㈠ 估测大气压值的实验装置
测力计示数 ,全部刻度的长度,S=V/L,P=FL/V,克服活塞受到的摩擦力 能拉动活塞时,说明此时拉力等于大气对活塞的压力.故记下的弹簧测力计示数,就是大气对活塞的压力F;要算出活塞的面积,可根据注射器上的刻度得知容积V,再测出注射器有刻度部分的长度L,则活塞面积S="V" L .可算出大气压值为P="F" S ="F" V L ="FL" V .在实验过程中,由于克服活塞受到的摩擦力,测量结果偏大。
㈡ 随钻地层压力测量探头设计
郑俊华1,2 钱德儒1 王 磊1 孙连环1
(1.中国石化石油工程技术研究院,北京 100101;2.中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083)
摘 要 探头是随钻地层压力测量工具的重要部件,测量工具通过探头与地层流体建立压力联系,压力平衡后可测得地层压力。推靠力决定了探头与井壁地层密封的可靠性,是探头设计的重要依据。本文提出了随钻地层压力测量探头推靠力的计算方法,并设计了探头的机械结构。
关键词 地层压力 探头 推靠力 泡点压力 机械结构
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
地层孔隙压力是描述油藏的重要参数。随钻测量地层压力,能更好地反映地层的真实压力状况,优化钻井工艺,提高钻井效率。斯伦贝谢等国外油田服务公司已经成功研制出随钻地层压力测量工具,并广泛应用于油田技术服务中。该技术在我国正处于研究、试验阶段。探头是随钻地层压力测量工具与地层之间的 “桥梁”。通过探头,两者才能建立压力联系,达到随钻测量地层压力的目的。
1 地层压力测试原理
如图1所示,探头推靠至井壁,与测试地层充分密封后,流体测试模块活塞向右运动,流体测试腔体积增大,探头与流体通道内压力减小。压力低于地层压力后,由于压力差作用,地层流体经探头通过流体通道进入测试腔,压力逐渐与地层压力平衡。此时,流体通道内的压力传感器测得的数值即为地层压力。地层流体测试腔压力变化曲线如图2所示。
中国石化科技开发部项目《随钻地层压力测量技术研究》(P10030)
图1 测试原理
图2 地层压力测试曲线
钻进过程中,随钻地层压力测量工具可实时监测环空压力 phydr1。钻进到测试地层后,探头从测量工具内伸出,推靠至井壁。在推靠力作用下,探头与井壁形成可靠的密封。此时地层流体测试模块内压力小幅度增长为pdd。地层流体测试模块抽取一定量的地层流体,压力降低至pfu。地层流体向低压区流动,直至地层流体测试模块内压力恢复至地层压力pstop。测量结束后,探头回缩至测量工具内。地层流体测试模块内压力恢复至环空压力phydr2。phydr1应与 phydr2相等。
2 探头推靠力计算
设计探头时,首先需要确定探头推靠力。从垫片密封原理入手,结合某油井地层流体泡点压力等相关资料,笔者提出了一种计算探头推靠力的方法。
2.1 探头密封原理
根据垫片密封原理可知,探头与井壁形成有效密封的条件是探头与井壁之间的接触应力大于探头内外压力差。探头与井壁密封原理如图3所示。根据垫片密封原理,在推靠力F作用下,探头端部密封垫圈与井壁之间的接触应力p压大于探头内外压力差时,可形成有效密封。
探头与井壁形成有效密封的条件可用下式表示:
图3 探头密封原理
油气成藏理论与勘探开发技术:中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4
式中:p压为探头与井壁的接触应力,Pa;p液 为井底钻井液液柱压力,Pa;p内 为探头内部压力,Pa;m为垫片系数。
由式(1)可知,测试地层压力时,决定探头推靠力大小的因素为井底钻井液液柱压力与探头内部压力差值,也就是探头内外的压力差。
2.2 压差的求取
经上述分析可知,确定决定探头内外的压力差因素后即可得知探头推靠力数值的选取依据。
在温度与压力的长期作用下,地层流体内溶解有大量气体。地层流体密度随压力变化的关系比较复杂,泡点压力为流体密度与压力曲线的拐点。泡点压力指在温度一定的条件下压力降低时开始从地层流体中分离出第一批气泡时的压力。以泡点压力为界,当外界压力小于泡点压力时,随着压力增加,溶解的气量增加,地层流体密度减小;当压力高于泡点压力时,气体已全部溶解,随压力增加地层流体受到压缩,密度增大。在温度恒定的条件下,地层流体内溶解的气体溢出与泡点压力有关。以某油井为例,泡点压力与地层流体密度关系如图4所示。
