CN111458070A - 高温熔体压力变送器系统 - Google Patents

高温熔体压力变送器系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高温熔体压力变送器系统，具有标定状态和测试状态，包括：压力变送器，具有内部填充有水银的毛细管以及分别位于该毛细管的两端部的膜片和感压元件；温度传感器，用于把膜片附近的温度作为压力变送器的环境温度进行检测；以及管理装置，与压力变送器和温度传感器分别通信连接，其中，管理装置包含有标定参数存储部、漂移量计算部、漂移量拟合部、漂移量信息存储部、温度判断部、漂移补偿量获取部、补偿计算部以及压力信息存储部。本发明不仅能够对因高温引起的零点压力值漂移量进行标定，从而得到零点压力漂移量拟合信息；而且，能够根据零点压力漂移量拟合信息对测试结果进行自动补偿，从而提高了压力测试结果的精准度。

Description

高温熔体压力变送器系统
技术领域
本发明属于压力变送器技术领域，具体涉及一种高温熔体压力变送器系统。
背景技术
高温熔体压力变送器主要用于对100-400℃温度范围下的熔融物质的压力信息进行测量和控制，其工作原理是利用在隔离膜片与感压元件中连接毛细管，并在密封的毛细管中填充水银、利用水银作为压力传输介质。
因为液体均存在一定的热膨胀系数，密封在毛细管中的水银在高温下会产生一定的膨胀，使得毛细管中的压力增大，进而引起感压元件产生压力漂移，使还没有真正进行压力测试时的零点电压值产生漂移，从而造成测量压力结果失真。而且，由于制造工艺的影响，每支高温熔体压力变送器在同一温度下零点电压值的漂移量都会存在不一样。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够对因高温引起的零点压力值漂移量进行标定并对压力测试结果进行自动补偿的高温熔体压力变送器系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
本发明提供一种高温熔体压力变送器系统，具有标定状态和测试状态，用于对待测高温熔体的压力信息进行检测，具有这样的特征：包括：压力变送器，具有内部填充有水银的毛细管以及分别位于该毛细管的两端部的膜片和感压元件；温度传感器，用于把膜片附近的温度作为压力变送器的环境温度进行检测；以及管理装置，与压力变送器和温度传感器分别通信连接，其中，管理装置包含有标定参数存储部、漂移量计算部、漂移量拟合部、漂移量信息存储部、温度判断部、漂移补偿量获取部、补偿计算部以及压力信息存储部，标定参数存储部至少存储有标定参数信息，该标定参数信息含有在常温范围内选定的一个基准温度值、与该基准温度值对应的并被设定为零的基准零点电压值、以及在高温范围内依次选定的多个标定温度值，在标定状态时，压力变送器依次对分别处于多个标定温度值时的零点压力值作为标定零点压力值进行检测，漂移量计算部依次把每个标定零点压力值和基准零点压力值的差值作为零点压力漂移量进行计算，漂移量拟合部采用预定拟合算法对所有标定温度值以及对应的零点压力漂移量进行拟合得到零点压力漂移量信息，漂移量信息存储部将零点压力漂移量拟合信息进行存储，在测试状态时，压力变送器和温度传感器对待测高温熔体的压力值作为当前压力值和环境温度值作为当前环境温度值分别进行检测，漂移补偿量获取部从压力漂移量信息存储部中存储的零点压力漂移量拟合信息中获取与该当前环境温度值对应的零点压力漂移量，并把该零点压力漂移量作为当前压力补偿量，补偿计算部对当前压力值和当前压力补偿量的差值作为补偿后的当前压力值进行计算，压力信息存储部对该补偿后的当前压力值以及当前环境温度值进行对应存储而形成压力信息。
