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新型差壓變送器靜壓檢測裝置的設(shè)計與使用說明
差壓變送器是工業(yè)生產(chǎn)中一類重要的壓力測量儀表，其工作性能的優(yōu)劣程度直接影響著整條生產(chǎn)鏈的安全運行。各級計量檢定部門在日常檢定中，由于缺乏合適的檢定裝置，常常忽略差壓變送器的靜壓影響。文章提出并研制出一種工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置，主要用于在常壓以及靜壓狀態(tài)下，對差壓變送器進行檢測，*靜壓影響檢測的空白。
差壓變送器是在工業(yè)過程中測量兩個壓力之間相對差值的壓力變送器，輸出信號主要為0 ～10 mA、4 ～ 20 mA 或1 ～ 5 V。隨著工業(yè)發(fā)展的需要，差壓變送器越來越多的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，常用于測量氣體、液體的壓力、液位和密度。目前，差壓變送器的常規(guī)檢定只在其低壓端通大氣時進行，但實際使用中差壓變送器的兩端口往往存有一定的靜壓。在靜壓下，差壓變送器的計量性能可能受到較大影響［1 － 2］。JJG 882—2004 《壓力變送器》檢定規(guī)程對靜壓影響有明確的規(guī)定［3］，忽略靜壓的檢定可能造成檢定結(jié)果的偏差和誤判。因此為了保證差壓變送器安全的工作，對其進行靜壓下的差壓檢測尤為重要。本文所述的工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置主要用于在常壓以及靜壓狀態(tài)下對差壓變送器的檢測，實現(xiàn)了在0 ～ 4 MPa 靜壓范圍內(nèi)對0 ～ 400 kPa 及以上量程、0. 2 級及以下準確度等級的差壓變送器的檢測。
1 工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置的設(shè)計工業(yè)差壓控制設(shè)備檢測裝置由壓力控制臺、高準確度數(shù)字壓力校驗儀和系統(tǒng)配套軟件組成，如圖1 所示。
壓力控制臺內(nèi)置自動氣體預壓泵，其產(chǎn)生的壓力儲存在內(nèi)置氣容中作為造壓源; 主標準器使用定制的高準確度數(shù)字壓力校驗儀，其測量范圍0 ～ 4 MPa， 準確度等級0. 02 級， 讀數(shù)誤差± 0. 02% ，并具有電流和電壓值的采集功能，滿足了差壓變送器檢測中對準確度的要求; 數(shù)據(jù)后期處理利用高靜壓下零位自動對齊方式，減小數(shù)字壓力校驗儀在高壓測量時由于壓力測量值不一致性造成的差壓檢測誤差。整套裝置體積小，重量輕，操作簡單，極大地提高了其便攜性和實用性。
開始檢測時，打開平衡閥，使高低壓力容室連通，通過預壓泵快速加壓至靜壓值，穩(wěn)定后，讀取兩端實時壓力值和輸出電流值，作為零位值。關(guān)閉平衡閥，操作低壓端的泄壓閥，給低壓端減壓至25% 量程，50% 量程，75% 量程和滿量程處，待穩(wěn)定后讀取對應(yīng)的差壓值和輸出電流值，完成差壓變送器靜壓下上行程的檢測。通過給低壓端加壓方式，讀取下行程的數(shù)據(jù)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。在整個檢測過程中，人機交互界面簡單，可清晰引導用戶完成操作，如圖3所示。
2 常壓和靜壓下差壓變送器的數(shù)據(jù)對比選擇一臺有代表性的差壓變送器進行試驗，其參數(shù)如下。
量程: 0 ～ 400 kPa; 輸出電流信號: 4 ～ 20 mA;準確度等級: 0. 2 級; 靜壓指標: 4 MPa。依據(jù)JJG882—2004 《壓力變送器》檢定規(guī)程，常壓通大氣下檢測數(shù)據(jù)結(jié)果如表1 所示; 4 MPa 靜壓下檢測數(shù)據(jù)結(jié)果如表2 所示。
取各點電流誤差值的大值和回差大值作為檢定結(jié)果。所選差壓變送器在常壓下基本誤差值和回程誤差不超過0. 032 mA，靜壓下不超過0. 064 mA 為合格［3］。表1 和表2 數(shù)據(jù)對比可知，此差壓變送器在常壓下合格，但靜壓下則滿足不了準確度等級的要求，檢定結(jié)果為不合格。
3 結(jié)束語
從上述對比數(shù)據(jù)可知，所選差壓變送器在4 MPa 靜壓下誤差遠遠大于其在常壓下的誤差。很多廠家在生產(chǎn)差壓變送器時，會對靜壓檢測結(jié)果做數(shù)據(jù)補償［5］，這類儀器靜壓下檢測數(shù)據(jù)基本能滿足準確度要求，但也有很多類似本文列舉的差壓變送器，其靜壓和常壓下的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果差異很大。所以，這類儀器只常壓檢測就可能會出現(xiàn)錯判。由此，本文提出并研制的檢測裝置和方法在質(zhì)控方面處于不可忽略的位置，對完善差壓變送器的檢定提供了一種新型的工業(yè)差壓控制設(shè)備