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压力开关介绍 王雷刚 内容简介 压力开关的校验及常见故障处理 3 1 压力的基础知识 压力的基本概念压力又称压强 工程技术测量中压力概念 实际上是压强的概念 在物理学中 压力是一个作用力的概念 压力和拉力相对 在实际工作中 我们将此压力理解为压强 在不会引起混淆或误解时 无论语言或文字都如此表达 包括本讲义在内 1 压力的基础知识 从定义出发 压力是指垂直且均匀地作用在单位面积上的分布力 用下式表示 式中 1 式是压力的基本表达式 压力的量值在工程技术上都用压力仪表来测量 压力与承受的面积成反比 而与所受的作用力成正比 由此 在同一作用力的情况下 作用面积大的压力小 而作用面积小时压力大 或者说 当作用面积一定时 压力随作用力的增大而增加 随着作用力的减小而减小 1 压力的基础知识 帕斯卡原理法国科学家帕斯卡发现了液体压力规律 称为帕斯卡定律 当外力作用于液体表面所产生的压力 压强 传播到液体中的任何方向 其强度保持不变 此定律也适用于气体 故帕斯卡定律可叙述为 当外力作用于密闭流体所产生的压力 传播到流体的任何方向 其强度保持不变 帕斯卡定律是压力计量所依据的基本原理 1 压力的基础知识 阿基米德原理阿基米德原理 固体在液体或气体中所受到的浮力 等于该物体所排开的同体积的液体或气体的重量 1 压力的基础知识 二 常用的压力名词术语压力 压强 垂直作用在单位面积上的分布力 大气压力 大气自重所产生的压力 亦称气压 用表示 大气压力的量值随气象 海拔和地理纬度等不同而改变 绝对压力 以零作为参考压力的差压 表压力 以环境大气压力作为参考压力的差压 常称为压力 正压 绝对压力高于大气压力的表压力 负压 绝对压力低于大气压力的表压力 真空度 低于大气压力的表压力 差压 两个相关压力的差 1 压力的基础知识 表示参考压力 绝对压力 负 表压 正 表压 差压 压力 完全真空 大气压力 各种压力命名间的关系图 1 压力的基础知识 从图中可以清楚的看到 各种压力命名仅在于所取的参考点不同而已 绝对压力是以完全真空 真正的零压作为参考零点 在工程测量中 气象部门使用的气压计就是绝对压力计 指示飞行高度时使用的气压计 潜水深度测量等都是用的绝对压力计 从图中还可以清楚的看到 绝对压力大于表压力时 绝对压力是正表压与大气压力之和 当绝对压力与大气压力相等时 指示的是大气压力 所以大气压力是绝对压力的一种表示方式 必须用绝对压力计测量 而表压力是以大气压力作为参考零点进行测量的 1 压力的基础知识 三 压力计量单位法定计量单位帕 斯卡 是我国法定压力计量单位 也是国际单位制 SI 压力单位 其物理意义是 1牛顿的力垂直作用在1平方米面积上的分布力 因此1pa 1N 1 定义与重力加速度无关 1 压力的基础知识 非法定压力单位国务院规定 从1991年1月1日起全国一律执行法定计量单位 非国家法定计量单位应当废除 由于非法定计量单位使用时间长 影响大 要从生产 生活和人们思想中彻底废除可能还需要一段时间 因此 这里有必要讲一下非法定单位和法定单位的换算关系 常见的非法定压力计量单位有 1 压力的基础知识 1 压力的基础知识 1 压力的基础知识 1 压力的基础知识 1 压力的基础知识 1 压力的基础知识 2 压力开关的工作原理 压力开关工作原理在外部压力的作用下 压力开关内部弹性元件自由端产生位移 直接或经过比较后推动开关元件 当被测压力超过设定值时改变开关元件通 断状态 以达到控制被测压力的目的 压力开关的设定值可在其测量范围内自由设定 2 压力开关的工作原理 压力开关主要参数 精度 表示设备精准程度的值 最大压力 Max P 压力范围的最大值 满量程 F S 压力范围最大值和最小值的差值 接断差 死区 锁定域 是指开关设定动作值和复位值的差值 例如当设定值为1MPa 实际复位值为0 9MPa时 接断差为0 1MPa 单刀双掷 S P D T 由一个常开 一个常闭触点和一个公共端构成 双刀双掷 S P D T 由一个对称的左 