本发明提供的高温熔体压力变送器系统，还可以具有这样的特征：其中，管理装置还包含画面存储部以及输入显示部，画面存储部存储有管理画面、标定画面以及测试结果显示画面，管理画面含有标定状态按键以及测试状态按键，标定画面含有标定参数设定区域，输入显示部显示管理画面并在该管理画面内显示标定按键以及测试按键，一旦标定状态按键被选择，输入显示部就显示标定画面并显示标定参数设定区域让操作者输入标定参数信息，一旦标定参数信息被设定，标定参数存储部就将该标定参数信息进行存储，一旦测试状态按键被选择，输入显示部就显示测试结果显示画面，一旦压力信息被形成，输入显示部就在测试结果显示画面内显示该压力信息。
本发明提供的高温熔体压力变送器系统，还可以具有这样的特征：其中，常温范围为20-85℃。
本发明提供的高温熔体压力变送器系统，还可以具有这样的特征：其中，高温范围为100-400℃。
本发明提供的高温熔体压力变送器系统，还可以具有这样的特征：其中，预定拟合算法为抛物线拟合算法、最小二乘法曲线拟合算法、贝奇尔曲线拟合算法以及B样条曲线拟合算法中的任意一种。
本发明提供的高温熔体压力变送器系统，还可以具有这样的特征：其中，压力变送器还具有螺杆，该螺杆设有用于容纳毛细管的空腔，膜片固定设置在螺杆的一端，温度传感器被设置在螺杆内并靠近膜片。
本发明提供的高温熔体压力变送器系统，还可以具有这样的特征：其中，温度传感器为PT100型热电阻。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的高温熔体压力变送器系统，因为在标定状态时，压力变送器依次对分别处于多个标定温度值时的零点压力值作为标定零点压力值进行检测，漂移量计算部依次把每个标定零点压力值和基准零点压力值的差值作为零点压力漂移量进行计算，漂移量拟合部采用预定拟合算法对所有标定温度值以及对应的零点压力漂移量进行拟合得到零点压力漂移量信息，漂移量信息存储部将零点压力漂移量拟合信息进行存储，在测试状态时，压力变送器和温度传感器对待测高温熔体的压力值作为当前压力值和环境温度值作为当前环境温度值分别进行检测，漂移补偿量获取部从压力漂移量信息存储部中存储的零点压力漂移量拟合信息中获取与该当前环境温度值对应的零点压力漂移量，并把该零点压力漂移量作为当前压力补偿量，补偿计算部对当前压力值和当前压力补偿量的差值作为补偿后的当前压力值进行计算，压力信息存储部对该补偿后的当前压力值以及当前环境温度值进行对应存储而形成压力信息，所以，本发明中的高温熔体压力变送器系统，不仅能够对因高温引起的零点压力值漂移量进行标定，从而得到零点压力漂移量拟合信息；而且，能够根据零点压力漂移量拟合信息对测试结果进行自动补偿，从而提高了压力测试结果的精准度。
附图说明
图1是本发明的实施例中高温熔体压力变送器系统的结构框图；
图2是本发明的实施例中压力变送器和温度传感器的结构示意图；
图3是本发明的实施例中管理装置的结构框图；
图4是本发明的实施例中高温熔体压力变送器系统处于标定状态下的动作流程图；以及
图5是本发明的实施例中高温熔体压力变送器系统处于测试状态下的动作流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明高温熔体压力变送器系统作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例中高温熔体压力变送器系统的结构框图。
如图1所示，在本实施例中，高温熔体压力变送器系统100是在原有的高温熔体压力变送器系统的基础上改进而成的，用于对待测高温熔体的压力信息检测，具有标定状态和测试状态。该高温熔体压力变送器系统100包括压力变送器10、温度传感器20以及管理装置30。
压力变送器10和温度传感器20分别通过通信网络40和通信网络50与管理装置30通信连接。通信网络40和通信网络50为有线网络或者无线网络。在本实施例中，通信网络40和通信网络50均采用信号连接线的有线网络。
图2是本发明的实施例中压力变送器和温度传感器的结构示意图。
