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压力传感器的正确应用
点击次数:279 发布时间:2018-07-26

1  正确安装压力传感器

工作状态下油路系统内部可看作一个密封的连通容器,服从帕斯卡定律,即油路系统内部油压处处相等。理论上在油路中任何接口处安装压力传感器都可以,但是实际上并非如此。

实验表明,分别在不同位置安装压力传感器,结果相差很大。

事实上,油路系统并不是理想状态下的密闭容器,在管路、阀体及油缸与活塞之间会存在泄漏,造成不同点压力变化不一致。

其次,受油黏度的影响,油压传递有一定的滞后。并且,由于油路中存在着缓冲阀、节流阀等元件,会造成液压油流经时由于截面积的变化而产生的油压波动,导致各点间瞬时油压变化不同。

再次,是由机械传动作用力所致。在油压推动测力活塞向下运动产生的作用力反作用于活塞,引起油压的较大波动,造成在传感器检测到的油压信号不稳定。

因此,要将压力传感器安装在能直接、迅速地检测到稳定的油压信号,准确地反映被测对象的受力情况,干扰因素少的部位。

此外,测压口尽量不要取自有污染物沉积的下部;不应开在管道(阀块)上部气泡容易积聚的部位和局部流速快的部位;测压口尽可能开在管道侧面,尽可能采用测压软管,隔离机械振动。

    2  避免液压冲击对压力传感器的损坏

    一般来说液压冲击产生的峰值压力,可高达正常工作压力的34倍,极限峰值可达10倍,使管路破裂、液压元件和传感器损坏,引起液压系统升温,产生振动和噪声以及连接件松动漏油,使压力阀的调整压力(设定值)发生改变。

    1)合理选择量程

    压力检测器件在量程内使用,输入输出是呈线性变化的。

    超量程使用会造成传感器应变膜片的塑性变形,从而输出值有较大误差,初始残余值难消除。这就要求设计时按照精度的要求,合理选择量程。量程应该超过大压力20(包括压力尖峰和压力波动值),至少超出安全阀设置值1.2倍。如:某厂系统压力38 MPa,选择了量程40 MPa的传感器,在调试和使用中,由于水锤造成传感器破坏经常发生。后改用60 MPa量程的传感器,再未发生损坏传感器的故障。通常选择量程是实际工作压力的1.52倍,对于压力冲击和有水锤的场合,在不影响精度和响应速度的前提下,可适当扩大量程范围。

    2)加装适当的阻尼

    在传感器和压力继电器油口加装阻尼,既能保证分辨率,又可避免冲击过载造成传感器应变膜片塑性变形而失效。一般阻尼将影响传感器频率响应大约1 ms10 ms。德国HYDAC公司有专用标准0.3 mm0.5 mm0.8 mm阻尼供选,也有本身加装了0.5 mm阻尼的标配传感器。实验证明0.5 mm阻尼具有很好的响应性能,能满足大多数工业应用场合,上升时间延迟不超过1 ms,且能有效的保护传感器。对于要求压力响应特别特别高的地方,可以在调试阶段,不妨先加装阻尼,等系统运转正常后再拆除。注意:阻尼并不能解决气泡压缩破裂造成局部高温、高压的冲击问题,实验表明,压力尖峰持续时间超过3 ms,将会对传感器膜片造成危害,阻尼也就起不到多少作用了。

    3)采取排气措施

    设计时在液压缸、管路、阀块等局部高位合理设置测压排气接头,在安装调试、检修时充分对系统进行排气。在系统调试初期,冲击振动比较大,系统中空气未能充分排放,应当暂时断开系统中的敏感测量元件,确认充分排气,运行平稳后再连通压力传感器和压力继电器。

    4)制定调试和检修规程

    制定调试和检修规程,在调试、使用中充分认识液压冲击的危害,调试时按步骤、按计划进行,可以大大减少液压冲击对液压系统元器件,特别是压力检测元器件的损害。一些经验欠缺的现场调试人员,调试方案不尽科学,在调试期间造成系统元器件、仪表、管路接头等损坏现象的概率明显高,这需要引起安装单位和系统成套厂、用户的充分重视。

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