壓力傳感器在無負壓供水係統中的應用
發布時間:2019-02-12 責任編輯:wenwei
【導讀】目前,在城市供水方麵為消除對居民用水產生影響,我國擬定的相關城市供水條例規定不允許將生活、生(sheng)產(chan)水(shui)泵(beng)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)市(shi)政(zheng)管(guan)網(wang)上(shang)。居(ju)民(min)供(gong)水(shui)設(she)備(bei)串(chuan)接(jie)在(zai)市(shi)政(zheng)供(gong)水(shui)管(guan)網(wang)上(shang),需(xu)要(yao)利(li)用(yong)無(wu)負(fu)壓(ya)式(shi)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong),水(shui)泵(beng)進(jin)口(kou)與(yu)市(shi)政(zheng)管(guan)網(wang)之(zhi)間(jian)需(xu)增(zeng)設(she)流(liu)量(liang)控(kong)製(zhi)器(qi)、分腔式穩壓補償罐等,流量控製器時刻監視市政管網壓力。在保證市政管網不產生負壓的同時,還可充分利用市政管網原有壓力。

無負壓式供水係統,就是通過安裝在供水管網上的高靈敏度壓力傳感器或huo壓ya力li開kai關guan等deng,來lai檢jian測ce供gong水shui管guan網wang在zai用yong水shui量liang變bian化hua時shi的de壓ya力li變bian化hua,不bu斷duan的de向xiang微wei電dian腦nao傳chuan輸shu變bian化hua的de信xin號hao。根gen據ju不bu同tong運yun行xing狀zhuang態tai,動dong態tai地di控kong製zhi補bu償chang量liang,從cong而er實shi現xian動dong態tai壓ya力li平ping衡heng,保bao證zheng供gong水shui管guan網wang壓ya力li恒heng定ding,以yi滿man足zu用yong戶hu用yong水shui需xu要yao。當dang市shi政zheng管guan道dao自zi來lai水shui以yi一yi定ding壓ya力li進jin入ru調tiao節jie罐guan時shi,穩wen壓ya補bu償chang罐guan內nei的de空kong氣qi經jing過guo真zhen空kong消xiao除chu器qi內nei排pai出chu,待dai水shui充chong滿man後hou,真zhen空kong消xiao除chu器qi自zi動dong關guan閉bi。當dang自zi來lai水shui能neng夠gou滿man足zu用yong水shui壓ya力li及ji水shui量liang要yao求qiu時shi,供gong水shui設she備bei通tong過guo旁pang通tong止zhi回hui閥fa向xiang用yong水shui管guan網wang直zhi接jie供gong水shui;當自來水管網的壓力不能滿足用水要求時,係統會通過壓力傳感器,或壓力開開關、電接點壓表,給出起泵信號起動水泵運行。
另ling外wai,當dang水shui泵beng供gong水shui時shi,若ruo自zi來lai水shui管guan網wang的de水shui量liang大da於yu水shui泵beng流liu量liang,係xi統tong保bao持chi正zheng常chang供gong水shui,用yong水shui高gao峰feng期qi時shi,若ruo自zi來lai水shui管guan網wang水shui量liang小xiao於yu水shui泵beng流liu量liang時shi,調tiao節jie罐guan內nei的de水shui作zuo為wei補bu充chong水shui源yuan仍reng能neng正zheng常chang供gong水shui,此ci時shi,空kong氣qi由you真zhen空kong消xiao除chu器qi進jin入ru調tiao節jie罐guan,消xiao除chu了le自zi來lai水shui管guan網wang的de負fu壓ya,用yong水shui高gao峰feng期qi過guo後hou,係xi統tong恢hui複fu正zheng常chang的de狀zhuang態tai。若ruo自zi來lai水shui供gong水shui不bu足zu或huo管guan網wang停ting水shui而er導dao致zhi調tiao節jie罐guan內nei的de水shui位wei不bu斷duan下xia降jiang,液ye位wei控kong製zhi器qi給gei出chu水shui泵beng停ting機ji信xin號hao以yi保bao護hu水shui泵beng機ji組zu。此ci過guo程cheng如ru此ci循xun環huan,最zui終zhong達da到dao無wu負fu壓ya供gong水shui的de目mu的de。

壓力傳感器的接線方法
chuanganqidejiexianyixiangshikehucaigouguochengzixundezuiduodewentizhiyi,henduokehudoubuzhidaochuanganqiruhelianxian,qishigezhongchuanganqidejiexianfangshijibendoushiyiyangde,yalichuanganqiyibanyouliangxianzhi、三線製、四線製,有的還有五線製的。