图4 地层流体泡点压力与密度关系
在图2中,地层流体测试腔内压力降低的过程中,如果最低压力pfu降至泡点压力pbub以下,则有大量气体从地层流体中溢出,气体进入流体测试腔,造成测试腔内压力升高,破坏流体测试腔与地层之间建立的压力平衡,地层压力传感器测量数据会有较大误差,不能准确测量地层压力。地层流体从单一液相介质变为气液两相介质,为后期数据处理与解释带来困难。
因此,在进行地层压力测量时,必须尽量使地层流体保持为单一的液相介质,地层流体测试腔内的压力不能低于地层流体泡点压力。泡点压力决定了地层流体测试腔的压力降、探头内外的压力差,即决定了探头的最小推靠力。
由图4可知,某油井深2000m,地层温度为70℃,钻井液液柱压力为24MPa时,地层流体泡点压力为11MPa。由此可得出井深2000m时钻井液液柱压力与地层流体泡点压力的差值△p为13MPa,即在该井深2000m处测量地层压力,当探头与井壁密封后,探头内外压力差△p最大值为13 MPa。如果压差过大,则压力降至泡点压力以下,气体将从地层流体中溢出,影响测试精度。
由式(1)可知,探头与井壁形成有效密封条件如(2)式所示:
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式中:p压为探头与井壁的接触应力,Pa;p液为井底钻井液液柱压力,Pa;p泡为地层流体泡点压力,Pa;m为垫片系数,取1。
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式中:△p为井底钻井液液柱压力与地层流体泡点压力差,取13 MPa。
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其中:F为探头推靠力,N;d1为探头外径,m;d2为探头内径,m。
拟设计探头外径φ57.15mm,探头内径φ14.22mm,代入式(4)有:
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综上所述,在某油井深2000m、地层温度70℃、钻井液液柱压力为24MPa的条件下,随钻地层压力测量工具探头推靠力最小值为31.2kN。探头推靠力最大值可由使用的测量工具液压系统最大功率、探头强度及所测地层岩性等因素计算。
3 探头机械结构设计
探头由密封垫、支撑座、活塞、过滤器、缸体等部分组成。探头外观如图5所示。
图5 探头装配体
3.1 探头密封垫设计
探头密封垫一直暴露在井下恶劣环境中,要求其物理、化学性质稳定,才能在探头与地层间建立起有效的密封。密封材料须具有抗高温氧化、抗化学侵蚀、耐冲蚀、耐磨损等性能,选用硬度较高的氟橡胶材料,确保橡胶压缩时反弹性能良好,具有较好的密封性能。密封垫表面形状与井壁相同,确保密封垫与井壁贴合紧密。密封垫如图6所示。密封垫安装在支撑座内,通过硫化与支撑座紧密结合在一起。支撑座对密封垫起支撑加固作用,使密封垫与井壁贴合充分。
图6 密封垫
3.2 探头活塞设计
探头活塞如图7所示。顶端连接密封垫与支撑座,安装在探头缸体内,液压油进入探头活塞底端,产生推靠力,将探头从测量短节中推靠至井壁并充分密封。
图7 活塞
3.3 探头过滤器设计
测量地层压力时,地层流体进入测量系统内部。流体内若含有固相颗粒,将堵塞流体通道,影响测试成功率。设计了过滤装置,安装在探头活塞内部。流体从过滤器进入仪器内部,将杂质阻挡在系统外部,防止流体通道堵塞。
3.4 探头缸体设计
探头活塞安装在缸体内。活塞在压力油的作用下,在缸体内滑动,从缸体内伸出或缩回,实现探头的推靠与收回动作。缸体如图8所示。
4 结论与建议
1)地层流体中含有大量气体,当压力降低至气体泡点压力以下时,会有气体从地层流体中溢出,影响地层压力测试准确性。地层流体测试室内的压力降应尽量避免低于地层流体泡点压力,并由此可以确定探头的最小推靠力。
图8 缸体
2)由于井下空间、环境、测量仪器部件强度等因素限制,电源功率、液压泵额定输出压力有限,可以此为依据进一步计算探头推靠力的最大值。
3)后继研究中根据试验效果改进探头结构,确保在井下安全可靠工作。
参考文献
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[2]李梦刚,万长根,白彬珍.随钻压力测量技术现状及应用前景[J].断块油气田,2008,15(6):123~126.
