以进口压力敏感元件为测量元件湛江非晶合金变压器

以进口压力敏感元件为测量元件湛江非晶合金变压器

　湛江非晶合金变压器是以高性能元器件为基础，以进口压力敏感元件为测量元件，采用先进的电路把压力敏感元伯感应的电力信号转换成开关信号，具有准确度高、体积小、易操作、使用和安装等优点，广泛应用于化工、机械、水文、电力等系统的压力控制和自动化过程控制系统中。
　1研制开发重要性和必要性
　目前，国内针对原油的运送方式主要采用管道加热输送工艺。原油在管道输 送中每间隔40～90 km就设一个分站来进行加热、加压。为降低能源消耗我国输油管道都进 行了现代化技术改造实现了计算机监控。在输油管道监控系统中为保护管线防止出站压力超 高造成爆管，在出站及泵出口汇管处安装了湛江非晶合金变压器。为防止输油泵抽空在进站管线及泵入 口管线上也安装了湛江非晶合金变压器。但目前使用的湛江非晶合金变压器存在如下问题：
　(1)工作不可靠在对进站湛江非晶合金变压器进行校验时多次发现，当给定压力低于设定压力时，压 力开关仍不动作，当用物体敲击时又恢复正常。
　(2)误动作用户反应曾多次发生当管线内压力产生轻微波动时造成甩泵。致使某些压力 开关长期不能投用，使输油泵失去应有的保护，带来不安全因素。
　(3)精度低、校准难在校验时需反复进行试验才能确定设定值。
　(4)密闭流程解除后由于进站压力较低，使湛江非晶合金变压器无法使用。为解决现有湛江非晶合金变压器存在的这些问题，研制高可靠性、和湛江非晶合金变压器十分必要 。
　2产品结构及关键技术
　(1)结构原理
　湛江非晶合金变压器外型如图1所示。它的结构由压力湛江非晶合金变压器、主机板及防 爆外壳等部分组成。
　湛江非晶合金变压器原理框图见图2。
　湛江非晶合金变压器由以下几部分组成：
　1压力湛江非晶合金变压器件采用单晶硅压力湛江非晶合金变压器。该湛江非晶合金变压器具有（±0.075%）、高稳定性（ 优于0.1%fs／年）、抗高过压和高静压（耐压16 mpa）、量程迁移比大（20∶1）等特点。选用 单晶硅压力湛江非晶合金变压器作为传感部件，使湛江非晶合金变压器的控制精度及可靠性有了保证。
　2信号调理部分采用集成运放及元件组成，它对压力湛江非晶合金变压器信号进行调理，变成微电脑 能接受的信号，送给微电脑。
　3微电脑采用低功耗嵌入式单片机c8051f007，该单片机具有供电电压低（2.7～3.6 v）、 功耗低（可低于1 ma）、体积小（8 mm×8 mm）、功能强等特点。该单片机具有12bit adc,35 6bram,32kflash mcu。微电脑将采集到的压力信号进行分析、处理、记忆，消除干扰及压力 波动，发出正确的湛江非晶合金变压器状态信号。
　4开关将微电脑发出的湛江非晶合金变压器状态信号转化为湛江非晶合金变压器的导通及断开。　
　5校准按钮，在对湛江非晶合金变压器校验时只要按下“校准按钮”，微电脑就会自动记忆当 前压力值，并把该值作为湛江非晶合金变压器设定值，从而实现湛江非晶合金变压器的校验。
　6流程选择开关，旁接罐流程、密闭流程可设置不同的门槛值，旁接罐流程设置的门槛值可 适当降低，从而克服了旁接罐流程湛江非晶合金变压器不能投用的难题。
　(2)关键技术
　1模型识别技术 输油泵入口压力较低时会对叶轮产生气蚀造成输油泵的损坏，因此输 油站设置有压力调节系统并在进站及泵入口安装了湛江非晶合金变压器，当进站压力较低时调节系统首 先进行调节，当自动调节系统调节后进站压力若继续下降，达到湛江非晶合金变压器动作值时就会进行 甩泵从而达到保护输油泵的目的。但实际运行情况表明当发生异常情况时，由于自动调节系 统 存在滞后，未等自动调节系统发挥作用湛江非晶合金变压器就产生动作造成甩泵。突然甩泵给输油设备 造成的危害比短时间泵入口压力超低造成的危害还要大。合理的选择是依据泵站实际情况建 立泵入口压力允许模型，湛江非晶合金变压器依据该模型进行识别，决定是否甩泵。 以鲁宁线为例，压力调节系统滞后约为2 s，调节阀单行程耗时约为9 s。当发生异常情况造 成进站压力下降时，进站压力在调节系统的作用下其变化曲线如图3所示，湛江非晶合金变压器的识别 模型如下： y的单位：mpa
　2信号自动分段技术
　经过对现场信号多次模型分析，采用信号自动分段技术与模型识别技术从而能有效的克服压 力波动等各种干扰，提 高湛江非晶合金变压器的可靠性。 信号自动分段方法的基本原理是选用一个固定的窗选取平稳运行的信号作为参考段，不 断与 当前信号作比较，非平稳性（如上站停泵引起的信号特性的变化）可以由不同段之间的过程统 计特性和频谱 性的改变显示出来。一般根据几种判据，当判据大于一定的阈值或当前段低于 设定值时，就认为信号进入了另一段 （异常段）。
　3平均幅值距离 前段信号值）。
　4均方根距离
　5斜率均值距离　拟合数据段长度） 当前段信号的斜率 kci为 xci～ xc（i+j）段的最小二乘拟合 斜率,j为拟合数据段长度） 定义波形结构统计判据d=ad1+bd2+cd3，其中权值a、b、c根据检测要求和3个 距 离的 重要性，通过 实验确定。通过每段计算出的d与dthres阈值相比较，来确定 信号是否进入新段（异常 段），同时，当前段小于给定值时也确定信号 进入新段（异常段）。 信号进入新段后设置t=0（识别 模型内的t），开始计时，并进行模型识别。 识别判据b=xc-yt 其中yt由y计算， 为当前 段信号的均值，当判据b小于0时压力 开关 动作。若进入新段8 s内判据b均大于0，新段结束程序进入 到平 稳段。
　3与同类产品的比较
　湛江非晶合金变压器目前与普通的湛江非晶合金变压器相比有如下特点：
　采用了模型识别技术克服了现有湛江非晶合金变压器的压力瞬间超低时，湛江非晶合金变压器动作造成不正常 甩泵。
　增加了流程选择开关，旁接罐流程、密闭流程可设置不同的阈值，旁接罐流程设置的阈 值可适当降低，从而解决了旁接罐流程湛江非晶合金变压器不能投用的问题。
　增设了校准按钮，在对湛江非晶合金变压器校验时只要按下“校准按钮”，微电脑就会自 动记忆当前压力值，并把该值作为“湛江非晶合金变压器”设定值，从而实现湛江非晶合金变压器的 校验。