CN113405723B - 一种变送器阻尼时间测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变送器阻尼时间测试装置及测试方法，该装置包括：压力给定装置用于为被测变送器提供稳定压力；压力泄放装置连接压力给定装置的输出端和被测变送器的输入端，用于对被测变送器进行压力释放；信号控制装置用于发送第一逻辑信号至压力给定装置以控制压力给定装置是否为变送器提供压力、以及用于发送第二逻辑信号至压力泄放装置以控制压力泄放装置是否对被测变送器进行压力释放；阻尼计算装置用于采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号，并计算被测变送器的阻尼时间。本发明实现了被测变送器阻尼时间的精确自动测量，加强了设备的可靠性，提高测试效率，节省测量时人力和工时的投入。

Description

一种变送器阻尼时间测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及变送器技术领域，尤其涉及一种变送器阻尼时间测试装置及测试方法。

背景技术

工程现场常采用变送器测量工艺系统物理量信号，并将物理量转换为电信号进行运算和处理。由于工艺系统物理量信号往往存在波动，故需要在变送器进行阻尼时间设置，防止信号的频繁波动对监测或者控制产生影响。阻尼设置对于缓解工艺系统存在的波动具有显著作用，但同时部分系统需要将真实工艺系统的波动情况进行呈现，所以不同功能位置对于具体的阻尼时间要求存在不同，查询现市面也未有完整的变送器阻尼时间智能化测试装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种变送器阻尼时间测试装置及测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变送器阻尼时间测试装置，包括：

压力给定装置，用于为被测变送器提供稳定压力；

压力泄放装置，连接所述压力给定装置的输出端和被测变送器的输入端，用于对被测变送器进行压力释放；

信号控制装置，用于发送第一逻辑信号至所述压力给定装置以控制所述压力给定装置是否为所述变送器提供压力、以及用于发送第二逻辑信号至所述压力泄放装置以控制所述压力泄放装置是否对被测变送器进行压力释放；

阻尼计算装置，用于采集所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号，并计算被测变送器的阻尼时间。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试装置中，所述压力给定装置包括压力源以及隔离阀；

所述隔离阀的输入端与所述压力源连接，输出端与所述压力泄放装置连接；所述信号控制装置与所述隔离阀通信连接，控制所述隔离阀开启或关闭。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试装置中，所述压力泄放装置包括三通接头、泄放通路、泄压阀以及排放口；

所述三通接头的第一端连接所述压力给定装置，第二端连接被测变送器，第三端连接所述泄放通路，所述泄压阀设于所述泄放通路上，所述排放口设于所述泄放通路的末端；所述信号控制装置与所述泄压阀通信连接，控制所述泄压阀开启或关闭。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试装置中，所述阻尼计算装置还用于采集所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试装置中，所述泄放通路的管径大于管径3/8，管长度小于5cm。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试装置中，所述排放口为外扩喇叭口形状。

本发明还构造了一种变送器阻尼时间测试方法，采用上述任一项所述的变送器阻尼时间测试装置进行测试，所述测试方法包括：

S1：利用所述压力给定装置并通过所述压力泄放装置给被测变送器施加稳定压力；

S2：通过所述信号控制装置发送第一逻辑信号至所述压力给定装置，控制所述压力给定装置停止为所述变送器提供压力；以及，发送第二逻辑信号至所述压力泄放装置，控制所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放；

S3：采集所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号，并计算被测变送器的阻尼时间。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试方法中，所述步骤S3包括：

S31：自动获取并计算所述压力泄放装置从压力释放开始到压力完全释放稳态时被测变送器的电流输出差值ΔmA；

S32：获取所述模拟电流信号的初始变化时间点T′、以及所述模拟电流信号从T′时间点开始变化第一电流输出差值aΔmA的时间点T″；

S33：计算阻尼时间T_S＝T^′-T′。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试方法中，所述第一电流输出差值aΔmA为63.2％ΔmA。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试方法中，所述步骤S3还包括：

采集所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试方法中，所述步骤S32还包括：获取所述第二逻辑信号的动作时间点T；

所述步骤S32之后还包括：计算T₂＝T′-T，并判断T₂是否小于等于所述压力泄放装置的响应速度，若否，则取T′＝T-T₂，若是则执行步骤S33。

优选地，在本发明所述的变送器阻尼时间测试方法中，所述压力泄放装置的响应速度为30ms。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

