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、shengchanshuibengzhijieanzhuangzaishizhengguanwangshang。jumingongshuishebeichuanjiezaishizhenggongshuiguanwangshang,xuyaoliyongwufuyashigongshuixitong,shuibengjinkouyushizhengguanwangzhijianxuzengsheliuliangkongzhiqi、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。
lingwai,dangshuibenggongshuishi,ruozilaishuiguanwangdeshuiliangdayushuibengliuliang,xitongbaochizhengchanggongshui,yongshuigaofengqishi,ruozilaishuiguanwangshuiliangxiaoyushuibengliuliangshi,tiaojieguanneideshuizuoweibuchongshuiyuanrengnengzhengchanggongshui,cishi,kongqiyouzhenkongxiaochuqijinrutiaojieguan,xiaochulezilaishuiguanwangdefuya,yongshuigaofengqiguohou,xitonghuifuzhengchangdezhuangtai。ruozilaishuigongshuibuzuhuoguanwangtingshuierdaozhitiaojieguanneideshuiweibuduanxiajiang,yeweikongzhiqigeichushuibengtingjixinhaoyibaohushuibengjizu。ciguochengrucixunhuan,zuizhongdadaowufuyagongshuidemude。

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(shi)4——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(wei)0——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。
管(guan)螺(luo)紋(wen)主(zhu)要(yao)用(yong)來(lai)進(jin)行(xing)壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)的(de)連(lian)接(jie),其(qi)內(nei)外(wai)螺(luo)紋(wen)的(de)配(pei)合(he)緊(jin)密(mi),壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)管(guan)螺(luo)紋(wen)有(you)直(zhi)管(guan)與(yu)錐(zhui)管(guan)兩(liang)種(zhong)。公(gong)稱(cheng)直(zhi)徑(jing)是(shi)指(zhi)所(suo)連(lian)接(jie)的(de)壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)直(zhi)徑(jing),顯(xian)然(ran)螺(luo)紋(wen)大(da)徑(jing)比(bi)公(gong)稱(cheng)直(zhi)徑(jing)大(da)。 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
電dian阻zu應ying變bian片pian是shi壓ya阻zu式shi應ying變bian傳chuan感gan器qi的de主zhu要yao組zu成cheng部bu分fen之zhi一yi。金jin屬shu電dian阻zu應ying變bian片pian的de工gong作zuo原yuan理li是shi吸xi附fu在zai基ji體ti材cai料liao上shang應ying變bian電dian阻zu隨sui機ji械xie形xing變bian而er產chan生sheng阻zu值zhi變bian化hua的de現xian象xiang,俗su稱cheng為wei電dian阻zu應ying變bian效xiao應ying。
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:這zhe是shi一yi個ge對dui壓ya力li傳chuan感gan器qi初chu始shi誤wu差cha影ying響xiang較jiao小xiao的de因yin素su,該gai誤wu差cha的de產chan生sheng原yuan因yin在zai於yu矽gui片pian的de物wu理li非fei線xian性xing,但dan對dui於yu帶dai放fang大da器qi的de傳chuan感gan器qi,還hai應ying包bao括kuo放fang大da器qi的de非fei線xian性xing。線xian性xing誤wu差cha曲qu線xian可ke以yi是shi凹ao形xing曲qu線xian,也ye可ke以yi是shi凸tu形xing曲qu線xian稱cheng重zhong傳chuan感gan器qi。
最後是滯後誤差:在(zai)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)形(xing)中(zhong),壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)滯(zhi)後(hou)誤(wu)差(cha)完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji),因(yin)為(wei)矽(gui)片(pian)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)機(ji)械(xie)剛(gang)度(du)。一(yi)般(ban)隻(zhi)需(xu)在(zai)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)的(de)情(qing)形(xing)中(zhong)考(kao)慮(lv)滯(zhi)後(hou)誤(wu)差(cha)。
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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