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时间:2020-04-02

在工业生产中,常需要测量某些介质的压力,如油压、水压或气压等,随着自动化程度的提高,为实现控制相应介质的压力,常常将介质压力转换为相应的电信号进行处理,电接点压力表不仅可用来测量介质压力,同时也可将测得的介质压力转换为电信号,进而实现自动控制的目,本文以水系统中电接点压力表的应用为例,说明其控制电路工作原理。

1 结构与应用

电接点压力表是在一般弹性元件式压力表的基础上另外加装特殊的电气接头而构成,结构上分为机械和电气两部分,其中机械部分的构造与普通压力表相同可以检测介质压力,而电气部分可将压力值转换为电信号,由于电信号便于传输与转换,因此,电接点压力表不仅可以测量介质压力,还可实现相应的控制目标。

电接点压力表作为一种测量仪表用途广泛,常用于无爆炸危险、不结晶、不凝固及对铜和铜合金不起腐蚀作用的气体、液体和蒸汽等介质的正负压力测量,在工业生产中,一些介质的压力(如消防泵备自投[1]、稀油站压力[2]、农村供水系统水压力[3],大型变压器储油柜胶囊压力[4]等)正常与否关系着设备能否正常运行,为保证设备的安全运行,需将其压力值作为控制参数,而压力值往往需要转换为电信号才便于实现控制,此时,采用电接点压力表可方便地解决该问题。

2 工作原理

电接点压力表的工作主要依赖于弹簧管、拉杆、传动机构、齿轮、刻度显示盘及控制电路来实现。当采用该仪表测量介质压力时,在被测介质的压力下,弹簧管受力将发生形变,该形变结果通过拉杆和传动机构,并结合电接点压力表内部的齿轮,使弹簧管的压力形变反映在刻度显示盘上,便于直接观察被测介质压力。此外,刻度显示盘的指针装有辅助触头,当相应辅助触头合、分时,控制电路也将相应地进行通、断,进而实现控制和报警的目的。下面以给水系统的压力控制系统为例来说明电接点压力表的电路控制原理,在给水系统中,电接点压力表的作用是通过水压变化,依靠上、下限两对触点的开断来控制给水系统的接通或断开,从而控制水泵启、停,实现自动控制、报警和现场指示的功能。

设给水系统的压力上限值为H,下限值为L,当系统内压力达到上限值H时,系统断开给水泵,使压力恢复至允许范围;当系统内压力达到下限值时,打开给水泵,提高系统内压力。给水系统中带电接点压力表的压力控制系统原理图如图1[5]所示。

图1中,KA1、KA2为中间继电器,a、b、c均为电接点压力表的相关接点,其中b与L1相连,a、c接点分别与电接点压力表的下切换值L、上切换值H相对应,当系统内压力达到上限值H时,电接点压力表指针接触上切换值接点c,b、c接点接通,电解点压力表发生动作并有信号输出,给水水泵将断开,当系统内压力达到下限值L时,电接点压力表指针接触下切换值接点a,b、 a接点接通,电解点压力表发生动作并有信号输出,给水水泵启动。

图1  电接点压力表控制线路图    下载原图

图1 电接点压力表控制线路图 下载原图   下载原图

 

图1中的控制电路也有一定缺陷,当系统内压力达到下限值L,电接点压力表上的b、 a接点将联通,给水水泵将被启动,但当给水水泵功率较大时,其启动时刻的给水速率也较大,给水系统内的压力将在短时间内达到较大值,有可能使电接点压力表的表盘指针到达上切换值H处,此时b、c接点接通,给水水泵停止供水,若无法解决该问题,给水水泵将无法正常启动工作。

图2  电接点压力表改进后的控制线路图   下载原图

图2 电接点压力表改进后的控制线路图 下载原图   下载原图

 

为解决上述问题,可采用图2所示的控制电路。图2[5]中,时间继电器KT替代了图1中的KA2,通过设定一定的延时,当b、c接点联通时,可延迟一定时间断开给水水泵,使整个过程更加平滑,减少瞬间压力过冲,以便大功率给水水泵的正常启动。

3 结语

文中总结了电接点压力表结构及在实际中的应用,并结合给水系统的实例对电接点压力表的控制电路进行了分析,该控制电路也可应用于其它场景。


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