壓力變送器是工業中常見的一種壓力儀表。它能感受壓力并將壓力信號轉變為可傳送的標準輸出信號,如4 ~ 20 mA 電流信號或1 ~ 5 V 電壓信號。且輸出信號與壓力變量之間有著給定的函數關系式,通常為線性關系。壓力變送器主要用于工業過程中壓力參數的測量和控制,在航空、航天、石油、化工、冶金等行業中有著非常廣泛的應用[1]。
隨著工業自動化進程的加快,壓力變送器的應用范圍在不斷拓寬,其計量檢定和現場校驗工作量也越來越大。目前對于壓力變送器的計量檢定主要有兩種方法: 一種是采用活塞式壓力計,將壓力值溯源到質量標準,利用砝碼進行檢定。活塞式壓力計測量精度高、穩定性好,但是較為笨重,便攜性較差,且由于受到砝碼的限制,壓力測量值無法方便地實現連續測量。另一種是基于標準表法的全自動壓力校驗裝置,這種裝置實現了壓力變送器檢定的自動化,降低了勞動強度,提高了工作效率。但是也存在著一些不足: 如價格昂貴,普通用戶無法承受; 部分校驗裝置還需外接壓力源,使得現場校驗存在諸多不便。
本文針對目前壓力變送器檢定裝置存在的問題,設計了一種便攜式的壓力變送器檢定系統。該系統采用壓桿結構的臺式壓力泵作為壓力發生裝置,運用標準表法檢定原理,將高精度的智能壓力表作為標準表,利用LabView 作為軟件平臺,完成壓力變送器的信號采集與壓力值計算,并讀取標準表的壓力值,#終完成壓力變送器的信號采集、誤差計算、數據存儲、報表打印等。整個系統結構簡單、操作方便、便于攜帶,特別適用于壓力變送器的現場檢定和校驗,可大大提高工作效率。
系統整體結構設計
整個系統由壓力發生裝置、標準表、數據采集卡、計算機等組成,如圖1 所示。
壓力發生裝置
壓力發生裝置為臺式壓力泵,包括液體高壓泵和氣體壓力泵,采用開放式壓桿結構。液體壓力泵采用油介質或蒸餾水,用于提供穩定且能夠產生高壓壓力源,#高壓力可達60 MPa。氣體壓力泵以空氣為介質,主要用于校驗低于6 MPa 的壓力儀表,其結構如圖2 所示。整個裝置由加壓杠桿、儀表連接頭、壓力微調手柄、壓力截止閥以及泄壓閥等部件構成。將標準壓力儀表和被檢壓力儀表連接到內螺紋連接頭,關閉泄壓閥,打開壓力截止閥,輕輕操作加壓杠桿,逼近所需壓力后停止加壓,將壓力截止閥關閉,調節壓力微調手柄直至所需的壓力。
標準壓力表
標準壓力表采用高精度的數字式壓力表,如圖3 所示。壓力測量準確度為± 0. 05 ,可以根據檢定要求選擇不同量程范圍的標準表。儀表具有RS232 通信接口,可以通過標準的RS232 電纜與計算機連接,完成儀表地址和波特率的設置后由上位機完成數據的采集與分析。標準壓力表采用大容量的鋰電池供電技術和低功耗技術設計,解決了便攜式儀表連續使用時間太短的問題,可提供足夠的連續使用時間,在檢定過程中wuxu頻繁充電。
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