壓力變送控制器的製作方法
2023-05-01 07:56:26 5
專利名稱：壓力變送控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，更確切地說是涉及一種壓力測量控制裝置。
在電力、石油、化工、冶金和機械等行業中的壓力測量、信號遠傳及控制系統中，目前大量使用彈簧式機械壓力表或有電接點的壓力表，顯示壓力值和做就地控制，再用壓力變送器將壓力信號變換為電流信號或電壓信號遠傳至中央控制室。由於在應用中不是使用一體式儀器，因而接線多、故障率高、可靠性差，使用也極不方便。
本實用新型的目的是設計一種集壓力測量顯示、壓力信號變送和現場控制三種功能於一體的壓力變送控制器，可直接取代原來使用的壓力表應用。
本實用新型的壓力變送控制器，由壓力傳感器、傳感信號放大器、完成壓力信號變送的電壓電流變換器、A/D轉換及顯示器和繼電器控制器構成，其特徵在於所述的傳感信號放大器由電壓放大器、分別產生上限基準電壓值和下限基準電壓值的基準電壓電路和滯回比較器連接構成，電壓放大器輸入端接所述的壓力傳感器，電壓放大器輸出端及基準電壓電路輸出端分別連接滯回比較器輸入端，滯回比較器輸出端接所述繼電器控制器的控制端。
所述的滯回比較器包括第一、第二集成運算放大器和由兩個與非門首尾交叉連接構成的觸發器，第一、第二集成運算放大器的同相輸入端分別接所述基準電壓電路的上、下限基準電壓值輸出端，第一、第二集成運算放大器的反相輸入端並接所述電壓放大器輸出端，第一、第二集成運算放大器的輸出端分別接兩與非門的一輸入端。
所述的壓力傳感器是箔式電阻應變式壓力傳感器。
所述的繼電器控制器設置有2-10路，所述的滯回比較器、基準電壓電路與繼電器控制器對應設置，各滯回比較器的壓力信號輸入端並接在所述電壓放大器的輸出端上。
本實用新型的壓力變送控制器採用全電子結構，將原本完成不同功能的儀器、儀表經優化電路設計後組合成一體化的表頭結構，通過壓力傳感器獲得現場壓力信號，通過帶滯回比較器的壓力信號放大器，使控制器具有上、下限均可單獨調整的滯回特性，用戶可方便地根據需要設定所控制的範圍，來控制繼電器的工作狀態，繼而達到控制現場設備、裝置的目的。所設計的電壓電流變換器將壓力信號變換為4-20mA的變送電流，便於用戶作集中控制。所設計的A/D轉換及顯示器可顯示各路控制的上、下限基準值和傳感器的壓力測量值。
下面結合一個具有五路繼電器控制器的壓力變送控制器的實施結構，進一步說明本實用新型的技術。
圖1.壓力變送器原理框圖圖2.圖1中電壓放大器及電壓電流變換器實施電路圖圖3.圖1中基準電壓電路及滯回比較器實施電路圖圖4.圖1中A/D轉換及顯示器電路圖圖5.圖1中繼電器控制器電路圖圖6.壓力變送控制器外形結構平面圖圖7.壓力變送控制器外形結構側視圖參見圖1，圖中10為壓力傳感器，實施例採用箔式電阻應變傳感器(航天部701所生產)，雖然電阻應變式傳感器的靈敏度較低，但由於當前電子技術中高增益、低噪音、低漂移的運算放大器的普及，對於微小信號的放大已不難解決，故取其長期穩定性好、非線性誤差指標好的特點，由於傳感器性能穩定可使整個壓力變送控制器長期保持在設計精度內。圖中P為受壓點。
20為整流穩壓電路，輸出±5V電壓和+18V電壓。
40為電壓放大器將0-10mV的壓力傳感器輸出電壓放大到0-1V，電壓放大器40輸出送電壓電流變換器50、滯回比較器61、62、63、64、65的壓力信號輸入端和經開關SW6A、SW6B送A/D轉換及顯示器30。
A/D轉換及顯示器30用於顯示檢測的壓力值或通過開關SW1H……SW5H、SW1L……SW5L顯示所設定的上、下限基準值。實施例採用31/2位顯示器。
電位器W1H……W5H、W1L……W5L構成基準電壓電路，用於調整上限基準電壓值和下限基準電壓值，為單獨調整。
61……65為滯回比較器，將壓力檢測值與設定的上、下限基準值作比較，比較結果用於控制繼電器控制器71到75。圖中J1(19、20、21)……J5(7、8、9)為各繼電器的觸點，是五路上下限可分別調整的滯回比較特性繼電器輸出觸點，可直接參與電器控制。如果將上下限設定為相同值，則繼電器的特性為單限比較特性。圖中跳轉開關S1……S5為滯回特性選擇器，可改變各滯回比較器滯回特性的方向。