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[4]马建国.油气井地层测试[M].北京:石油工业出版社,2006:99~105.
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[7]田伯勤.新编机械密封技术手册[M].北京:中国知识出版社,2005:173~176.
[8]何更生.油层物理[M].北京:石油工业出版社,1993:86~93.
㈢ 小华利用注射器、弹簧测力计设计如图所示装置测量大气压的值.(1)为完成实验,除了图中给出的器材外还
(1)实验中需要刻度尺,测出注射器上有刻度的长度,是为了根据注射器的容积计算活塞的横截面积;
(2)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,是为了排尽注射器内的空气.
(3)实验中,当注射器中的活塞刚开始匀速滑动时,此时弹簧测力计通过细绳对活塞的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,正是利用这一转换法,将大气的压力测量了出来;
(4)根据注射器上的刻度得知容积V,再测出注射器有刻度部分的长度L,则活塞面积S=
V |
L |
F |
S |
FL |
V |
FL |
V |
㈣ 压力测量仪有哪些类型
压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。
压力表可以指示、记录压力值,并可附加报警或控制装置。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力(习惯上称表压)、负压(习惯上称真空)和差压。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕,其他单位还有:工程大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。
压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。
(4)简单的压力测量设计装置扩展阅读
1、U形管压力计
U形管压力计的测量范围一般为0~±800毫米水柱或毫米汞柱,精度为1级,可测表压、真空度、差压以及作校验流量计的标准差压计。其特点是零位刻度在刻度板中间,使用前无须调零,液柱高度须两次读数。
2、波纹管压力计
波纹管又称皱纹箱,它是一种表面上有许多同心环状波形皱纹的薄壁圆管。波纹管可以分成单层的和多层的。在总的厚度相同的条件下,多层波纹管的内部应力小,能承受更高的压力,耐久性也有所增加。由于各层间的摩擦,使多层波纹管的滞后误差加大。
3、霍尔式压力计
霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动,改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力一位移一霍尔电势的转换。
㈤ 如何设计气体压力检测的电路
首先,因为气体压力传感器的信号通常都是微弱的,而且含有许多噪声,所以需要一个信号调理放大电路,进行滤波和放大;然后因为传入电路的是模拟量(这个模拟量有可能是电流,也有可能是电压),所以需要模/数转换,因为只有数字信号才是系统MCU可识别的(微处理器,如单片机,DSP等)。有了这些模块,一个简易的气体压力检测电路就搭建好了。
你也可以加上其他功能,如用数码管显示气体压力值,或者采用和PC通信的方式,将气压检测结果通过上位机软件来显示(就是WINDOWS界面的软件程序哈~)
呵呵,不知道是要做成产品还是学生做实验呢~如果是学生做实验就搭建上面所说的简易电路就好了~
㈥ 有什么塑料板材抗压力测试的简易装置吗
架起来,中间用砝码去压
㈦ 压力测量方法
1、弹性力平衡方法
基于弹性元件的弹性变形特性进行测量。弹性元件受到被测压力作用而产生变形,而因弹力变形产生的弹性力与被测压力相平衡。测出弹性元件变形的位移就可测出弹性力。此类压力计有弹簧管压力计、波纹管压力计、膜式压力计等。
2、重力平衡方法
主要有活塞式和液柱式。活塞式压力计是将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的,测量精度高,测量范围宽,性能稳定可靠,一般作为标准型压力检测仪表来校验其他类型的测压仪表。液柱式压力计是根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度进行测量的,最典型的是U形管压力计,结构简单且读数直观。
3、机械力平衡方法
其原理是将被测压力变换成一个集中力,用外力与之平衡,通过测量平衡时的外力来得到被测压力。机械力平衡方法较多用于压力或差压变送器中,精度较高,但结构复杂。
4、物性测量方法
基于在压力作用下测压元件的某些物理特性发生变化的原理,如电气式压力计、振频式压力计、光纤压力计、集成式压力计等。压力检测仪表的检测方法
1、液柱测压法
根据流体静力学原理,将检测压力转换成液柱高度进行测量。如U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。这种压力计结构简单、使用方便。但其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等冈素影响,测量范围较窄,只能进行就地指示,一般用来测量低压或真空度。
