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摘要:科技的不断进步和社会的不断向前发展,我国工业化水平不断加深,仪表自动化便应运而生。计算机、数字压力计的出现也为压力仪表的自动检测提供了技术基础。自动检测仪表近年来广受关注,许多国内外学者及研究人员对其进行了研究,液压表、压力表、压力传感器、压力变送器等相继出现。本文就压力仪表在自动控制生产中的应用进行介绍并分析,首先介绍了如何选择压力仪表的准确度及类型,后又对压力仪表应用在自动化生产中存在的问题进行分析,并得出了一些处理措施。
关键词:压力仪表;精度;类型;自动控制
引言
壓力仪表的作用便是为自动控制装置提供压力信息,以为控制装置提供决策所需信息。如果压力仪表的不恰当,压力的变化信息就不能及时、准确的获取,甚至引发安全事故。因此,在选择压力仪表时,应根据实际生产中应该充分考虑被测量介质的物理特性、压力检测信息的需求及现场工作环境等情况,来合理的选择压力仪表的量程、类型、精度。
一、压力仪表的选择
要正确的选用压力仪表,则应该确定仪表的量程、精度、类型、灵敏度、形式、范围、外型尺寸,并应该考虑压力信息是否需要进行远距离传输,如报警、调节、记录、指示等等。限于篇幅,本文重点介绍压力仪表的量程、精度和类型的选择。
(1)压力仪表的量程、精度的选择
自动生产装置中压力仪表的量程选择要求为:在静止或者变化非常缓慢的测试环境中,规定被测量介质的最大压力值不能超过压力表的满量程的2/3.而在脉动或者波动情况下的测压时,被测量介质的最大压力值不能超过压力仪表满量程的1/2.
对于压力仪表精度的选择,其等级主要有2.5级、1.6级、1.0级、0.4级这四个等级。应综合考虑工艺生产的经济性要求和精度要求进行考虑。具体可以通过计算仪表的最大允许去查来决定,也就是计算量程与精度的百分比乘积,若此误差超过了自动控制装置的精度要求,就换精度更高一级的仪表。
总之,实际测量压力的最大允许误差要小于压力仪表本身的基本误差。选择时还应考虑经济性原则,即当测量量程和精度已经能够满足自动控制装置的要求即可,不需过分要求高精度和大量程的仪表。
(2)压力仪表的类型的选择
要实现自动控制生产,仪表的正常工作是保证自动控制装置能够安全、高效生产的前提。因此压力仪表的选用需从各个方面进行综合考虑:(1)压力仪表不同于其他非接触类仪表,它常常需要与被测介质进行直接接触测量,所以在压力仪表的选择时需要综合考虑介质的物理特性及其工作条件。被测介质的性质主要有易爆、易燃、玷污程度、腐蚀性、粘度、温度、状态(指液体、气体),则可以选用具有特殊功能的隔膜、耐高温、耐腐蚀等压力表。具体应用如:测量腐蚀性较强的介质时可以采用不锈钢等中间介质,氨用仪表则不能使用含铜材料制作,这是因为氨气能够腐蚀铜。氧气系统遇油易爆炸,因此氧用压力仪表不能应用在油性环境中。(2)若仅需观察压力变化,则可选择一些可以直接指示压力的仪表如液柱式或弹簧管等压力表。若压力仪表的输出信号还需要进行远距离传送至控制室或作为其它电动系统的输入,则可以选择电动式压力传感器。若控制系统要求仪表之间能够相互通信,则需选择压力变动器或智能压力传感器。(3)使用环境:对于具有爆炸性危险的压力仪表应用环境,应该择优选择防爆型仪表。然而,对于低温或者高温环境,则应该选用温度敏感系数较小的转换、敏感元件。振动较明显的工作环境中,应该选择防震型压力仪表。
二、压力仪表在自动控制生产中的问题分析
在实际应用中,可能由于操作人员的粗心或者有限的认知水平,也可能由于控制系统长时间应用后器件相对位置发生漂移而未能及时修正等原因,压力仪表的使用中可能出现一些问题,如:
(1)取压管口不垂直于被测的介质的流向,或不严格平行于设备、管道等内壁,出现毛刺或凸起物等等,都会影响到被测物质静压的测量。
