如何给“冰雪世界”里的压力变速器解压?

时间:2017年09月07日浏览:348次
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压力变送器,是工业实践中最为常用的设备,被广泛地运用在水利水电、交通铁路、智能建筑、石化油井、航空航天等各种工业自动控制环境中——主要作用就是把压力信号传到电子设备,进而在计算机显示压力。

正是因为这些“无处不在”的应用范围,对压力变送器的耐严苛性、稳定性能提出了极高的要求。其中,低温环境就是一道绕不开的坎儿~

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“冰雪世界”里,压力变送器倍感压力

天寒地冻会对压力变送器产生怎样的影响呢?想要解答这个问题,首先得了解压力变速器的基本工作原理!

压力变送器用于感受压力的电器元件一般是电阻应变片——安装在变送器隔离膜上的应变片,通过特殊粘合剂紧密地粘合在产生力学应变的基体上,当隔离膜发生应力变化时,电阻应变片也会一起产生变形,导致应变片阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。而在各种应用环境中,温度的变化将可能影响输出信号的电阻,导致传感器出错。

这样的实例在工业生产中可以说比比皆是。譬如,在某些天然气井应用中,天然气管道里存在着水——关闭系统,且温度跌至冰点以下后,管道中的水就会结冰膨胀,很容易导致应变片或者隔离膜破裂而影响运行。

因此,如果压力变送器未经过妥善处理,不具备对抗极寒环境的能力,就会过早地出现故障,乃至给整个设备带来灾难性的影响。

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不懈探索中,压力传感器“缓解压力”

作为工业生产中不可或缺的设备,面对严苛环境的挑战,工程师们所做的选择当然是迎难而上,为压力传感器应对极寒环境寻找合适的解决方案啦!

想要防止传感器温度降至运行温度范围以下,必须要改变传感器的位置和环境,譬如将其置于加热的箱子或者房间内。然而,现实的困境是:在许多偏远、环境异常恶劣的地方,如阿拉斯加、英属哥伦比亚、美国北达科他州的油井等,连太阳能供电都无法确保随时获取,更不用提对传感器的加热能力了——这些地方的设备时常会遭遇到低至-50°C的温度,而传感器又是直接安装在室外的管道上,传统的加热方法在此根本无法保护传感器。

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阿拉斯加油井

 

面对这些不断升级的难关,孜孜不倦的工程师们想到了用数字补偿的方式,降低极寒天气对变送器的影响。

压力变送器制造线可以对传感器进行压力和温度测试,进而针对温度的影响进行调整。随着数字处理电路的成本变低、尺寸变小,通过ASIC(应用特定集成电路)实现数字补偿的做法越来越广泛:在低温条件下,对压力传感器进行温度测试时,先对 ASIC 进行编程,通过某些设计来纠正非线性或偏离理想输出信号的现象。ASIC的温度可使用热变电阻器等温度传感器在量规进行补偿,也可以在 ASIC 本身进行补偿。在寒冷气候条件下,ASIC的读数可能会接近环境温度,而介质则可能是高温液体或气体,测量量规的温度会产生最快的响应和动态补偿,进而优化性能。

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“神通广大”的传感器不仅在各个设备中帮忙“穿针引线”,通过传输数据与稳定连接,帮助设备应用自如工作,还能在低温环境下对设备的正常运行发挥意想不到的作用,是不是非常6?!

实际上,TE家族的传感器会经常给你带来这种惊喜!种类丰富的传感器产品,应用于各行各业,它们虽然体型小巧不显眼,但都各司其职,无论是大型工程还是日常生活,随处都有TE的传感器在默默支持。环境多变的海底,有温度传感器在为海底工程的正常运作提供支持;寒冷低压的高原,有振动传感器在助力风车平稳持久运行,为我们带来源源不断的电力;宅在家里时,力传感器帮你的洗衣机承担工作重任;出去旅行时,放飞无人机,气压传感器带你平稳领略高清风景大片!


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