CN112213028A - 一种绝压表压传感器的鉴别装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝压表压传感器的鉴别装置及方法，其中鉴别装置包括密封箱，密封箱包括箱体和箱盖，箱体与变压装置连接，箱体的外侧壁上设有显示面板，箱体内设有测量鉴别模块，测量鉴别模块用于采集压力传感器所测量的压力值并经过计算后将结果输送至显示面板；其中方法包括上述鉴别装置的使用方法以及绝压表压传感器的鉴别方法。其目的是为了提供一种绝压表压传感器的鉴别装置及方法，能够快速、有效地鉴别绝压传感器和表压传感器。

Description

一种绝压表压传感器的鉴别装置及方法

技术领域

本发明涉及压力传感器的鉴别领域，具体涉及一种绝压型与表压型压力传感器的鉴别装置及方法。

背景技术

压力传感器是最常用的一种传感器，广泛应用于水利水电、航天航空、石油化工等众多行业。

典型的压力传感器原理结构如图1所示，压力敏感元件(膜片1’)将压力传感器分为压力测量腔3’和压力参考腔2’，根据传感器的类型(绝压、表压、差压)，选择压力参考腔2’的密封和连接方式：压力参考腔2’密封抽真空，传感器就是绝压传感器；压力参考腔2’密封标准大气压力或通过小管与大气相通，则传感器为密封表压或表压传感器；压力参考腔2’密通过接口与被测低压相连通，则传感器为压差传感器。

绝压传感器是能感受绝对压力并转换成可用输出信号的压力传感器，表压传感器是能感受相对于传感器所处环境压力的压力并转换成可用输出信号的压力传感器。两种传感器的差别在于压力零点的不同，绝压传感器测量的参数是以绝对零压(真空)为零点计算的压强，表压传感器测量的参数是以传感器所处环境的大气压力为零点计算的压强。

原则上，可以通过压力传感器的零点输出鉴别绝压和表压传感器，但由于压力传感器的零点可调，只看压力传感器的零点输出并不能有效鉴别绝压和表压传感器。绝压传感器和表压传感器检定或校准时，均采用将压力测量腔3’与标准压力源相连通的方式进行，因此两者的计量特性一致，通过计量检定校准无法得到有效区分。在某些特殊的场合，两种传感器错用、混用会造成较为严重的后果。现有计量检定校准手段无法有效区分绝压传感器和表压传感器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种绝压表压传感器的鉴别装置及方法，能够快速、有效地鉴别绝压传感器和表压传感器。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，包括密封箱，所述密封箱包括箱体和箱盖，所述箱体与变压装置连接，所述箱体的外侧壁上设有显示面板，所述箱体内设有测量鉴别模块，所述测量鉴别模块用于采集压力传感器所测量的压力值并经过计算后将结果输送至显示面板。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体的外侧壁上设有控制面板，所述控制面板与变压装置连接，所述控制面板用于控制变压装置的工作状态。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体与变压装置通过管路连接，所述管路上设有阀门。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体与箱盖之间设有密封条。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体上设有把手。

本发明中，还包括上述绝压表压传感器的鉴别装置的使用方法，包括如下步骤：

打开所述密封箱，

将待鉴别的压力传感器置于所述密封箱内，

连接所述压力传感器与所述测量鉴别模块，

关闭所述密封箱，

使所述压力传感器测量密封箱内的压力并将其传送至测量鉴别模块，

通过所述变压装置改变密封箱内的压力，

再次使所述压力传感器测量密封箱内的压力并将其传送至测量鉴别模块，

通过所述测量鉴别模块计算密封箱变压前后的压力传感器所测得的压力差值，并根据差值判断压力传感器的类型，之后将压力传感器的类型输送至显示面板。

本发明中的上述鉴别装置的使用方法，其中所述根据差值判断压力传感器的类型的具体步骤为：当所述差值为0时，所述压力传感器为表压传感器；当所述差值不为0时，所述压力传感器为绝压传感器。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别方法，包括：

步骤一，将待鉴别的压力传感器置于密闭环境内并测量密闭环境的压力，此时将所述压力传感器测量的压力记为第一压力，

步骤二，改变所述密闭环境的压力，此时将压力传感器测量的压力记为第二压力，

步骤三，计算所述第二压力与第一压力的差值，当所述差值为0时，所述压力传感器为表压传感器；当所述差值不为0时，所述压力传感器为绝压传感器。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别方法，其中所述步骤三中，当所述差值为0时，所述压力传感器为表压传感器的具体判断步骤为：

