壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中較為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè),下面就簡(jiǎn)單介紹一些壓力傳感器正確安裝方法。
壓力傳感器正確安裝問(wèn)題:
通常高溫熔體壓力傳感器的損壞都是由于其安裝位置不恰當(dāng)而引起的,如果將傳感器強(qiáng)行安裝在過(guò)小的孔或形狀不規(guī)則的孔中,就有可能造成傳感器的震動(dòng)膜受到?jīng)_擊而損壞,選擇合適的工具加工安裝孔,有利于控制安裝孔的尺寸;
另外,合適的安裝扭矩有利于形成良好的密封,但是如果安裝扭矩過(guò)高就容易引起高溫熔體壓力傳感器的滑脫,為防止這種現(xiàn)象發(fā)生,通常在傳感器安裝之前在其螺紋部分上涂抹防脫化合物。
1.壓力傳感器正確安裝方法:
(1)通過(guò)適當(dāng)?shù)膬x表,在普通大氣壓和標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下,核實(shí)壓力傳感器的頻率反應(yīng)值。
(2)核實(shí)壓力傳感器的編碼與相應(yīng)的頻率反應(yīng)信號(hào)的正確性。
2.確定具體安裝位置
為了確定壓力傳感器的編號(hào)和具體安裝位置,需按充氣網(wǎng)的各個(gè)充氣段來(lái)考慮。
(1)壓力傳感器必須沿著線纜進(jìn)行安裝,好安裝在線纜接頭處。
(2)每條線纜裝設(shè)壓力傳感器不少于4個(gè),靠近電話局的兩個(gè)壓力傳感器,相距不應(yīng)大干200m。
(3)每條線纜的始端和末端分別安裝1個(gè)。
(4)每條線纜的分支點(diǎn)應(yīng)裝1個(gè),如果兩個(gè)分支點(diǎn)相距較近(小于100m),可只裝1個(gè)。
(5)線纜敷設(shè)方式(架空、地下)改變處應(yīng)裝1個(gè)
(6)對(duì)無(wú)分支的線纜,因壘線的線纜程式一致,壓力傳感器的安裝隔距不大干500m,并使其總數(shù)不少于4個(gè)。
(7)為了便于確定壓力傳感器故障點(diǎn),除在起點(diǎn)安裝壓力傳感器外,距起點(diǎn)150~200m處,還要另外安裝1個(gè)當(dāng)然在設(shè)計(jì)中,一定要考慮經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的因素,在不需要安裝壓力傳感器的地方,則應(yīng)不必安裝。
檢查尺寸
如果安裝孔的尺寸不合適,高溫熔體壓力傳感器在安裝過(guò)程中,其螺紋部分就很容易受到磨損,這不僅會(huì)影響設(shè)備的密封性能,而且使傳感器不能充分發(fā)揮作用,甚至還可能產(chǎn)生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1/2-20UNF2B),通??梢圆捎冒惭b孔測(cè)量?jī)x對(duì)安裝孔進(jìn)行檢測(cè),以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
傳感器選擇
壓力式光纖液位傳感器是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ墓饫w液位傳感器。光纖傳感器本身不與被測(cè)液體直接接觸,不怕污染,與被測(cè)液體的光學(xué)性能、粘滯性、毒性都沒(méi)有直接關(guān)系,且能夠在易爆的環(huán)境下使用。
只要能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)小、動(dòng)態(tài)范圍大、精度高的壓力敏感單元,就可以獲得性能優(yōu)良的光纖液位傳感器。
目前,根據(jù)光纖的工作參量的不同,壓力式光纖液位傳感器的研究集中在強(qiáng)度調(diào)制型的光纖微彎液位傳感器,相位調(diào)制型的光纖法布里一珀羅腔液位傳感器和波長(zhǎng)調(diào)制型的光纖光柵液位傳感器。本文以基于微彎損耗的原理對(duì)光纖液位傳感器進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
在光纖通信與傳感中,應(yīng)用較多的是固體激光器、氣體激光器和半導(dǎo)體發(fā)光器件。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展,半導(dǎo)體光源得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體光源可以分為半導(dǎo)體發(fā)光二極管((LED)和半導(dǎo)體激光器(LD)。
壓力傳感器工作原理:
1、壓阻式壓力傳感器
電阻應(yīng)變片是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象,俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。
2、陶瓷壓力傳感器
陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng),壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個(gè)惠斯通電橋,由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