该变送器阻尼时间测试装置及测试方法实现了被测变送器阻尼时间的精确自动测量，曲线时间点自动识别，减少人员经验对测量数据造成的偏差导致对探头的误判，加强了设备的可靠性，同时可以提高测试效率，节省测量时人力和工时的投入。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明变送器阻尼时间测试装置的组成示意图一；

图2是本发明变送器阻尼时间测试装置的组成示意图二；

图3是本发明压力泄放装置的组成示意图；

图4是本发明变送器阻尼时间测试方法的流程示意图；

图5是本发明模拟电流信号和第二逻辑信号的信号曲线示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

需要说明的是，附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

实施例一：如图1所示，本发明公开了一种变送器阻尼时间测试装置，包括：压力给定装置、压力泄放装置、信号控制装置和阻尼计算装置。其中：

压力给定装置用于为被测变送器提供稳定压力。

压力泄放装置连接压力给定装置的输出端和被测变送器的输入端，用于对被测变送器进行压力释放，优选为快速释放，压力释放时间≤10ms，保证被测变送器阻尼时间测量的准确性。

信号控制装置与压力给定装置和压力泄放装置通信连接，用于发送第一逻辑信号至压力给定装置以控制压力给定装置是否为变送器提供压力、以及用于发送第二逻辑信号至压力泄放装置以控制压力泄放装置是否对被测变送器进行压力释放。在一些实施例中，第一逻辑信号和第二逻辑信号可以分别为0或1，当第一逻辑信号和第二逻辑信号为0时，压力给定装置为变送器提供压力，压力泄放装置对被测变送器进行压力释放；当第一逻辑信号和第二逻辑信号为1时，压力给定装置停止为变送器提供压力，压力泄放装置对被测变送器进行压力封闭。

阻尼计算装置与压力泄放装置和被测变送器连接，用于采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号，并计算被测变送器的阻尼时间。

在本实施例中，如图2所示，该压力给定装置包括压力源以及隔离阀。隔离阀的输入端与压力源连接，输出端与压力泄放装置连接。信号控制装置与隔离阀通信连接，控制隔离阀开启或关闭，从而控制是否为变送器提供压力。

在一些实施例中，压力源可以通过两种方式给定：外部压力源装置给定和自带压力源装置给定，而压力源有多种选择，例如压力源可以为液压或气压，隔离阀可以为高漏真空阀或电磁阀。在另外一些实施例中，该压力给定装置还可包括用于进行压力调节的调压阀，并且可通过PLC来控制隔离阀和调压阀，达到精确控制压力的目的。

在本实施例中，如图2和3所示，该压力泄放装置包括三通接头、泄放通路(图3箭头所指的粗线)、泄压阀以及排放口。三通接头的第一端连接压力给定装置，即连接隔离阀的输出端，第二端连接被测变送器，第三端连接泄放通路，泄压阀设于泄放通路上，排放口设于泄放通路的末端。信号控制装置与泄压阀通信连接，控制泄压阀开启或关闭，从而控制是否对被测变送器进行压力释放。优选地，该泄压阀可以采用高漏真空阀或电磁阀，并通过PLC来控制。

在一些实施例中，为了保证泄压阀收到开启命令后，可以实现快速全开，保证压力的快速释放，可以增加泄放通道的流通能力，例如可对泄放通路的管径进行加粗，优选泄放通路的管径大于管径3/8。同时可以减少泄放通路的泄放阻力，例如可缩短泄放通路的管长度，优选泄放通路的管长度小于5cm。并且，还可实现压力的大口径释放，例如排放口为外扩喇叭口形状。

在本实施例中，阻尼计算装置计算被测变送器的阻尼时间具体包括：

自动获取并计算压力泄放装置从压力释放开始到压力完全释放稳态时被测变送器的电流输出差值ΔmA；

获取模拟电流信号的初始变化时间点T′、以及模拟电流信号从T′时间点开始变化第一电流输出差值aΔmA的时间点T″；在一些实施例中，第一电流输出差值aΔmA为63.2％ΔmA；

计算阻尼时间T_S＝T″-T′。

在另外一些实施例中，为了保证压力泄放装置在正常的响应速度内，阻尼计算装置还用于采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号。完整地，阻尼计算装置用于采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号以及被测变送器输出的模拟电流信号，根据第二逻辑信号和模拟电流信号计算被测变送器的阻尼时间。

