电位传送器是一种电信号转换器，其核心功能是将阴极保护系统中的管地电位（或参比电位）转换为标准工业信号（如4-20mA电流信号），以便实现远程监测、数据采集与自动化控制。

一、核心功能与原理

信号转换

电位传送器通过内置的敏感元件（如电阻式、电容式传感器）感知被测电位，经信号调理电路（放大、滤波、模数转换）处理后，输出标准信号。例如：

4-20mA输出：4mA对应电位最小值，20mA对应最大值，电流值与电位呈线性关系，便于远距离传输且抗干扰能力强。

数字接口输出：支持RS485、RJ45等协议，可与PLC、DCS等控制系统无缝对接。

电气隔离

采用磁隔离或光耦隔离技术，阻断输入与输出端的电气连接，避免地电位差和电磁干扰，确保信号稳定性。例如，在高压变电站中，隔离型电位传送器可防止电位差导致的信号失真。

抗干扰设计

针对工频干扰（如50Hz/60Hz），电位传送器需满足在30V工频信号下输出偏移小于5mV（相当于40μA标准信号），确保测量精度。

二、典型应用场景

阴极保护系统

埋地金属管道：实时监测管道对地电位，确保电位在-0.85V至-1.2V之间（CSE参比电极），预防腐蚀穿孔。例如，西气东输管道通过电位传送器实现全线电位远程监控，故障响应时间缩短至10分钟内。

储罐与码头钢桩：评估阴极保护效果，优化阳极布局。某石化企业储罐通过电位传送器发现边缘板电位偏低，调整后保护效率提升40%。

海洋平台：监测水下金属结构（如钢桩、导管架）电位，抵御海水腐蚀。南海某平台通过电位传送器定位电位异常点，及时更换牺牲阳极，延长结构寿命。

工业自动化控制

过程参数监测：将温度、压力、液位等物理量转换为电信号，实现精确控制。例如，在化工反应釜中，电位传送器监测液位高度，防止溢料事故。

生产线控制：用于机械臂、伺服电机的位置反馈信号传输，提升定位精度。汽车制造厂通过电位传送器实现焊接机器人电弧电压的实时监测，焊接质量合格率提升至99.5%。

电力与能源领域

高压设备监测：测量绝缘子、变压器绕组的电位差，预防漏电或击穿。国家电网通过电位传送器对500kV线路绝缘子进行电位同步监测，故障率降低60%。

智能电网：在配电柜、变电站中实现电位同步监测，提高电网稳定性。某城市电网通过电位传送器构建分布式监测网络，停电恢复时间缩短至15分钟内。

环境与科研领域

水质监测：监测水体电位变化，评估污染状况。某环保局通过电位传送器对河流进行实时监测，成功追踪到工业废水偷排点。

高精度测量：用于粒子加速器、材料实验室的电位信号采集，支持纳米级材料研究。

三、技术优势与选型要点

技术优势

高精度：精度可达±0.1%FS（满量程），满足工业严苛需求。

长寿命：采用固态传感器和钛合金参比电极，寿命超10年，减少维护成本。

环境适应性：防护等级达IP65（防尘防水），可在-40℃至85℃环境下稳定工作。

选型要点

测量对象：根据需求选择压力、温度、液位等专用型号。

信号输出：模拟量（4-20mA/0-10V）或数字量（RS485/RJ45）。

环境适应性：防爆型（Ex d IIC T6）适用于易燃易爆场所，耐腐蚀型适用于化工环境。

精度与响应时间：高速场景要求响应时间在毫秒级，如半导体生产中的电位监测。

四、维护与注意事项

定期校准：每季度校准一次，确保精度符合要求。

传输线缆检查：避免松动或破损，防止信号衰减。

电磁干扰防护：在强干扰环境（如冶金车间）加装磁环，信号线与动力电缆保持30cm以上间距。

绝缘测试：每半年进行一次（测试电压500VDC，绝缘电阻≥20MΩ），预防漏电风险。