關于壓力變送器檢測系統優化改進技術

陳喜雪，范 創，張之濤，胡春梅，劉 俐

河北華北柴油機有限責任公司，河北 石家莊 050081

1 應用領域

河北華北柴油機有限責任公司的壓力變送器主要應用于B/FL413F/513/513L風冷柴油機、BFM1015系列水冷柴油機、及正在研發階段的天然氣發動機、噴油泵實驗臺等關重設備的性能實驗，貫穿于發動機試驗的全過程。

在生產中，為了保證過程能正常、高效、經濟地運行，必須對生產過程的某些工藝參數，如溫度、壓力、流量等進行檢測和控制。河北華北柴油機有限責任公司研制任何一種新型的發動機，從設計零部件到樣機試驗，都要經過許多嚴格的檢測。沒有可靠地檢測手段，要生產出高質量、高性能的合格發動機是根本不可能的。

2 現狀

河北華北柴油機有限責任公司壓力源設備陳舊，主標準與國內同行相比，還不算太落后。河北華北柴油機有限責任公司目前采用的是1982年生產的壓力校驗器，設備陳舊，重量、體積都較大。主標準器是壓力模塊與顯示單元分開的數字壓力計。

發動機性能實驗室檢測空間狹小，河北華北柴油機有限責任公司共有壓力傳感器118套，由于其機械特性、結構以及環境原因，隨著使用時間的增加，普遍存在較大系統誤差，如示值誤差、回程誤差、穩定性差等，從而影響發動機的產品質量，并存在安全方面的隱患。目前在現場檢測壓力變送器時，需要拆卸和安裝壓力變送器，在拆卸和安裝過程中，經常出現導線纏繞過緊導致信號接觸不良，信號中斷等問題。這樣對安全生產、準確測量存在重大隱患。從而影響發動機的交驗合格率，增加不必要的實驗成本。

隨著壓力變送器使用時間增加，有近75% 的儀表出現系統誤差增大趨勢，增大趨勢從允許誤差的20%～80%。

優化方案：

1）檢測空間狹小情況下，本優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構，整個安裝結構經濟、簡單可靠、易操作如下圖1所示。

壓力變送器的安裝、校驗裝置包括有壓力校驗器；作為支撐件的安裝塊; 連接軟管；標準器以及待測體接口。所述安裝塊由木質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上開一個略小于Φ44mm的孔，孔深是（9～12）cm，孔徑上大下小。因為這種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。接母通過連接軟管與標準器以及待測體接口連接。連接軟管耐壓范圍（0～6）MPa，管孔直徑φ4。在測試過程中可以根據實際情況方便地調整支撐件安裝塊的位置，以保持標準器的壓力作用點與被測體的測壓點在同一水平面上，這樣可以減少液注高度差帶來的附加誤差。

2）本優化方案還提供一種壓力變送器的零位標定的方法：將上述圖1所示的連接軟管斷開，然后用一快插式快速接母連接。在進行零點標定時，無需斷電，不需要用扳手擰十幾圈才能斷開壓力源。用手輕輕一拔既可斷開被測壓力變送器與壓力源的連接，調整零點完畢，用手輕輕一插，便可將斷開的被測壓力變送器與壓力源的連接，在保證密封的同時使壓力變送器壓力腔與校正用壓力標準器接通。即校正用壓力標準器所測壓力和壓力變送器所測壓力相同，保證校正的準確性，簡單可靠，易操作。

在壓力變送器檢測系統誤差超差、新進測功機、測功機大修后及每換一種新機型，都要進行壓力標定，在標定過程中，經常需要反復調整零點和滿量程才能達到要求。改進前，每調整一次零點，需要用扳手擰十幾圈才能斷開壓力源，并且還需斷開電源，經常產生導線纏繞過緊導致信號接觸不良、短路、損壞儀表等故障。采用優化后的方法，無需斷電，不需要用扳手擰，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程中，導線纏繞過緊導致信號接觸不良、損壞儀表等隱患，使測試結果更接近真實值，提高準確度。本方案適合600kPa以下壓力變送器的檢測。改進后，工作效率能提高3倍～5倍。

3）壓力變送器與機油回路測壓點之間的連接，采用一種新型自轉式快速接母代替原來的普通接母。由于現場作業場地空間狹小采用快速接母優點是：（1）可以達到省力提高勞動效率的效果；（2）可以用一只手扶住壓力變送器，另一只手只需順時針或逆時針轉動滾花螺母5圈～6圈就可完成拆卸或安裝過程，這樣避免了在拆卸和安裝壓力變送器過程中，導線纏繞過緊導致信號接觸不良、損壞儀表等隱患；（3）從密封性角度，比普通接頭要高。使測試結果更接近真實值，提高準確度。

4）對油壓管路定期清洗、排污，防止因油路堵塞而造成發動機考核試驗中不出油、機油壓力數值不變等故障。還能提高機油壓力變送器檢測系統的穩定性、準確性。并有效控制機油壓變送器檢測系統誤差。

5）正確的選用測量方法。壓力變送器在使用或檢定時，把標準器和壓力校驗器放置在壓力變送器相同的環境下2小時，需按照檢定的方法進行預熱，檢定前進行三次預壓，即對被檢器緩慢的加壓至上限，在緩慢的降壓至零。這樣做對壓力變送器的檢定非常重要。在檢測壓力變送器時，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）檢測在檢測壓力變送器前對壓力變送器的壓力腔進行清洗。系統優化前后檢測數據對比：所有需要檢測的壓力變送器，每件次檢測時，如發現其誤差超過允許誤差的20%，但未超差時，均進行仔細分析原因，進行拆裝、清洗、調整，多次校驗比較，直至誤差小于允許誤差的30%，使儀表潔凈、動作靈活可靠，并在下一周期檢測時觀察，經觀察發現，誤差變化到允許誤差的30%以上的儀表僅占20%，并進行再次調整校驗，這樣經過多次循環測試，實現壓力變送器檢測系統保持準確性、穩定性。

系統優化前檢測數據：

系統優化后檢測數據：

目前河北華北柴油機有限責任公司使用的壓力變送器類型有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擴三硅壓力變送器等。

在發動機性能實驗過程中出現故障時，用改進后的方法，大大縮短了檢測時間，從另一方面講，間接幫助車間維修人員縮短了排除故障時間，保證了發動機試驗的正常運行。通過對油壓管路定期清洗、排污，防止因油路堵塞而造成發動機考核試驗中不出油、機油壓力數值不變等故障發生，減少了故障發生的頻次。

3 結論

優化改進后的測量方法以其經濟、方便、適用，同時又可提高測量精度和測量工作效率，并多次適用于現場實際測量工作中，取得了良好的效果，圓滿完成了各項測量任務。

延長了壓力變送器的使用壽命，節約了更換儀表費用。每年可以節省購置新儀表費用。減少故障發生率、縮短檢測時間從而減少發動機性能試驗頻次；增強排除故障的能力，提高工作效率；使河北華北柴油機有限責任公司發動機整機校驗合格率得到提高。最終達到節能降耗的目的，間接地減少了質量損失費。

[1]孔祥偉，周杏鵬.基于HART協議的智能壓力變送器的設計與實現[J].儀表技術與傳感器，2010(2).

[2]孔祥偉，周杏鵬.基于HART協議的智能壓力變送器的設計與實現[J].儀表技術與傳感器，2010(2).