關(guān)于壓力變送器檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)技術(shù)

陳喜雪，范 創(chuàng)，張之濤，胡春梅，劉 俐

河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050081

1 應(yīng)用領(lǐng)域

河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司的壓力變送器主要應(yīng)用于B/FL413F/513/513L風(fēng)冷柴油機(jī)、BFM1015系列水冷柴油機(jī)、及正在研發(fā)階段的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、噴油泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)等關(guān)重設(shè)備的性能實(shí)驗(yàn)，貫穿于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的全過(guò)程。

在生產(chǎn)中，為了保證過(guò)程能正常、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，必須對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的某些工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量等進(jìn)行檢測(cè)和控制。河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司研制任何一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)，從設(shè)計(jì)零部件到樣機(jī)試驗(yàn)，都要經(jīng)過(guò)許多嚴(yán)格的檢測(cè)。沒(méi)有可靠地檢測(cè)手段，要生產(chǎn)出高質(zhì)量、高性能的合格發(fā)動(dòng)機(jī)是根本不可能的。

2 現(xiàn)狀

河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司壓力源設(shè)備陳舊，主標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)同行相比，還不算太落后。河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司目前采用的是1982年生產(chǎn)的壓力校驗(yàn)器，設(shè)備陳舊，重量、體積都較大。主標(biāo)準(zhǔn)器是壓力模塊與顯示單元分開(kāi)的數(shù)字壓力計(jì)。

發(fā)動(dòng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)空間狹小，河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司共有壓力傳感器118套，由于其機(jī)械特性、結(jié)構(gòu)以及環(huán)境原因，隨著使用時(shí)間的增加，普遍存在較大系統(tǒng)誤差，如示值誤差、回程誤差、穩(wěn)定性差等，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量，并存在安全方面的隱患。目前在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓力變送器時(shí)，需要拆卸和安裝壓力變送器，在拆卸和安裝過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)纏繞過(guò)緊導(dǎo)致信號(hào)接觸不良，信號(hào)中斷等問(wèn)題。這樣對(duì)安全生產(chǎn)、準(zhǔn)確測(cè)量存在重大隱患。從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的交驗(yàn)合格率，增加不必要的實(shí)驗(yàn)成本。

隨著壓力變送器使用時(shí)間增加，有近75% 的儀表出現(xiàn)系統(tǒng)誤差增大趨勢(shì)，增大趨勢(shì)從允許誤差的20%～80%。

優(yōu)化方案：

1）檢測(cè)空間狹小情況下，本優(yōu)化方案提供了壓力變送器的安裝、校正、更換等接口的安裝結(jié)構(gòu)，整個(gè)安裝結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單可靠、易操作如下圖1所示。

壓力變送器的安裝、校驗(yàn)裝置包括有壓力校驗(yàn)器；作為支撐件的安裝塊; 連接軟管；標(biāo)準(zhǔn)器以及待測(cè)體接口。所述安裝塊由木質(zhì)的舊儀表框架和廢棄的EPE防震包裝材料A組成，材料A的厚度（9～12）cm左右。用螺絲刀在A上開(kāi)一個(gè)略小于Φ44mm的孔，孔深是（9～12）cm，孔徑上大下小。因?yàn)檫@種EPE防震材料有很好的彈性和韌性，所以能夠很方便的卡住裝有變送器的自傳式快速接母。接母通過(guò)連接軟管與標(biāo)準(zhǔn)器以及待測(cè)體接口連接。連接軟管耐壓范圍（0～6）MPa，管孔直徑φ4。在測(cè)試過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際情況方便地調(diào)整支撐件安裝塊的位置，以保持標(biāo)準(zhǔn)器的壓力作用點(diǎn)與被測(cè)體的測(cè)壓點(diǎn)在同一水平面上，這樣可以減少液注高度差帶來(lái)的附加誤差。

2）本優(yōu)化方案還提供一種壓力變送器的零位標(biāo)定的方法：將上述圖1所示的連接軟管斷開(kāi)，然后用一快插式快速接母連接。在進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，無(wú)需斷電，不需要用扳手?jǐn)Q十幾圈才能斷開(kāi)壓力源。用手輕輕一拔既可斷開(kāi)被測(cè)壓力變送器與壓力源的連接，調(diào)整零點(diǎn)完畢，用手輕輕一插，便可將斷開(kāi)的被測(cè)壓力變送器與壓力源的連接，在保證密封的同時(shí)使壓力變送器壓力腔與校正用壓力標(biāo)準(zhǔn)器接通。即校正用壓力標(biāo)準(zhǔn)器所測(cè)壓力和壓力變送器所測(cè)壓力相同，保證校正的準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)單可靠，易操作。

