽略。BP1 测的是绝对压力,它读的是安装位置处的气压,不是海平面气压。要做海平面订正,得在采集端按站点海拔换算,这一步别指望传感器自己完成。数据平台对接的时候,这个换算关系必须写进配置里,否则几个站点的数据放在一起会比不出结果。
BP1 只有一个型号,选型实际是在选配置。量程先定:按站点所在海拔和当地实际气压区间提给厂家,海拔越高,需要的量程下限越低。前面提到的 0~60MPa 是同源元件族的口径,跟大气压测量无关,别被这个数字带偏。
输出信号按采集端来定。4~20mA 电流环适合电缆拉得远的场合,线阻压降和干扰都好处理;0~10V 一般用在机柜内、线不长的位置;RS485 适合多个站点串一条总线,一根线带几台设备。这三种 BP1 都支持,差别在使用方式,不在测量精度。
接口和电缆也要一起定。接 ADCON 的 RTU,就按标配的宾得 7 针防水接头加 2 米屏蔽电缆走,接头对得上,防水也现成。接别的系统要先确认端口形式,Big Hessman 和防水接头二选一,电缆长度按实际走线定,宁可长一点留余量,中间尽量不要加转接头。
落到一个具体判断上:如果站点冬季有连续数小时处于 -20℃ 以下,精度就不能按 ±0.1%FS 用了,数据后处理得留修正余地。这种场合要么把传感器装进带伴热的机箱,要么在采集端把低温时段的记录单独标注出来。选型阶段把这条跟客户讲清楚,比事后解释数据漂移省事得多。
一款高精度的传感器,包含温度补偿,在整个量程序内都能保持0.1%的精度.按照世界气象组织的要求设计,传感器安装在一个坚固的聚碳酯酯盒内,以避免狂风引起的测量误差.同时设置了一个通风口,以保证箱子内的压力相当,并阻止水分进入.传感器的箱子是通过支架和管夹被安装在气象站的杆上,该传感器可以连接ADCON的所有RTU设备。
测量原理
这种精确传感器由瑞士制造,采用了Adcon LEV1水位传感器相同的压力传感元件。
其内部的压阻式传感元件采用完全温度补偿,在整个量程范围内的精度均为0.1%。根据WMO的要求,该传感器密封在一个坚固的聚碳酸酯外壳内,可防止传感器因阵风产生不正确的读数。此外,该传感器还配有一个通风口,可确保外壳内外压力相同,同时防止水分侵人。
传感器附带有安装支架和固定夹,可安装在气象站顶部。此外,该传感器还可通过一根
2米屏蔽电缆(带有宾得7针防水接头)可以直接连接到RTU上。