电子压力开关

电子压力开关工作原理

电子压力开关的组成

电子压力开关存在的问题

电子压力开关的关键技术

电子压力开关与同类产品的比较

电子压力开关相关术语及介绍

电子压力开关

电子压力开关是以高性能电子元器件为基础，以进口高精度压力敏感元件为测量元件，采用先进的数字电路把压力敏感元伯感应的电力信号转换成开关信号，具有准确度高、体积小、易操作、使用和安装等优点，广泛应用于化工、机械、水文、电力等系统的压力控制和自动化过程控制系统中。

电子压力开关工作原理

电子压力开关的工作原理：是当系统内压力高于或低于额定的安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升额定的恢复值时，碟片瞬复位，开关自动复位，或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。电子压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。开关元件有磁性开关、水银开关、微动开关等。

电子压力开关的组成

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 mm×8 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。

电子压力开关存在的问题

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 。

电子压力开关的关键技术

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行调节，当自动调节系统调节后进站压力若继续下降，达到压力开关动作值时就会进行甩泵从而达到保护输油泵的目的。但实际运行情况表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。合理的选择是依据泵站实际情况建立泵入口压力允许模型，压力开关依据该模型进行识别，决定是否甩泵。

信号自动分段技术

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，就认为信号进入了另一段（异常段）。

电子压力开关与同类产品的比较

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。

（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。

电子压力开关相关术语及介绍

耐压：电子压力开关保持其正常性能所能承受的最大压力。但是当电子压力开关用于过压场合时，敏感元件将会产生持续形变，这时压力设定值将变化，电子压力开关将不能发挥其正常性能甚至可能损坏。

精度：表示设备精准程度的值，包括线性度、公差、迟滞、重复性等。目前长野的压力开关最高精度可达到±0.5%F.S，型号为CB33。

最大压力（Max.P）：压力范围的最大值。

满量程（F.S）：压力范围最大值和最小值的差值。

接断差（死区）：是指电子压力开关设定动作值和复位值的差值，例如当设定、值为1MPa，实际复位值为0.9MPa时，接断差为0.1MPa。

作温度：是指仪器的内部机构、敏感元件等工作时不会发生持续变形的温度范围。一般压力开关推荐工作温度范围为-5~400C，若介质温度过高时，可考虑加附件虹吸管（灌状），达到降温的目的。

S.P.D.T（单刀双掷）：由一个常开、一个常闭触点和一个公共端构成。

D.P.D.T（双刀双掷）：由一个对称的左、右公共端，两组常开、常闭端子构成。

上限一接点（常开）：压力上升到设定值时，接点动作，回路导通。

下限一接点（常闭）：亚力下降到设定值时，接点动作，回路导通。

上下限两接点HL：是上限式和下限式的组合，分为两接点独立动作（双设定、双回路）和两接点同时动作（单设定、双回路）两种类型。

上限2接点：合并了两个上限形式，分为分为两接点独立动作（双设定、双回路）和两接点同时动作（单设定、双回路）两种类型。

下限2接点：合并了两个下限形式，分为两接点独立动作（双设定、双回路）和两接点同时动作（单设定，双回路）两种类型。

IP（防护等级）：是由国际电工协会（IEC）所起草，关于灯具防尘防潮特性的标准。