2、弹性测压法
根据弹性元件受力变形的原理,将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量,如弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等。这类压力表结构简单,价格低廉。工作可靠,使用方便,常用于精度要求不高,信号无须远传的场合,作为压力的就地检测和监视装置。
3、电气测压法
通过机械或电气元件将被测压力信导转换成电信号(电压、电流、频率等)进行测量和传送。如电容式、电阻式、电感式、比变片式和霍尔片式等压力传感器和压力变送器。这类仪表结构简单、测量范围宽、静压误差小、精度高、调整使用方便,常用于测量快速变化、脉动压力及器远距离传送压力信号的场合。
㈧ 求:压力传感器的基本工作原理、应用 和设计 方面的资料
压力变送器上海蒙晖是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。下面就简单介绍一些常用压力变送器的原理及其应用、压力变送器是用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后将压力信号转变成4~20mA DC信号输出。
压力变送器主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器(0.001MPa~35MPa)和微差压变送器(0~1.5kPa),负压变送器三种。
压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备,进而在计算机显示压力其原理大致是:将水压这种压力的力学信号转变成电流(4-20mA)这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系,一般是正比关系。所以,变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室,低压室压力采用大气压或真空,作用在δ元(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。
压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节。
主要优点
1、压力变送器具有工作可靠、性能稳定等特点;
2、专用V/I集成电路,外围器件少,可靠性高,维护简单、轻松,体积小、重量轻,安装调试极为方便;
3、铝合金压铸外壳,三端隔离,静电喷塑保护层,坚固耐用;
4、4-20mA DC二线制信号传送,抗干扰能力强,传输距离远;
5、LED、LCD、指针三种指示表头,现场读数十分方便。可用于测量粘稠、结晶和腐蚀性介质;
6、高准确度,高稳定性。除进口原装传感器已用激光修正外,对整机在使用温度范围内的综合性温度漂移、非线性进行精细补偿。
主要分类
1、普通压力变送器
2、防爆压力变送器
3、差压变送器
4、中、高温压力变送器
5、远传压力变送器
工作原理
当压力直接作用在测量膜片的表面,使膜片产生微小的形变,测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号或者1-5V电压信号。
由于测量膜片采用标准话集成电路,内部包含线性及温度补偿电路,所以可以做到高精度和高稳定性,变送电路采用专用的两线制芯片,可以保证输出两线制4-20mA电流信号。
主要性能
1、使用被测介质广泛,可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物,具有一定的防腐能力;
2、高准确度、高稳定性、选用进口原装传感器,线性好,温度稳定性高;
3、体积小、重量轻、安装、调试、使用方便;
4、不锈钢全封闭外壳,防水好;
5、压力传感器直接感测被测液位压力,不受介质起泡、沉积的影响。
选型规则
1、变送器要测量什么样的压力:先确定系统中要确认测量压力的最大值,一般而言,需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在很多系统,特别是水压测量和加工处理中,有峰值和持续不规则的上下波动,这种瞬间的峰值能破坏压力传感器,然而,由于这样做会精度下降。于是,可以用一个缓冲器来降低压力毛刺,但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时,要充分考虑压力范围,精度与其稳定性。
2、什么样的压力介质:要考虑的是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口,溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料。一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合对介质压力的测量;如果介质对316不锈钢有腐蚀性,那么就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命.