如图1和图2所示，压力变送器10用于在标定状态时依次对处于多个标定温度值时的零点压力值进行检测，并把该零点压力值作为标定零点压力值；也用于在测试状态时对处于待测熔体的压力值进行检测，并把该压力值作为当前压力值。该压力变送器10具有螺杆11、毛细管12、膜片13以及感压元件14。
螺杆11具有与毛细管12的形状相匹配的空腔。
毛细管12安装在螺杆11的空腔内，其内填充有水银。
膜片13固定设置在螺杆11的一端，用于感受压力。
感压元件14固定设置在螺杆11的另一端，用于将通过填充在毛细管12内的水银传导来的压力信号转换为电信号。
如图1和图2所示，温度传感器20被设置在螺杆11内并位于靠近膜片13的位置，用于把膜片13附近的温度作为压力变送器10的环境温度值进行检测，并在测试状态时把该环境温度值作为当前环境温度值。在本实施例中，温度传感器为PT100型热电阻。
图3是本发明的实施例中管理装置的结构框图。
如图3所示，管理装置30包含有画面存储部31、输入显示部32、标定参数存储部33、漂移量计算部34、漂移量拟合部35、漂移量信息存储部36、漂移补偿量获取部37、补偿计算部38、压力信息存储部39、接收部40、暂存部41以及控制部42。
画面存储部31存储有管理画面、标定画面以及测试结果显示画面。
管理画面含有标定状态按键以及测试状态按键，标定状态按键用于让操作者确认进入标定状态，测试状态按键用于让操作者确认进入测试状态。
标定画面含有标定参数设定区域，该标定参数设定区域具有基准温度值设定栏、基准零点电压值设定栏以及多个标定温度值设定栏，分别用于让操作者输入基准温度值、基准零点电压值以及标定温度值等标定参数信息。
测试结果显示画面用于显示测试结果，该测试结果为至少包含压力值和环境温度值的压力信息。
输入显示部32用于进行管理画面的显示，从而让操作者进行相应的操作；也用于进行标定画面的显示，从而让操作者输入相应的标定参数信息；还用于进行测试结果显示画面的显示，一旦压力信息被形成，输入显示部32就在测试结果显示画面内显示该压力信息。
标定参数存储部33用于对存储标定参数信息，该标定参数信息含有在常温范围内选定的一个基准温度值、与该基准温度值对应的并被设定为零的基准零点电压值、以及在高温范围内依次选定的多个标定温度值。一旦标定参数信息被设定，标定参数存储部33就将该标定参数信息进行存储。在本实施例中，常温范围为20-85℃，高温范围为100-400℃。
漂移量计算部34用于依次把每个标定零点压力值和基准零点压力值的差值进行计算，并把该差值作为零点压力漂移量。
漂移量拟合部35采用预定拟合算法对所有标定温度值以及对应的零点压力漂移量进行拟合得到零点压力漂移量信息。其中，预定拟合算法为抛物线拟合算法、最小二乘法曲线拟合算法、贝奇尔曲线拟合算法以及B样条曲线拟合算法中的任意一种。在本实施例中，预定拟合算法采用抛物线拟合算法。
漂移量信息存储部36用于对漂移量拟合部35得到的零点压力漂移量拟合信息进行存储。
漂移补偿量获取部37用于从压力漂移量信息存储部36中存储的零点压力漂移量拟合信息中获取与当前环境温度值对应的零点压力漂移量，并把该零点压力漂移量作为当前压力补偿量。
补偿计算部38用于对当前压力值和当前压力补偿量的差值进行计算，并把该差值作为补偿后的当前压力值。
压力信息存储部39用于在当前环境温度值在高温范围内时，对该补偿后的当前压力值以及当前环境温度值进行对应存储而形成压力信息；也用于在当前环境温度值在常温范围内时，对压力变送器10获得的当前压力值以及当前环境温度值进行对应存储而形成压力信息。
接收部40用于接收从压力变送器10发送来的压力信息；也用于接收从温度传感器20发送来的环境温度信息。
暂存部41用于暂时存储管理装置30的各个构成部分之间、管理装置30与压力变送器10之间以及管理装置30与温度传感器20之间所交换的相关数据信息，包括从压力变送器10接收到的压力信息、从温度传感器20接收到的环境温度信息、漂移补偿量获取部38从压力漂移量信息存储部36中存储的零点压力漂移量拟合信息中获取的与当前环境温度值对应的作为当前压力补偿量的零点压力漂移量。
