[实用新型]数字式抗震压力表

说明书

本实用新型属于工业自动化及大型工程装备中脉动压力的测量、显示、控制类仪表的制造。

本实用新型的技术背景是：目前广泛使用的抗震压力表均为传统的机械式仪表，其工作原理是：当被测介质的脉动压力作用于密封垫，通过膜合组，利用毛细管道阻压，限制流体流速的作用，使压力脉动抑制成为比较平稳、缓变的压力，再使叉簧变形，经过传动机构，使度盘或指针回转，指示出被测压力的量值。

基于这种原理，仪表在使用中存在以下缺陷：

1、结构复杂，加工工艺难度高，由于结构件繁多、笨重，造成产品成本较大，加工周期长。

2、精度低，最高精度仅能达到1.5级，某些规格仪表只能达到2.5级。

3、测量规格范围小，由于仪表基于纯机械原理，其测量规格只能做到0～4……120MPa，不能满足工业要求。

4、没有标准的变送器输出信号，无法组成自动控制系统。

5、读数不直观。由测量介质的脉动压力，其减幅比（仪表指针摆动幅度与实际输入脉动负荷的幅度之比）为0.4左右，因而仪表在工作中指针来回摆动，造成操作人员读数困难，当脉动频率较低时，无法读数。

6、使用不方便。由于仪表表头内充有甲基硅油来减小指针的摆动。因此在仪表使用时要求旋松注油螺钉，而在运输中必须旋紧，以防漏油，这样经常造成失误。

7、由于该种表可动部件多，从而影响了仪表的使用寿命，其承受交变负荷的寿命仅为2万～3万次。

本实用新型的设计目的是：随着工业技术的不断发展，工业生产的自动化要求越来越高，抗震压力表的现有技术（主要是上述的缺陷）已无法满足现代工业自动控制系统的需要。特设计发明一种新型工作原理的数字式抗震压力表。

该型数字式抗震压力表是一种机电一体化脉动压力测量仪表。它以其测量精度高、读数直观稳定、标准信号远传、寿命长为显著特点，是传统的机械式抗震压力表的更新换代产品，广泛应用于石油生产中的压裂、固井设备、矿山机械等大型机械装备，可与各种调节、控制、记录仪表组成自动化控制系统。

本实用新型的设计方案是：

1、技术原理：

数字式抗震表的设计，基于采用动态响应优良的电阻应变式压力测量方法不失真地检测出被测介质的脉动压力电信号；运用现代电子技术的稳定处理方法，有效地转换为稳定的电压信号，准确读数和输出信号。为使仪表具有防堵的特点，在压电转换元件前设计有橡胶隔离膜片，使被测介质不得进入仪表内部，不仅能用于液体、气体脉动压力的测量，而且解决了高粘度、大粒度、易凝固介质（如泥桨）的压力测量。数字式抗震表的设计思想可用方框图表示为：（见图2）

被测介质的脉动压力P首先作用在特形橡胶隔离膜4上，并通过隔离膜传递给压／电转换元件6，应用电阻应变原理和其优良的动态响应特性，不失真地将压力脉动转换为电压脉动信号。该微弱的电压信号经高精度宽带放大器13放大到一定的幅值后，输入到稳定处理电路15，该电路将脉动电信号处理成为稳定的电压信号后，一路送A／D转换16转换为数字量，经显示器17显示出压力量值，另一路经电压／电流变换器18输出自动控制所需的标准信号。电源单元12将工作电源（直流或交流）变换处理，为各单元电路提供所需的工作电压。补偿电路14对压电转换的信号进行线性和温度漂移补偿，保证测量的高精度。

2、技术措施：

（1）设计特形橡胶隔离膜将粘度大的被测介质和测压的压电转换元件分离，避免了压力传递中的能量损失。这样不仅解决了被测介质的防堵问题，同时也提高了仪表的测量精度。

这种隔离膜（图4）的设计，还具有自密封的效果（特点），当压力作用时，内部受压，外形变大，从而起到隔离密封的双重效果。

（2）压电转换元件设计为图5所示的结构，以便与橡胶隔离膜相配合。这种周边固支的平膜片结构，不仅具有压力－－位移间的良好线性关系，还具有优良的动态响应特性。圆形组合电阻应变计粘贴在膜片上，从这个惠斯登电桥上能不失真地检测出被测介质脉动压力的电信号。

此外，这种设计因其加工工艺简单，质量容易得到保证。对于不同的测量规格，只需改变膜片厚度即可。