在陰極保護系統、管道腐蝕監測及工業電化學領域，電位傳送器（Potential Transmitter）是一種用于采集、隔離、放大并遠距離傳輸金屬結構（如管道、儲罐）電位信號的關鍵電子設備。其核心作用是解決現場電位信號（通常為微弱直流電壓，范圍多在 - 2V~+2V）在長距離傳輸中易受干擾、衰減或失真的問題，為后端控制系統（如陰極保護整流器、SCADA 系統）提供精準、穩定的電位數據，支撐腐蝕防護效果的監測與調控。

一、核心工作原理

電位傳送器基于 “信號隔離 + 線性轉換” 技術，將現場采集的微弱電位信號（如管道保護電位、參比電極電位）轉化為標準工業信號（如 4-20mA 電流信號、0-5V 電壓信號），具體流程可分為 4 步：

信號采集：通過現場參比電極（如銅 / 硫酸銅電極 CSE、鋅參比電極）采集被保護金屬結構與參比電極之間的電位差（即目標電位信號），該信號通常為毫伏級（mV）或微伏級（μV），且易受電磁干擾。

隔離抗干擾：內置光電隔離模塊或電磁隔離模塊，將現場輸入的電位信號與后端輸出 / 電源系統完全電氣隔離（隔離電壓通常≥2500V AC），避免現場雜散電流（如軌道交通干擾、高壓電力耦合）、接地環路噪聲通過信號線路傳導至后端設備，導致信號失真。

信號放大與線性轉換：通過高精度運算放大器將微弱的電位信號放大，并按照預設的 “輸入電位 - 輸出信號” 線性關系（如：-2V~+2V 的電位對應 4-20mA 電流）進行轉換。轉換精度通常可達 0.1%~0.5% FS（滿量程），確保輸出信號能精準反映現場電位的微小變化（如 ±5mV 的電位波動）。

遠距離傳輸：輸出的標準工業信號（尤其是 4-20mA 電流信號）具有 “抗干擾能力強、傳輸距離遠” 的優勢 —— 在無中繼情況下，4-20mA 信號可傳輸 1000 米以上（采用屏蔽雙絞線），而 0-5V 電壓信號因易受線路壓降影響，傳輸距離通常≤100 米。終信號被傳輸至 PLC、DCS 或 SCADA 系統，用于顯示、記錄或自動控制。

二、關鍵性能參數（選型核心依據）

選擇電位傳送器時，需重點關注以下參數，確保其適配現場環境與系統需求：

參數類別 關鍵指標 說明與典型值

輸入特性 輸入信號范圍 需覆蓋被保護結構的電位變化范圍，如 - 2V~+2V（管道陰極保護常用）、-1.5V~0V（儲罐）

輸入阻抗 輸入阻抗需≥10MΩ，避免因傳送器輸入阻抗過低 “分流” 參比電極信號，導致測量誤差

輸出特性 輸出信號類型 主流為 4-20mA（兩線制 / 三線制）、0-5V/0-10V（三線制），優先選 4-20mA（抗干擾強）

輸出精度 通常要求≤0.5% FS，高精度場景（如外加電流系統閉環控制）需≤0.1% FS

隔離性能 隔離電壓 輸入 - 輸出、輸入 - 電源隔離電壓≥2500V AC（1 分鐘），應對現場強電磁干擾

共模抑制比（CMRR） ≥80dB@50/60Hz，抑制由接地電位差引起的共模干擾

環境適應性 工作溫度范圍 工業級通常為 - 20℃~+60℃，惡劣環境（如沙漠、凍土區）需選 - 40℃~+85℃寬溫型

防護等級 現場安裝需 IP65 及以上（防粉塵、防水濺），柜內安裝可選 IP20

供電方式 電源電壓 兩線制 4-20mA 通常由后端系統供電（12-36V DC），三線制需獨立供電（24V DC 為主）