通過一種靜壓檢測裝置的工作過程更深入差壓變送器工作原理

       在工業生產中，差壓變送器的優劣直接影響著整條生產鏈的安全運行。各級計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差壓控制設備檢測裝置，主要用于在常壓以及靜壓狀態下，對差壓變送器進行檢測，填補了靜壓影響檢測的空白。
 
      差壓變送器是在工業過程中測量兩個壓力之間相對差值的壓力變送器，輸出信號主要為0 ～10 mA、4 ～ 20 mA 或1 ～ 5 V。隨著工業發展的需要，差壓變送器越來越多的應用于工業生產的各個領域，常用于測量氣體、液體的壓力、液位和密度。目前，差壓變送器的常規檢定只在其低壓端通大氣時進行，但實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，差壓變送器的計量性能可能受到較大影響［1 － 2］。JJG 882—2004 《壓力變送器》檢定規程對靜壓影響有明確的規定［3］，忽略靜壓的檢定可能造成檢定結果的偏差和誤判。因此為了保證差壓變送器精準安全的工作，對其進行靜壓下的差壓檢測尤為重要。本文所述的工業差壓控制設備檢測裝置主要用于在常壓以及靜壓狀態下對差壓變送器的檢測，實現了在0 ～ 4 MPa 靜壓范圍內對0 ～ 400 kPa 及以上量程、0. 2 級及以下準確度等級的差壓變送器的檢測。


 
　　1 工業差壓控制設備檢測裝置的設計
　　工業差壓控制設備檢測裝置由壓力控制臺、高準確度數字壓力校驗儀和系統配套軟件［4］組成，如圖1 所示。壓力控制臺內置自動氣體預壓泵，其產生的壓力儲存在內置氣容中作為造壓源; 主標準器使用定制的高準確度數字壓力校驗儀，其測量范圍0 ～ 4 MPa， 準確度等級0. 02 級， 讀數誤差± 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準確度的要求; 數據后期處理利用高靜壓下零位自動對齊方式，減小數字壓力校驗儀在高壓測量時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用性。
開始檢測時，打開平衡閥，使高低壓力容室連通，通過預壓泵快速加壓至靜壓值，穩定后，讀取兩端實時壓力值和輸出電流值，作為零位值。關閉平衡閥，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，待穩定后讀取對應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，讀取下行程的數據。其結構示意圖如圖2 所示。在整個檢測過程中，人機交互界面簡單，可清晰引導用戶完成操作，如圖3所示。


 
　　2 常壓和靜壓下差壓變送器的數據對比
　　選擇一臺有代表性的差壓變送器進行試驗，其參數如下。
　　量程: 0 ～ 400 kPa; 輸出電流信號: 4 ～ 20 mA;準確度等級: 0. 2 級; 靜壓指標: 4 MPa。依據JJG882—2004 《壓力變送器》檢定規程，常壓通大氣下檢測數據結果如表1 所示; 4 MPa 靜壓下檢測數據結果如表2 所示。
取各點電流誤差值的zui大值和回差zui大值作為檢定結果。所選差壓變送器在常壓下基本誤差**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 數據對比可知，此差壓變送器在常壓下合格，但靜壓下則滿足不了準確度等級的要求，檢定結果為不合格。
 

　　3 結束語
　　從上述對比數據可知，所選差壓變送器在4 MPa 靜壓下誤差遠遠大于其在常壓下的誤差。很多廠家在生產差壓變送器時，會對靜壓檢測結果做數據補償［5］，這類儀器靜壓下檢測數據基本能滿足準確度要求，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據結果差異很大。所以，這類儀器只常壓檢測就可能會出現錯判。由此，本文提出并研制的檢測裝置和方法在質控方面處于不可忽略的位置，對完善差壓變送器的檢定提供了一種新型的工業差壓控制設備檢測裝置。


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