㈠ 估測大氣壓值的實驗裝置
測力計示數 ,全部刻度的長度,S=V/L,P=FL/V,克服活塞受到的摩擦力 能拉動活塞時,說明此時拉力等於大氣對活塞的壓力.故記下的彈簧測力計示數,就是大氣對活塞的壓力F;要算出活塞的面積,可根據注射器上的刻度得知容積V,再測出注射器有刻度部分的長度L,則活塞面積S="V" L .可算出大氣壓值為P="F" S ="F" V L ="FL" V .在實驗過程中,由於克服活塞受到的摩擦力,測量結果偏大。
㈡ 隨鑽地層壓力測量探頭設計
鄭俊華1,2 錢德儒1 王 磊1 孫連環1
(1.中國石化石油工程技術研究院,北京 100101;2.中國石化石油勘探開發研究院,北京 100083)
摘 要 探頭是隨鑽地層壓力測量工具的重要部件,測量工具通過探頭與地層流體建立壓力聯系,壓力平衡後可測得地層壓力。推靠力決定了探頭與井壁地層密封的可靠性,是探頭設計的重要依據。本文提出了隨鑽地層壓力測量探頭推靠力的計算方法,並設計了探頭的機械結構。
關鍵詞 地層壓力 探頭 推靠力 泡點壓力 機械結構
Research on Probe of Formation PressureMeasurement while Drilling
ZHENG Junhua1,2,QIAN Deru1,WANG Lei1,SUN Lianhuan1
(1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering,Beijing 100101 ,China;2.SINOPEC Exploration & Proction Research Institute,Beijing 100083,China)
Abstract Probe is the important unit of formation pressure while drilling tool.The tool connects with formation liquid by probe.The formation pressure is measured after the pressure gets to balance.The thrust is key element which affects the sealing effect of probe and well wall.The calculation method of probe thrust is give.in this paper,the numerical value of probe thrust range is got,and the structure of probe is designed.
Key words formation pressure;probe;thrust;bubble point pressure;mechanical structure
地層孔隙壓力是描述油藏的重要參數。隨鑽測量地層壓力,能更好地反映地層的真實壓力狀況,優化鑽井工藝,提高鑽井效率。斯倫貝謝等國外油田服務公司已經成功研製出隨鑽地層壓力測量工具,並廣泛應用於油田技術服務中。該技術在我國正處於研究、試驗階段。探頭是隨鑽地層壓力測量工具與地層之間的 「橋梁」。通過探頭,兩者才能建立壓力聯系,達到隨鑽測量地層壓力的目的。
1 地層壓力測試原理
如圖1所示,探頭推靠至井壁,與測試地層充分密封後,流體測試模塊活塞向右運動,流體測試腔體積增大,探頭與流體通道內壓力減小。壓力低於地層壓力後,由於壓力差作用,地層流體經探頭通過流體通道進入測試腔,壓力逐漸與地層壓力平衡。此時,流體通道內的壓力感測器測得的數值即為地層壓力。地層流體測試腔壓力變化曲線如圖2所示。