3、变送器需要多大的精度:决定精度的有:非线性、迟滞性、非重复性、温度、零点偏置刻度、温度的影响,精度越高,价格也就越高。每一种电子式的测量计都会有精度误差,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的。
4、变送器的温度范围:通常一个变送器会标定两个温度范围,即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围,在超出温度补范围时,可能会达不到其应用的性能指标。温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作,变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出,一是零点漂移;二是影响满量程输出。如:满量程的+/-X%/℃,读数的+/-X%/℃,在超出温度范围时满量程的+/-X%,在温度补偿范围内时读数的+/-X%,如果没有这些参数,会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的,还是由温度变化引起的。
5、需要得到怎样的输出信号:mV、V、mA及频率输出数字输出,选择怎样的输出取决于多种因素,包括变送器与系统控制器或显示器间的距离,是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器,放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备,采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法,如果需要将输出信号放大,最好采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号,最好采用mA级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中,除了要注意到要选择mA或频率输出外,还要考虑到特殊的保护或过滤器。
6、选择怎样的励磁电压:输出信号的类型决定选择怎么样的励磁电压。许多放大变送器有内置的电压调节装置,能够得到的一个工作电压决定是否采用带有调节器的传感器,选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。
7、是否需要具备互换性的变送器:确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲,这一点很重要。尤其是对于OEM产品,一旦将产品送到客户手中,那么客户用来校准的花销是相当大的。如果产品具有良好的互换性,那么即使是改变所用的变送器,也不会影响整个系统的效果。
8、变送器超时工作后需要保持稳定度:大部分变送器在经过超时工作后会产生“漂移”,因此很有必要在购买前了解变送器的稳定度,这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。
9、变送器的封装:变送器的封装,尤其往往容易忽略是它的机架,然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选购传送器传一定要考虑到将来变送器的工作环境,湿度如何,怎样安装变送器,会不会有强烈的撞击或振动等。
10、在变送器与其它电子设备间采用怎样的连接:是否需要采用短距离连接,若是采用长距离连接,是否需要采用一个连接器。
安装说明
在安装使用压力变送器前应详细阅读产品样本及使用说明书,安装时压力接口不能泄露,确保量程及接线正确。压力传感器及变送器的外壳一般需接地,信号电缆线不得与动力电缆混合铺设,传感器及变送器周围应避免有强电磁干扰。
使用说明
日常维护
1、检查安装孔的尺寸:如果安装孔的尺寸不合适,传感器在安装过程中,其螺纹部分就很容易受到磨损。这不仅会影响设备的密封性能,而且使压力传感器不能充分发挥作用,甚至还可能产生安全隐患。只有合适的安装孔才能够避免螺纹的磨损(螺纹工业标准1/2-20 UNF 2B),通常可以采用安装孔测量仪对安装孔进行检测,以做出适当的调整。
2、保持安装孔的清洁:保持安装孔的清洁并防止熔料堵塞对保证设备的正常运行来说十分重要。在挤出机被清洁之前,所有的压力传感器都应该从机筒上拆除以避免损坏。在拆除传感器时,熔料有可能流入到安装孔中并硬化,如果这些残余的熔料没有被去除,当再次安装传感器时就可能造成其顶部受损。清洁工具包能够将这些熔料残余物去除。然而,重复的清洁过程有可能加深安装孔对传感器造成的损坏。如果这种情况发生,就应当采取措施来升高传感器在安装孔中的位置。
3、选择恰当的位置:当压力传感器的安装位置太靠近生产线的上游时,未熔融的物料可能会磨损传感器的顶部;如果传感器被安装在太靠后的位置,在传感器和螺杆行程之间可能会产生熔融物料的停滞区,熔料在那里有可能产生降解,压力信号也可能传递失真;如果传感器过于深入机筒,螺杆有可能在旋转过程中触碰到传感器的顶部而造成其损坏。一般来说,传感器可以位于滤网前面的机筒上、熔体泵的前后或者模具中。
4、仔细清洁;在使用钢丝刷或者特殊化合物对挤出机机筒进行清洁前,应该将所有的传感器都拆卸下来。因为这两种清洁方式都可能会造成传感器的震动膜受损。当机筒被加热时,也应该将传感器拆卸下来并使用不会产生磨损的软布来擦拭其顶部,同时传感器的孔洞也需要用清洁的钻孔机和导套清理干净。
