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
傳chuan感gan器qi的de接jie線xian一yi向xiang是shi客ke戶hu采cai購gou過guo程cheng谘zi詢xun得de最zui多duo的de問wen題ti之zhi一yi,很hen多duo客ke戶hu都dou不bu知zhi道dao傳chuan感gan器qi如ru何he連lian線xian,其qi實shi各ge種zhong傳chuan感gan器qi的de接jie線xian方fang式shi基ji本ben都dou是shi一yi樣yang的de,壓ya力li傳chuan感gan器qi一yi般ban有you兩liang線xian製zhi、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。
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:chanshengwuchadaxiaoyuyalichengzhengbi。ruguoshebeidelingmindugaoyudianxingzhi,lingminduwuchajiangshiyalidedizenghanshu。ruguolingmindudiyudianxingzhi,namelingminduwuchajiangshiyalidedijianhanshu。gaiwuchadechanshengyuanyinzaiyukuosanguochengdebianhua。
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。
yalichuanganqizaishiyongguochengzhongyidanfaxianqibunengyujiezhijianrongjiubixumashanggenghuanchuanganqi,duiyingyixieteshudejiezhiwomenkeyicaiyongteshudecaizhihuozheteshudejiegoulaijinxingceliang,yalichuanganqiweilaikendinghuidedaogengjiaguangfandeyingyong,suoyizuoweichangjiawomenyaojijikaifaxinxingyalichuanganqilaishiyingxuyao。
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