中國石化科技開發部項目《隨鑽地層壓力測量技術研究》(P10030)
圖1 測試原理
圖2 地層壓力測試曲線
鑽進過程中,隨鑽地層壓力測量工具可實時監測環空壓力 phydr1。鑽進到測試地層後,探頭從測量工具內伸出,推靠至井壁。在推靠力作用下,探頭與井壁形成可靠的密封。此時地層流體測試模塊內壓力小幅度增長為pdd。地層流體測試模塊抽取一定量的地層流體,壓力降低至pfu。地層流體向低壓區流動,直至地層流體測試模塊內壓力恢復至地層壓力pstop。測量結束後,探頭回縮至測量工具內。地層流體測試模塊內壓力恢復至環空壓力phydr2。phydr1應與 phydr2相等。
2 探頭推靠力計算
設計探頭時,首先需要確定探頭推靠力。從墊片密封原理入手,結合某油井地層流體泡點壓力等相關資料,筆者提出了一種計算探頭推靠力的方法。
2.1 探頭密封原理
根據墊片密封原理可知,探頭與井壁形成有效密封的條件是探頭與井壁之間的接觸應力大於探頭內外壓力差。探頭與井壁密封原理如圖3所示。根據墊片密封原理,在推靠力F作用下,探頭端部密封墊圈與井壁之間的接觸應力p壓大於探頭內外壓力差時,可形成有效密封。
探頭與井壁形成有效密封的條件可用下式表示:
圖3 探頭密封原理
油氣成藏理論與勘探開發技術:中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
式中:p壓為探頭與井壁的接觸應力,Pa;p液 為井底鑽井液液柱壓力,Pa;p內 為探頭內部壓力,Pa;m為墊片系數。
由式(1)可知,測試地層壓力時,決定探頭推靠力大小的因素為井底鑽井液液柱壓力與探頭內部壓力差值,也就是探頭內外的壓力差。
2.2 壓差的求取
經上述分析可知,確定決定探頭內外的壓力差因素後即可得知探頭推靠力數值的選取依據。
在溫度與壓力的長期作用下,地層流體內溶解有大量氣體。地層流體密度隨壓力變化的關系比較復雜,泡點壓力為流體密度與壓力曲線的拐點。泡點壓力指在溫度一定的條件下壓力降低時開始從地層流體中分離出第一批氣泡時的壓力。以泡點壓力為界,當外界壓力小於泡點壓力時,隨著壓力增加,溶解的氣量增加,地層流體密度減小;當壓力高於泡點壓力時,氣體已全部溶解,隨壓力增加地層流體受到壓縮,密度增大。在溫度恆定的條件下,地層流體內溶解的氣體溢出與泡點壓力有關。以某油井為例,泡點壓力與地層流體密度關系如圖4所示。
圖4 地層流體泡點壓力與密度關系
在圖2中,地層流體測試腔內壓力降低的過程中,如果最低壓力pfu降至泡點壓力pbub以下,則有大量氣體從地層流體中溢出,氣體進入流體測試腔,造成測試腔內壓力升高,破壞流體測試腔與地層之間建立的壓力平衡,地層壓力感測器測量數據會有較大誤差,不能准確測量地層壓力。地層流體從單一液相介質變為氣液兩相介質,為後期數據處理與解釋帶來困難。
因此,在進行地層壓力測量時,必須盡量使地層流體保持為單一的液相介質,地層流體測試腔內的壓力不能低於地層流體泡點壓力。泡點壓力決定了地層流體測試腔的壓力降、探頭內外的壓力差,即決定了探頭的最小推靠力。
由圖4可知,某油井深2000m,地層溫度為70℃,鑽井液液柱壓力為24MPa時,地層流體泡點壓力為11MPa。由此可得出井深2000m時鑽井液液柱壓力與地層流體泡點壓力的差值△p為13MPa,即在該井深2000m處測量地層壓力,當探頭與井壁密封後,探頭內外壓力差△p最大值為13 MPa。如果壓差過大,則壓力降至泡點壓力以下,氣體將從地層流體中溢出,影響測試精度。