正确使用
蒙晖压力传感器使用过程应注意考虑下列情况:
1、防止变送器与腐蚀性或过热的介质接触;
2、防止渣滓在导管内沉积;
3、测量液体压力时,取压口应开在流程管道侧面,以避免沉淀积渣;
4、测量气体压力时,取压口应开在流程管道顶端,并且变送器也应安装在流程管道上部,以便积累的液体容易注入流程管道中;
5、导压管应安装在温度波动小的地方;
6、测量蒸汽或其它高温介质时,需接加缓冲管(盘管)等冷凝器,不应使变送器的工作温度超过极限;
7、冬季发生冰冻时,安装在室外的变送器必需采取防冻措施,避免引压口内的液体因结冰体积膨胀,导至传感器损坏;
8、测量液体压力时,变送器的安装位置应避免液体的冲击(水锤现象),以免传感器过压损坏;
9、接线时,将电缆穿过防水接头(附件)或绕性管并拧紧密封螺帽,以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。
发展历史
压力变送器上海蒙晖是许多工业设备中用以控制工业过程和压力变化的重要原件。压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后将压力信号转变成4~20mADC信号输出。压力变送器分电容式压力变送器和扩散硅压力变送器,陶瓷压力变送器,应变式压力变送器等。
压力变送器是直接与被测介质相接触的现场仪表,常常在高温低温腐蚀振动冲击等环境中工作。在石油、化工、电力、钢铁、轻工等行业的压力测量及现场控制中应用非常广泛。
压力变送器的发展大体经历了四个阶段:
1、早期压力变送器采用大位移式工作原理,如曾大量生产的水银浮子式差压计及膜盒式差压变送器,这些变送器精度低且笨重。
2、20世纪50年代有了精度稍高的力平衡式差压变送器,但反馈力小,结构复杂,可靠性、稳定性和抗振性均较差。
3、70年代中期,随着新工艺、新材料、新技术的出现,尤其是电子技术的迅猛发展出现体积小巧、结构简单的位移式变送器。
4、90年代科学技术迅猛发展,这些变送器测量精度高而且逐渐向智能化发展数字信号传输更有利于数据采集。
压力变送器发展至今已有电容式变送器、扩散硅压阻式变送器、差动电感式变送器和陶瓷电容式变送器等不同类型。
20世纪90年代,现场总线技术迅速崛起,工业过程控制系统逐渐向具有双向通信和智能仪表控制的现场总线控制系统方向发展。从而产生了新一代的智能压力变送器。它们的主要特点如下。
1、自补偿功能如非线性、温度误差、响应时间、噪声和交叉感应等。
2、自诊断功能如在接通电源时进行自检,在工作中实现运行检查。
3、微处理器和基本传感器之间具有双向通信的功能构成闭环工作系统。
4、信息存储和记忆功能。
5、数字量输出。
基于上述功能,智能压力变送器的精度、稳定性、重复性和可靠性都得到提高和改善。其双向通信能力实现了计算机软件控制及远程设定量程等状态。
智能型压力变送器主要分为带协HART协议的和带482或RS232接口的两种类型。带HART协议的智能压力变送器是在模拟信号上迭加一个专用频率信号,实现模拟和数字同时进行通信。带RS232或485口的智能压力变送器内部将模拟信号A/D转换通过微处理器计算由D/A输出。
发展趋势
当今世界各国压力变送器的研究领域十分广泛,几乎渗透到了各个行业,但归纳起来主要有以下几个趋势:
1、智能化:由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得变送器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。
2、集成化:压力变送器已经越来越多的与其它测量用变送器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。
3、小型化:市场对小型压力变送器的需求越来越大,这种小型变送器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小,可以放置在人体的各个重要器官中收集资料,不影响人的正常生活。
4、标准化:变送器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。
5、广泛化:压力变送器的另一个发展趋势是正从机械行业向其它领域扩展,例如:汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。
㈨ 我想设计一个利用压力传感器测量水下深度的系统
首先你需要知道所测量的水深范围是多少,确定后只要知道水的密度,就可以换算出压力量程。选择合适量程及精度的压力传感器,最好选择4~20mA模拟信号输出的。把压力传感器固定在液面0处,随着水深的不同,压力传感器测量的压力也不一样,压力变送器输出的4~20mA电流信号也不一样,4mA对应着压力0(也就是液面0),20mA对应着压力最大值,4~20mA电流输出信号与页面高度成正比。
如果需要将电流信号输入计算机,则需要利用模块将电流信号转换成数字信号,这种模块市场上肯定有,但一个点的不知道有没有,随着点数得增加价格肯定会增加,但市场上的小模块最低多少点,多少钱一个我就不太清楚了。计算机上需要安装好上位软件,编一个小程序并做好一个简单画面。利用通信电缆把计算机与与模块连接起来,通讯正常就可以把数字信号实时上传到计算机上,随着页面的升降就可以在上位机上显示页面的高度。
㈩ 传感器课程设计——简易压力传感器
不锈钢壳体,压力传感器,放大电路(4-20ma)