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去除积弊 我国压力仪表发展的头等大事

行业聚焦点中国仪表网2014年04月21日 09:33人气:5495

  随着科技的发展仪器仪表行业也在飞速的发展,在未来压力仪表行业将向着微型化、数字化、智能化、网络化等方向发展。我国压力仪表行业经过多年的发展,取得了一定的成绩,具备了一定的规模,但整体的竞争力依然偏弱。
  
  我国压力仪表发展方向及关键技术解析
  
  随着科技的发展仪器仪表行业也在飞速的发展,测量仪器仪表包括压力测量仪器的总的发展趋势是高性能、数字化、集成化、智能化、网络化,这个发展对压力仪表行业来说是一个很大的挑战。
  
  我国压力仪表行业将主要围绕国家重大工程、战略性新兴产业和民生领域的需求,加快发展先进自动控制系统、大型精密测试设备、新型仪器仪表及传感器三大重点。在行业关键技术方面,我们需要发展解决的问题仍很多。
  
  如功能安全技术及安全仪表是国际上最近发展的新技术,目的是防止工业设施产生异常事故,以致危及人身与设备的安全。这项技术及相关仪表产品已经获得用户的广泛关注。我国工业设施突发事故发生比较频繁,研究安全仪表技术有很重要的意义。
  
  我国高中档检测设备与国外的差距很大程度上是精密加工和特殊工艺技术的差距。当前的重点着重发展精密加工技术和特殊工艺技术。
  
  工业无线通信网络作为有线工业通信网络的补充,已经得到普遍认同。我国在工业无线通信网络方面已经取得一定成果,继续加强开发有可能在这方面走在世界前列。
  
  传感器作为传感网的基础元件,在今后将有十分广阔的发展前景。在这一领域,重点发展新原理、新效应的传感技术,传感器智能技术,传感器网络技术,微型化和低功耗技术,以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。
  
  智能化技术其特点是具有自校准、自检测、自诊断、自适应功能;具有复杂运算和误差修正的数据处理能力;具有自动完成指定测量任务的功能;用于科学测试仪器和控制系统的专家系统软件等。
  
  我国的压力仪表需求量很大,是发展最快的国家之一。目前我国企业生产的产品能够满足科研、生产和社会各个方面的一般性需求,但是高端需求主要依赖进口。
  
  实现压力仪表的可靠性
  
  大多数用户宁可坚持使用久经考验的技术,而不愿采用不稳定的新型仪表和新技术。如果仪表出现问题,一天的生产损失(即使在一家中型工厂中)也能轻易地超过整个仪表系统的成本。因此,可靠性是仪器仪表用户的头等大事,然后才是精度和成本。
  
  可靠性的应用:一是简单,减少零件的使用,比如压力仪表中的密封性要求非常严格,一款产品往往有好几个漏点,如果能想办法在保证产品质量的前提下减少漏点,那么不管对成本的减少还是对质量的提高都是很好的;二是小型化,结构紧凑;三是关键零部件使用性能好的材料;四是设计实现最大的人身安全。
  
  主要压力仪表及相关技术介绍
  
  压力仪表是工业控制和测量过程中常用的设备,压力仪表可以分为机械式压力仪表和电子式压力仪表,其中机械式压力仪表因为拥有良好的弹性元件和很高的机械强度而备受使用者的青睐,在工业生产环节使用即为广泛。
  
    
  机械压力表采用弹簧管(波登管),膜片,膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形,通过压力表的齿轮传动机构放大,压力表就会显示出相对于大气压的相对值(或高或低)。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管,相应的有弹簧管压力表、膜式压力表和波纹管式压差表。
  
  几种典型压力表
  
  一般型压力表:是最基础的压力表类型。其系列完整、结构简单、性能可靠、指示直观、造价低廉,是应用最为广泛的一种压力表。
  
  精密压力表:原称标准压力表,从精度等级角度讲,它是压力表的高端产品。规范中将0.4级(包括0.4级)以上精度等级的压力表划归为精密压力表。精密压力表主要用于压力量值的传递。随着工业流程中对测量精度要求的提升,这种仪表在测量环节的应用量也明显增多。
  