由式(1)可知,探頭與井壁形成有效密封條件如(2)式所示:
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式中:p壓為探頭與井壁的接觸應力,Pa;p液為井底鑽井液液柱壓力,Pa;p泡為地層流體泡點壓力,Pa;m為墊片系數,取1。
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式中:△p為井底鑽井液液柱壓力與地層流體泡點壓力差,取13 MPa。
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其中:F為探頭推靠力,N;d1為探頭外徑,m;d2為探頭內徑,m。
擬設計探頭外徑φ57.15mm,探頭內徑φ14.22mm,代入式(4)有:
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綜上所述,在某油井深2000m、地層溫度70℃、鑽井液液柱壓力為24MPa的條件下,隨鑽地層壓力測量工具探頭推靠力最小值為31.2kN。探頭推靠力最大值可由使用的測量工具液壓系統最大功率、探頭強度及所測地層岩性等因素計算。
3 探頭機械結構設計
探頭由密封墊、支撐座、活塞、過濾器、缸體等部分組成。探頭外觀如圖5所示。
圖5 探頭裝配體
3.1 探頭密封墊設計
探頭密封墊一直暴露在井下惡劣環境中,要求其物理、化學性質穩定,才能在探頭與地層間建立起有效的密封。密封材料須具有抗高溫氧化、抗化學侵蝕、耐沖蝕、耐磨損等性能,選用硬度較高的氟橡膠材料,確保橡膠壓縮時反彈性能良好,具有較好的密封性能。密封墊表面形狀與井壁相同,確保密封墊與井壁貼合緊密。密封墊如圖6所示。密封墊安裝在支撐座內,通過硫化與支撐座緊密結合在一起。支撐座對密封墊起支撐加固作用,使密封墊與井壁貼合充分。
圖6 密封墊
3.2 探頭活塞設計
探頭活塞如圖7所示。頂端連接密封墊與支撐座,安裝在探頭缸體內,液壓油進入探頭活塞底端,產生推靠力,將探頭從測量短節中推靠至井壁並充分密封。
圖7 活塞
3.3 探頭過濾器設計
測量地層壓力時,地層流體進入測量系統內部。流體內若含有固相顆粒,將堵塞流體通道,影響測試成功率。設計了過濾裝置,安裝在探頭活塞內部。流體從過濾器進入儀器內部,將雜質阻擋在系統外部,防止流體通道堵塞。
3.4 探頭缸體設計
探頭活塞安裝在缸體內。活塞在壓力油的作用下,在缸體內滑動,從缸體內伸出或縮回,實現探頭的推靠與收回動作。缸體如圖8所示。
4 結論與建議
1)地層流體中含有大量氣體,當壓力降低至氣體泡點壓力以下時,會有氣體從地層流體中溢出,影響地層壓力測試准確性。地層流體測試室內的壓力降應盡量避免低於地層流體泡點壓力,並由此可以確定探頭的最小推靠力。
圖8 缸體
2)由於井下空間、環境、測量儀器部件強度等因素限制,電源功率、液壓泵額定輸出壓力有限,可以此為依據進一步計算探頭推靠力的最大值。
3)後繼研究中根據試驗效果改進探頭結構,確保在井下安全可靠工作。
參考文獻
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㈢ 小華利用注射器、彈簧測力計設計如圖所示裝置測量大氣壓的值.(1)為完成實驗,除了圖中給出的器材外還
(1)實驗中需要刻度尺,測出注射器上有刻度的長度,是為了根據注射器的容積計算活塞的橫截面積;
(2)將活塞推至底部並用橡皮帽堵住小孔,是為了排盡注射器內的空氣.
