新型自動調零壓力變送器應用

文章來源:http://www.13fotoartis.com 發布時間:2018-05-09 瀏覽次數:406

在制造化纖、橡膠和塑料等產品的機械設備中,常使用壓力變送器來測量過程的流體壓力,包括壓差、絕對壓力和表面壓力等,以便于對生產過程的參數進行監視和控制,使其保持在期望的范圍內。傳統的壓力變送器,在產品安裝后必須通過效驗設備對產品進行效驗,這個過程將耗費大量的人力和時間,且效驗設備十分昂貴。為了解決上述問題,上海皓鷹測控技術有限公司(以下簡稱“皓鷹”)研發了一種新的自動調零壓力變送器,它具有節省資源、方便效驗的優點。 
這種自動調零壓力變送器主要由以下部件組成:感壓頭、感壓元件、引壓孔、與感壓元件相連接的進行信號轉換的應變計、彈性體、直徑為 0.3mm的金屬毛細管、包裹毛細管的螺紋桿。其中,感壓元件為由高彈性的合金材料制成的感壓彈性元件,或是采用經應力釋放和硬度提升,并經過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15~5PH的不銹鋼Armoloy涂層感壓膜片,兩者均具有良好的耐高溫性能。感壓元件焊接于感壓頭上,并與毛細管相連接,毛細管上端為彈性體。位于彈性體上端的應變計連接有可將所得信號放大,并與遠程監控系統相兼容的自動調零(Auto-Zero)放大電路。感壓頭、彈性體及應變計等元件皆位于一個封閉的殼體內。 
自動調零壓力變送器結構示意圖
圖1 自動調零壓力變送器結構示意圖 
其中:101——感壓彈性元件,102——引壓孔,104——螺紋桿,105——彈性體,106——應變計,107——自動調零(Auto-Zero)放大電路。 
這種具有自動調零功能的智能型高溫熔體壓力變送器,是將組成全橋的應變計粘貼在毛細管的一端膜片上。測量時,一端膜片受壓,通過介質傳遞到另一端粘貼好應變計的彈性體上,應變電阻隨機械形變而產生阻值變化(俗稱為電阻應變效應),并通過自動調零放大電路進行放大,再傳輸給PLC上位機控制顯示或執行監控。即自動調零放大電路采用最新的CMOS工藝來實現信號的放大過程,直接輸出0.5~4.5V、0~5V、0~10V及4~20Ma的放大信號,對產品進行輸出信號零點和滿度的自動調節和效驗。 
高溫熔體自動調零壓力變送器

圖2高溫熔體自動調零壓力變送器 

其中:1——自動調零壓力變送器,104——螺紋桿,105——彈性體,106——應變計,1001——感壓膜片,1002——毛細管,107——自動調零(Auto-Zero)放大電路。 
在實際工作過程中,被測流體的壓強,通過引壓孔傳遞到感壓彈性元件,以1:1傳遞給貼在感壓彈性元件上的彈性體及其上的應變計,由于應變電阻,組成惠斯登電橋。基于虎克定律:在彈性限度內,物體的形變跟引起形變的外力成正比。因此,在壓力作用下,感壓彈性元件產生微量變形,其上端的應變計感受其形變后,產生電阻效應并輸出與作用壓力大小成正比的電信號,經過自動調零放大電路對該電信號進行放大整合,輸出標準信號和數字通信信號,利用電腦或PLC系統進行遠傳過程控制。 
另外,自動調零壓力變送器還可以測高溫流體的壓力。在工作過程中,流動的高溫流體的壓強,以1:1通過感壓膜片及充滿傳遞介質(通常是油類等實質上不能壓縮的流體)的毛細管,然后經由感壓頭傳遞到貼有應變計的彈性體上。由于應變計具有應變電阻,整個系統隨機械形變而產生惠斯登電橋,從而實現將形變轉化為放大的標準信號。 
類似蠕變補償,自動調零壓力變送器通過選用不同補償量的應變計進行滯后補償,實現了不銹鋼壓力變送器的滯后指標調整。通過匹配試驗,可以保證產品的線性、滯后及蠕變性能指標控制在±0.02%F.S.以內,并可以達到GB/T7551-1997國家標準和OLMLR60國際建設中規定的C3級要求。 
皓鷹 的自動調零壓力變送器集成度高、功耗低、靈敏度高、線性好、體積小,能在達到較高精度和穩定性的前提下,具有較強的實用性,使用時只需要通過一個按鍵就可以實現對產品的自動效驗和修正,避免了耗費大量人力、時間及昂貴的效驗設備,因此大大提高了使用者的生產效率。

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