3、擴(kuò)散硅壓力傳感器:
擴(kuò)散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng),利用壓阻效應(yīng)原理,被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,利用電子線路檢測(cè)這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。
4、藍(lán)寶石壓力傳感器:
利用應(yīng)變電阻式工作原理,采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件,具有無(wú)與倫比的計(jì)量特性。
因此,利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件,對(duì)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(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng);另外,硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件,無(wú)p-n漂移。
5、壓電式壓力傳感器:
壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量,因?yàn)榻?jīng)過(guò)外力作用后的電荷,只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。
實(shí)際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。
很多非電量的測(cè)量,如力矩、重量、流量、壓力等力學(xué)量,對(duì)這些物理量進(jìn)行直接測(cè)量非常困難而且極不方便,需要用一種轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量、傳輸、和處理的電量,把這種裝置叫做傳感器。
傳感器種類繁多,但屬壓力傳感器技術(shù)較為成熟。不同技術(shù)性能的壓力傳感器應(yīng)用于不同測(cè)量需求已經(jīng)成為當(dāng)前壓力傳感器的發(fā)展與應(yīng)用的一個(gè)很重要的方向。
壓力傳感器的分類
壓力傳感器種類有:擴(kuò)散硅壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、應(yīng)變片壓力傳感器、藍(lán)寶石壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器。
選型
壓力傳感器的選用可根據(jù)用途、所測(cè)壓力范圍、精度、電學(xué)要求等四個(gè)方面考慮。
用途:壓力傳感器可以測(cè)定絕對(duì)壓力、對(duì)大氣的相對(duì)壓力與壓差,可根據(jù)實(shí)際測(cè)定壓力來(lái)選擇壓力傳感器的結(jié)構(gòu)。
量程范圍:壓力傳感器的適用范圍是有分級(jí)的,原因是壓力傳感器的彈性膜片承受流體壓力是有一定的限制,所以只要壓力超限就會(huì)引起彈性膜片的破損。
一般情況壓力傳感器都有20%-300%的過(guò)壓能力,而壓力傳感器說(shuō)明書(shū)寫(xiě)的最大壓力為耐壓極限的30%~80%。
精度:指的是壓力傳感器在某一特定溫度下應(yīng)用的精度,一般分超高精度、高精度、普通精度、低精度這四類。
電學(xué)要求:一般的壓力傳感器輸出為模擬量信號(hào),近距離滿量程輸出可達(dá)100mV~150mV。
根據(jù)上述所述,其實(shí)壓力傳感器的選用只要考慮壓力傳感器最大過(guò)壓能力、精度與壓力量程、價(jià)格與壓力量程這三個(gè)因素。壓力傳感器的選擇以工程的工藝參數(shù)及工藝要求為依據(jù)。
1.防止變送器與腐蝕性或過(guò)熱的介質(zhì)接觸;
2.防止渣滓在導(dǎo)管內(nèi)沉積;
3.測(cè)量液體壓力時(shí),取壓口應(yīng)開(kāi)在流程管道側(cè)面,以避免沉淀積渣。
4.測(cè)量氣體壓力時(shí),取壓口應(yīng)開(kāi)在流程管道頂端,并且變送器也應(yīng)安裝在流程管道上部,以便積累的液體容易注入流程管道中。
5.導(dǎo)壓管應(yīng)安裝在溫度波動(dòng)小的地方;
6.測(cè)量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時(shí),需接加緩沖管(盤(pán)管)等冷凝器,不應(yīng)使變送器的工作溫度超過(guò)極限。
7.冬季發(fā)生冰凍時(shí),按裝在室外的變送器必需采取防凍措施,避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹,導(dǎo)至傳感器損壞。
8. 測(cè)量液體壓力時(shí),變送器的安裝位置應(yīng)避免液體的沖擊(水錘現(xiàn)象),以免傳感器過(guò)壓損壞。
9.接線時(shí),將電纜穿過(guò)防水接頭(附件)或繞性管并擰緊密封螺帽,以防雨水等通過(guò)電纜滲漏進(jìn)變送器殼體內(nèi)。