參見圖2，為電壓放大器及電壓電流變換器的實施電路。採用低漂移、運放性能好的斬波調製解調放大器IC2(ICL7650)和運放器IC3(CA741T)構成電壓放大器，IC3輸出0-1V檢測電壓，接插件J2用於連接壓力傳感器。圖中A、B分別與圖3中A、B連接。
運放器IC4、IC5、IC12(CA741T)，三極體T2及其外圍元件構成電壓電流變換器(包括求和、反相和V/I變換)，4-20mA的標準電流信號由接插件J21輸出。設置求和器IC4是為在壓力檢測是零時，仍可維持4mA的標準電流輸出。
參見圖3，為五路滯回比較器及基準電壓電路。運放器IC8A、IC8B(CA324)和與非門IC6A、IC6B(74LSOO)構成一路滯回比較器，其餘四路結構與之相同，不再贅述。跳轉開關用於選擇初始狀態(0或1)。電位器P1-P10用於調整各路的上、下限基準電壓，圖中C、D分別與圖4中C、D連接。
參見圖4，A/D轉換及顯示器採用31/2數字顯示器IC1(ICL7107)及共陽極LED，具有良好的性能指標，顯示醒目、穿透力強便於讀數，可顯示壓力檢測值及5路上、下限基準電壓值。
參見圖5，為五路繼電器控制器，接插件J4與圖3中J1連接，用於接入各路滯回比較器輸出狀態。繼電器K1-K5分別由三極體電路T3-T7驅動，繼電器觸點由接插件J10接各電器設備。
參見圖6，圖7，為壓力變送控制器的外形結構，圖中尺寸為最大尺寸，其安裝尺寸與彈簧機械式壓力表全兼容。
本實用新型的壓力變送控制器，集壓力測量顯示、壓力信號4-20mA變送、繼電器控制三種功能於一體，在電力、石油、化工、冶金等工業系統中有廣闊的應用前景，尤其在工作介質溫度低於或近於100℃的水、油、氣等系統中可以取代原來的壓力表，並可就地進行壓力信號的變送和參數控制，遠傳信號至中央控制室可增加新的控制功能。壓力變送控制器還可與變頻調速器、可控矽調速器配合組成閉環調速系統，實現高樓水箱水塔的自動控制，節能效果良好。
權利要求1.一種壓力變送控制器，由壓力傳感器、傳感信號放大器、完成壓力信號變送的電壓電流變換器、A/D轉換及顯示器和繼電器控制器構成，其特徵在於所述的傳感信號放大器由電壓放大器、分別產生上限基準電壓值和下限基準電壓值的基準電壓電路和滯回比較器連接構成，電壓放大器輸入端接所述的壓力傳感器，電壓放大器輸出端及基準電壓電路輸出端分別連接滯回比較器輸入端，滯回比較器輸出端接所述繼電器控制器的控制端。
2.根據權利要求1所述的壓力變送控制器，其特徵在於所述的滯回比較器包括第一、第二集成運算放大器和由兩個與非門首尾交叉連接構成的觸發器，第一、第二集成運算放大器的同相輸入端分別接所述基準電壓電路的上、下限基準電壓值輸出端，第一、第二集成運算放大器的反相輸入端並接所述電壓放大器輸出端，第一、第二集成運算放大器的輸出端分別接兩與非門的一輸入端。
3.根據權利要求1所述的壓力變送控制器，其特徵在於所述的壓力傳感器是箔式電阻應變式壓力傳感器。
4.根據權利要求1所述的壓力變送控制器，其特徵在於所述的繼電器控制器設置有2-10路，所述的滯回比較器、基準電壓電路與繼電器控制器對應設置，各滯回比較器的壓力信號輸入端並接在所述電壓放大器的輸出端上。
專利摘要本實用新型涉及一種測量裝置，是一種集壓力測量顯示、壓力信號變送和現場控制三種功能於一體的壓力變送控制器，可取代彈簧機械式或有電接點的壓力表。包括壓力傳感器、由電壓放大器和滯回比較器等連接構成的傳感信號放大器、完成壓力信號變送的V/I變換器、A/D轉換及顯示器和繼電器控制器。可設多路滯回比較器及其繼電器控制器，各路繼電器的輸出特性完全相同，均為上、下限值可單獨調整的具有滯回比較特性的繼電器觸點。
文檔編號G01L1/22GK2231413SQ9522264
公開日1996年7月17日 申請日期1995年10月6日 優先權日1995年10月6日
發明者崔海良 申請人:崔海良