一、壓力(差壓)檢測儀表的正確選用

壓力檢測儀表的正確選用主要包括確定儀表的型式、量程、范圍、準(zhǔn)確度和靈敏度、外形尺寸以及是否需要遠傳和具有其他功能，如指示、記錄、調(diào)節(jié)、報警等。

選用的主要依據(jù):

1.工藝生產(chǎn)過程對測量的要求，包括量程和準(zhǔn)確度。在靜態(tài)測試(或變化緩慢)的情況下，規(guī)定被測壓力的最大值選用壓力表滿刻度值的三分之二；在脈動(波動)壓力的情況下，被測壓力的最大值選用壓力表滿刻度值的二分之一。

常用壓力檢測儀表的準(zhǔn)確度等級有0.4級、1.0級、1.5級和2.5級4個級等，應(yīng)從生產(chǎn)工藝準(zhǔn)確度要求和性價比較高角度選用。儀表的最大允許誤差是儀表的量程與準(zhǔn)確度等級百分比的乘積，如果誤差值超過工藝要求準(zhǔn)確度，則需更換準(zhǔn)確度高一級的壓力儀表。

2.被測介質(zhì)的性質(zhì)，如狀態(tài)(氣體、液體)、溫度、粘度、腐蝕性、玷污程度、易燃和易爆程度等。如氧氣表、乙炔表，帶有“禁油”標(biāo)志，專用于特殊介質(zhì)的耐腐蝕壓力表、耐高溫壓力表、隔膜壓力表等。

3.現(xiàn)場的環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、腐蝕情況、振動、潮濕程度等。如用于振動環(huán)境條件的防震壓力表。

4.適于工作人員的觀測。根據(jù)檢測儀表所處位置和照明情況選用表徑(外形尺寸)不等的儀表。

二、壓力(差壓)檢測儀表的檢定和校準(zhǔn)

儀表在使用之前，必須檢定和校準(zhǔn)。長期使用的儀表也應(yīng)定期檢定，其周期應(yīng)視使用頻繁程度和重點程度而定。當(dāng)儀表帶有遠距離傳送系統(tǒng)及二次儀表時，應(yīng)連同二次儀表一起檢定、校準(zhǔn)。

三、壓力(差壓)檢測儀表的正確安裝及有關(guān)事項

進行壓力檢測，實際上需要一個測量系統(tǒng)來實現(xiàn)。要做到準(zhǔn)確測量，除對儀表進行正確選擇和檢定(校準(zhǔn))外，還必須注意整個系統(tǒng)的正確安裝。如果只是儀表本身準(zhǔn)確，其示值并不能完全代表被測介質(zhì)的實際參數(shù)，因為測量系統(tǒng)的誤差并不等于儀表的誤差。

系統(tǒng)的正確安裝包括取壓口的開口位置、連接導(dǎo)管的合理鋪設(shè)和儀表安裝位置的正確等。

1.取壓口的位置選擇

(1)避免處于管路彎曲、分叉及流束形成渦流的區(qū)域。(2)當(dāng)管路中有突出物體(如測溫元件)時，取壓口應(yīng)取在其前面。(3)當(dāng)必須在調(diào)節(jié)閥門附近取壓時，若取壓口在其前，則與閥門距離應(yīng)不小于2倍管徑；若取壓口在其后，則與閥門距離應(yīng)不小于3倍管徑。(4)對于寬廣容器，取壓口應(yīng)處于流體流動平穩(wěn)和無渦流的區(qū)域?？傊?，在工藝流程上確定的取壓口位置應(yīng)能保證測得所要選取的工藝參數(shù)。

2.連接導(dǎo)管的鋪設(shè)

連接導(dǎo)管的水平段應(yīng)有一定的斜度，以利于排除冷凝液體或氣體。當(dāng)被測介質(zhì)為氣體時，導(dǎo)管應(yīng)向取壓口方向低傾；當(dāng)被測介質(zhì)為液體時，導(dǎo)管則應(yīng)向測壓儀表方向傾斜；當(dāng)被測參數(shù)為較小的差壓值時，傾斜度可再稍大一點。此外，如導(dǎo)管在上下拐彎處，則應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管中的介質(zhì)情況，在最低點安置排泄冷凝液體裝置或在最高處安置排氣裝置，以保證在相當(dāng)長的時間內(nèi)不致因在導(dǎo)管中積存冷凝液體或氣體而影響測量的準(zhǔn)確度。冷凝液體或氣體要定期排放。

