关键词：轻便式；压力表；校准装置；
为了给生产和科研过程提供质量保证,就一定要确保压力仪器仪表或装置设施的精度、可靠性等性能。而压力仪器仪表的精度会随时间的推移发生变化。所以,必须要对压力仪表进行定期的压力校验。传统的手动压力校验方法,不仅劳动强度大、工作条件差、校验效率低,而且读数容易受人为主观因素的影响,准确度很难得到保证。现今,随着自动化技术和压力传感器技术的不断发展,自动进行压力校验已经成为可能。
一、概述
压力校验台是校验标准压力表,普通压力表和压力变送器的加压装置,通过它的加压使被校表与标准表能在同一值相对照。完成校验过程。在我们的实际工作中,压力校验台在室内校验压力表,是一个很好的加压装置,可是要把它拿到工作现场去校验压力变送器或压力表时会带来许多困难,一是压力校验台又大又重,搬动起来很不方便,尤其对一些体弱者或女同志那更是件麻烦事;二是压力校验台放在地上,位置比较低,操作压力检查表时，人必须把踏板踩得很低。还要低下头偏着脑袋看压力表指示值,校验一套表,工作人员要费很大的劲;三是校验压力变送器时,要求标准压力表与被校变送器应在同一水平线上,由于压力校验台在现场不好放置,往往被校变送器位置高于标准压力表位置一定高度,校验完变迭器后往往忽视了加修正值,而人为的提高了仪表的测量误差。
二、工作原理
在现场校验压力变送器时,把校验装置的支承架打开到位,用定位销卡住。摆放在比较平的水泥地上,连接导管一端与变送器输人接头接好,连接管上安装好标准压力装置,中间接头与校验装置的输出导管(铜管)接好。整个导压管接好后,就可进行校验,校验方法跟原来一样,不同的是油壶的装置得到改进。在打开油阀门时,一定要先旋松油壶上的密封螺帽。使通气孔两孔相对使油壶与大气相通,这样才使油通过油阀门流入加压筒体.校验完后,要搬动压力校验装置应旋紧油壶上的密封螺帽,使油壶密封而油就不会流出来。在现场校验压力表时,只要将支承管安装在校验装置的输出接头上,标准压力表和被校压力表分别装于支承管上.就可以在现场进行校验。
三、标准压力发生装置
就整个自动压力校验系统而言,产生标准压力是关键。在各类压力仪表的检定过程中,都要求压力源产生的标准压力没有冲击或回程现象。即在升压或降压过程中,压力都单方向、平稳变化直至达到各标准压力点,无超调现象。而高精度、稳定的标准压力的产生,是由标准压力发生装置完成的。因此,在整个系统中,标准压力自动发生装置的机械结构设计和控制方法研究非常关键。在机械结构设计上,要求保证在整个造压过程中系统保持平稳运行,在达到压力点的时候不能有跳动的现象。控制器输出压力控制信号给电机驱动器,由驱动器驱动动力执行机构(电机)产生动力,经变速和传动机构(涡轮减速器、齿轮箱)后,作用到丝杠上,再由其带动柱塞式压力缸的柱塞运动,压缩缸内的液压油,从而产生压力输出。柱塞式压力缸具有自锁功能,当达到目标压力值时,步进电机停止动作,自锁能保证系统不慢走。在控制方法上,要求能够快速、准确、单方向地达到压力点。为了减弱和消除机械系统中的非线性误差,采用一种步进电机闭环细分控制方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其基本思路是:对步进电机进行细分驱动,使其成为一种较理想的数字式积分环节.然后,引入实时检测当前压力值的测量环节和闭环压力模糊控制器,将设定的压力值与标准压力传感器测得的压力值的差值作为压力模糊控制器的输入,通过模糊化处理,映射到相应的论域中,构成模糊集合.再通过知识库中的模糊规则(IF-T H EN规则),将输入论域上的模糊集合映射到输出论域上的模糊集合.最后,通过解模糊化处理生成压力控制信号给标准压力发生装置。
四、标准压力模块
1.标准压力模块主要包括电源转换电路、信号采集电路、单片机、电热丝、Pt100和标准压力传感器几个部分。由标准压力传感器实时采集系统当前的压力信号,信号经A/D转换电路后,送到单片机进行稳压控制处理,生成升压、降压、泄压等控制信号传给PLC控制器,尤其控制标准压力发生装置完成升压、降压、泄压等具体动作。电源转换电路中采用LM 2575开关稳压集成电路,它主要实现将+24V开关电源转换为电路其它器件所需的+5V高精度稳定电源。标准压力传感器选用0.01级的压阻式压力传感器,作为压力测量的一次元件。信号采集电路中,A/D采样芯片采用美国AD公司生产的带有自校正功能的高精度双通道16位模/数转换器AD7705。我们采用的标准压力传感器是性价比较高的工业级压力传感器,其工作温度在50-80℃之间。为保证压力传感器的测量精度和灵敏度,综合考虑整个校验系统在室温下工作,且根据厂家提供的产品规格数据,该传感器的零点及灵敏度温度漂移≤0.01%FS/℃.所以,温度控制点选择在(45±1)℃。利用温度传感器Pt100,将环境温度的变化转换成电信号的变化后,单片机内部的A/D对温度电信号进行信号转换,再由单片机进行处理,输出相应的控制信号给继电器控制电热丝的通断,从而使标准压力传感器在温度特性较好的定点温度下正常工作。
2.控制和显示模块。控制器选用由台达公司生产的DVP32ES200T型PLC.该型号的PLC主模块自带三个通信串口,其中一个232串口,两个485串口.232串口是程序通信口,当程序下载完成后,又可作为同PC机通信的串口;一个485用于同标准压力模块中的单片机通信;另一个485用于同人机交互界面通信,实现显示功能.控制器的控制作用,主要体现在输出压力控制信号给电机驱动器。是PLC与电机驱动器的线路图.由于信号正端(UP0)的电平不是T TL电平,而是PLC使用手册要求的+24V.所以,要串联2K的限流电阻。在程序开始后,首先完成各硬件和软件的初始化;然后读取存储器内的初始设置,进入待机主界面;最后根据具体的测试目标,通过不同的按键进入到相应的参数设置、定点稳压和自动校验操作界面.在参数设置界面中,用户可对校验点数、量程、稳压时间等参数信息进行设置.在定点稳压界面中,通过反复多次进行定点稳压操作可排出系统管路内的气体。在自动校验界面中,系统根据参数设置界面中所设置的参数信息完成全量程范围内压力逐点自动校验。是该系统控制器的主体部分。首先完成硬件、软件、中断和通信等的初始化,然后进入参数设置处理。最后,PLC控制器根据从单片机传送过来的信号做相应的判断处理,输出控制脉冲控制步进电机驱动器,从而使得标准压力发生装置执行具体的升压、降压和泄压等动作,进而完成压力仪表的压力校验。
总之，标准压力无超调地自动产生,因而有效地避免了传统校验方法中因标准砝码质量磨损等带来的误差。同时,也在一定程度上减少了人工干预,提高了仪表校验结果的客观准确性,因此具有一定的现实意义。
参考文献：
[1]魏萍.浅谈轻便式压力校验装置的设计制作.2018.
[2]李钢.压力仪表检定的发展方向和现场压力校准.2017.
论文作者: 李秋静
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：压力论文; 压力表论文; 标准论文; 装置论文; 信号论文; 压力传感器论文; 控制器论文; 《科学与技术》2019年16期论文;