智能电子压力开关研制及应用

1、智能电子压力开关研制及应用摘要：分析了智能电子压力开关的特点，研究并阐述了智能电子压力开关采取的模型识别技术及信号自动分段技术。研制的智能电子压力开关已在输油管道上应用。应用结果说明该智能电子压力开关技术先进、性能稳定可靠。关键词：电子压力开关信号分段单片机1研制开发重要性和必要性目前，国内针对原油的运送方式主要采用管道加热输送工艺。原油在管道输送中每间隔4090k就设一个分站来进展加热、加压。为降低能源消耗我国输油管道都进展了现代化技术改造实现了计算机监控。在输油管道监控系统中为保护管线防止出站压力超高造成爆管，在出站及泵出口汇管处安装了压力开关。为防止输油泵抽空在进站管线及泵入口管线上也安

2、装了压力开关。但目前使用的压力开关存在如下问题：(1)工作不可靠在对进站压力开关进展校验时屡次发现，当给定压力低于设定压力时，压力开关仍不动作，当用物体敲击时又恢复正常。(2)误动作用户反响曾屡次发生当管线内压力产生细微波动时造成甩泵。致使某些压力开关长期不能投用，使输油泵失去应有的保护，带来不平安因素。(3)精度低、校准难在校验时需反复进展试验才能确定设定值。(4)密闭流程解除后由于进站压力较低，使压力开关无法使用。为解决现有压力开关存在的这些问题，研制高可靠性、高精度和智能电子压力开关非常必要。2产品构造及关键技术2.1构造原理智能电子压力开关外型如图1所示。它的构造由压力传感器、主机板及

3、防爆外壳等局部组成。智能电子压力开关原理框图见图2。智能电子压力开关由以下几局部组成：压力传感器件采用单晶硅智能压力传感器。该传感器具有高精度(0.075%)、高稳定性(优于0.1%FS年)、抗高过压和高静压(耐压16Pa)、量程迁移比大(201)等特点。选用单晶硅智能压力传感器作为传感部件，使智能电子压力开关的控制精度及可靠性有了保证。信号调理局部采用集成运放及电子元件组成，它对压力传感器信号进展调理，变成微电脑能承受的信号，送给微电脑。微电脑采用低功耗嵌入式单片机8051F007，该单片机具有供电电压低(2.73.6V)、功耗低(可低于1A)、体积小(88)、功能强等特点。该单片机具有12

4、BitAD,356BRA,32kFlashU。微电脑将采集到的压力信号进展分析、处理、记忆，消除干扰及压力波动，发出正确的压力开关状态信号。电子开关将微电脑发出的压力开关状态信号转化为智能电子压力开关的导通及断开。校准按钮，在对智能电子压力开关校验时只要按下“校准按钮，微电脑就会自动记忆当前压力值，并把该值作为智能电子压力开关设定值，从而实现压力开关的智能校验。流程选择开关，旁接罐流程、密闭流程可设置不同的门槛值，旁接罐流程设置的门槛值可适当降低，从而克制了旁接罐流程压力开关不能投用的难题。2.2关键技术2.2.1模型识别技术输油泵入口压力较低时会对叶轮产生气蚀造成输油泵的损坏，因此输油站设置

5、有压力调节系统并在进站及泵入口安装了压力开关，当进站压力较低时调节系统首先进展调节，当自动调节系统调节后进站压力假设继续下降，到达压力开关动作值时就会进展甩泵从而到达保护输油泵的目的。但实际运行情况说明当发生异常情况时，由于自动调节系统存在滞后，未等自动调节系统发挥作用压力开关就产生动作造成甩泵。突然甩泵给输油设备造成的危害比短时间泵入口压力超低造成的危害还要大。合理的选择是根据泵站实际情况建立泵入口压力允许模型，压力开关根据该模型进展识别，决定是否甩泵。以鲁宁线为例，压力调节系统滞后约为2s，调节阀单行程耗时约为9s。当发生异常情况造成进站压力下降时，进站压力在调节系统的作用下其变化曲线如图

6、3所示，压力开关的识别模型如下：y的单位：Pa2.2.2信号自动分段技术经过对现场信号屡次模型分析，采用信号自动分段技术与模型识别技术从而能有效的克制压力波动等各种干扰，进步压力开关的可靠性。信号自动分段方法的根本原理是选用一个固定的窗选取平稳运行的信号作为参考段，不断与当前信号作比拟，非平稳性(如上站停泵引起的信号特性的变化)可以由不同段之间的过程统计特性和频谱性的改变显示出来。一般根据几种判据，当判据大于一定的阈值或当前段低于设定值时，就认为信号进入了另一段(异常段)。2.2.3平均幅值间隔 前段信号值)。2.2.4均方根间隔 转贴于论文联盟.ll.2.2.5斜率均值间隔 拟合数据段长度)

7、当前段信号的斜率为当前段信号的均值，当判据B小于0时压力开关动作。假设进入新段8s内判据B均大于0，新段完毕程序进入到平稳段。3与同类产品的比拟智能电子压力开关目前与普通的压力开关相比有如下特点：(1)采用了模型识别技术克制了现有压力开关的压力瞬间超低时，压力开关动作造成不正常甩泵。(2)增加了流程选择开关，旁接罐流程、密闭流程可设置不同的阈值，旁接罐流程设置的阈值可适当降低，从而解决了旁接罐流程压力开关不能投用的问题。(3)增设了校准按钮，在对智能电子压力开关校验时只要按下“校准按钮，微电脑就会自动记忆当前压力值，并把该值作为“智能电子压力开关设定值，从而实现压力开关的智能校验。4技术指标(1)精度：0.002Pa；(2)导通压降：12V；(3)非导通工作电流：6A；(4)系统供电：24V；(5)环境温度：-1050；(6)耐压：16Pa。5结论智能电子