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電子壓力開(kāi)關(guān)的工作原理:是當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力高于或低于額定的安全壓力時(shí),感應(yīng)器內(nèi)碟片瞬時(shí)發(fā)生移動(dòng),通過(guò)連接導(dǎo)桿推動(dòng)開(kāi)關(guān)接頭接通或斷開(kāi),當(dāng)壓力降至或升額定的恢復(fù)值時(shí),碟片瞬復(fù)位,開(kāi)關(guān)自動(dòng)復(fù)位,或者簡(jiǎn)單的說(shuō)是當(dāng)被測(cè)壓力超過(guò)額定值時(shí),彈性元件的自由端產(chǎn)生位移,直接或經(jīng)過(guò)比較后推動(dòng)開(kāi)關(guān)元件,改變開(kāi)關(guān)元件的通斷狀態(tài),達(dá)到控制被測(cè)壓力的目的。電子壓力開(kāi)關(guān)采用的彈性元件有單圈彈簧管、膜片、膜盒及波紋管等。開(kāi)關(guān)元件有磁性開(kāi)關(guān)、水銀開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等。

①壓力傳感器件采用單晶硅智能壓力傳感器。該傳感器具有高精度(±0.075%)、高穩(wěn)定性( 優(yōu)于0.1%fs/年)、抗高過(guò)壓和高靜壓(耐壓16 mpa)、量程遷移比大(20∶1)等特點(diǎn)。選用 單晶硅智能壓力傳感器作為傳感部件,使智能電子壓力開(kāi)關(guān)的控制精度及可靠性有了保證。

②信號(hào)調(diào)理部分采用集成運(yùn)放及電子元件組成,它對(duì)壓力傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理,變成微電腦 能接受的信號(hào),送給微電腦。

③微電腦采用低功耗嵌入式單片機(jī)c8051f007,該單片機(jī)具有供電電壓低(2.7~3.6 v)、 功耗低(可低于1 ma)、體積小(8 mm×8 mm)、功能強(qiáng)等特點(diǎn)。該單片機(jī)具有12bit adc,35 6bram,32kflash mcu。微電腦將采集到的壓力信號(hào)進(jìn)行分析、處理、記憶,消除干擾及壓力 波動(dòng),發(fā)出正確的壓力開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)。

④電子開(kāi)關(guān)將微電腦發(fā)出的壓力開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)化為智能電子壓力開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通及斷開(kāi)。

⑤校準(zhǔn)按鈕,在對(duì)智能電子壓力開(kāi)關(guān)校驗(yàn)時(shí)只要按下"校準(zhǔn)按鈕",微電腦就會(huì)自動(dòng)記憶當(dāng) 前壓力值,并把該值作為智能電子壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定值,從而實(shí)現(xiàn)壓力開(kāi)關(guān)的智能校驗(yàn)。

⑥流程選擇開(kāi)關(guān),旁接罐流程、密閉流程可設(shè)置不同的門檻值,旁接罐流程設(shè)置的門檻值可 適當(dāng)降低,從而克服了旁接罐流程壓力開(kāi)關(guān)不能投用的難題。

目前,國(guó)內(nèi)針對(duì)原油的運(yùn)送方式主要采用管道加熱輸送工藝。原油在管道輸 送中每間隔40~90 km就設(shè)一個(gè)分站來(lái)進(jìn)行加熱、加壓。為降低能源消耗我國(guó)輸油管道都進(jìn) 行了現(xiàn)代化技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控。在輸油管道監(jiān)控系統(tǒng)中為保護(hù)管線防止出站壓力超 高造成爆管,在出站及泵出口匯管處安裝了壓力開(kāi)關(guān)。為防止輸油泵抽空在進(jìn)站管線及泵入 口管線上也安裝了壓力開(kāi)關(guān)。但目前使用的壓力開(kāi)關(guān)存在如下問(wèn)題:

1、工作不可靠在對(duì)進(jìn)站壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)多次發(fā)現(xiàn),當(dāng)給定壓力低于設(shè)定壓力時(shí),壓 力開(kāi)關(guān)仍不動(dòng)作,當(dāng)用物體敲擊時(shí)又恢復(fù)正常。

2、誤動(dòng)作用戶反應(yīng)曾多次發(fā)生當(dāng)管線內(nèi)壓力產(chǎn)生輕微波動(dòng)時(shí)造成甩泵。致使某些壓力 開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期不能投用,使輸油泵失去應(yīng)有的保護(hù),帶來(lái)不安全因素。

3、精度低、校準(zhǔn)難在校驗(yàn)時(shí)需反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)才能確定設(shè)定值。

4、密閉流程解除后由于進(jìn)站壓力較低,使壓力開(kāi)關(guān)無(wú)法使用。為解決現(xiàn)有壓力開(kāi)關(guān)存在的這些問(wèn)題,研制高可靠性、高精度和智能電子壓力開(kāi)關(guān)十分必要。

模型識(shí)別技術(shù)

輸油泵入口壓力較低時(shí)會(huì)對(duì)葉輪產(chǎn)生氣蝕造成輸油泵的損壞,因此輸油站設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)并在進(jìn)站及泵入口安裝了壓力開(kāi)關(guān),當(dāng)進(jìn)站壓力較低時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)首先進(jìn)行調(diào)節(jié),當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后進(jìn)站壓力若繼續(xù)下降,達(dá)到壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作值時(shí)就會(huì)進(jìn)行甩泵從而達(dá)到保護(hù)輸油泵的目的。但實(shí)際運(yùn)行情況表明當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí),由于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在滯后,未等自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮作用壓力開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生動(dòng)作造成甩泵。突然甩泵給輸油設(shè)備造成的危害比短時(shí)間泵入口壓力超低造成的危害還要大。合理的選擇是依據(jù)泵站實(shí)際情況建立泵入口壓力允許模型,壓力開(kāi)關(guān)依據(jù)該模型進(jìn)行識(shí)別,決定是否甩泵。