阻尼计算装置计算被测变送器的阻尼时间具体包括：

自动获取并计算压力泄放装置从压力释放开始到压力完全释放稳态时被测变送器的电流输出差值ΔmA；

获取第二逻辑信号的动作时间点T、获取模拟电流信号的初始变化时间点T′、以及模拟电流信号从T′时间点开始变化第一电流输出差值aΔmA的时间点T″。在一些实施例中，第一电流输出差值aΔmA为63.2％ΔmA；

计算T₂＝T′-T，并判断T₂是否小于等于压力泄放装置的响应速度，若否，则取T′＝T-T₂，若是，则计算阻尼时间T_S＝T″-T′。在一些实施例中，压力泄放装置的响应速度为泄压阀的响应速度，例如30ms。

在一些实施例中，该测试装置自带电池，保证在无外供电的情况下，也可以进行工作。并且，该装置采用无焊连接，锥面密封，适合于绝大多数液压系统密封要求。另外，该装置体积小，设备轻便，不受使用空间限制，也无需额外固定，便于携带和使用。

实施例二：如图4所示，本发明公开了一种变送器阻尼时间测试方法，采用上述实施一所述的变送器阻尼时间测试装置进行测试，测试方法包括：

步骤S1：利用压力给定装置并通过压力泄放装置给被测变送器施加稳定压力，此时压力泄放装置对被测变送器进行压力封闭；

步骤S2：通过信号控制装置发送第一逻辑信号至压力给定装置，控制压力给定装置停止为变送器提供压力；以及，发送第二逻辑信号至压力泄放装置，控制压力泄放装置对被测变送器进行压力释放；

S3：采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号，并计算被测变送器的阻尼时间。

在本实施例中，步骤S1具体包括：通过信号控制装置发送第一逻辑信号至隔离阀以控制隔离阀开启，给被测变送器施加稳定压力；以及，发送第二逻辑信号至泄压阀以控制泄压阀关闭，对被测变送器进行压力封闭，利用压力源并通过三通接头给被测变送器施加稳定压力。被测变送器被施加稳定压力后，输出模拟电流信号。为了保证测试精度，压力源所施加的压力值为被测变送器量程的50％～70％之间。在一些实施例中，对于单侧取压管，在三通接头处直接连接至被测变送器取压管。而对于双侧取压管，在三通接头处结合变送器差压测量原理连接至被测变送器正压侧或者负压侧取压管。

步骤S2具体包括：通过信号控制装置发送第一逻辑信号至隔离阀以控制隔离阀关闭，停止为变送器提供压力；以及，发送第二逻辑信号至泄压阀以控制泄压阀开启，对被测变送器进行压力释放，压力通过泄放通路和排放口进行释放。

如图5所示，在此需要说明的是，图中所示的第二逻辑信号曲线与电流无关系，只为表示第二逻辑信号的动作时间点T。步骤S3具体包括：

步骤S31：自动获取并计算压力泄放装置从压力释放开始到压力完全释放稳态时被测变送器的电流输出差值ΔmA；

步骤S32：获取模拟电流信号的初始变化时间点T′、以及模拟电流信号从T′时间点开始变化第一电流输出差值aΔmA的时间点T″；在一些实施例中，第一电流输出差值aΔmA为63.2％ΔmA。

步骤S33：计算阻尼时间T_S＝T″-T′。

在本实施例中，为了保证压力泄放装置在正常的响应速度内，步骤S3还包括：采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号。完整地，采集压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号以及被测变送器输出的模拟电流信号，并计算被测变送器的阻尼时间。

步骤S32还包括：获取第二逻辑信号的动作时间点T。步骤S32之后还包括：计算T₂＝T′-T，并判断T₂是否小于等于压力泄放装置的响应速度，若否，则取T′＝T-T₂，若是，则执行步骤S33。在一些实施例中，压力泄放装置的响应速度为泄压阀的响应速度，例如30ms。

完整地，步骤S3具体包括：

步骤S31：自动获取并计算压力泄放装置从压力释放开始到压力完全释放稳态时被测变送器的电流输出差值ΔmA；

步骤S32：获取第二逻辑信号的动作时间点T、获取模拟电流信号的初始变化时间点T′、以及模拟电流信号从T′时间点开始变化第一电流输出差值aΔmA的时间点T″；在一些实施例中，第一电流输出差值aΔmA为63.2％ΔmA；