  电接点压力表:是一种能发出开关信号的压力表。电接点压力表又细分有单电接点、双电接点和多接点电接点压力表,通过各类电接点来适应不同的操控需求。
  
  远传压力表:是一种能在感知压力并进行指示的同时,还可远传出一个同步线性信号的压力表。以实现本地测量指示,同步向远程传递压力信号的实践需要。
  
  不锈钢压力表:是一种采用不锈钢材料制造的压力表。不锈钢压力表又分为常规不锈钢压力表和全不锈钢压力表。常规不锈钢压力表主要用来测量具有腐蚀性的介质压力。全不锈钢压力表是用于在具有腐蚀性成分的环境中测量具有腐蚀性介质的压力。
  
  隔膜压力表:是采用介质隔离方式工作的又一种用于测量特定介质的压力表。
  
  双针压力表:是指双针双管压力表,是一种较为典型的专用压力表。这种仪表设有两个被测对象接口,可同时接入两个被测对象,由分色指针同时指示出两个被测对象各自的压力。尤其适用于两个需要同时读数比对的测量对象。
  
  耐振压力表:是一种可在环境振动和介质脉动场合下正常工作的压力表。这种耐振压力表的壳体中均充有阻尼液,用以缓解外部的环境振动,接口处设有阻尼器,脉动介质通过阻尼器予以滤波后才进入弹性敏感元件,以确保耐振压力表的正常工作和观察者的准确读数。
  
  抗震压力表:是一种适用于在振动较为强烈的环境中工作的压力表。它兼有耐振压力表的一些耐振机理,并进一步从结构设计方面对其抗震性能予以提升。
  
  现在已出现很多种融合上述特征的压力仪表,无线技术、光纤技术也都在研发或者使用中,产品的多样性和多功能性能让用户有更多更好地选择。
  
  一种用于SF6气体监测的耐低温密度表
  
  随着电力工业的发展和科学技术的进步,电力系统的在线运行设备也在更新换代,SF6气体设备已经逐步取代了过去的充油设备。随着我国的市场范围扩大,产品的出口范围越来越广,对应的对于SF6密度表及密度继电器的性能指标中的温度条件要求也越来越高,像国内东北的一些极低温地区、俄罗斯等位于寒带的国家,最低温度通常能到达-60℃。而目前市场上的很多密度表使用的环境温度范围比较窄,最多能达到的最低温度在-40℃左右,如果外部环境温度低于这一温度,那么这些表将很难正常工作。
  
  SF6密度表的原理:密度是指某一特定物质在特定条件下单位体积的质量。SF6断路器中的SF6气体是密封在一个固定不变的容器内的,在20℃时的额定压力下,它具有一定的密度值,在断路器运行的各种允许条件范围内,尽管SF6气体的压力随着温度的变化而变化,但是,SF6气体的密度值始终不变。因为SF6断路器的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的纯度和密度,所以,对SF6气体纯度的检测和密度的监视显得特别重要。如果采用普通压力表来监视SF6气体的泄漏,那就会分不清是由于真正存在泄漏还是由于环境温度变化而造成SF6气体的压力变化。为了能达到经常监视密度的目的,国家标准规定,SF6断路器应装设压力表或SF6气体密度表和密度继电器。压力表或SF6气体密度表是起监视作用的,密度继电器是起控制和保护作用的。
  
  SF6电气设备上的SF6气体的密度,是以SF6气体经温度补偿以后的压力来表示的,即以20℃时的压力值来表示的。当工作环境温度发生变化时,虽然SF6气体的密度并没有发生变化,但SF6气体的压力将随着温度的变化而改变,密度控制器上的指针本应随压力的改变而发生偏转,此时通过控制器内部的温度补偿装置对SF6气体压力的变化进行补偿,而表壳内本身密封有1个大气压,也会产生一个补偿作用,使指针不发生偏转。只有在系统中SF6气体发生泄漏,造成密度下降时,SF6气体密度控制器的指针才发生偏转,从而起到对系统设备中SF6气体密度的监测作用。所以为保证绝压表的压力读数的正确性,产品的密封性能要求很高,不仅需要保证弹性元件的密封,还需要保证表壳的密封。
  
