壓力儀表在自動(dòng)控制生產(chǎn)中的應(yīng)用探究

摘 要：數(shù)字壓力計(jì)的出現(xiàn)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得壓力儀表自動(dòng)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)成為可能。近年來國內(nèi)外廠商相繼開發(fā)出一些壓力儀表自動(dòng)檢測(cè)裝置，用于對(duì)壓力變送器、壓力傳感器、壓力表、液體壓力計(jì)等壓力儀表的檢測(cè)。本文主要探討壓力儀表在生產(chǎn)自動(dòng)控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：壓力儀表；自動(dòng)控制；生產(chǎn)；應(yīng)用；

中圖分類號(hào)：F407.67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-05-00137-02

引言

壓力儀表的作用便是為自動(dòng)控制裝置提供壓力信息，以為控制裝置提供決策所需信息。如果壓力儀表的不恰當(dāng)，壓力的變化信息就不能及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取，甚至引發(fā)安全事故。因此，在選擇壓力儀表時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該充分考慮被測(cè)量介質(zhì)的物理特性、壓力檢測(cè)信息的需求及現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境等情況，來合理的選擇壓力儀表的量程、類型、精度。

一、壓力儀表的選擇

要正確的選用壓力儀表，則應(yīng)該確定儀表的量程、精度、類型、靈敏度、形式、范圍、外型尺寸，并應(yīng)該考慮壓力信息是否需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，如報(bào)警、調(diào)節(jié)、記錄、指示等等。限于篇幅，本文重點(diǎn)介紹壓力儀表的量程、精度和類型的選擇。

（一）壓力儀表的量程、精度的選擇

自動(dòng)生產(chǎn)裝置中壓力儀表的量程選擇要求為：在靜止或者變化非常緩慢的測(cè)試環(huán)境中，規(guī)定被測(cè)量介質(zhì)的最大壓力值不能超過壓力表的滿量程的2/3.而在脈動(dòng)或者波動(dòng)情況下的測(cè)壓時(shí)，被測(cè)量介質(zhì)的最大壓力值不能超過壓力儀表滿量程的1/2.

對(duì)于壓力儀表精度的選擇，其等級(jí)主要有2.5級(jí)、1.6級(jí)、1.0級(jí)、0.4級(jí)這四個(gè)等級(jí)。應(yīng)綜合考慮工藝生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性要求和精度要求進(jìn)行考慮。具體可以通過計(jì)算儀表的最大允許去查來決定，也就是計(jì)算量程與精度的百分比乘積，若此誤差超過了自動(dòng)控制裝置的精度要求，就換精度更高一級(jí)的儀表。

總之，實(shí)際測(cè)量壓力的最大允許誤差要小于壓力儀表本身的基本誤差。選擇時(shí)還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性原則，即當(dāng)測(cè)量量程和精度已經(jīng)能夠滿足自動(dòng)控制裝置的要求即可，不需過分要求高精度和大量程的儀表。

（二）壓力儀表的類型的選擇

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制生產(chǎn)，儀表的正常工作是保證自動(dòng)控制裝置能夠安全、高效生產(chǎn)的前提。因此壓力儀表的選用需從各個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮：（1）壓力儀表不同于其他非接觸類儀表，它常常需要與被測(cè)介質(zhì)進(jìn)行直接接觸測(cè)量，所以在壓力儀表的選擇時(shí)需要綜合考慮介質(zhì)的物理特性及其工作條件。被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)主要有易爆、易燃、玷污程度、腐蝕性、粘度、溫度、狀態(tài)（指液體、氣體），則可以選用具有特殊功能的隔膜、耐高溫、耐腐蝕等壓力表。具體應(yīng)用如：測(cè)量腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)時(shí)可以采用不銹鋼等中間介質(zhì)，氨用儀表則不能使用含銅材料制作，這是因?yàn)榘睔饽軌蚋g銅。氧氣系統(tǒng)遇油易爆炸，因此氧用壓力儀表不能應(yīng)用在油性環(huán)境中。（2）若僅需觀察壓力變化，則可選擇一些可以直接指示壓力的儀表如液柱式或彈簧管等壓力表。若壓力儀表的輸出信號(hào)還需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送至控制室或作為其它電動(dòng)系統(tǒng)的輸入，則可以選擇電動(dòng)式壓力傳感器。若控制系統(tǒng)要求儀表之間能夠相互通信，則需選擇壓力變動(dòng)器或智能壓力傳感器。（3）使用環(huán)境：對(duì)于具有爆炸性危險(xiǎn)的壓力儀表應(yīng)用環(huán)境，應(yīng)該擇優(yōu)選擇防爆型儀表。然而，對(duì)于低溫或者高溫環(huán)境，則應(yīng)該選用溫度敏感系數(shù)較小的轉(zhuǎn)換、敏感元件。振動(dòng)較明顯的工作環(huán)境中，應(yīng)該選擇防震型壓力儀表。

