KC04040302-m01-管道内的液体压力检测讲解

1、1 斯蒂芬传感器及应用2 1 任务1：车速检测中的压力检测任务2：电子秤的压力检测任务3：管道内液体的压力检测任务4：物联网中的压力检测-知识拓展项目六、物联网中的压力检测传感器及应用3 1 管道内的液体压力检测任务3：管道内液体的压力检测4 一、管道内液体的压力检测 液压压力传感器是工业实践中最为常用的一种压力传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，管道送风、锅炉负压等众多行业。 管道内的液体压力检测5 二、液压传感器工作原理 液压压力传感器的工作原理是压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压

2、力的标准信号。管道内的液体压力检测6 三、管道内液体的压力检测 压力和流量是液压系统的基本参数,但流量是一个与流动、流态、介质黏度、时间和体积(或质量)相关参数。因此,对它的测试比对压力的测试相对困难一些。加之现有的一些流量测试仪表还受到特殊的安装位置、安装方式和管道直径等诸多因素的限制,由此影响了其在液压系统测试中的使用。而压力测试仪表则一般不受这些因素的制约,因而在液压系统中获得了更广泛的使用。管道内的液体压力检测7 随着传感器向集成化、智能化、小型化、系列化和标准化方面的发展,加上它与现代测控技术、计算机技术和无线通信技术的日益结合,使得压力传感器在液压系统的运行控制、状态监测、故障诊断

3、和科学实验中得到更为广泛的应用。管道内的液体压力检测三、管道内液体的压力检测8 基于各种检测原理发展起来的压力传感器是液压测试技术的核心,它将压力信号转换为电信号并利用二次仪表而对液压压力进行测试。可用于液压压力测试的检测原理有许多种,每种检测原理又有不同的检测方法,再加上基于同种检测原理和方法的传感器又可以有结构形式、所用材料和制造工艺等因素的不同 因而构成了压力传感器的多种多样。现在液压系统中广为使用的压力传感器主要有电阻式、压阻式和压电 式等型式。管道内的液体压力检测三、管道内液体的压力检测9 三、管道内液体的压力检测 应变式压力传感器是电阻式压力传感器的一种。这种传感器由应变片作为主要

4、检测元件,应变片粘贴于由金属材料制成的平膜片弹性元件上,由弹性元件将被测压力变换成应变,进而由应变片转换成电阻的变化,从而测试出流体的压力,国外20世纪五、六十年代的商品压力传感器就是这种类型,我国目前广泛使用的BPR22型压力传感器就属这种类型。 应变电阻式压力传感器具有使用方便、适应性强、价格便宜和动态性能好等优点,但粘贴剂和粘合技术对测试结果影响较大,并且其输出信号小,需专用的动态电阻应变仪配套使用,因而使其使用范围受到限制。 管道内的液体压力检测10 应变式压力传感器 管道内的液体压力检测三、管道内液体的压力检测11 压阻式压力传感器是利用金属导体或半导体材料受到压力作用而产生的压阻效

5、应,将压力变化变换成电阻的变化,进而通过对电阻变化的测试而实现对压力的测试。 随着半导体技术的飞速发展,压阻式压力传感器的敏感元件现多采用半导体材料,其中又以硅为主。这种传感器具有灵敏度高、准确度高、频率响应快、结构简单、体积小和重量轻等优点,而且还具有功耗低、安全可靠、寿命长和易于实现集成化等特点,因而得到了飞速的发展和广泛的应用,20世纪80年代中期后,在美、日、欧传感器市场上,它已是压力传感器中的主要品种,国内现也有不少厂家生产此种产品。管道内的液体压力检测三、管道内液体的压力检测12 压阻式压力传感器 管道内的液体压力检测三、管道内液体的压力检测13 压电式压力传感器管道内的液体压力检

6、测三、管道内液体的压力检测14 除上述3种常用的压力传感器外,基于新的转换原理而研制和开发的压力传感器也不断出现,如电容式压力传感器、电感式压力传感器、霍尔式压力传感器、光电式压力传感器、超声式压力传感器和振频式压力传感器等。管道内的液体压力检测三、管道内液体的压力检测15 确定压力传感器的类型后,重要的是根据系统的工况选择压力传感器的参数。 1)量程选择 作为压力传感器的一项重要技术指标,每种压力传感器的使用说明书都标明了该种传感器的标准量程和耐压极限。一般情况下,压力传感器的量程选择以系统的工作压力在其标准量程值的60%100%为宜。系统中可能出现的过载压力和异常情况下出现的冲击压力都不应

7、超过压力传感器的耐压极限。同时,应当注意在使用同一压力传感器时,工作压力越高,准确度越高,并且1MPa以上的压力传感器,其量程越高,价格越贵。因此,过高的耐压余量也没有必要。四、管道内液体压力传感器的选择管道内的液体压力检测16 2)准确度选择 压力传感器的准确度表示其输出与被测量真值的一致程度,也是压力传感器的一项重要技术指标,对测试结果具有直接影响。压力传感器的准确度越高,其价格越昂贵。因此,对压力传感器的准确度选择也应根据测试欲达到的目的确定,并非越高越好。对于一般的定性比较测试或系统的状态监控和故障诊断,则选择普通准确度(1%2%FS)的压力传感器即可。而对于一些获得精确量值以作定量分

8、析研究的情况,则应选择高准确度(011%1%FS)或超高准确度(0101%011%FS)的压力传感器。管道内的液体压力检测四、管道内液体压力传感器的选择17 3)工作温度选择 工作介质的温度直接影响压力传感器的的热零点漂移和热灵敏度漂移,从而影响其准确度。压力传感器适应的工作温度范围越宽,其制造的技术难度越大,价格也就越高。因此,对于室内 使用,可选用普通商业级(-160 )的压力传感器。对室外使用,则可选用更高级别的压力传感器。管道内的液体压力检测四、管道内液体压力传感器的选择18 液压系统中压力测试有不同的目的,对不同目的的压力测试应选择不同类型的压力传感器。如果测试的是系统稳态压力以实现对系统进行状态监控或故障诊断,而并不需要获知压力的瞬变情况,则选用适应性强,价格便宜的应变式等结构型压力传