信號(hào)自動(dòng)分段技術(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)多次模型分析,采用信號(hào)自動(dòng)分段技術(shù)與模型識(shí)別技術(shù)從而能有效的克服壓力波動(dòng)等各種干擾,提高壓力開(kāi)關(guān)的可靠性。信號(hào)自動(dòng)分段方法的基本原理是選用一個(gè)固定的窗選取平穩(wěn)運(yùn)行的信號(hào)作為參考段,不斷與當(dāng)前信號(hào)作比較,非平穩(wěn)性(如上站停泵引起的信號(hào)特性的變化)可以由不同段之間的過(guò)程統(tǒng)計(jì)特性和頻譜性的改變顯示出來(lái)。一般根據(jù)幾種判據(jù),當(dāng)判據(jù)大于一定的閾值或當(dāng)前段低于設(shè)定值時(shí),就認(rèn)為信號(hào)進(jìn)入了另一段(異常段)。

電子壓力開(kāi)關(guān)目前與普通的壓力開(kāi)關(guān)相比有如下特點(diǎn):

1、采用了模型識(shí)別技術(shù)克服了現(xiàn)有壓力開(kāi)關(guān)的壓力瞬間超低時(shí),壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作造成不正常 甩泵。

2、增加了流程選擇開(kāi)關(guān),旁接罐流程、密閉流程可設(shè)置不同的閾值,旁接罐流程設(shè)置的閾 值可適當(dāng)降低,從而解決了旁接罐流程壓力開(kāi)關(guān)不能投用的問(wèn)題。

3、增設(shè)了校準(zhǔn)按鈕,在對(duì)智能電子壓力開(kāi)關(guān)校驗(yàn)時(shí)只要按下"校準(zhǔn)按鈕",微電腦就會(huì)自 動(dòng)記憶當(dāng)前壓力值,并把該值作為"智能電子壓力開(kāi)關(guān)"設(shè)定值,從而實(shí)現(xiàn)壓力開(kāi)關(guān)的智能 校驗(yàn)。

耐壓:電子壓力開(kāi)關(guān)保持其正常性能所能承受的最大壓力。但是當(dāng)電子壓力開(kāi)關(guān)用于過(guò)壓場(chǎng)合時(shí),敏感元件將會(huì)產(chǎn)生持續(xù)形變,這時(shí)壓力設(shè)定值將變化,電子壓力開(kāi)關(guān)將不能發(fā)揮其正常性能甚至可能損壞。

精度:表示設(shè)備精準(zhǔn)程度的值,包括線性度、公差、遲滯、重復(fù)性等。目前長(zhǎng)野的壓力開(kāi)關(guān)最高精度可達(dá)到±0.5%F.S,型號(hào)為CB33。

滿量程(F.S):壓力范圍最大值和最小值的差值。

接斷差(死區(qū)):是指電子壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定動(dòng)作值和復(fù)位值的差值,例如當(dāng)設(shè)定、值為1MPa,實(shí)際復(fù)位值為0.9MPa時(shí),接斷差為0.1MPa。

作溫度:是指儀器的內(nèi)部機(jī)構(gòu)、敏感元件等工作時(shí)不會(huì)發(fā)生持續(xù)變形的溫度范圍。一般壓力開(kāi)關(guān)推薦工作溫度范圍為-5~400C,若介質(zhì)溫度過(guò)高時(shí),可考慮加附件虹吸管(灌狀),達(dá)到降溫的目的。

S.P.D.T(單刀雙擲):由一個(gè)常開(kāi)、一個(gè)常閉觸點(diǎn)和一個(gè)公共端構(gòu)成。

D.P.D.T(雙刀雙擲):由一個(gè)對(duì)稱的左、右公共端,兩組常開(kāi)、常閉端子構(gòu)成。

上限一接點(diǎn)(常開(kāi)):壓力上升到設(shè)定值時(shí),接點(diǎn)動(dòng)作,回路導(dǎo)通。

下限一接點(diǎn)(常閉):亞力下降到設(shè)定值時(shí),接點(diǎn)動(dòng)作,回路導(dǎo)通。

上下限兩接點(diǎn)HL:是上限式和下限式的組合,分為兩接點(diǎn)獨(dú)立動(dòng)作(雙設(shè)定、雙回路)和兩接點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作(單設(shè)定、雙回路)兩種類型。

上限2接點(diǎn):合并了兩個(gè)上限形式,分為分為兩接點(diǎn)獨(dú)立動(dòng)作(雙設(shè)定、雙回路)和兩接點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作(單設(shè)定、雙回路)兩種類型。

下限2接點(diǎn):合并了兩個(gè)下限形式,分為兩接點(diǎn)獨(dú)立動(dòng)作(雙設(shè)定、雙回路)和兩接點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作(單設(shè)定,雙回路)兩種類型。

IP(防護(hù)等級(jí)):是由國(guó)際電工協(xié)會(huì)(IEC)所起草,關(guān)于燈具防塵防潮特性的標(biāo)準(zhǔn)。