壓ya力li傳chuan感gan器qi兩liang線xian製zhi比bi較jiao簡jian單dan,一yi般ban客ke戶hu都dou知zhi道dao怎zen麼me接jie線xian,一yi根gen線xian連lian接jie電dian源yuan正zheng極ji,另ling一yi個ge線xian也ye就jiu是shi信xin號hao線xian經jing過guo儀yi器qi連lian接jie到dao電dian源yuan負fu極ji,這zhe種zhong是shi最zui簡jian單dan的de,壓ya力li傳chuan感gan器qi三san線xian製zhi是shi在zai兩liang線xian製zhi基ji礎chu上shang加jia了le一yi個ge線xian,這zhe根gen線xian直zhi接jie連lian接jie到dao電dian源yuan的de負fu極ji,較jiao兩liang線xian製zhi麻ma煩fan一yi點dian。四si線xian製zhi壓ya力li傳chuan感gan器qi肯ken定ding是shi兩liang個ge電dian源yuan輸shu入ru端duan,另ling外wai兩liang個ge是shi信xin號hao輸shu出chu端duan。四si線xian製zhi的de多duo半ban是shi電dian壓ya輸shu出chu而er不bu是shi4——20mA輸出,4——20mA的de叫jiao壓ya力li變bian送song器qi,多duo數shu做zuo成cheng兩liang線xian製zhi的de。壓ya力li傳chuan感gan器qi的de信xin號hao輸shu出chu有you些xie是shi沒mei有you經jing過guo放fang大da的de,滿man量liang程cheng輸shu出chu隻zhi有you幾ji十shi毫hao伏fu,而er有you些xie壓ya力li傳chuan感gan器qi在zai內nei部bu有you放fang大da電dian路lu,滿man量liang程cheng輸shu出chu為wei0——2V。至zhi於yu怎zen麼me接jie到dao顯xian示shi儀yi表biao,要yao看kan儀yi表biao的de量liang程cheng是shi多duo大da,如ru果guo有you和he輸shu出chu信xin號hao相xiang適shi應ying的de檔dang位wei,就jiu可ke以yi直zhi接jie測ce量liang,否fou則ze要yao加jia信xin號hao調tiao整zheng電dian路lu。五wu線xian製zhi壓ya力li傳chuan感gan器qi與yu四si線xian製zhi相xiang差cha不bu大da,市shi麵mian上shang五wu線xian製zhi的de傳chuan感gan器qi也ye比bi較jiao少shao。
螺紋類型
壓力傳感器的螺紋有很多種,常見的有NPT、PT、G、M,都是管螺紋。
NPT 是 National (American) Pipe Thread 的縮寫,屬於美國壓力傳感器標準的 60 度錐管螺紋,用於北美地區。國家標準可查閱 GB/T12716-1991
PT 是 Pipe Thread 的縮寫,是 55 度密封圓錐管螺紋,屬惠氏壓力傳感器螺紋家族,多用於歐洲及英聯邦國家。常用於水及煤氣管行業,錐度規定為 1:16。國家標準可查閱 GB/T7306-2000
G 是 55 度非螺紋密封管螺紋,屬惠氏壓力傳感器螺紋家族。標記為 G 代表圓柱螺紋。國家標準可查閱 GB/T7307-2001
M 是公製普通螺紋,如M20*1.5表示直徑為20mm,螺距為1.5,如客戶無特殊要求,壓力傳感器一般為M20*1.5螺紋。
另外螺紋中的1/4、1/2、1/8 標記是指螺紋尺寸的直徑,單位是英寸。行內人通常用分來稱呼螺紋尺寸,一寸等於8分,1/4 寸就是2分,如此類推。G 好像就是管螺紋的統稱(Guan),55、60度的劃分屬於功能性的,俗稱管圓。螺紋由一圓柱麵加工而成。
ZG俗稱管錐,即螺紋由一圓錐麵加工而成,一般的水管壓力接頭都是這樣的,老國標標注為Rc
公製螺紋用螺距來表示,美英製螺紋用每英寸內的螺紋牙數來表示,這是壓力傳感器螺紋最大的區別,公製螺紋是60度等邊牙型,英製螺紋是等腰55度牙型,美製螺紋60度。公製螺紋用公製單位,美英製螺紋用英製單位。
guanluowenzhuyaoyonglaijinxingyaliguandaodelianjie,qineiwailuowendepeihejinmi,yalichuanganqiguanluowenyouzhiguanyuzhuiguanliangzhong。gongchengzhijingshizhisuolianjiedeyaliguandaozhijing,xianranluowendajingbigongchengzhijingda。 1/4,1/2,1/8是英製螺紋的公稱直徑,單位是英寸。
壓力傳感器的工作原理
1、壓阻式壓力傳感器
dianzuyingbianpianshiyazushiyingbianchuanganqidezhuyaozuchengbufenzhiyi。jinshudianzuyingbianpiandegongzuoyuanlishixifuzaijiticailiaoshangyingbiandianzusuijixiexingbianerchanshengzuzhibianhuadexianxiang,suchengweidianzuyingbianxiaoying。
2、陶瓷壓力傳感器