将所述压力传感器的测量压力腔和参考压力腔内的绝对压力分别设为P₁和P₂，将所述密闭环境变压前后的绝对压力分别设为P₀和P₃，将压力传感器的测量压力设为P，

对于压力传感器有：

P＝P₁-P₂ (1)

在密闭环境变压前，对于表压传感器有：

P₁＝P₀,P₂＝P₀ (2)

将式(2)代入式(1)，可得：

P＝P₁-P₂＝P₀-P₀＝0 (3)

在密闭环境变压后，对于表压传感器有：

P₁＝P₃,P₂＝P₃ (4)

将式(4)式代入式(1)，可得：

P＝P₁-P₂＝P₃-P₃＝0 (5)

根据式(3)和(5)可得表压传感器在密闭环境变压后测量的第二压力与变压前测量的第一压力之差值为：

ΔP＝0。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别方法，其中所述步骤三中，当所述差值不为0时，所述压力传感器为绝压传感器的具体判断步骤为：

将所述压力传感器的测量压力腔和参考压力腔内的绝对压力分别设为P₁和P₂，将所述密闭环境变压前后的绝对压力分别设为P₀和P₃，将压力传感器的测量压力设为P，

对于压力传感器有：

P＝P₁-P₂ (1)

对于绝压传感器有：

P₂＝0 (6)

将式(6)代入式(1)，可得：

P＝P₁ (7)

在密闭环境变压前，对于绝压传感器有：

P₁＝P₀ (8)

将式(8)代入式(7)，可得：

P＝P₁＝P₀ (9)

在密闭环境变压后，对于绝压传感器有：

P₁＝P₃ (10)

将式(10)代入式(7)，可得：

P＝P₁＝P₃ (11)

根据式(9)和式(11)可得绝压传感器在密闭环境变压后测量的第二压力与变压前测量的第一压力之差值为：

ΔP＝P₃-P₀。

本发明绝压表压传感器的鉴别装置及方法与现有技术不同之处在于将待鉴别的传感器放置在密封箱的箱体内，连接测量鉴别模块，关闭箱盖，使用变压装置改变密封箱内的压力，通过判读采集到的信号就能够快速、有效地鉴别该传感器是绝压传感器还是表压传感器。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为典型的压力传感器原理结构示意图；

图2为本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置包括密封箱，所述密封箱包括箱体7和箱盖4，所述箱体7与变压装置12连接，即变压装置12与箱体7的内腔连通，用以改变箱体7内腔的压力大小。箱体7的外侧壁上设有显示面板8，箱体7内设有测量鉴别模块5，测量鉴别模块5用于采集压力传感器14所测量的压力值并经过计算后将结果输送至显示面板8。

变压装置12可选择±5kPa、±10kPa、±20kPa、±50kPa和±100kPa等压力变化数值。测量鉴别模块5支持标准电流型、电压型(两线、三线)和桥压型压力传感器，压力传感器供电可选择24VDC、12VDC、10VDC和5VDC等涵盖绝大多数压力传感器供电电压。

如图2所示，本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体7的外侧壁上设有控制面板9，所述控制面板9与变压装置12连接，此处的连接为电连接，所述控制面板9用于控制变压装置12的工作状态。

如图2所示，本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体7与变压装置12通过管路11连接，所述管路11上设有阀门13。

如图2所示，本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体7与箱盖4之间设有密封条10。密封条10设置在箱体7上，在盖上箱盖4后，箱体7和箱盖4之间通过密封条10进行密封。

如图2所示，本发明中的绝压表压传感器的鉴别装置，其中所述箱体7上设有把手6，便于工作人员对鉴别装置进行搬运。

本发明中，还包括上述绝压表压传感器的鉴别装置的使用方法，包括如下步骤：

打开所述密封箱，

将待鉴别的压力传感器14置于所述密封箱内，

连接所述压力传感器14与所述测量鉴别模块5，

关闭所述密封箱，

使所述压力传感器14测量密封箱内的压力并将其传送至测量鉴别模块5，

通过所述变压装置12改变密封箱内的压力，

再次使所述压力传感器14测量密封箱内的压力并将其传送至测量鉴别模块5，

通过所述测量鉴别模块5计算密封箱变压前后的压力传感器14所测得的压力差值，并根据差值判断压力传感器14的类型，之后将压力传感器14的类型输送至显示面板8。

本发明中的上述鉴别装置的使用方法，其中所述根据差值判断压力传感器14的类型的具体步骤为：当所述差值为0时，所述压力传感器14为表压传感器；当所述差值不为0时，所述压力传感器14为绝压传感器。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别方法，包括：

