壓力儀表在自動控制生產(chǎn)中的應(yīng)用探究

摘 要：數(shù)字壓力計的出現(xiàn)以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得壓力儀表自動檢測的實現(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檢測裝置，用于對壓力變送器、壓力傳感器、壓力表、液體壓力計等壓力儀表的檢測。本文主要探討壓力儀表在生產(chǎn)自動控制中的應(yīng)用。

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

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

引言

壓力儀表的作用便是為自動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、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，應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)中應(yīng)該充分考慮被測量介質(zhì)的物理特性、壓力檢測信息的需求及現(xiàn)場工作環(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試環(huán)境中，規(guī)定被測量介質(zhì)的最大壓力值不能超過壓力表的滿量程的2/3.而在脈動或者波動情況下的測壓時，被測量介質(zhì)的最大壓力值不能超過壓力儀表滿量程的1/2.

對于壓力儀表精度的選擇，其等級主要有2.5級、1.6級、1.0級、0.4級這四個等級。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。具體可以通過計算儀表的最大允許去查來決定，也就是計算量程與精度的百分比乘積，若此誤差超過了自動控制裝置的精度要求，就換精度更高一級的儀表。

總之，實際測量壓力的最大允許誤差要小于壓力儀表本身的基本誤差。選擇時還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性原則，即當(dāng)測量量程和精度已經(jīng)能夠滿足自動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

要實現(xiàn)自動控制生產(chǎn)，儀表的正常工作是保證自動控制裝置能夠安全、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，它常常需要與被測介質(zhì)進(jìn)行直接接觸測量，所以在壓力儀表的選擇時需要綜合考慮介質(zhì)的物理特性及其工作條件。被測介質(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：測量腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)時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，這是因為氨氣能夠腐蝕銅。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還需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送至控制室或作為其它電動系統(tǒng)的輸入，則可以選擇電動式壓力傳感器。若控制系統(tǒng)要求儀表之間能夠相互通信，則需選擇壓力變動器或智能壓力傳感器。（3）使用環(huán)境：對于具有爆炸性危險的壓力儀表應(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、壓力儀表在自動控制生產(chǎn)中的問題分析

在實際應(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)長時間應(yīng)用后器件相對位置發(fā)生漂移而未能及時修正等原因，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，都會影響到被測物質(zhì)靜壓的測量。

（二）儀表本身為可以測量腐蝕性和高溫介質(zhì)，但是在測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便去測量高溫蒸汽。或未安裝捕塵器時便應(yīng)用于測量含塵氣體壓力。壓力儀表隔離裝置未安裝便測量腐蝕性介質(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，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)測量時壓力取出位置。氣體介質(zhì)的測量時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。對于信號管道來說應(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、自動控制生產(chǎn)中的具體處理措施

（一）壓力變動器或者傳感器安裝在自動控制生產(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，如果電流信號或者壓力信號達(dá)到上限時，與上限信號相接觸，這時綠燈點(diǎn)亮（也就是觸點(diǎn)開始接通）。為了確保準(zhǔn)確的測量，用萬用表測量其電阻值，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滿足要求時，應(yīng)該有限考慮最大工作壓力的要求。由被測壓力計算得到壓力儀表的上下限信息后，暫時還不能直接用來作為壓力儀表測量范圍，還應(yīng)根據(jù)我國的壓力變送器或者傳感器的不同等級或量程來正確選用合適的壓力儀表，以滿足自動控制生產(chǎn)的實際需求。

（三）慢速的減小壓力，如果電流信號或者壓力信號達(dá)到下限時，這時紅燈點(diǎn)亮（也就是觸電接通），萬用表測量其電阻值，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，標(biāo)準(zhǔn)的壓力值（或其電流值）和被測的壓力值（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合格后應(yīng)及時張貼合格證，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或者電流信號，檢測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進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳入控制室或者直接傳至計算機(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。在測量特殊介質(zhì)時，還應(yīng)及時加裝相應(yīng)的防護(hù)裝置以免損傷傳感器。控制系統(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算機(jī)控制系統(tǒng)。

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作者簡介：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。