  耐低温表研发思路:弹性元件的密封一般都会采用焊接来密封,而焊接属于永久密封,不可拆卸,能保证很好的密封效果。表壳的密封一般需要既可拆卸,又能保证密封性的密封方式,所以一般采用密封圈来密封。密封圈本身因材质的本身物理和化学性能,极低温会出现脆裂现象,很少有能满足低温-60℃环境下的密封。要解决低温密封的问题,我们可以从以下几个方面入手:①、密封材质方面,更换不同材质试验、开发现有密封材质的极限,取长补短;②、多种密封混用,使用多道密封。还需注意,在低温环境下,要保证表的正常运行,所有零部件材质都需能耐低温。
  
  电子式压力表
  
  电子式压力表通常是将压力的变化转换为电阻、电感或电势等电量的变化,构成各种压力传感器。由于它输出的是电量,便于信号远传,尤其是便于与计算机连接组成数据自动采集系统,所以得到了广泛的应用,极大地推进了自控技术的发展。主要由压力传感器、测量电路和信号处理装置,数字压力表就是一种典型的电子式压力表。
  
  数字压力表的发展趋势
  
  数字压力表是一种既可以独立工作,又可以与智能测控系统或智能装置连接通信的数字式压力仪表。主要用于标准压力量值的传递和在线压力测量以及压力量值信息的传输,也可用于与压力量值呈一定函数关系的其它量值的标定、检验或校准等。
  
  数字压力表是常见的计量器具,广泛应用于各个领域。它能直观地显示出各个工序环节的压力变化,洞察产品或介质流程中的条件形成,监视生产运行过程中的安全动向,并通过自动连锁或传感装置,构筑了一道迅速可靠的安全保障,为防范事故、保障人身和财产安全发挥了重要作用,被称作安全的“眼睛”。
  
  依据中国科学仪器情报署的数据,我国60%的数显压力表(数字显现压力表、精密数字压力表)产品需求依托进口,在特别的范畴需求更多。即便我国数字压力表企业起步较晚,但目前正在努力追逐并取得了可喜的进步,跟着我国经济的展开和社会的进步,以及科学学问的进步提高、本国众多产业企业完成工艺技巧升级的需求进步增强,本国市场对数字压力表产品的需求正逐年增长,数显压力表的返修率在逐步减少,同时也触及到了新的运用范畴,这些新的运用反过来又推进着行业的技术改造和进步。
  
  数字压力表与普通压力表比较
  
  作为最新一代数字压力表从根本上克服了指针式压力表精度低、可靠性差、损坏率高等诸多缺点。尤其在腐蚀、振动等场所使用,更显其超凡性能。数字压力表是采用传感器测量的仪表。它采用电池长期供电方式、无需外接电源,安装使用方便。
  
  原理的区别:数字压力表是利用传感器(可以是扩散硅、陶瓷、电容等)感受压力,然后将电信号传输到电路板和信号处理器中,经过计算输出到显示屏幕上。
  
  指针压力表则是利用金属的弹性形变(一般弹簧管、膜片、膜盒等)感受压力,使金属传感装置产生机械形变,然后通过传动装置带动指针指向额定刻度。
  
  总结而言:电池供电的数字式压力表是为了满足市场对电池供电、长寿命、低功耗、低成本数字式、耐震压力表的需求,具有较为广阔的市场前景。数字表是将来的趋势,而且经久耐用,功能众多。
  
  我国压力仪表行业经过多年的发展,取得了一定的成绩,具备了一定的规模。但整体的竞争力依然偏弱,主要原因不外乎几种:产业结构不合理、产业集中于劳动密集型产品;技术密集型产品明显落后于发达工业国家;生产要素决定性作用正在削弱;产业能源消耗大、产出率低;企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。希望我国企业能脚踏实地,去除积弊,不断创新,推动行业和社会的高速发展。
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