陶(tao)瓷(ci)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)基(ji)於(yu)壓(ya)阻(zu)效(xiao)應(ying),壓(ya)力(li)直(zhi)接(jie)作(zuo)用(yong)在(zai)陶(tao)瓷(ci)膜(mo)片(pian)的(de)前(qian)表(biao)麵(mian),使(shi)膜(mo)片(pian)產(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)的(de)形(xing)變(bian),厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)印(yin)刷(shua)在(zai)陶(tao)瓷(ci)膜(mo)片(pian)的(de)背(bei)麵(mian),連(lian)接(jie)成(cheng)一(yi)個(ge)惠(hui)斯(si)通(tong)電(dian)橋(qiao),由(you)於(yu)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)壓(ya)阻(zu)效(xiao)應(ying),使(shi)電(dian)橋(qiao)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)與(yu)壓(ya)力(li)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)高(gao)度(du)線(xian)性(xing)、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。
3、擴散矽壓力傳感器:
擴散矽壓力傳感器工作原理也是基於壓阻效應,利用壓阻效應原理,被測介質的壓力直接作用於傳感器的膜片上(不鏽鋼或陶瓷),使(shi)膜(mo)片(pian)產(chan)生(sheng)與(yu)介(jie)質(zhi)壓(ya)力(li)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)微(wei)位(wei)移(yi),使(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),利(li)用(yong)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)檢(jian)測(ce)這(zhe)一(yi)變(bian)化(hua),並(bing)轉(zhuan)換(huan)輸(shu)出(chu)一(yi)個(ge)對(dui)應(ying)於(yu)這(zhe)一(yi)壓(ya)力(li)的(de)標(biao)準(zhun)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)。
4、藍寶石壓力傳感器:
利用應變電阻式工作原理,采用矽-藍寶石作為半導體敏感元件,具有無與倫比的計量特性。因此,利用矽-藍寶石製造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外,矽-藍寶石半導體敏感元件,無p-n漂移。
5、壓電式壓力傳感器:
壓ya電dian效xiao應ying是shi壓ya電dian傳chuan感gan器qi的de主zhu要yao工gong作zuo原yuan理li,壓ya電dian傳chuan感gan器qi不bu能neng用yong於yu靜jing態tai測ce量liang,因yin為wei經jing過guo外wai力li作zuo用yong後hou的de電dian荷he,隻zhi有you在zai回hui路lu具ju有you無wu限xian大da的de輸shu入ru阻zu抗kang時shi才cai得de到dao保bao存cun。實shi際ji的de情qing況kuang不bu是shi這zhe樣yang的de,所suo以yi這zhe決jue定ding了le壓ya電dian傳chuan感gan器qi隻zhi能neng夠gou測ce量liang動dong態tai的de應ying力li。
使用過程中無法避免誤差
在zai選xuan擇ze壓ya力li傳chuan感gan器qi的de時shi候hou我wo們men要yao考kao慮lv他ta的de綜zong合he精jing度du,而er壓ya力li傳chuan感gan器qi的de精jing度du受shou哪na些xie方fang麵mian的de影ying響xiang呢ne?其qi實shi造zao成cheng傳chuan感gan器qi誤wu差cha的de因yin素su有you很hen多duo,下xia麵mian我wo們men注zhu意yi說shuo四si個ge無wu法fa避bi免mian的de誤wu差cha,這zhe是shi傳chuan感gan器qi的de初chu始shi誤wu差cha。
首先的偏移量誤差:由於壓力傳感器在整個壓力範圍內垂直偏移保持恒定,因此變換器擴散和激光調節修正的變化將產生偏移量誤差。
其次是靈敏度誤差:產(chan)生(sheng)誤(wu)差(cha)大(da)小(xiao)與(yu)壓(ya)力(li)成(cheng)正(zheng)比(bi)。如(ru)果(guo)設(she)備(bei)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)高(gao)於(yu)典(dian)型(xing)值(zhi),靈(ling)敏(min)度(du)誤(wu)差(cha)將(jiang)是(shi)壓(ya)力(li)的(de)遞(di)增(zeng)函(han)數(shu)。如(ru)果(guo)靈(ling)敏(min)度(du)低(di)於(yu)典(dian)型(xing)值(zhi),那(na)麼(me)靈(ling)敏(min)度(du)誤(wu)差(cha)將(jiang)是(shi)壓(ya)力(li)的(de)遞(di)減(jian)函(han)數(shu)。該(gai)誤(wu)差(cha)的(de)產(chan)生(sheng)原(yuan)因(yin)在(zai)於(yu)擴(kuo)散(san)過(guo)程(cheng)的(de)變(bian)化(hua)。
