論壓力傳感器構造自動控制系統

論壓力傳感器構造自動控制系統

　　摘要:隨著傳感器技術的不斷成熟以及計算機控制技術在自動控制領域的應用，由自動控制技術為主要控制的機械設備對各個行業都起到了極大的推動作用。壓力傳感器構造自動控制在稱量配料、管道壓力測試等方面的應用極大地提高了工作效率。文中就利用壓力傳感器構造自動控制系統的方法及其典型應用進行了簡要的論述。
　　關鍵詞:壓力傳感器；自動控制系統；管道檢測；稱重
　　
　　正文：
　　
　　隨著我國各省市經濟技術開發區的不斷建立，我國壓力容器制造、檢測等行業得到巨大的發展空間。壓力容器的壓力自動控制系統作為壓力容器運行維護的重要安全措施，其控制系統的開發與制造、使用與維護對于使用者有著重要意義。利用壓力傳感器構造自動控制系統是壓力容器系統發展的重要方向。隨著自動控制技術的不斷成熟，越來越多的領域都在積極應用自動控制技術以降低人工成本、提高效率。
　　
　　1.壓力傳感器及其自動控制概述
　　
　　國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。其主要是通過感受到被測量的信息，并將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。壓力傳感器是實現自動檢測和自動控制的首要環節，通過壓力傳感器測量信息后，傳送至自動控制單片機或計算機，由計算機對預設信息進行對比后，做出實時的反應，以此完成自動控制的全過程。
　　
　　2.關于壓力傳感器構造自動控制的分析
　　
　　2.1利用壓力傳感器構造的管道壓力自動控制系統分析
　　根據管道壓力檢測設定數據選擇合適的壓力檢測傳感器，通過傳感器將信號轉換為4-20MA信號給DCS，然后由DCS對檢測到的信號與設定信號對比，輸出一個4-20MA的模擬信號來控制現場的壓力調節閥的閥位，從而達到通過傳感器來控制閥開度的自動控制功能。利用這樣的原理及控制系統可以對鍋爐壓力、輸送管道壓力等進行自動控制，從而減少人工監測的弊端。
　　2.2壓力傳感器在制藥行業自動控制的應用
　　在制藥行業中對于壓力傳感器構造的自動控制系統有很多，最為典型的是片劑自動數粒裝瓶機。其是利用壓力傳感器對瓶中所裝內容物進行實時監控，在裝到設定重量后，由傳感器將信號傳到PLC控制模塊，由模塊將信號轉到傳動系統將瓶轉入擰蓋系統。在該系統中還常常將紅外光感傳感器共同使用，增加數粒準確性，保障產品質量。類此的自動控制系統在食品制造行業也有很多的應用。
　　2.3利用壓力傳感器構造飼料分裝自動控制系統
　　在飼料行業中的分裝系統是飼料制造企業質量控制的重要控制工序。利用物理壓力傳感器構造的自動分裝系統實現了物料的快速、準確稱量，實現了自動分裝及配料、進料控制。其主要分為高速分裝系統及自動稱量裝料系統構成。
　　高速定量分裝系統由微機控制稱重壓力傳感器的稱重和比較，并輸出控制信號，執行定值稱量，控制外部給料系統的運轉，實行自動稱量和快速分裝的任務。采用單片機和V/F電壓頻率變換器等電子器件，以及中央處理器，BCD拔碼盤作為定值設定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使稱重壓力傳感器彈性體發生變形，輸出與重量成正比的電信號，傳感器輸出信號經放大器放大后，輸入V/F轉換器進行A/D轉換，轉換成的頻率信號直接送入微處理器中，其數字量由微機進行處理。微機一方面把物重的瞬時數字量送入顯示電路，顯示出瞬時物重，另一方面則進行稱重比較，開啟和關閉加料口、放料于箱中等一系列的稱重定值控制。
　　自動稱重和裝料裝置的實現是通過裝料的箱子或袋子沿傳送帶運動，直到裝有料的電子稱下面，傳送帶停止運動，電磁線圈通電，電子稱料斗翻轉，使料全部倒入箱子或袋子中，當料倒完，傳送帶馬達再次通電，將裝滿料的箱子或袋子移出，并保護傳送帶繼續運行，直到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源，與此同時，電子稱料箱復位，控制電子壓力稱的電磁線圈a通電，漏斗給電子秤自動加料，重量由微機控制，當電子秤中的料與給定值相等時，電磁線圈a斷電，彈簧力使漏斗門關上。裝料系統開始下一個裝料的循環。當漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時，這個過程可以持續不斷地進行下去。必要時，操作人員可以隨時停止傳送帶，通過拔碼盤輸入不同的給定值，然后再啟動，即可改變箱或袋中的重量。 該系統選用不同的傳感器，改變稱重范圍，則可以用到水泥、食糖、面粉加工等行業的自動包裝中。

　　3.各類型壓力傳感器發展分析
　　
　　隨著壓力傳感器在各行業自動控制應用的不斷加深，傳統壓力傳感器技術已經不斷滿足現代科技的要求。為此，更多新型的壓力傳感技術正在不斷的研制與開發中。力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式、壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳、感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。新材料在壓力傳感器的應用為傳感器自動控制技術帶來更加廣闊的發展空間，抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性，與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 /3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，傳感器自帶溫度補償0℃～70℃，并可以和絕大多數介質直接接觸。陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40℃～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也有越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。藍寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器等新材料傳感器的開發與應用為壓力傳感器自動控制系統的發展提供了廣闊的發展空間。
　　
　　結論：
　　
　　隨著壓力傳感器構造的自動控制系統在各行業應用的不斷加深，自動控制系統開發與應用企業也面臨著更高挑戰。這就要求自動控制開發企業必須加大對相關人才培養與引進，通過人才戰略提高自身的市場競爭力，提高對應用壓力傳感器自動控制系統客戶的售后服務，加強壓力傳感器的檢測以保障自動控制系統的精準性，為壓力傳感技術的應用發展打下堅實的基礎。
　　
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