CN114323354B - 压力变送器的补偿方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种压力变送器的补偿方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度；确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型；根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型；根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿。采用本方法能够对压力变送器的输出值进行补偿，从而提高压力变送器的测量精度。
Description
技术领域
本申请涉及传感技术领域，特别是涉及一种压力变送器的补偿方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
背景技术
压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
在冶金化工行业，压力变送器通常面临着极度恶劣的工作环境，如在金属制钠的环节中，压力变送器将在580℃的高温熔融盐环境下长时间工作。在这种特殊工况下，压力变送器与高温熔融盐直接接触的部分一般选择耐高温腐蚀的金属材料，将金属材料的形变量用特殊介质传导到压力变送器内部，压力变送器仍以电容式为主要测试原理。这种压力变送器在特殊工况下会不断地被高温熔融盐腐蚀，这使得金属材料的厚度随时间的推移而变薄，这直接影响其力学特性，最终导致压力变送器的精度丧失。
目前对于仪表的自校准、自补偿的方法主要是从电路部分或者添加标准参照物等方式，使仪表在工作过程中进行自修正，尚无从传感器探测部件自身角度出发，考虑其对传感性能下降的影响并对传感器的输出进行补偿和修正。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对压力变送器输出值进行补偿的方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种压力变送器的补偿方法。所述压力变送器包括传感组件，其中，所述方法包括：
获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度；
确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，其中，所述输出模型用于表征所述金属传感膜片在不同厚度下所受压力与所述压力变送器的输出值的对应关系；
根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型；
根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿。
在其中一个实施例中，所述获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括：
确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数；
基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度。
在其中一个实施例中，所述确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括：
确认腐蚀环境信息和所述金属传感膜片的基本信息，其中，所述腐蚀环境信息至少包括熔融盐的成分和工作温度范围，所述基本信息至少包括所述金属传感膜片的材料成分和初始厚度；
根据所述腐蚀环境信息和所述基本信息确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数。
在其中一个实施例中，所述根据所述腐蚀环境信息和所述基本信息确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括：
在多个预设实验温度下分别对所述金属传感膜片进行多次腐蚀实验，并记录每次所述腐蚀实验对应的实验数据，所述实验数据至少包括片所述腐蚀实验的腐蚀时间以及所述金属传感膜片在所述腐蚀时间内多个腐蚀时刻的质量；其中，每一所述预设实验温度对应多次所述腐蚀实验；
基于每个预设温度对应的多组所述实验数据获取所述预设温度下的腐蚀速率；
根据所述多个预设温度对应的所述腐蚀速率获取所述金属传感膜片的腐蚀速率常数。
在其中一个实施例中，所述基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括：
基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内生成的氧化物增重；
根据所述氧化物增重计算所述金属传感膜片的受腐蚀厚度；
根据所述金属传感膜片的所述初始厚度和所述受腐蚀厚度获取所述腐蚀剩余厚度。
在其中一个实施例中，所述确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，包括：
确认所述金属传感膜片的厚度、压力、形变量三者之间的第一对应关系；
确认所述金属传感膜片的所述形变量与所述压力变送器的输出值之间的第二对应关系；
根据所述第一对应关系和所述第二对应关系建立所述压力变送器的输出模型。
第二方面，本申请还提供了一种压力变送器的补偿装置。所述装置包括：
腐蚀预测模块，用于获取传感器组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度；
输出建立模块，用于确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，其中，所述输出模型用于表征所述金属传感膜片在不同厚度下所受压力与所述压力变送器的输出值的对应关系；
漂移建立模块，用于根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型；
补偿模块，用于根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述任一项压力变送器补偿方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项压力变送器补偿方法的步骤。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述任一项压力变送器补偿方法的步骤。
上述压力变送器的补偿方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过确认压力变送器的输出模型、预测传感组件中金属传感膜片在预设时间的腐蚀后剩余厚度，根据所述输出模型分别获取压力变送器的金属传感膜片在初始厚度和腐蚀后剩余厚度对应的输出值，基于所述输出值构建压力变送器的输出漂移模型，根据所述漂移模型构建补偿模型，达到了考虑压力变送器金属传感膜片的腐蚀程度对输出值的影响并对其输出进行补偿的效果，进而可以提升压力变送器的检测精度。
附图说明