控制部42用于控制管理装置30中的各个构成部分的工作。
下面结合流程图来详细阐述高温熔体压力变送器系统100的标定动作过程和测试动作过程。
图4是本发明的实施例中高温熔体压力变送器系统处于标定状态下的动作流程图。
如图4所示，在本实施例中，高温熔体压力变送器系统100的标定动作流程包含如下步骤：
步骤S1-1，输入显示部32显示管理画面，并在该管理画面内显示标定状态按键以及测试状态按键，然后进入步骤S1-2。
步骤S1-2，一旦标定状态按键被选择，输入显示部32就显示标定画面并显示标定参数设定区域让操作者输入标定参数信息，然后进入步骤S1-3。
步骤S1-3，一旦标定参数信息被设定，标定参数存储部33就将该标定参数信息进行存储，然后进入步骤S1-4。
步骤S1-4，压力变送器10依次对分别处于多个标定温度值时的零点压力值作为标定零点压力值进行检测，然后进入步骤S1-5。
步骤S1-5，漂移量计算部34依次把每个标定零点压力值和基准零点压力值的差值作为零点压力漂移量进行计算，然后进入步骤S1-6。
步骤S1-6，漂移量拟合部35采用预定拟合算法对所有标定温度值以及对应的零点压力漂移量进行拟合得到零点压力漂移量信息，然后进入步骤S1-7。
步骤S1-7，漂移量信息存储部36将零点压力漂移量拟合信息进行存储，然后进入结束状态。
图5是本发明的实施例中高温熔体压力变送器系统处于测试状态下的动作流程图。
如图5所示，在本实施例中，高温熔体压力变送器系统100的测试动作流程包含如下步骤：
步骤S2-1，输入显示部32显示管理画面，并在该管理画面内显示标定状态按键以及测试状态按键，然后进入步骤S2-2。
步骤S2-2，一旦测试状态按键被选择，输入显示部32就显示测试结果显示画面，然后进入步骤S2-3。
步骤S2-3，压力变送器10和温度传感器20对待测高温熔体的压力值作为当前压力值和环境温度值作为当前环境温度值分别进行检测，然后进入步骤S2-4。
步骤S2-4，漂移补偿量获取部37从压力漂移量信息存储部中存储的零点压力漂移量拟合信息中获取与该当前环境温度值对应的零点压力漂移量，并把该零点压力漂移量作为当前压力补偿量，然后进入步骤S2-5。
步骤S2-5，补偿计算部38对当前压力值和当前压力补偿量的差值作为补偿后的当前压力值进行计算，然后进入步骤S2-6。
步骤S2-6，压力信息存储部39对该补偿后的当前压力值以及当前环境温度值进行对应存储而形成压力信息，然后进入步骤S2-7。
步骤S2-7，一旦压力信息被形成，输入显示部32就在测试结果显示画面内显示该压力信息，然后进入结束状态。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的高温熔体压力变送器系统，因为在标定状态时，压力变送器依次对分别处于多个标定温度值时的零点压力值作为标定零点压力值进行检测，漂移量计算部依次把每个标定零点压力值和基准零点压力值的差值作为零点压力漂移量进行计算，漂移量拟合部采用预定拟合算法对所有标定温度值以及对应的零点压力漂移量进行拟合得到零点压力漂移量信息，漂移量信息存储部将零点压力漂移量拟合信息进行存储，在测试状态时，压力变送器和温度传感器对待测高温熔体的压力值作为当前压力值和环境温度值作为当前环境温度值分别进行检测，漂移补偿量获取部从压力漂移量信息存储部中存储的零点压力漂移量拟合信息中获取与该当前环境温度值对应的零点压力漂移量，并把该零点压力漂移量作为当前压力补偿量，补偿计算部对当前压力值和当前压力补偿量的差值作为补偿后的当前压力值进行计算，压力信息存储部对该补偿后的当前压力值以及当前环境温度值进行对应存储而形成压力信息，所以，本实施例中的高温熔体压力变送器系统，不仅能够对因高温引起的零点压力值漂移量进行标定，从而得到零点压力漂移量拟合信息；而且，能够根据零点压力漂移量拟合信息对测试结果进行自动补偿，从而提高了压力测试结果的精准度。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高温熔体压力变送器系统，具有标定状态和测试状态，用于对待测高温熔体的压力信息进行检测，其特征在于，包括：
