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靜壓檢測裝置工作過程更深入差壓變送器工作原理
在工業(yè)生產(chǎn)中，差壓變送器的優(yōu)劣直接影響著整條生產(chǎn)鏈的安全運(yùn)行。各級(jí)計(jì)量檢定部門在日常檢定中，由于缺乏合適的檢定裝置，常常忽略差壓變送器的靜壓影響。文章提出并研制出一種工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置，主要用于在常壓以及靜壓狀態(tài)下，對(duì)差壓變送器進(jìn)行檢測，*靜壓影響檢測的空白。
差壓變送器是在工業(yè)過程中測量兩個(gè)壓力之間相對(duì)差值的壓力變送器，輸出信號(hào)主要為0 ～10 mA、4 ～ 20 mA 或1 ～ 5 V。隨著工業(yè)發(fā)展的需要，差壓變送器越來越多的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，常用于測量氣體、液體的壓力、液位和密度。目前，差壓變送器的常規(guī)檢定只在其低壓端通大氣時(shí)進(jìn)行，但實(shí)際使用中差壓變送器的兩端口往往存有一定的靜壓。在靜壓下，差壓變送器的計(jì)量性能可能受到較大影響［1 － 2］。JJG 882—2004 《壓力變送器》檢定規(guī)程對(duì)靜壓影響有明確的規(guī)定［3］，忽略靜壓的檢定可能造成檢定結(jié)果的偏差和誤判。因此為了保證差壓變送器安全的工作，對(duì)其進(jìn)行靜壓下的差壓檢測尤為重要。本文所述的工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置主要用于在常壓以及靜壓狀態(tài)下對(duì)差壓變送器的檢測，實(shí)現(xiàn)了在0 ～ 4 MPa 靜壓范圍內(nèi)對(duì)0 ～ 400 kPa 及以上量程、0. 2 級(jí)及以下準(zhǔn)確度等級(jí)的差壓變送器的檢測。
1 工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置的設(shè)計(jì)
工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置由壓力控制臺(tái)、高準(zhǔn)確度數(shù)字壓力校驗(yàn)儀和系統(tǒng)配套軟件［4］組成，如圖1 所示。壓力控制臺(tái)內(nèi)置自動(dòng)氣體預(yù)壓泵，其產(chǎn)生的壓力儲(chǔ)存在內(nèi)置氣容中作為造壓源; 主標(biāo)準(zhǔn)器使用定制的高準(zhǔn)確度數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，其測量范圍0 ～ 4 MPa， 準(zhǔn)確度等級(jí)0. 02 級(jí)， 讀數(shù)誤差± 0. 02% ，并具有電流和電壓值的采集功能，滿足了差壓變送器檢測中對(duì)準(zhǔn)確度的要求; 數(shù)據(jù)后期處理利用高靜壓下零位自動(dòng)對(duì)齊方式，減小數(shù)字壓力校驗(yàn)儀在高壓測量時(shí)由于壓力測量值不一致性造成的差壓檢測誤差。整套裝置體積小，重量輕，操作簡單，極大地提高了其便攜性和實(shí)用性。
開始檢測時(shí)，打開平衡閥，使高低壓力容室連通，通過預(yù)壓泵快速加壓至靜壓值，穩(wěn)定后，讀取兩端實(shí)時(shí)壓力值和輸出電流值，作為零位值。關(guān)閉平衡閥，操作低壓端的泄壓閥，給低壓端減壓至25% 量程，50% 量程，75% 量程和滿量程處，待穩(wěn)定后讀取對(duì)應(yīng)的差壓值和輸出電流值，完成差壓變送器靜壓下上行程的檢測。通過給低壓端加壓方式，讀取下行程的數(shù)據(jù)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。在整個(gè)檢測過程中，人機(jī)交互界面簡單，可清晰引導(dǎo)用戶完成操作，如圖3所示。
2 常壓和靜壓下差壓變送器的數(shù)據(jù)對(duì)比
選擇一臺(tái)有代表性的差壓變送器進(jìn)行試驗(yàn)，其參數(shù)如下。
量程: 0 ～ 400 kPa; 輸出電流信號(hào): 4 ～ 20 mA;準(zhǔn)確度等級(jí): 0. 2 級(jí); 靜壓指標(biāo): 4 MPa。依據(jù)JJG882—2004 《壓力變送器》檢定規(guī)程，常壓通大氣下檢測數(shù)據(jù)結(jié)果如表1 所示; 4 MPa 靜壓下檢測數(shù)據(jù)結(jié)果如表2 所示。
取各點(diǎn)電流誤差值的大值和回差大值作為檢定結(jié)果。所選差壓變送器在常壓下基本誤差值和回程誤差不超過0. 032 mA，靜壓下不超過0. 064 mA 為合格［3］。表1 和表2 數(shù)據(jù)對(duì)比可知，此差壓變送器在常壓下合格，但靜壓下則滿足不了準(zhǔn)確度等級(jí)的要求，檢定結(jié)果為不合格。
3 結(jié)束語
從上述對(duì)比數(shù)據(jù)可知，所選差壓變送器在4 MPa 靜壓下誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在常壓下的誤差。很多廠家在生產(chǎn)差壓變送器時(shí)，會(huì)對(duì)靜壓檢測結(jié)果做數(shù)據(jù)補(bǔ)償［5］，這類儀器靜壓下檢測數(shù)據(jù)基本能滿足準(zhǔn)確度要求，但也有很多類似本文列舉的差壓變送器，其靜壓和常壓下的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果差異很大。所以，這類儀器只常壓檢測就可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)判。由此，本文提出并研制的檢測裝置和方法在質(zhì)控方面處于不可忽略的位置，對(duì)完善差壓變送器的檢定提供了一種新型的工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置。