3.測壓儀表的安裝及使用注意事項

(1)儀表應(yīng)垂直于水平面安裝；(2)儀表測定點與儀表安裝處在同一水平位置，否則考慮附加高度誤差的修正；(3)儀表安裝處與測定點之間的距離應(yīng)盡量短，以免指示遲緩；(4)保證密封性，不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象出現(xiàn)，尤其是易燃易爆氣體介質(zhì)和有毒有害介質(zhì)。

儀表在下列情況使用時應(yīng)加附加裝置，但不應(yīng)產(chǎn)生附加誤差，否則應(yīng)考慮修正。(1) 為了保證儀表不受被測介質(zhì)侵蝕或粘度太大、結(jié)晶的影響，應(yīng)加裝隔離裝置；(2)為了保證儀表不受被測介質(zhì)的急劇變化或脈動壓力的影響，加裝緩沖器。尤其在壓力劇增和壓力陡降，最容易使壓力儀表損壞報廢，甚至彈簧管崩裂，發(fā)生泄漏現(xiàn)象；(3)為了保證儀表不受振動的影響，壓力儀表應(yīng)加裝減振裝置及固定裝置；(4)為了保證儀表不受被測介質(zhì)高溫的影響，應(yīng)加裝充滿液體的彎管裝置；(5)專用的特殊儀表，嚴(yán)禁他用，也嚴(yán)禁在沒有特殊可靠的裝置上進行測量，更嚴(yán)禁用一般的壓力表作特殊介質(zhì)的壓力測量；(6)對于新購置的壓力檢測儀表，在安裝使用之前，一定要進行計量檢定，以防壓力儀表運輸途中震動、損壞或其它因素破壞準(zhǔn)確度。 與其它儀表相比，壓力儀表在調(diào)試和檢定工作中體現(xiàn)出“四最”特點，即設(shè)備數(shù)量較多、標(biāo)準(zhǔn)儀器需求較全、工時消耗最長、人員素質(zhì)要求最高，而工程建設(shè)工期卻在逐漸縮短，使其成為制約儀表調(diào)試工作的“瓶頸”，因此提高壓力儀表調(diào)試和檢定效率、降低設(shè)備和人員等資源需求具有重要的意義從技術(shù)角度而言， 4C（計算機、通信、自動化和CRT）技術(shù)已經(jīng)在儀表和控制系統(tǒng)中得到充分的應(yīng)用，無論是工業(yè)檢測儀表還是標(biāo)定用精密設(shè)備，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都在不同程度上實現(xiàn)了智能化和網(wǎng)絡(luò)化，這為儀表的全自動校準(zhǔn)和標(biāo)定奠定了基礎(chǔ)。

本文介紹了我公司選用高性能壓力控制器作為基礎(chǔ)，通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)高精密壓力調(diào)校多校準(zhǔn)點控制，結(jié)合目前普遍應(yīng)用在智能儀表的 HART通信協(xié)議，開發(fā)出的智能壓力儀表全自動校驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能以及應(yīng)用情況。

全自動校準(zhǔn)和檢定系統(tǒng)是針對壓力儀表校準(zhǔn)和檢定工作開發(fā)的，包括了硬件和軟件兩部分，圍繞功能需求和實現(xiàn)這個核心，系統(tǒng)做了相應(yīng)的配置。

硬件配置

為了適應(yīng)全自動過程控制的需求，關(guān)鍵硬件設(shè)備必須具備網(wǎng)絡(luò)通信接口和相應(yīng)的功能，系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備包括了壓力控制器、數(shù)據(jù)采集器和工控機。

壓力控制器 作為系統(tǒng)核心的硬件，壓力控制器需要滿足兩個方面的要求，即控制精度和壓力范圍。

在壓力儀表校準(zhǔn)過程中，輸入的壓力是作為標(biāo)準(zhǔn)信號源提供的，校準(zhǔn)和檢定點是確定的量程理論分割值，因此控制壓力必須達到規(guī)定的精度才能滿足需求。同時，為了實現(xiàn)過程自動化的目的，控制器必須具有按照預(yù)置值完成自動控壓功能，即所謂的控制精度。目前工業(yè)級壓力檢測儀表最高精度為 0.075%，標(biāo)準(zhǔn)輸入源的壓力控制精度最低要求是 0.05%。