(2)仪表本身为可以测量腐蚀性和高温介质,但是在测量过程中仪表上的敏感元件与腐蚀性、高温介质相接触而损坏仪表。如在压力仪表未加装冷凝装置时便去测量高温蒸汽。或未安装捕尘器时便应用于测量含尘气体压力。压力仪表隔离装置未安装便测量腐蚀性介质等等。
(3)当压力仪表自身位置和取压口未处于相同水平面时,没有修正由于两者的高度差而形成的误差。
(4)未充分考虑不同介质测量时压力取出位置。气体介质的测量时压力取出位置位于管道上端,蒸汽压力取出位置位于管道的两侧,液体压力则取于管道的低端。
(5)压力表和取压口之间的距离没有合理安排,距离过远有可能造成压力信息不准确等等。对于信号管道来说应该装隔离阀至取压口,最高处因该装备排气装置、最低处应该装备排水装置。
三、自动控制生产中的具体处理措施
(1)压力变动器或者传感器安装在自动控制生产线上,分别把万用表、干电池、指示灯都连接好,利用调整钥匙将上、下两压力信号限制于总量程的20-80%范围之内。
(2)非常缓慢的加大压力,如果电流信号或者压力信号达到上限时,与上限信号相接触,这时绿灯点亮(也就是触点开始接通)。为了确保准确的测量,用万用表测量其电阻值,若为0则表示已经达到准确要求。最小工作压力应大于压力仪表总量程的三分之一,如果当最小和最大工作压力难以同时满足要求时,应该有限考虑最大工作压力的要求。由被测压力计算得到压力仪表的上下限信息后,暂时还不能直接用来作为压力仪表测量范围,还应根据我国的压力变送器或者传感器的不同等级或量程来正确选用合适的压力仪表,以满足自动控制生产的实际需求。
(3)慢速的减小压力,如果电流信号或者压力信号达到下限时,这时红灯点亮(也就是触电接通),万用表测量其电阻值,若阻值为0,则表示可靠接通。当压力和上或下限触点接通时,标准的压力值(或其电流值)和被测的压力值(或其电流值)要求不能超过最大允许误差的1.5倍。压力变送器或传感器在检测合格后应及时张贴合格证,并打好铅封。压力仪表大多都是利用压力作用与弹性元件时使弹性元件发生一定的变形,从而由变形程度得出压力信号或者电流信号,检测零件有许多种如波纹管、膜盒、弹簧管等等。控制系统中行场选用压力传感器,一般为扩展式传感器如(扩控硅压力传感器)、投入式传感器等等。这些传感器具有将压力信号进行远距离传入控制室或者直接传至计算机的控制系统的功能。
结论
总之,压力仪表的选用需综合考虑仪表的量程、精度、工作环境、被测介质物理特性,还应根据我国的压力仪表的量程规格和等级。在测量特殊介质时,还应及时加装相应的防护装置以免损伤传感器。控制系统的传感器还应具有一定的通信功能,能够将压力仪表输出信息传送至控制室或者直接传送至计算机控制系统。
参考文献
[1]刘淑艳,王淑珍.检修弹簧管式一般压力表注意事项[J].品牌与标准化,2011(21).
[2]王学军.浅议压力表在工业中的应用[J],山东纺织经济,2009(03)
[3]余光成论消毒柜选用和维护策略[J],现代商贸工业,2011(13).
[4]金瑾.工作用一般压力表的检定和调修[J].科技创新导报,2011(21).
关键词:压力仪表;精度;类型;自动控制
引言
壓力仪表的作用便是为自动控制装置提供压力信息,以为控制装置提供决策所需信息。如果压力仪表的不恰当,压力的变化信息就不能及时、准确的获取,甚至引发安全事故。因此,在选择压力仪表时,应根据实际生产中应该充分考虑被测量介质的物理特性、压力检测信息的需求及现场工作环境等情况,来合理的选择压力仪表的量程、类型、精度。
一、压力仪表的选择
要正确的选用压力仪表,则应该确定仪表的量程、精度、类型、灵敏度、形式、范围、外型尺寸,并应该考虑压力信息是否需要进行远距离传输,如报警、调节、记录、指示等等。限于篇幅,本文重点介绍压力仪表的量程、精度和类型的选择。
(1)压力仪表的量程、精度的选择
自动生产装置中压力仪表的量程选择要求为:在静止或者变化非常缓慢的测试环境中,规定被测量介质的最大压力值不能超过压力表的满量程的2/3.而在脉动或者波动情况下的测压时,被测量介质的最大压力值不能超过压力仪表满量程的1/2.