二、壓力儀表在自動(dòng)控制生產(chǎn)中的問題分析

在實(shí)際應(yīng)用中，可能由于操作人員的粗心或者有限的認(rèn)知水平，也可能由于控制系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用后器件相對(duì)位置發(fā)生漂移而未能及時(shí)修正等原因，壓力儀表的使用中可能出現(xiàn)一些問題，如：

（一）取壓管口不垂直于被測(cè)的介質(zhì)的流向，或不嚴(yán)格平行于設(shè)備、管道等內(nèi)壁，出現(xiàn)毛刺或凸起物等等，都會(huì)影響到被測(cè)物質(zhì)靜壓的測(cè)量。

（二）儀表本身為可以測(cè)量腐蝕性和高溫介質(zhì)，但是在測(cè)量過程中儀表上的敏感元件與腐蝕性、高溫介質(zhì)相接觸而損壞儀表。如在壓力儀表未加裝冷凝裝置時(shí)便去測(cè)量高溫蒸汽?；蛭窗惭b捕塵器時(shí)便應(yīng)用于測(cè)量含塵氣體壓力。壓力儀表隔離裝置未安裝便測(cè)量腐蝕性介質(zhì)等等。

（三）當(dāng)壓力儀表自身位置和取壓口未處于相同水平面時(shí)，沒有修正由于兩者的高度差而形成的誤差。

（四）未充分考慮不同介質(zhì)測(cè)量時(shí)壓力取出位置。氣體介質(zhì)的測(cè)量時(shí)壓力取出位置位于管道上端，蒸汽壓力取出位置位于管道的兩側(cè)，液體壓力則取于管道的低端。

（五）壓力表和取壓口之間的距離沒有合理安排，距離過遠(yuǎn)有可能造成壓力信息不準(zhǔn)確等等。對(duì)于信號(hào)管道來說應(yīng)該裝隔離閥至取壓口，最高處因該裝備排氣裝置、最低處應(yīng)該裝備排水裝置。

三、自動(dòng)控制生產(chǎn)中的具體處理措施

（一）壓力變動(dòng)器或者傳感器安裝在自動(dòng)控制生產(chǎn)線上，分別把萬用表、干電池、指示燈都連接好，利用調(diào)整鑰匙將上、下兩壓力信號(hào)限制于總量程的20-80%范圍之內(nèi)。

（二）非常緩慢的加大壓力，如果電流信號(hào)或者壓力信號(hào)達(dá)到上限時(shí)，與上限信號(hào)相接觸，這時(shí)綠燈點(diǎn)亮（也就是觸點(diǎn)開始接通）。為了確保準(zhǔn)確的測(cè)量，用萬用表測(cè)量其電阻值，若為0則表示已經(jīng)達(dá)到準(zhǔn)確要求。最小工作壓力應(yīng)大于壓力儀表總量程的三分之一，如果當(dāng)最小和最大工作壓力難以同時(shí)滿足要求時(shí)，應(yīng)該有限考慮最大工作壓力的要求。由被測(cè)壓力計(jì)算得到壓力儀表的上下限信息后，暫時(shí)還不能直接用來作為壓力儀表測(cè)量范圍，還應(yīng)根據(jù)我國的壓力變送器或者傳感器的不同等級(jí)或量程來正確選用合適的壓力儀表，以滿足自動(dòng)控制生產(chǎn)的實(shí)際需求。

（三）慢速的減小壓力，如果電流信號(hào)或者壓力信號(hào)達(dá)到下限時(shí)，這時(shí)紅燈點(diǎn)亮（也就是觸電接通），萬用表測(cè)量其電阻值，若阻值為0，則表示可靠接通。當(dāng)壓力和上或下限觸點(diǎn)接通時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的壓力值（或其電流值）和被測(cè)的壓力值（或其電流值）要求不能超過最大允許誤差的1.5倍。壓力變送器或傳感器在檢測(cè)合格后應(yīng)及時(shí)張貼合格證，并打好鉛封。壓力儀表大多都是利用壓力作用與彈性元件時(shí)使彈性元件發(fā)生一定的變形，從而由變形程度得出壓力信號(hào)或者電流信號(hào)，檢測(cè)零件有許多種如波紋管、膜盒、彈簧管等等。控制系統(tǒng)中行場(chǎng)選用壓力傳感器，一般為擴(kuò)展式傳感器如（擴(kuò)控硅壓力傳感器）、投入式傳感器等等。這些傳感器具有將壓力信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳入控制室或者直接傳至計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)的功能。

四、結(jié)語

總之，壓力儀表的選用需綜合考慮儀表的量程、精度、工作環(huán)境、被測(cè)介質(zhì)物理特性，還應(yīng)根據(jù)我國的壓力儀表的量程規(guī)格和等級(jí)。在測(cè)量特殊介質(zhì)時(shí)，還應(yīng)及時(shí)加裝相應(yīng)的防護(hù)裝置以免損傷傳感器?？刂葡到y(tǒng)的傳感器還應(yīng)具有一定的通信功能，能夠?qū)毫x表輸出信息傳送至控制室或者直接傳送至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介：任連輝 （1982年1月-）男，山西省交口縣人，工程碩士在讀，助理工程師，研究方向：儀器儀表。