精密壓力儀表隨著可用量程的擴大造成允許誤差增加，限制了其可用下限，選用時要兼顧精度和應(yīng)用范圍二者的關(guān)系，即在必須符合控制精度要求的同時，滿足應(yīng)用壓力范圍要求。

本系統(tǒng)采用 GE公司的 PACE6000壓力控制器作為核心設(shè)備，它是 GE公司生產(chǎn)的新一代模塊化、高精度的壓力控制器和指示儀，具有可編程測試程序選項，提供了在儀器本身內(nèi)部自動創(chuàng)建、存儲并執(zhí)行多種控制程序的功能，以及針對自動化測試系統(tǒng)和試驗臺的應(yīng)用平臺，單臺設(shè)備配置兩個壓力控制模塊，精度達到 0.005%，在滿足工程應(yīng)用 0.05%的基礎(chǔ)上應(yīng)用范圍可拓展十倍，因此選用低、中壓兩種模塊配置一個壓力控制器可以實現(xiàn)從微壓到中壓的范圍要求。

數(shù)據(jù)采集器 用于變送類壓力儀表的輸出電流或電壓檢測，在校準(zhǔn)智能壓力儀表時，其輸出電流需進行測量，在多臺儀表校準(zhǔn)時，要求完成多點電流數(shù)據(jù)采集，采用五位半或六位半的多通道數(shù)據(jù)采集器可以滿足要求。

工控機 工控機是人機操作界面設(shè)備，兼具組態(tài)功能，由于儀表校準(zhǔn)和檢定屬于緩慢過程，對于工控機的掃描和采用速度要求較低，因此同精密電流表一樣，可供選擇的產(chǎn)品也很多，也可以采用個人PC替代。

工控機具有網(wǎng)絡(luò)接口、安裝防病毒及防火墻軟件，可設(shè)置遠程查詢及本地數(shù)據(jù)修改權(quán)限。

軟件組成

人機界面 系統(tǒng)的圖形操作界面信息豐富、直觀，可同時顯示 4個通道的壓力、電流值及曲線，校驗（檢定）數(shù)據(jù)合格或不合格以不同顏色指示，可快速確定超差點及超差范圍，高級操作通過二級菜單即可完成。還具有完備的校驗（檢定）數(shù)據(jù)記錄存儲及分級管理功能。

壓力儀表通信 目前工業(yè)智能儀表絕大多數(shù)支持 HART通信協(xié)議， HART可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議是一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議，操作人員或其他設(shè)備向壓力儀表發(fā)送指令 (如設(shè)定值、量程、報警值等 )，同時也能實時地得到壓力儀表的信息，如測量值、環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運行情況及設(shè)備校準(zhǔn)、自診斷情況、報警信息、故障數(shù)據(jù)等。

被校準(zhǔn)或檢定儀表與工控機之間通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)通信，智能儀表的校準(zhǔn)可通過HART協(xié)議自動完成，可實現(xiàn)量程遷移，零點、滿量程或多點校準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)庫軟件 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用 ACCESS。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲、查閱等操作都基于加密 ACCESS數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含儀表廠家數(shù)據(jù)庫、儀表信息數(shù)據(jù)庫、檢定記錄數(shù)據(jù)庫以及校準(zhǔn)和檢定數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫。廠家數(shù)據(jù)庫保存有各個廠家的代碼以及產(chǎn)品代碼等信息。儀表信息數(shù)據(jù)庫保存有儀表廠家、型號、位號、量程等信息，每次校準(zhǔn)或檢定時，如果此儀表已進行過檢定，則調(diào)取儀表信息，否則自動保存此儀表信息。對于同一塊儀表可以進行多次檢定，系統(tǒng)自動保存每次檢定結(jié)果到檢定結(jié)果數(shù)據(jù)庫中，查閱時系統(tǒng)自動列出各次檢定記錄。