右公共端 两组常开 常闭端子构成 2 压力开关的工作原理 上限一接点 常开 压力上升到设定值时 接点动作 回路导通 下限一接点 常闭 压力下降到设定值时 接点动作 回路导通 耐压 压力开关保持其正常性能所能承受的最大压力 但是当压力开关用于过压场合时 敏感元件将会产生持续形变 这时压力设定值将变化 压力开关将不能发挥其正常性能甚至可能损坏 2 压力开关的工作原理 机械式压力开关利用纯机械形变 微动开关 对于高报开关 当压力增加时 压力作用在不同的传感压力元器件 膜片 波纹管 活塞等 产生形变 通过栏杆弹簧等机械结构 最终启动最上端的微动开关 使电信号输出 压力开关按工作原理不同可分为机械式和电子式 2 压力开关的工作原理 电子式压力开关是市场上这几年比较流行的压力开关 用来替代电接点压力表和使用在控制要求比较高的系统上 这种压力开关内置精密压力传感器 通过高精度仪表放大器放大压力信号 通过高速微型处理器 MCU 采集并处理数据 一般都是采用4位LED实时数显压力 继电器信号输出 上下限控制点可以自由设定 迟滞小 抗震动 响应快 稳定可靠 精度高 利用回差设置可以有效保护压力波动带来的反复动作 保护控制设备 是检测压力 液位信号 实现压力 液位监测和控制的高精度设备 特点 电子显示屏直观 精度高 使用寿命长 通过显示屏设置控制点方便 但是相对价格较高 需要供电 2 压力开关的工作原理 选型应使压力设定值大于压力开关调节范围上限的20 小于上限的80 并尽量使设定值位于压力开关设定值调节范围的中间位置 因为压力开关的动作精度与设定点的高低有关 回差 动作值 恢复值 要求回差小于开关可调量程的10 但并不是越小越好 如果回差过小 联动设备可能频繁动作甚至烧坏 3 压力开关的校验及常见故障处理 压力开关校验压力开关校验是未来仪控的重要工作之一 分为实验室校验和现场校验 具有重复性高 操作简单等特点 压力开关的校验一般分四步 第一步 工器具准备第二步 外观检查第三步 打压校验并记录第四步 回装 3 压力开关的校验及常见故障处理 工器具准备选用与各压力开关相适应的呆板手 一字和十字螺丝刀 便携式校验仪及其配套设施 常用DPI615 配套设施包括软管 专用接头 手操泵和配套压力模块 如果在实验室校验 也可以使用活塞式压力校验台 3 压力开关的校验及常见故障处理 外观检查检查压力开关的表体是否整洁 铭牌是否清晰 紧固件是否松动 是否有影响其测量准确度的损伤等 发现异常后进行相应处置或记录 检查开关内部微动开关或机械触点有无明显氧化或烧损 动作是否灵活无卡涩 外观检查主要用于防止压力开关在使用过程中因其外观方面的原因而影响仪表的正常使用 3 压力开关的校验及常见故障处理 使用DPI615和万用表校验 3 压力开关的校验及常见故障处理 3 压力开关的校验及常见故障处理 使用活塞式压力校验仪并利用电路通断校验 3 压力开关的校验及常见故障处理 3 压力开关的校验及常见故障处理 各电厂压力开关校验记录单三门核电压力开关检测报告 gpdf秦山核电站开关量校验记录表 pdf田湾核电压力控制器校验报告 pdf 3 压力开关的校验及常见故障处理 常见故障动作点不准 频繁报警或启停泵 拒动 引压管堵塞或泄漏 故障原因及处理 动作点不准 检查压力切换点是否在设定点 经过微调 可以解决问题 频繁报警或启停泵 检查是否回差过小或接线故障 拒动 检查感压元件是否损坏 微动开关是否老化 引压管堵塞或泄漏 该故障容易产生动作点不准 拒动等现象 对引压管进行检查处理即可 4 电厂常用的压力开关 目前世界一流的压力开关生产商都在美国 主要有美国CCS 美国SOR 还有档次稍低一点的美国UE这3款压力开关 中大型火电厂 核电厂都用前两款压力开关 而且是必备的 CCS开关是美国老品牌 是欧美使用最广泛的开关产品 这种传感器件其特点是 动作精度高 重复性精度高 稳定性好 可靠性高和寿命长 单设定点 可靠性高电厂尤其适合选用 等优点 目前无人能防制 SOR开关在国内其主要优势是影响力大 推广范围广 缺点是价格贵 活塞式传感器 多设定点 稳定性 可靠性不如CCS 市场上防制