電子壓力開關

電子壓力開關是以高性能電子元器件為基礎，以進口高精度壓力敏感元件為測量元件，採用先進的數字電路把壓力敏感元伯感應的電力信號轉換成開關信號，具有準確度高、體積小、易操作、使用和安裝等優點，廣泛套用於化工、機械、水文、電力等系統的壓力控制和自動化過程控制系統中。

基本介紹

• 中文名：電子壓力開關
• 工作原理：控制被測壓力
• 關鍵技術：模型識別技術
• 最大壓力：壓力範圍的最大值

工作原理

電子壓力開關的工作原理：是當系統內壓力高於或低於額定的安全壓力時，感應器內碟片瞬時發生移動，通過連線導桿推動開關接頭接通或斷開，當壓力降至或升額定的恢復值時，碟片瞬復位，開關自動復位，或者簡單的說是當被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端產生位移，直接或經過比較後推動開關元件，改變開關元件的通斷狀態，達到控制被測壓力的目的。電子壓力開關採用的彈性元件有單圈彈簧管、膜片、膜盒及波紋管等。開關元件有磁性開關、水銀開關、微動開關等。

電子壓力開關

組成

①壓力感測器件採用單晶矽智慧型壓力感測器。該感測器具有高精度（±0.075%）、高穩定性（ 優於0.1%fs/年）、抗高過壓和高靜壓（耐壓16 mpa）、量程遷移比大（20∶1）等特點。選用 單晶矽智慧型壓力感測器作為感測部件，使智慧型電子壓力開關的控制精度及可靠性有了保證。

②信號調理部分採用集成運放及電子元件組成，它對壓力感測器信號進行調理，變成微電腦 能接受的信號，送給微電腦。

③微電腦採用低功耗嵌入式單片機c8051f007，該單片機具有供電電壓低（2.7～3.6 v）、 功耗低（可低於1 ma）、體積小（8 mm×8 mm）、功能強等特點。該單片機具有12bit adc,35 6bram,32kflash mcu。微電腦將採集到的壓力信號進行分析、處理、記憶，消除干擾及壓力 波動，發出正確的壓力開關狀態信號。

④電子開關將微電腦發出的壓力開關狀態信號轉化為智慧型電子壓力開關的導通及斷開。

⑤校準按鈕，在對智慧型電子壓力開關校驗時只要按下“校準按鈕”，微電腦就會自動記憶當 前壓力值，並把該值作為智慧型電子壓力開關設定值，從而實現壓力開關的智慧型校驗。

⑥流程選擇開關，旁接罐流程、密閉流程可設定不同的門檻值，旁接罐流程設定的門檻值可 適當降低，從而克服了旁接罐流程壓力開關不能投用的難題。

問題

目前，國內針對原油的運送方式主要採用管道加熱輸送工藝。原油在管道輸 送中每間隔40～90 km就設一個分站來進行加熱、加壓。為降低能源消耗我國輸油管道都進 行了現代化技術改造實現了計算機監控。在輸油管道監控系統中為保護管線防止出站壓力超 高造成爆管，在出站及泵出口匯管處安裝了壓力開關。為防止輸油泵抽空在進站管線及泵入 口管線上也安裝了壓力開關。但目前使用的壓力開關存在如下問題：