(3)實驗中,當注射器中的活塞剛開始勻速滑動時,此時彈簧測力計通過細繩對活塞的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力,正是利用這一轉換法,將大氣的壓力測量了出來;
(4)根據注射器上的刻度得知容積V,再測出注射器有刻度部分的長度L,則活塞面積S=
V |
L |
F |
S |
FL |
V |
FL |
V |
㈣ 壓力測量儀有哪些類型
壓力測量儀表按工作原理分為液柱式、彈性式、負荷式和電測式等類型。
壓力表可以指示、記錄壓力值,並可附加報警或控制裝置。儀表所測壓力包括絕對壓力、大氣壓力、正壓力(習慣上稱表壓)、負壓(習慣上稱真空)和差壓。工程技術上所測量的多為表壓。壓力的國際單位為帕,其他單位還有:工程大氣壓、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。
壓力是工業生產中的重要參數,如高壓容器的壓力超過額定值時便是不安全的,必須進行測量和控制。在某些工業生產過程中,壓力還直接影響產品的質量和生產效率,如生產合成氨時,氮和氫不僅須在一定的壓力下合成,而且壓力的大小直接影響產量高低。
(4)簡單的壓力測量設計裝置擴展閱讀
1、U形管壓力計
U形管壓力計的測量范圍一般為0~±800毫米水柱或毫米汞柱,精度為1級,可測表壓、真空度、差壓以及作校驗流量計的標准差壓計。其特點是零位刻度在刻度板中間,使用前無須調零,液柱高度須兩次讀數。
2、波紋管壓力計
波紋管又稱皺紋箱,它是一種表面上有許多同心環狀波形皺紋的薄壁圓管。波紋管可以分成單層的和多層的。在總的厚度相同的條件下,多層波紋管的內部應力小,能承受更高的壓力,耐久性也有所增加。由於各層間的摩擦,使多層波紋管的滯後誤差加大。
3、霍爾式壓力計
霍爾式壓力計是利用霍爾效應製成的壓力測量儀器。當被測壓力引入後,彈簧管自由端產生位移,從而帶動霍爾片移動,改變了施加在霍爾片上的磁感應強度,依據霍爾效應進而轉換成霍爾電勢的變化,達到了壓力一位移一霍爾電勢的轉換。
㈤ 如何設計氣體壓力檢測的電路
首先,因為氣體壓力感測器的信號通常都是微弱的,而且含有許多雜訊,所以需要一個信號調理放大電路,進行濾波和放大;然後因為傳入電路的是模擬量(這個模擬量有可能是電流,也有可能是電壓),所以需要模/數轉換,因為只有數字信號才是系統MCU可識別的(微處理器,如單片機,DSP等)。有了這些模塊,一個簡易的氣體壓力檢測電路就搭建好了。
你也可以加上其他功能,如用數碼管顯示氣體壓力值,或者採用和PC通信的方式,將氣壓檢測結果通過上位機軟體來顯示(就是WINDOWS界面的軟體程序哈~)
呵呵,不知道是要做成產品還是學生做實驗呢~如果是學生做實驗就搭建上面所說的簡易電路就好了~
㈥ 有什麼塑料板材抗壓力測試的簡易裝置嗎
架起來,中間用砝碼去壓
㈦ 壓力測量方法
1、彈性力平衡方法
基於彈性元件的彈性變形特性進行測量。彈性元件受到被測壓力作用而產生變形,而因彈力變形產生的彈性力與被測壓力相平衡。測出彈性元件變形的位移就可測出彈性力。此類壓力計有彈簧管壓力計、波紋管壓力計、膜式壓力計等。
2、重力平衡方法
主要有活塞式和液柱式。活塞式壓力計是將被測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質量來進行測量的,測量精度高,測量范圍寬,性能穩定可靠,一般作為標准型壓力檢測儀表來校驗其他類型的測壓儀表。液柱式壓力計是根據流體靜力學原理,將被測壓力轉換成液柱高度進行測量的,最典型的是U形管壓力計,結構簡單且讀數直觀。
3、機械力平衡方法
其原理是將被測壓力變換成一個集中力,用外力與之平衡,通過測量平衡時的外力來得到被測壓力。機械力平衡方法較多用於壓力或差壓變送器中,精度較高,但結構復雜。
4、物性測量方法
基於在壓力作用下測壓元件的某些物理特性發生變化的原理,如電氣式壓力計、振頻式壓力計、光纖壓力計、集成式壓力計等。壓力檢測儀表的檢測方法
1、液柱測壓法
根據流體靜力學原理,將檢測壓力轉換成液柱高度進行測量。如U形管壓力計、單管壓力計、斜管壓力汁等。這種壓力計結構簡單、使用方便。但其精度受工作液的毛細管作用、密度及視差等岡素影響,測量范圍較窄,只能進行就地指示,一般用來測量低壓或真空度。
2、彈性測壓法
根據彈性元件受力變形的原理,將被測壓力轉換成彈性元件變形的位移進行測量,如彈簧管壓力計、波紋管壓力計及膜片式壓力計等。這類壓力表結構簡單,價格低廉。工作可靠,使用方便,常用於精度要求不高,信號無須遠傳的場合,作為壓力的就地檢測和監視裝置。
3、電氣測壓法
通過機械或電氣元件將被測壓力信導轉換成電信號(電壓、電流、頻率等)進行測量和傳送。如電容式、電阻式、電感式、比變片式和霍爾片式等壓力感測器和壓力變送器。這類儀表結構簡單、測量范圍寬、靜壓誤差小、精度高、調整使用方便,常用於測量快速變化、脈動壓力及器遠距離傳送壓力信號的場合。
