通过一种静压检测装置的工作过程更深入差压变送器工作原理

       在工业生产中，差压变送器的优劣直接影响着整条生产链的安全运行。各级计量检定部门在日常检定中，由于缺乏合适的检定装置，常常忽略差压变送器的静压影响。文章提出并研制出一种工业差压控制设备检测装置，主要用于在常压以及静压状态下，对差压变送器进行检测，填补了静压影响检测的空白。
 
      差压变送器是在工业过程中测量两个压力之间相对差值的压力变送器，输出信号主要为0 ～10 mA、4 ～ 20 mA 或1 ～ 5 V。随着工业发展的需要，差压变送器越来越多的应用于工业生产的各个领域，常用于测量气体、液体的压力、液位和密度。目前，差压变送器的常规检定只在其低压端通大气时进行，但实际使用中差压变送器的两端口往往存有一定的静压。在静压下，差压变送器的计量性能可能受到较大影响［1 － 2］。JJG 882—2004 《压力变送器》检定规程对静压影响有明确的规定［3］，忽略静压的检定可能造成检定结果的偏差和误判。因此为了保证差压变送器**安全的工作，对其进行静压下的差压检测尤为重要。本文所述的工业差压控制设备检测装置主要用于在常压以及静压状态下对差压变送器的检测，实现了在0 ～ 4 MPa 静压范围内对0 ～ 400 kPa 及以上量程、0. 2 级及以下准确度等级的差压变送器的检测。


 
　　1 工业差压控制设备检测装置的设计
　　工业差压控制设备检测装置由压力控制台、高准确度数字压力校验仪和系统配套软件［4］组成，如图1 所示。压力控制台内置自动气体预压泵，其产生的压力储存在内置气容中作为造压源; 主标准器使用定制的高准确度数字压力校验仪，其测量范围0 ～ 4 MPa， 准确度等级0. 02 级， 读数误差± 0. 02% ，并具有电流和电压值的采集功能，满足了差压变送器检测中对准确度的要求; 数据后期处理利用高静压下零位自动对齐方式，减小数字压力校验仪在高压测量时由于压力测量值不一致性造成的差压检测误差。整套装置体积小，重量轻，操作简单，极大地提高了其便携性和实用性。
开始检测时，打开平衡阀，使高低压力容室连通，通过预压泵快速加压至静压值，稳定后，读取两端实时压力值和输出电流值，作为零位值。关闭平衡阀，操作低压端的泄压阀，给低压端减压至25% 量程，50% 量程，75% 量程和满量程处，待稳定后读取对应的差压值和输出电流值，完成差压变送器静压下上行程的检测。通过给低压端加压方式，读取下行程的数据。其结构示意图如图2 所示。在整个检测过程中，人机交互界面简单，可清晰引导用户完成操作，如图3所示。


 
　　2 常压和静压下差压变送器的数据对比
　　选择一台有代表性的差压变送器进行试验，其参数如下。
　　量程: 0 ～ 400 kPa; 输出电流信号: 4 ～ 20 mA;准确度等级: 0. 2 级; 静压指标: 4 MPa。依据JJG882—2004 《压力变送器》检定规程，常压通大气下检测数据结果如表1 所示; 4 MPa 静压下检测数据结果如表2 所示。
取各点电流误差值的zui大值和回差zui大值作为检定结果。所选差压变送器在常压下基本误差**和回程误差不超过0. 032 mA，静压下不超过0. 064 mA 为合格［3］。表1 和表2 数据对比可知，此差压变送器在常压下合格，但静压下则满足不了准确度等级的要求，检定结果为不合格。
 

　　3 结束语
　　从上述对比数据可知，所选差压变送器在4 MPa 静压下误差远远大于其在常压下的误差。很多厂家在生产差压变送器时，会对静压检测结果做数据补偿［5］，这类仪器静压下检测数据基本能满足准确度要求，但也有很多类似本文列举的差压变送器，其静压和常压下的检测数据结果差异很大。所以，这类仪器只常压检测就可能会出现错判。由此，本文提出并研制的检测装置和方法在质控方面处于不可忽略的位置，对完善差压变送器的检定提供了一种新型的工业差压控制设备检测装置。


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