UE電子式壓力開關

（1）工作不可靠在對進站壓力開關進行校驗時多次發現，當給定壓力低於設定壓力時，壓 力開關仍不動作，當用物體敲擊時又恢復正常。

（2）誤動作用戶反應曾多次發生當管線內壓力產生輕微波動時造成甩泵。致使某些壓力 開關長期不能投用，使輸油泵失去應有的保護，帶來不安全因素。

（3）精度低、校準難在校驗時需反覆進行試驗才能確定設定值。

（4）密閉流程解除後由於進站壓力較低，使壓力開關無法使用。為解決現有壓力開關存在的這些問題，研製高可靠性、高精度和智慧型電子壓力開關十分必要 。

關鍵技術

模型識別技術

輸油泵入口壓力較低時會對葉輪產生氣蝕造成輸油泵的損壞，因此輸油站設定有壓力調節系統並在進站及泵入口安裝了壓力開關，當進站壓力較低時調節系統首先進行調節，當自動調節系統調節後進站壓力若繼續下降，達到壓力開關動作值時就會進行甩泵從而達到保護輸油泵的目的。但實際運行情況表明當發生異常情況時，由於自動調節系統存在滯後，未等自動調節系統發揮作用壓力開關就產生動作造成甩泵。突然甩泵給輸油設備造成的危害比短時間泵入口壓力超低造成的危害還要大。合理的選擇是依據泵站實際情況建立泵入口壓力允許模型，壓力開關依據該模型進行識別，決定是否甩泵。

信號自動分段技術 　

經過對現場信號多次模型分析，採用信號自動分段技術與模型識別技術從而能有效的克服壓力波動等各種干擾，提高壓力開關的可靠性。信號自動分段方法的基本原理是選用一個固定的窗選取平穩運行的信號作為參考段，不斷與當前信號作比較，非平穩性（如上站停泵引起的信號特性的變化）可以由不同段之間的過程統計特性和頻譜性的改變顯示出來。一般根據幾種判據，當判據大於一定的閾值或當前段低於設定值時，就認為信號進入了另一段（異常段）。

產品比較

電子壓力開關目前與普通的壓力開關相比有如下特點：

（1）採用了模型識別技術克服了現有壓力開關的壓力瞬間超低時，壓力開關動作造成不正常 甩泵。

（2）增加了流程選擇開關，旁接罐流程、密閉流程可設定不同的閾值，旁接罐流程設定的閾 值可適當降低，從而解決了旁接罐流程壓力開關不能投用的問題。

（3）增設了校準按鈕，在對智慧型電子壓力開關校驗時只要按下“校準按鈕”，微電腦就會自 動記憶當前壓力值，並把該值作為“智慧型電子壓力開關”設定值，從而實現壓力開關的智慧型 校驗。

介紹

耐壓：電子壓力開關保持其正常性能所能承受的最大壓力。但是當電子壓力開關用於過壓場合時，敏感元件將會產生持續形變，這時壓力設定值將變化，電子壓力開關將不能發揮其正常性能甚至可能損壞。

精度：表示設備精準程度的值，包括線性度、公差、遲滯、重複性等。目前長野的壓力開關最高精度可達到±0.5%F.S，型號為CB33。

滿量程（F.S）：壓力範圍最大值和最小值的差值。

接斷差（死區）：是指電子壓力開關設定動作值和復位值的差值，例如當設定、值為1MPa，實際復位值為0.9MPa時，接斷差為0.1MPa。

作溫度：是指儀器的內部機構、敏感元件等工作時不會發生持續變形的溫度範圍。一般壓力開關推薦工作溫度範圍為-5~400C，若介質溫度過高時，可考慮加附屬檔案虹吸管（灌狀），達到降溫的目的。

S.P.D.T（單刀雙擲）：由一個常開、一個常閉觸點和一個公共端構成。

D.P.D.T（雙刀雙擲）：由一個對稱的左、右公共端，兩組常開、常閉端子構成。

上限一接點（常開）：壓力上升到設定值時，接點動作，迴路導通。

下限一接點（常閉）：亞力下降到設定值時，接點動作，迴路導通。

上下限兩接點HL：是上限式和下限式的組合，分為兩接點獨立動作（雙設定、雙迴路）和兩接點同時動作（單設定、雙迴路）兩種類型。

上限2接點：合併了兩個上限形式，分為分為兩接點獨立動作（雙設定、雙迴路）和兩接點同時動作（單設定、雙迴路）兩種類型。

下限2接點：合併了兩個下限形式，分為兩接點獨立動作（雙設定、雙迴路）和兩接點同時動作（單設定，雙迴路）兩種類型。

IP（防護等級）：是由國際電工協會（IEC）所起草，關於燈具防塵防潮特性的標準。