㈧ 求:壓力感測器的基本工作原理、應用 和設計 方面的資料
壓力變送器上海蒙暉是工業實踐中最為常用的一種感測器,其廣泛應用於各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。下面就簡單介紹一些常用壓力變送器的原理及其應用、壓力變送器是用於測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力,然後將壓力信號轉變成4~20mA DC信號輸出。
壓力變送器主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器,陶瓷壓力變送器,應變式壓力變送器等。壓力變送器根據測壓范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa~35MPa)和微差壓變送器(0~1.5kPa),負壓變送器三種。
壓力變送器的主要作用把壓力信號傳到電子設備,進而在計算機顯示壓力其原理大致是:將水壓這種壓力的力學信號轉變成電流(4-20mA)這樣的電子信號壓力和電壓或電流大小成線性關系,一般是正比關系。所以,變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大由此得出一個壓力和電壓或電流的關系式壓力變送器的被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力採用大氣壓或真空,作用在δ元(即敏感元件)的兩側隔離膜片上,通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。
壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時,致使測量膜片產生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側電容量就不等,通過振盪和解調環節。
主要優點
1、壓力變送器具有工作可靠、性能穩定等特點;
2、專用V/I集成電路,外圍器件少,可靠性高,維護簡單、輕松,體積小、重量輕,安裝調試極為方便;
3、鋁合金壓鑄外殼,三端隔離,靜電噴塑保護層,堅固耐用;
4、4-20mA DC二線制信號傳送,抗干擾能力強,傳輸距離遠;
5、LED、LCD、指針三種指示表頭,現場讀數十分方便。可用於測量粘稠、結晶和腐蝕性介質;
6、高准確度,高穩定性。除進口原裝感測器已用激光修正外,對整機在使用溫度范圍內的綜合性溫度漂移、非線性進行精細補償。
主要分類
1、普通壓力變送器
2、防爆壓力變送器
3、差壓變送器
4、中、高溫壓力變送器
5、遠傳壓力變送器
工作原理
當壓力直接作用在測量膜片的表面,使膜片產生微小的形變,測量膜片上的高精度電路將這個微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,然後採用專用晶元將這個電壓信號轉換為工業標準的4-20mA電流信號或者1-5V電壓信號。
由於測量膜片採用標准話集成電路,內部包含線性及溫度補償電路,所以可以做到高精度和高穩定性,變送電路採用專用的兩線制晶元,可以保證輸出兩線制4-20mA電流信號。
主要性能
1、使用被測介質廣泛,可測油、水及與316不銹鋼和304不銹鋼兼容的糊狀物,具有一定的防腐能力;
2、高准確度、高穩定性、選用進口原裝感測器,線性好,溫度穩定性高;
3、體積小、重量輕、安裝、調試、使用方便;
4、不銹鋼全封閉外殼,防水好;
5、壓力感測器直接感測被測液位壓力,不受介質起泡、沉積的影響。
選型規則
1、變送器要測量什麼樣的壓力:先確定系統中要確認測量壓力的最大值,一般而言,需要選擇一個具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在很多系統,特別是水壓測量和加工處理中,有峰值和持續不規則的上下波動,這種瞬間的峰值能破壞壓力感測器,然而,由於這樣做會精度下降。於是,可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺,但這樣會降低感測器的響應速度。所以在選擇變送器時,要充分考慮壓力范圍,精度與其穩定性。
2、什麼樣的壓力介質:要考慮的是壓力變送器所測量的介質,黏性液體、泥漿會堵上壓力介面,溶劑或有腐蝕性的物質會不會破壞變送器中與這些介質直接接觸的材料。一般的壓力變送器的接觸介質部分的材質採用的是316不銹鋼,如果介質對316不銹鋼沒有腐蝕性,那麼基本上所有的壓力變送器都適合對介質壓力的測量;如果介質對316不銹鋼有腐蝕性,那麼就要採用化學密封,這樣不但起到可以測量介質的壓力,也可以有效的阻止介質與壓力變送器的接液部分的接觸,從而起到保護壓力變送器,延長了壓力變送器的壽命.