压力变送器，具有内部填充有水银的毛细管以及分别位于该毛细管的两端部的膜片和感压元件；
温度传感器，用于把所述膜片附近的温度作为所述压力变送器的环境温度进行检测；以及
管理装置，与所述压力变送器和所述温度传感器分别通信连接，
其中，所述管理装置包含有标定参数存储部、漂移量计算部、漂移量拟合部、漂移量信息存储部、温度判断部、漂移补偿量获取部、补偿计算部以及压力信息存储部，
所述标定参数存储部至少存储有标定参数信息，该标定参数信息含有在常温范围内选定的一个基准温度值、与该基准温度值对应的并被设定为零的基准零点电压值、以及在高温范围内依次选定的多个标定温度值，
在所述标定状态时，所述压力变送器依次对分别处于多个所述标定温度值时的零点压力值作为标定零点压力值进行检测，
所述漂移量计算部依次把每个所述标定零点压力值和所述基准零点压力值的差值作为零点压力漂移量进行计算，
所述漂移量拟合部采用预定拟合算法对所有所述标定温度值以及对应的所述零点压力漂移量进行拟合得到零点压力漂移量信息，
所述漂移量信息存储部将所述零点压力漂移量拟合信息进行存储，
在所述测试状态时，所述压力变送器和所述温度传感器对所述待测高温熔体的压力值作为当前压力值和所述环境温度值作为当前环境温度值分别进行检测，
所述漂移补偿量获取部从所述压力漂移量信息存储部中存储的所述零点压力漂移量拟合信息中获取与该当前环境温度值对应的零点压力漂移量，并把该零点压力漂移量作为当前压力补偿量，
所述补偿计算部对所述当前压力值和所述当前压力补偿量的差值作为补偿后的当前压力值进行计算，
所述压力信息存储部对该补偿后的当前压力值以及所述当前环境温度值进行对应存储而形成所述压力信息。
2.根据权利要求1所述的高温熔体压力变送器系统，其特征在于：
其中，所述管理装置还包含画面存储部以及输入显示部，
所述画面存储部存储有管理画面、标定画面以及测试结果显示画面，所述管理画面含有标定按键以及测试按键，所述标定画面含有标定参数设定区域，
所述输入显示部显示所述管理画面并在该管理画面内显示所述标定状态按键以及所述测试状态按键，
一旦所述标定状态按键被选择，所述输入显示部就显示所述标定画面并显示所述标定参数设定区域让操作者输入所述标定参数信息，一旦所述标定参数信息被设定，所述标定参数存储部就将该标定参数信息进行存储，
一旦所述测试状态按键被选择，所述输入显示部就显示所述测试结果显示画面，一旦所述压力信息被形成，所述输入显示部就在所述测试结果显示画面内显示该压力信息。
3.根据权利要求1所述的高温熔体压力变送器系统，其特征在于：
其中，所述常温范围为20-85℃。
4.根据权利要求1所述的高温熔体压力变送器系统，其特征在于：
其中，所述高温范围为100-400℃。
5.根据权利要求1所述的高温熔体压力变送器系统，其特征在于：
其中，所述预定拟合算法为抛物线拟合算法、最小二乘法曲线拟合算法、贝奇尔曲线拟合算法以及B样条曲线拟合算法中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的高温熔体压力变送器系统，其特征在于：
其中，所述压力变送器还具有螺杆，该螺杆设有用于容纳所述毛细管的空腔，
所述膜片固定设置在所述螺杆的一端，
所述温度传感器被设置在所述螺杆内并与靠近所述膜片。
7.根据权利要求1所述的高温熔体压力变送器系统，其特征在于：
其中，所述温度传感器为PT100型热电阻。
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