在壓力變送器檢測(cè)系統(tǒng)誤差超差、新進(jìn)測(cè)功機(jī)、測(cè)功機(jī)大修后及每換一種新機(jī)型，都要進(jìn)行壓力標(biāo)定，在標(biāo)定過(guò)程中，經(jīng)常需要反復(fù)調(diào)整零點(diǎn)和滿(mǎn)量程才能達(dá)到要求。改進(jìn)前，每調(diào)整一次零點(diǎn)，需要用扳手?jǐn)Q十幾圈才能斷開(kāi)壓力源，并且還需斷開(kāi)電源，經(jīng)常產(chǎn)生導(dǎo)線(xiàn)纏繞過(guò)緊導(dǎo)致信號(hào)接觸不良、短路、損壞儀表等故障。采用優(yōu)化后的方法，無(wú)需斷電，不需要用扳手?jǐn)Q，用手輕輕一拔一插即可。避免了在拆卸和安裝壓力變送器過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)纏繞過(guò)緊導(dǎo)致信號(hào)接觸不良、損壞儀表等隱患，使測(cè)試結(jié)果更接近真實(shí)值，提高準(zhǔn)確度。本方案適合600kPa以下壓力變送器的檢測(cè)。改進(jìn)后，工作效率能提高3倍～5倍。

3）壓力變送器與機(jī)油回路測(cè)壓點(diǎn)之間的連接，采用一種新型自轉(zhuǎn)式快速接母代替原來(lái)的普通接母。由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)地空間狹小采用快速接母優(yōu)點(diǎn)是：（1）可以達(dá)到省力提高勞動(dòng)效率的效果；（2）可以用一只手扶住壓力變送器，另一只手只需順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)滾花螺母5圈～6圈就可完成拆卸或安裝過(guò)程，這樣避免了在拆卸和安裝壓力變送器過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)纏繞過(guò)緊導(dǎo)致信號(hào)接觸不良、損壞儀表等隱患；（3）從密封性角度，比普通接頭要高。使測(cè)試結(jié)果更接近真實(shí)值，提高準(zhǔn)確度。

4）對(duì)油壓管路定期清洗、排污，防止因油路堵塞而造成發(fā)動(dòng)機(jī)考核試驗(yàn)中不出油、機(jī)油壓力數(shù)值不變等故障。還能提高機(jī)油壓力變送器檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。并有效控制機(jī)油壓變送器檢測(cè)系統(tǒng)誤差。

5）正確的選用測(cè)量方法。壓力變送器在使用或檢定時(shí)，把標(biāo)準(zhǔn)器和壓力校驗(yàn)器放置在壓力變送器相同的環(huán)境下2小時(shí)，需按照檢定的方法進(jìn)行預(yù)熱，檢定前進(jìn)行三次預(yù)壓，即對(duì)被檢器緩慢的加壓至上限，在緩慢的降壓至零。這樣做對(duì)壓力變送器的檢定非常重要。在檢測(cè)壓力變送器時(shí)，還要特別注意壓力變送器的變壓部位，以免造成變送器損壞。

6）檢測(cè)在檢測(cè)壓力變送器前對(duì)壓力變送器的壓力腔進(jìn)行清洗。系統(tǒng)優(yōu)化前后檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比：所有需要檢測(cè)的壓力變送器，每件次檢測(cè)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)其誤差超過(guò)允許誤差的20%，但未超差時(shí)，均進(jìn)行仔細(xì)分析原因，進(jìn)行拆裝、清洗、調(diào)整，多次校驗(yàn)比較，直至誤差小于允許誤差的30%，使儀表潔凈、動(dòng)作靈活可靠，并在下一周期檢測(cè)時(shí)觀察，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，誤差變化到允許誤差的30%以上的儀表僅占20%，并進(jìn)行再次調(diào)整校驗(yàn)，這樣經(jīng)過(guò)多次循環(huán)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)壓力變送器檢測(cè)系統(tǒng)保持準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

系統(tǒng)優(yōu)化前檢測(cè)數(shù)據(jù)：

系統(tǒng)優(yōu)化后檢測(cè)數(shù)據(jù)：

目前河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司使用的壓力變送器類(lèi)型有CYB-2__S系列濺射薄膜壓力變送器、YSH-3型壓力變送器、JYB-G 精巧型壓力變送器、FB0803擴(kuò)三硅壓力變送器等。

在發(fā)動(dòng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，用改進(jìn)后的方法，大大縮短了檢測(cè)時(shí)間，從另一方面講，間接幫助車(chē)間維修人員縮短了排除故障時(shí)間，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)油壓管路定期清洗、排污，防止因油路堵塞而造成發(fā)動(dòng)機(jī)考核試驗(yàn)中不出油、機(jī)油壓力數(shù)值不變等故障發(fā)生，減少了故障發(fā)生的頻次。

3 結(jié)論

優(yōu)化改進(jìn)后的測(cè)量方法以其經(jīng)濟(jì)、方便、適用，同時(shí)又可提高測(cè)量精度和測(cè)量工作效率，并多次適用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量工作中，取得了良好的效果，圓滿(mǎn)完成了各項(xiàng)測(cè)量任務(wù)。

延長(zhǎng)了壓力變送器的使用壽命，節(jié)約了更換儀表費(fèi)用。每年可以節(jié)省購(gòu)置新儀表費(fèi)用。減少故障發(fā)生率、縮短檢測(cè)時(shí)間從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)頻次；增強(qiáng)排除故障的能力，提高工作效率；使河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)校驗(yàn)合格率得到提高。最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的，間接地減少了質(zhì)量損失費(fèi)。

[1]孔祥偉，周杏鵬.基于HART協(xié)議的智能壓力變送器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2010(2).

[2]孔祥偉，周杏鵬.基于HART協(xié)議的智能壓力變送器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2010(2).