3、變送器需要多大的精度:決定精度的有:非線性、遲滯性、非重復性、溫度、零點偏置刻度、溫度的影響,精度越高,價格也就越高。每一種電子式的測量計都會有精度誤差,但是由於各個國家所標的精度等級是不一樣的。
4、變送器的溫度范圍:通常一個變送器會標定兩個溫度范圍,即正常操作的溫度范圍和溫度可補償的范圍。正常操作溫度范圍是指變送器在工作狀態下不被破壞的時候的溫度范圍,在超出溫度補范圍時,可能會達不到其應用的性能指標。溫度補償范圍是一個比操作溫度范圍小的典型範圍。在這個范圍內工作,變送器肯定會達到其應有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出,一是零點漂移;二是影響滿量程輸出。如:滿量程的+/-X%/℃,讀數的+/-X%/℃,在超出溫度范圍時滿量程的+/-X%,在溫度補償范圍內時讀數的+/-X%,如果沒有這些參數,會導至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的,還是由溫度變化引起的。
5、需要得到怎樣的輸出信號:mV、V、mA及頻率輸出數字輸出,選擇怎樣的輸出取決於多種因素,包括變送器與系統控制器或顯示器間的距離,是否存在「雜訊」或其他電子干擾信號。是否需要放大器,放大器的位置等。對於許多變送器和控制器間距離較短的OEM設備,採用mA輸出的變送器最為經濟而有效的解決方法,如果需要將輸出信號放大,最好採用具有內置放大的變送器。對於遠距離傳輸出或存在較強的電子干擾信號,最好採用mA級輸出或頻率輸出。如果在RFI或EMI指標很高的環境中,除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外,還要考慮到特殊的保護或過濾器。
6、選擇怎樣的勵磁電壓:輸出信號的類型決定選擇怎麼樣的勵磁電壓。許多放大變送器有內置的電壓調節裝置,能夠得到的一個工作電壓決定是否採用帶有調節器的感測器,選擇傳送器時要綜合考慮工作電壓與系統造價。
7、是否需要具備互換性的變送器:確定所需的變送器是否能夠適應多個使用系統。一般來講,這一點很重要。尤其是對於OEM產品,一旦將產品送到客戶手中,那麼客戶用來校準的花銷是相當大的。如果產品具有良好的互換性,那麼即使是改變所用的變送器,也不會影響整個系統的效果。
8、變送器超時工作後需要保持穩定度:大部分變送器在經過超時工作後會產生「漂移」,因此很有必要在購買前了解變送器的穩定度,這種預先的工作能減少將來使用中會出現的種種麻煩。
9、變送器的封裝:變送器的封裝,尤其往往容易忽略是它的機架,然而這一點在以後使用中會逐漸暴露出其缺點。在選購傳送器傳一定要考慮到將來變送器的工作環境,濕度如何,怎樣安裝變送器,會不會有強烈的撞擊或振動等。
10、在變送器與其它電子設備間採用怎樣的連接:是否需要採用短距離連接,若是採用長距離連接,是否需要採用一個連接器。
安裝說明
在安裝使用壓力變送器前應詳細閱讀產品樣本及使用說明書,安裝時壓力介面不能泄露,確保量程及接線正確。壓力感測器及變送器的外殼一般需接地,信號電纜線不得與動力電纜混合鋪設,感測器及變送器周圍應避免有強電磁干擾。
使用說明
日常維護
