智能电子压力开关研制及应用
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40~90 km就设一个分站来进行加热、加压.为降低能源消耗我国输油管道都进 行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行校验时多次发现,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)误动作用户反应曾多次压力开关发生当管线内压力产生轻微波动时造成甩泵.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,带来不安全因素.
(3)精度低、校准难在校验时需反复进行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十分必要 .
2产品结构及关键技术
.1结构原理
智能电子压力开关外型.它的结构由压力传感器、主机板及防 爆外壳等部分组成.
智能电子压力开关原理框图.
智能电子压力开关 由压力开关以下几部分组成:
①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16 MPa)、量程迁移比大(20∶1)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.
②信号调理部分采用集成运放及电子元件组成,它对压力传感器信号进行调理,变成微电脑 能接受的信号,送给微电脑.
③微电脑采用低功耗嵌入式单片机C8051F007,该单片机具有供电电压低(2.7~3.6 V)、 功耗低(可低于1 mA)、体积小(8 mmt8 mm)、功能强等特点.该单片机具有12Bit ADC,35 6BRAM,32kFlash MCU.微电脑将采集到的压力信号进行分析、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.
④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.
⑤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.
⑥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,从而克服了旁接罐流程压力开关不能投用的难题.
经过对现场信号多次模型分析,采用信号自动分段技术与模型识别技术从而能有效的克服压 力波动等各种干扰,提高压力开关的可靠性.
信号自动分段方法的基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 当前信号作比较,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,upvc,就认为信号进入了另一段(异常段).
3与同类产品的比较
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服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. 来源:http://tede.cn
(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:0.002MPa;(2)导压力开关通压降:12V;(3)非导通工作电流: l6mA;(4)系统供电:24V;(5)环境温度:-10~50℃;(6)耐压:16MPa.
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