第三是線性誤差:zheshiyigeduiyalichuanganqichushiwuchayingxiangjiaoxiaodeyinsu,gaiwuchadechanshengyuanyinzaiyuguipiandewulifeixianxing,danduiyudaifangdaqidechuanganqi,haiyingbaokuofangdaqidefeixianxing。xianxingwuchaquxiankeyishiaoxingquxian,yekeyishituxingquxianchengzhongchuanganqi。
最後是滯後誤差:zaidaduoshuqingxingzhong,yalichuanganqidezhihouwuchawanquankeyihulvebuji,yinweiguipianjuyouhengaodejixiegangdu。yibanzhixuzaiyalibianhuahendadeqingxingzhongkaolvzhihouwucha。
壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)這(zhe)個(ge)四(si)個(ge)誤(wu)差(cha)是(shi)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)的(de),我(wo)們(men)隻(zhi)能(neng)選(xuan)擇(ze)高(gao)精(jing)度(du)的(de)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei),利(li)用(yong)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)來(lai)降(jiang)低(di)這(zhe)些(xie)誤(wu)差(cha),還(hai)可(ke)以(yi)在(zai)出(chu)廠(chang)的(de)時(shi)候(hou)進(jin)行(xing)一(yi)定(ding)的(de)誤(wu)差(cha)校(xiao)準(zhun),盡(jin)最(zui)大(da)的(de)可(ke)能(neng)來(lai)降(jiang)低(di)誤(wu)差(cha)以(yi)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)的(de)需(xu)要(yao)。
使用過程中的防腐蝕措施
壓力傳感器接頭和腔體采用進口不鏽鋼整體加工,作為壓力變送器彈體的不鏽鋼材料耐蝕性高、衰減性能好,可以監測任何與316L相兼容的介質。下麵我們還來介紹一下壓力傳感器的防腐技巧。
首先,了解被測介質是否與316L相兼容:316,317L合金在100小時5%鹽霧測試中,都沒有出現腐蝕。其次,在選購傳感器產品時,向供應商谘詢介質對壓力傳感器是否有影響;通過對彈體耐腐蝕材料的選擇,以便達到用戶使用的需求。最後,我們可以采用隔離辦法:壓力變送器前有鉬2鈦和鉭片,膜片與彈道管之間用甲基矽油傳送壓力,最小量程可做到0——100kPa,如果膜片材料還不耐腐,則可加一層F46膜片,但儀表靈敏度有所降低。也可直接用F46作隔離膜片,傳遞液可選用氟油,則可起雙重隔離作用。
壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)一(yi)旦(dan)發(fa)現(xian)其(qi)不(bu)能(neng)與(yu)介(jie)質(zhi)兼(jian)容(rong)就(jiu)必(bi)須(xu)馬(ma)上(shang)更(geng)換(huan)傳(chuan)感(gan)器(qi),對(dui)應(ying)一(yi)些(xie)特(te)殊(shu)的(de)介(jie)質(zhi)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)特(te)殊(shu)的(de)材(cai)質(zhi)或(huo)者(zhe)特(te)殊(shu)的(de)結(jie)構(gou)來(lai)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang),壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)未(wei)來(lai)肯(ken)定(ding)會(hui)得(de)到(dao)更(geng)加(jia)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong),所(suo)以(yi)作(zuo)為(wei)廠(chang)家(jia)我(wo)們(men)要(yao)積(ji)極(ji)開(kai)發(fa)新(xin)型(xing)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)適(shi)應(ying)需(xu)要(yao)。
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