1、檢查安裝孔的尺寸:如果安裝孔的尺寸不合適,感測器在安裝過程中,其螺紋部分就很容易受到磨損。這不僅會影響設備的密封性能,而且使壓力感測器不能充分發揮作用,甚至還可能產生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業標准1/2-20 UNF 2B),通常可以採用安裝孔測量儀對安裝孔進行檢測,以做出適當的調整。
2、保持安裝孔的清潔:保持安裝孔的清潔並防止熔料堵塞對保證設備的正常運行來說十分重要。在擠出機被清潔之前,所有的壓力感測器都應該從機筒上拆除以避免損壞。在拆除感測器時,熔料有可能流入到安裝孔中並硬化,如果這些殘余的熔料沒有被去除,當再次安裝感測器時就可能造成其頂部受損。清潔工具包能夠將這些熔料殘余物去除。然而,重復的清潔過程有可能加深安裝孔對感測器造成的損壞。如果這種情況發生,就應當採取措施來升高感測器在安裝孔中的位置。
3、選擇恰當的位置:當壓力感測器的安裝位置太靠近生產線的上游時,未熔融的物料可能會磨損感測器的頂部;如果感測器被安裝在太靠後的位置,在感測器和螺桿行程之間可能會產生熔融物料的停滯區,熔料在那裡有可能產生降解,壓力信號也可能傳遞失真;如果感測器過於深入機筒,螺桿有可能在旋轉過程中觸碰到感測器的頂部而造成其損壞。一般來說,感測器可以位於濾網前面的機筒上、熔體泵的前後或者模具中。
4、仔細清潔;在使用鋼絲刷或者特殊化合物對擠出機機筒進行清潔前,應該將所有的感測器都拆卸下來。因為這兩種清潔方式都可能會造成感測器的震動膜受損。當機筒被加熱時,也應該將感測器拆卸下來並使用不會產生磨損的軟布來擦拭其頂部,同時感測器的孔洞也需要用清潔的鑽孔機和導套清理干凈。
正確使用
蒙暉壓力感測器使用過程應注意考慮下列情況:
1、防止變送器與腐蝕性或過熱的介質接觸;
2、防止渣滓在導管內沉積;
3、測量液體壓力時,取壓口應開在流程管道側面,以避免沉澱積渣;
4、測量氣體壓力時,取壓口應開在流程管道頂端,並且變送器也應安裝在流程管道上部,以便積累的液體容易注入流程管道中;
5、導壓管應安裝在溫度波動小的地方;
6、測量蒸汽或其它高溫介質時,需接加緩沖管(盤管)等冷凝器,不應使變送器的工作溫度超過極限;
7、冬季發生冰凍時,安裝在室外的變送器必需採取防凍措施,避免引壓口內的液體因結冰體積膨脹,導至感測器損壞;
8、測量液體壓力時,變送器的安裝位置應避免液體的沖擊(水錘現象),以免感測器過壓損壞;
9、接線時,將電纜穿過防水接頭(附件)或繞性管並擰緊密封螺帽,以防雨水等通過電纜滲漏進變送器殼體內。
發展歷史
壓力變送器上海蒙暉是許多工業設備中用以控制工業過程和壓力變化的重要原件。壓力變送器用於測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力,然後將壓力信號轉變成4~20mADC信號輸出。壓力變送器分電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器,陶瓷壓力變送器,應變式壓力變送器等。
壓力變送器是直接與被測介質相接觸的現場儀表,常常在高溫低溫腐蝕振動沖擊等環境中工作。在石油、化工、電力、鋼鐵、輕工等行業的壓力測量及現場控制中應用非常廣泛。
壓力變送器的發展大體經歷了四個階段:
1、早期壓力變送器採用大位移式工作原理,如曾大量生產的水銀浮子式差壓計及膜盒式差壓變送器,這些變送器精度低且笨重。
2、20世紀50年代有了精度稍高的力平衡式差壓變送器,但反饋力小,結構復雜,可靠性、穩定性和抗振性均較差。