对于压力仪表精度的选择,其等级主要有2.5级、1.6级、1.0级、0.4级这四个等级。应综合考虑工艺生产的经济性要求和精度要求进行考虑。具体可以通过计算仪表的最大允许去查来决定,也就是计算量程与精度的百分比乘积,若此误差超过了自动控制装置的精度要求,就换精度更高一级的仪表。
总之,实际测量压力的最大允许误差要小于压力仪表本身的基本误差。选择时还应考虑经济性原则,即当测量量程和精度已经能够满足自动控制装置的要求即可,不需过分要求高精度和大量程的仪表。
(2)压力仪表的类型的选择
要实现自动控制生产,仪表的正常工作是保证自动控制装置能够安全、高效生产的前提。因此压力仪表的选用需从各个方面进行综合考虑:(1)压力仪表不同于其他非接触类仪表,它常常需要与被测介质进行直接接触测量,所以在压力仪表的选择时需要综合考虑介质的物理特性及其工作条件。被测介质的性质主要有易爆、易燃、玷污程度、腐蚀性、粘度、温度、状态(指液体、气体),则可以选用具有特殊功能的隔膜、耐高温、耐腐蚀等压力表。具体应用如:测量腐蚀性较强的介质时可以采用不锈钢等中间介质,氨用仪表则不能使用含铜材料制作,这是因为氨气能够腐蚀铜。氧气系统遇油易爆炸,因此氧用压力仪表不能应用在油性环境中。(2)若仅需观察压力变化,则可选择一些可以直接指示压力的仪表如液柱式或弹簧管等压力表。若压力仪表的输出信号还需要进行远距离传送至控制室或作为其它电动系统的输入,则可以选择电动式压力传感器。若控制系统要求仪表之间能够相互通信,则需选择压力变动器或智能压力传感器。(3)使用环境:对于具有爆炸性危险的压力仪表应用环境,应该择优选择防爆型仪表。然而,对于低温或者高温环境,则应该选用温度敏感系数较小的转换、敏感元件。振动较明显的工作环境中,应该选择防震型压力仪表。
二、压力仪表在自动控制生产中的问题分析
在实际应用中,可能由于操作人员的粗心或者有限的认知水平,也可能由于控制系统长时间应用后器件相对位置发生漂移而未能及时修正等原因,压力仪表的使用中可能出现一些问题,如:
(1)取压管口不垂直于被测的介质的流向,或不严格平行于设备、管道等内壁,出现毛刺或凸起物等等,都会影响到被测物质静压的测量。
(2)仪表本身为可以测量腐蚀性和高温介质,但是在测量过程中仪表上的敏感元件与腐蚀性、高温介质相接触而损坏仪表。如在压力仪表未加装冷凝装置时便去测量高温蒸汽。或未安装捕尘器时便应用于测量含尘气体压力。压力仪表隔离装置未安装便测量腐蚀性介质等等。
(3)当压力仪表自身位置和取压口未处于相同水平面时,没有修正由于两者的高度差而形成的误差。
(4)未充分考虑不同介质测量时压力取出位置。气体介质的测量时压力取出位置位于管道上端,蒸汽压力取出位置位于管道的两侧,液体压力则取于管道的低端。
(5)压力表和取压口之间的距离没有合理安排,距离过远有可能造成压力信息不准确等等。对于信号管道来说应该装隔离阀至取压口,最高处因该装备排气装置、最低处应该装备排水装置。
三、自动控制生产中的具体处理措施
(1)压力变动器或者传感器安装在自动控制生产线上,分别把万用表、干电池、指示灯都连接好,利用调整钥匙将上、下两压力信号限制于总量程的20-80%范围之内。
(2)非常缓慢的加大压力,如果电流信号或者压力信号达到上限时,与上限信号相接触,这时绿灯点亮(也就是触点开始接通)。为了确保准确的测量,用万用表测量其电阻值,若为0则表示已经达到准确要求。最小工作压力应大于压力仪表总量程的三分之一,如果当最小和最大工作压力难以同时满足要求时,应该有限考虑最大工作压力的要求。由被测压力计算得到压力仪表的上下限信息后,暂时还不能直接用来作为压力仪表测量范围,还应根据我国的压力变送器或者传感器的不同等级或量程来正确选用合适的压力仪表,以满足自动控制生产的实际需求。
(3)慢速的减小压力,如果电流信号或者压力信号达到下限时,这时红灯点亮(也就是触电接通),万用表测量其电阻值,若阻值为0,则表示可靠接通。当压力和上或下限触点接通时,标准的压力值(或其电流值)和被测的压力值(或其电流值)要求不能超过最大允许误差的1.5倍。压力变送器或传感器在检测合格后应及时张贴合格证,并打好铅封。压力仪表大多都是利用压力作用与弹性元件时使弹性元件发生一定的变形,从而由变形程度得出压力信号或者电流信号,检测零件有许多种如波纹管、膜盒、弹簧管等等。控制系统中行场选用压力传感器,一般为扩展式传感器如(扩控硅压力传感器)、投入式传感器等等。这些传感器具有将压力信号进行远距离传入控制室或者直接传至计算机的控制系统的功能。
结论
总之,压力仪表的选用需综合考虑仪表的量程、精度、工作环境、被测介质物理特性,还应根据我国的压力仪表的量程规格和等级。在测量特殊介质时,还应及时加装相应的防护装置以免损伤传感器。控制系统的传感器还应具有一定的通信功能,能够将压力仪表输出信息传送至控制室或者直接传送至计算机控制系统。
参考文献
[1]刘淑艳,王淑珍.检修弹簧管式一般压力表注意事项[J].品牌与标准化,2011(21).
[2]王学军.浅议压力表在工业中的应用[J],山东纺织经济,2009(03)
[3]余光成论消毒柜选用和维护策略[J],现代商贸工业,2011(13).
[4]金瑾.工作用一般压力表的检定和调修[J].科技创新导报,2011(21).