步骤一，将待鉴别的压力传感器14置于密闭环境内并测量密闭环境的压力，此时将所述压力传感器14测量的压力记为第一压力，

步骤二，改变所述密闭环境的压力，此时将压力传感器14测量的压力记为第二压力，

步骤三，计算所述第二压力与第一压力的差值，当所述差值为0时，所述压力传感器14为表压传感器；当所述差值不为0时，所述压力传感器14为绝压传感器。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别方法，其中所述步骤三中，当所述差值为0时，所述压力传感器14为表压传感器的具体判断步骤为：

将所述压力传感器14的测量压力腔和参考压力腔内的绝对压力分别设为P₁和P₂，将所述密闭环境变压前后的绝对压力分别设为P₀和P₃，将压力传感器14的测量压力设为P，

对于压力传感器14有：

P＝P₁-P₂ (1)

在密闭环境变压前，对于表压传感器有：

P₁＝P₀,P₂＝P₀ (2)

将式(2)代入式(1)，可得：

P＝P₁-P₂＝P₀-P₀＝0 (3)

在密闭环境变压后，对于表压传感器有：

P₁＝P₃,P₂＝P₃ (4)

将式(4)式代入式(1)，可得：

P＝P₁-P₂＝P₃-P₃＝0 (5)

根据式(3)和(5)可得表压传感器在密闭环境变压后测量的第二压力与变压前测量的第一压力之差值为：

ΔP＝0。

本发明中的绝压表压传感器的鉴别方法，其中所述步骤三中，当所述差值不为0时，所述压力传感器14为绝压传感器的具体判断步骤为：

将所述压力传感器14的测量压力腔和参考压力腔内的绝对压力分别设为P₁和P₂，将所述密闭环境变压前后的绝对压力分别设为P₀和P₃，将压力传感器14的测量压力设为P，

对于压力传感器14有：

P＝P₁-P₂ (1)

对于绝压传感器有：

P₂＝0 (6)

将式(6)代入式(1)，可得：

P＝P₁ (7)

在密闭环境变压前，对于绝压传感器有：

P₁＝P₀ (8)

将式(8)代入式(7)，可得：

P＝P₁＝P₀ (9)

在密闭环境变压后，对于绝压传感器有：

P₁＝P₃ (10)

将式(10)代入式(7)，可得：

P＝P₁＝P₃ (11)

根据式(9)和式(11)可得绝压传感器在密闭环境变压后测量的第二压力与变压前测量的第一压力之差值为：

ΔP＝P₃-P₀。

基于以上分析，通过测量鉴别模块5对待鉴别的压力传感器14信号的测量，并基于上述的鉴别逻辑(即ΔP＝0时，压力传感器14为表压传感器；ΔP≠0时，压力传感器14为绝压传感器)，完成对待鉴别压力传感器14的鉴别，并将鉴别结果显示在显示面板8上。

本发明绝压表压传感器的鉴别装置及方法与现有技术不同之处在于将待鉴别的传感器放置在密封箱的箱体7内，连接测量鉴别模块5，关闭箱盖4，使用变压装置12改变密封箱内的压力，通过判读采集到的信号就能够快速、有效地鉴别该传感器是绝压传感器还是表压传感器。

如图2所示，将待鉴别的压力传感器14放置在密封箱的箱体7内，连接传感器到测量鉴别模块5，盖上密封盖，鉴别装置上电启动，根据待鉴别传感器的使用量程，使用变压装置12对密封箱的内腔进行变压，根据测量鉴别模块5采集到的信号变化情况即可准确鉴别绝压和表压型压力传感器。

本发明的有益效果如下：

a)解决现有手段无法快速、有效鉴别绝压传感器和表压传感器的问题；

b)该鉴别装置可重复使用，生产成本低廉。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种绝压表压传感器的鉴别装置，其特征在于：包括密封箱，所述密封箱包括箱体和箱盖，所述箱体与变压装置连接，所述箱体的外侧壁上设有显示面板，所述箱体内设有测量鉴别模块，所述测量鉴别模块用于采集压力传感器所测量的压力值并经过计算后将结果输送至显示面板。