计算T₂＝T′-T，并判断T₂是否小于等于压力泄放装置的响应速度，若否，则取T′＝T-T₂，若是，则执行步骤S33。在一些实施例中，压力泄放装置的响应速度为泄压阀的响应速度，例如30ms；

步骤S33：计算阻尼时间T_S＝T″-T′。

本变送器阻尼时间测试装置及测试方法采用微机控制试验过程，采用专用测试软件，可实时显示压力-时间曲线，实时数据显示，并进行数据存储；可随时输出打印试验报告，与OFFICE办公软件兼容，试验结果以打印图报表方式和标准Excel数据表格方式的两种模式输出。可编程试验报告，依据自己的特点设计编排，与外部系统对接兼容。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

该变送器阻尼时间测试装置及测试方法实现了被测变送器阻尼时间的精确自动测量，曲线时间点自动识别，减少人员经验对测量数据造成的偏差导致对探头的误判，加强了设备的可靠性，同时可以提高测试效率，节省测量时人力和工时的投入。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种变送器阻尼时间测试装置，其特征在于，包括：

压力给定装置，用于为被测变送器提供稳定压力；

压力泄放装置，连接所述压力给定装置的输出端和被测变送器的输入端，用于对被测变送器进行压力释放；

信号控制装置，用于发送第一逻辑信号至所述压力给定装置以控制所述压力给定装置是否为所述变送器提供压力、以及用于发送第二逻辑信号至所述压力泄放装置以控制所述压力泄放装置是否对被测变送器进行压力释放；

阻尼计算装置，用于采集所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号以及所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的所述第二逻辑信号，并根据所述第二逻辑信号和所述模拟电流信号计算被测变送器的阻尼时间。

2.根据权利要求1所述的变送器阻尼时间测试装置，其特征在于，所述压力给定装置包括压力源以及隔离阀；

所述隔离阀的输入端与所述压力源连接，输出端与所述压力泄放装置连接；所述信号控制装置与所述隔离阀通信连接，控制所述隔离阀开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的变送器阻尼时间测试装置，其特征在于，所述压力泄放装置包括三通接头、泄放通路、泄压阀以及排放口；

所述三通接头的第一端连接所述压力给定装置，第二端连接被测变送器，第三端连接所述泄放通路，所述泄压阀设于所述泄放通路上，所述排放口设于所述泄放通路的末端；所述信号控制装置与所述泄压阀通信连接，控制所述泄压阀开启或关闭。

4.根据权利要求3所述的变送器阻尼时间测试装置，其特征在于，所述泄放通路的管径大于管径3/8，管长度小于5cm。

5.根据权利要求3所述的变送器阻尼时间测试装置，其特征在于，所述排放口为外扩喇叭口形状。

6.一种变送器阻尼时间测试方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的变送器阻尼时间测试装置进行测试，所述测试方法包括：

S1：利用所述压力给定装置并通过所述压力泄放装置给被测变送器施加稳定压力；

S2：通过所述信号控制装置发送第一逻辑信号至所述压力给定装置，控制所述压力给定装置停止为所述变送器提供压力；以及，发送第二逻辑信号至所述压力泄放装置，控制所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放；

S3：采集所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的被测变送器输出的模拟电流信号以及所述压力泄放装置对被测变送器进行压力释放时的第二逻辑信号，并根据所述第二逻辑信号和所述模拟电流信号计算被测变送器的阻尼时间。

7.根据权利要求6所述的变送器阻尼时间测试方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：自动获取并计算所述压力泄放装置从压力释放开始到压力完全释放稳态时被测变送器的电流输出差值ΔmA；

S32：获取所述模拟电流信号的初始变化时间点T′、以及所述模拟电流信号从T′时间点开始变化第一电流输出差值aΔmA的时间点T″；

S33：计算阻尼时间T_S＝T″-T′。

8.根据权利要求7所述的变送器阻尼时间测试方法，其特征在于，所述第一电流输出差值aΔmA为63.2％ΔmA。

9.根据权利要求8所述的变送器阻尼时间测试方法，其特征在于，所述步骤S32还包括：获取所述第二逻辑信号的动作时间点T；

所述步骤S32之后还包括：计算T₂＝T′-T，并判断T₂是否小于等于所述压力泄放装置的响应速度，若否，则取T′＝T-T₂，若是则执行步骤S33。

10.根据权利要求9所述的变送器阻尼时间测试方法，其特征在于，所述压力泄放装置的响应速度为30ms。

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