系統(tǒng)功能

系統(tǒng)采用了先進的控制設(shè)備，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢，同時針對壓力儀表檢定和智能式壓力儀表的校準(zhǔn)工作進行開發(fā)，通過通信軟件將構(gòu)成壓力儀表檢定和調(diào)試所包含的設(shè)備有機結(jié)合起來，使用計算機技術(shù)完成全過程自動操作，具有實用性強、自動化程度高的特點，改變了常規(guī)壓力儀表的檢定校驗?zāi)Ｊ?，實現(xiàn)了一鍵式過程全自動控制要求。

檢定功能系統(tǒng)對需要檢定的壓力儀器儀表如壓力變送器、壓力開關(guān)等進行自動檢定。根據(jù)國家規(guī)范，在檢定前在操作界面中設(shè)置相應(yīng)的產(chǎn)品廠家、檢定量程、檢定點以及產(chǎn)品必要的信息，系統(tǒng)自動完成正反行程檢定，對于每個檢定點系統(tǒng)自動加壓、穩(wěn)壓、數(shù)據(jù)記錄、誤差分析。全部檢定點完成后系統(tǒng)自動生成檢定報告，可通過打印機打印。用戶可根據(jù)需要調(diào)用歷史數(shù)據(jù)并做條件查詢。

校準(zhǔn)功能系統(tǒng)可實現(xiàn)對壓力儀表進行自動校準(zhǔn)和標(biāo)定。

●智能壓力儀表校準(zhǔn)

對帶 HART通訊協(xié)議的智能變送器采取兩個步驟進行，分為零點和量程調(diào)整、重新設(shè)定量程。校準(zhǔn)時將待校準(zhǔn)壓力儀表與系統(tǒng)做電氣和壓力通道連接，系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)置協(xié)議與儀表自動通信，此時通過系統(tǒng)操作界面可以讀取并修改變送器組態(tài)信息，如工位號、儀表描述、日期等數(shù)據(jù)，以便對變送器進行校準(zhǔn)溯源。設(shè)置完相關(guān)參數(shù)后，系統(tǒng)自動對變送器進行校準(zhǔn)，首先通過設(shè)置的校準(zhǔn)點對變送器 4～20mA信號進行校準(zhǔn)，可自定義校驗點。校準(zhǔn)完畢后系統(tǒng)通過 HART通信將校準(zhǔn)相關(guān)信息寫入到變送器中。同時生成報告，對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行存檔管理。

●普通壓力儀表標(biāo)定

普通壓力變送器將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA輸出信號，輸出信號與壓力變量之間為連續(xù)線性函數(shù)關(guān)系。對于此類壓力變送器校準(zhǔn)首先需要設(shè)置校準(zhǔn)點，系統(tǒng)自動完成對每個校準(zhǔn)點進行校驗，記錄各點的電流輸出值，系統(tǒng)完成正反行程校驗后，自動計算基本誤差與回差。如果基本誤差與回差超過允許誤差范圍，則需要操作人員對變送器進行零點以及滿量程調(diào)整，直到誤差小于允許誤差范圍。

應(yīng)用效果

通過采用控制系統(tǒng)的 4C技術(shù)，產(chǎn)品具備了人機界面友好、操作和編程簡單、自動化程度高、網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)架、經(jīng)濟效益突出等特點，符合現(xiàn)代管理需要，在2011年7月完成開發(fā)并經(jīng)過了考核驗收，投入了實際使用，達到了預(yù)期指標(biāo)，主要體現(xiàn)在：

●適應(yīng)儀器儀表技術(shù)的快速發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的工業(yè)壓力儀表檢定和校準(zhǔn)模式，填補了相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)空白。

●取得了很好的經(jīng)濟效益。經(jīng)過實際測算，在配置多通道單程校驗的前提下，單臺儀表校驗所需時間縮短到原來的六分之一，調(diào)試人員需求減少到原來的四分之一。

●系統(tǒng)通過通信方式自動采集儀表信息和過程數(shù)據(jù)，并存儲在指定數(shù)據(jù)庫中，可通過網(wǎng)絡(luò)供相關(guān)部門查閱，減少了人工記錄存在的錯誤隱患，滿足無紙辦公的需求，符合現(xiàn)代化管理的需要。

本產(chǎn)品目前正在申請中國石化集團行業(yè)專有技術(shù)和國內(nèi)專利技術(shù)，將來一定能獲得廣泛應(yīng)用。

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