3、70年代中期,隨著新工藝、新材料、新技術的出現,尤其是電子技術的迅猛發展出現體積小巧、結構簡單的位移式變送器。
4、90年代科學技術迅猛發展,這些變送器測量精度高而且逐漸向智能化發展數字信號傳輸更有利於數據採集。
壓力變送器發展至今已有電容式變送器、擴散硅壓阻式變送器、差動電感式變送器和陶瓷電容式變送器等不同類型。
20世紀90年代,現場匯流排技術迅速崛起,工業過程式控制制系統逐漸向具有雙向通信和智能儀表控制的現場匯流排控制系統方向發展。從而產生了新一代的智能壓力變送器。它們的主要特點如下。
1、自補償功能如非線性、溫度誤差、響應時間、雜訊和交叉感應等。
2、自診斷功能如在接通電源時進行自檢,在工作中實現運行檢查。
3、微處理器和基本感測器之間具有雙向通信的功能構成閉環工作系統。
4、信息存儲和記憶功能。
5、數字量輸出。
基於上述功能,智能壓力變送器的精度、穩定性、重復性和可靠性都得到提高和改善。其雙向通信能力實現了計算機軟體控制及遠程設定量程等狀態。
智能型壓力變送器主要分為帶協HART協議的和帶482或RS232介面的兩種類型。帶HART協議的智能壓力變送器是在模擬信號上迭加一個專用頻率信號,實現模擬和數字同時進行通信。帶RS232或485口的智能壓力變送器內部將模擬信號A/D轉換通過微處理器計算由D/A輸出。
發展趨勢
當今世界各國壓力變送器的研究領域十分廣泛,幾乎滲透到了各個行業,但歸納起來主要有以下幾個趨勢:
1、智能化:由於集成化的出現,在集成電路中可添加一些微處理器,使得變送器具有自動補償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。
2、集成化:壓力變送器已經越來越多的與其它測量用變送器集成以形成測量和控制系統。集成系統在過程式控制制和工廠自動化中可提高操作速度和效率。
3、小型化:市場對小型壓力變送器的需求越來越大,這種小型變送器可以工作在極端惡劣的環境下,並且只需要很少的保養和維護,對周圍的環境影響也很小,可以放置在人體的各個重要器官中收集資料,不影響人的正常生活。
4、標准化:變送器的設計與製造已經形成了一定的行業標准。
5、廣泛化:壓力變送器的另一個發展趨勢是正從機械行業向其它領域擴展,例如:汽車元件、醫療儀器和能源環境控制系統。
㈨ 我想設計一個利用壓力感測器測量水下深度的系統
首先你需要知道所測量的水深范圍是多少,確定後只要知道水的密度,就可以換算出壓力量程。選擇合適量程及精度的壓力感測器,最好選擇4~20mA模擬信號輸出的。把壓力感測器固定在液面0處,隨著水深的不同,壓力感測器測量的壓力也不一樣,壓力變送器輸出的4~20mA電流信號也不一樣,4mA對應著壓力0(也就是液面0),20mA對應著壓力最大值,4~20mA電流輸出信號與頁面高度成正比。
如果需要將電流信號輸入計算機,則需要利用模塊將電流信號轉換成數字信號,這種模塊市場上肯定有,但一個點的不知道有沒有,隨著點數得增加價格肯定會增加,但市場上的小模塊最低多少點,多少錢一個我就不太清楚了。計算機上需要安裝好上位軟體,編一個小程序並做好一個簡單畫面。利用通信電纜把計算機與與模塊連接起來,通訊正常就可以把數字信號實時上傳到計算機上,隨著頁面的升降就可以在上位機上顯示頁面的高度。
㈩ 感測器課程設計——簡易壓力感測器
不銹鋼殼體,壓力感測器,放大電路(4-20ma)