2.根据权利要求1所述的绝压表压传感器的鉴别装置，其特征在于：所述箱体的外侧壁上设有控制面板，所述控制面板与变压装置连接，所述控制面板用于控制变压装置的工作状态。

3.根据权利要求2所述的绝压表压传感器的鉴别装置，其特征在于：所述箱体与变压装置通过管路连接，所述管路上设有阀门。

4.根据权利要求3所述的绝压表压传感器的鉴别装置，其特征在于：所述箱体与箱盖之间设有密封条。

5.根据权利要求4所述的绝压表压传感器的鉴别装置，其特征在于：所述箱体上设有把手。

6.一种权利要求1-5任一项所述绝压表压传感器的鉴别装置的使用方法，包括如下步骤：

打开所述密封箱，

将待鉴别的压力传感器置于所述密封箱内，

连接所述压力传感器与所述测量鉴别模块，

关闭所述密封箱，

使所述压力传感器测量密封箱内的压力并将其传送至测量鉴别模块，

通过所述变压装置改变密封箱内的压力，

再次使所述压力传感器测量密封箱内的压力并将其传送至测量鉴别模块，

通过所述测量鉴别模块计算密封箱变压前后的压力传感器所测得的压力差值，并根据差值判断压力传感器的类型，之后将压力传感器的类型输送至显示面板。

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述根据差值判断压力传感器的类型的具体步骤为：当所述差值为0时，所述压力传感器为表压传感器；当所述差值不为0时，所述压力传感器为绝压传感器。

8.一种绝压表压传感器的鉴别方法，其特征在于，包括：

步骤一，将待鉴别的压力传感器置于密闭环境内并测量密闭环境的压力，此时将所述压力传感器测量的压力记为第一压力，

步骤二，改变所述密闭环境的压力，此时将压力传感器测量的压力记为第二压力，

步骤三，计算所述第二压力与第一压力的差值，当所述差值为0时，所述压力传感器为表压传感器；当所述差值不为0时，所述压力传感器为绝压传感器。

9.根据权利要求8所述的绝压表压传感器的鉴别方法，其特征在于，所述步骤三中，当所述差值为0时，所述压力传感器为表压传感器的具体判断步骤为：

将所述压力传感器的测量压力腔和参考压力腔内的绝对压力分别设为P₁和P₂，将所述密闭环境变压前后的绝对压力分别设为P₀和P₃，将压力传感器的测量压力设为P，

对于压力传感器有：

P＝P₁-P₂ (1)

在密闭环境变压前，对于表压传感器有：

P₁＝P₀,P₂＝P₀ (2)

将式(2)代入式(1)，可得：

P＝P₁-P₂＝P₀-P₀＝0 (3)

在密闭环境变压后，对于表压传感器有：

P₁＝P₃,P₂＝P₃ (4)

将式(4)式代入式(1)，可得：

P＝P₁-P₂＝P₃-P₃＝0 (5)

根据式(3)和(5)可得表压传感器在密闭环境变压后测量的第二压力与变压前测量的第一压力之差值为：

ΔP＝0。

10.根据权利要求9所述的绝压表压传感器的鉴别方法，其特征在于，所述步骤三中，当所述差值不为0时，所述压力传感器为绝压传感器的具体判断步骤为：

将所述压力传感器的测量压力腔和参考压力腔内的绝对压力分别设为P₁和P₂，将所述密闭环境变压前后的绝对压力分别设为P₀和P₃，将压力传感器的测量压力设为P，

对于压力传感器有：

P＝P₁-P₂ (1)

对于绝压传感器有：

P₂＝0 (6)

将式(6)代入式(1)，可得：

P＝P₁ (7)

在密闭环境变压前，对于绝压传感器有：

P₁＝P₀ (8)

将式(8)代入式(7)，可得：

P＝P₁＝P₀ (9)

在密闭环境变压后，对于绝压传感器有：

P₁＝P₃ (10)

将式(10)代入式(7)，可得：

P＝P₁＝P₃ (11)

根据式(9)和式(11)可得绝压传感器在密闭环境变压后测量的第二压力与变压前测量的第一压力之差值为：

ΔP＝P₃-P₀。

Images