图1为一个实施例中压力变送器的补偿方法的流程示意图；
图2为一个实施例中压力变送器的补偿方法的流程示意图；
图3为一个实施例中压力变送器的补偿方法的流程示意图；
图4为一个实施例中压力变送器的补偿方法的流程示意图；
图5为一个实施例中压力变送器的补偿方法的流程示意图；
图6为一个实施例中压力变送器的补偿方法的流程示意图；
图7一个实施例中压力变送器的补偿装置的结构图；
图8一个实施例中压力变送器的补偿装置的结构图；
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的压力变送器的补偿方法，可以应用于满足如下条件的压力变送器：工作在高温熔融盐环境下、易发生高温氧化腐蚀且腐蚀均匀、腐蚀速率与温度相关；与工作介质如高温熔融盐直接接触的探测部件为金属，且所述压力变送器通过此金属的形变感受介质的压力变化。
所述压力变送器包括传感组件、控制单片机、时钟系统和温度传感器，其中，所述传感组件，用于感知外部压力，并将其转换为所述压力变送器的压力输出值；所述控制单片机，用于对数据进行处理并对压力变送器的输出进行补偿；所述时钟系统：用于在压力变送器的实际应用过程中，获取所述金属传感膜片的实际腐蚀时间；所述温度传感器，用于测试工作环境的温度，若其工作环境温度保持恒温状态，则无需温度传感器。
本申请提供的压力补偿方法，可以应用于金属制钠场景，也可以是制备其他活泼金属，也可应用于其他相关领域。本申请以金属传感膜片为GH4169合金，应用于金属制钠场景，高温熔融盐腐蚀环境主要由BaCl2、NaCl、CaCl2组成，且为均匀腐蚀场景为例进行说明。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种压力变送器的补偿方法，所述压力变送器包括传感组件，其中，所述方法包括步骤102-步骤108：
步骤102，获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度。
其中，所述压力变送器在外观上可以表现为仪表。所述传感组件包括金属传感膜片，所述金属传感膜片直接与如高温熔融盐的工作介质相接触，用于对所述压力变送器所受的压力进行感知，并将其转换为金属传感膜片自身的形变量，所述传感组件还用于根据所述形变量指示所述仪表输出对应的压力值。
金属传感膜片在不同厚度下，受到同样压力时会发生不同程度的形变，对应不同的压力变送器的压力输出值，需要考虑金属传感膜片在特定腐蚀环境下工作一定时间后，腐蚀后的剩余厚度。其中，所述腐蚀环境至少包括温度信息、高温熔融盐的成分信息。
步骤104，确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，其中，所述输出模型用于表征所述金属传感膜片在不同厚度下所受压力与所述压力变送器的输出值的对应关系。
其中，一定厚度的金属传感膜片在所述腐蚀环境下受到的压力、形变量与压力变送器输出值之间有着对应关系，可根据此对应关系构建所述压力变送器的输出模型。
步骤106，根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型。
其中，金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下受到相同压力时，发生的形变程度是不一样的，对应着仪表不同的输出值，可根据两个输出值之间的差值构建仪表输出的压力值的漂移模型。
步骤108，根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿。
根据所述漂移模型可确认仪表的输出值与标准值之间的偏差大小，此偏差即为补偿值，则基于所述漂移模型对仪表输出的压力值进行补偿，以实现对所述压力变送器的输出值的修正。
其中，所述压力变送器包括控制单片机，在所述压力变送器出厂前，通过所述补偿方法获取所述压力变送器在特定应用环境下的补偿模型，在控制单片机中写入此补偿模型，无需加载冗余、电路校准等系统，对压力变送器做较大改动，实际应用时，利用系统中温度传感器提供温度信息，利用系统中的时钟计时，可以及时计算出压力变送器的输出补偿量。在压力变送器输出时，利用控制单片机实现输出补偿。
本实施例中，通过确认压力变送器的输出模型、预测传感组件中金属传感膜片在预设时间的腐蚀后剩余厚度，根据所述输出模型分别获取压力变送器的金属传感膜片在初始厚度和腐蚀后剩余厚度对应的输出值，基于所述输出值构建压力变送器的输出漂移模型，根据所述漂移模型构建补偿模型，达到了考虑压力变送器金属传感膜片的腐蚀程度对输出值的影响并对其输出进行补偿的效果，进而可以提升压力变送器的检测精度。
在一个实施例中，如图2所示，所述获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括步骤202-步骤204：
步骤202，确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数。
其中，所述腐蚀速率常数可通过实验获取。当金属传感膜片置于高温熔融盐环境下，金属易发生氧化反应生成对应的氧化物，其氧化反应的反应速率常数即为所述腐蚀速率常数。
步骤204，基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度。
其中，所述腐蚀剩余厚度为金属的初始厚度和受腐蚀厚度的差值，在一定温度下，预设时间内，金属受腐蚀的厚度与其腐蚀速率常数直接相关，可根据所述腐蚀速率常数预测金属的受腐蚀厚度。
本实施例中，通过确定腐蚀速率常数，并根据腐蚀速率常数预测在一定时间内金属在特定腐蚀环境下经腐蚀后的剩余厚度，达到了对金属腐蚀后的厚度进行预测的效果。
在一个实施例中，如图3所示，所述确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括步骤302-步骤308：
步骤302，确认腐蚀环境信息和所述金属传感膜片的基本信息，其中，所述腐蚀环境信息至少包括熔融盐的成分和工作温度范围，所述基本信息至少包括所述金属传感膜片的材料成分和初始厚度。
其中，需要确定所述金属传感膜片的基本信息，也需要确定所述金属传感膜片所处的腐蚀环境信息，其中，所述腐蚀环境信息包括工作温度范围、高温熔融盐的成分及比例等。所述金属传感膜片的材料成分可能为某种合金材料，其中，所述合金材料主要包括一种或多种金属单质。基于所述腐蚀环境信息和所述金属传感膜片的基本信息确定所述金属传感膜片发生何种腐蚀反应。
步骤304，在多个预设实验温度下分别对所述金属传感膜片进行多次腐蚀实验，并记录每次所述腐蚀实验对应的实验数据，所述实验数据至少包括所述腐蚀实验的腐蚀时间以及所述金属传感膜片在所述腐蚀时间内多个腐蚀时刻的质量；其中，每一所述预设实验温度对应多次所述腐蚀实验。
所述金属单质在金属高温氧化时通过在表面形成完整的、致密的且附着良好的氧化膜而获得抗氧化性能。当金属表面能够形成保护性的氧化膜时，其氧化过程符合瓦格纳(Wagner)氧化理论，即氧化膜的增厚与氧化时间呈抛物线关系。金属高温氧化速率主要受氧化膜中的缺陷种类及浓度、氧化膜的体积与所消耗金属的体积之比、氧化膜中的应力等因素控制。金属材料在高温氧化过程中符合抛物线规律时，其氧化速率与氧化物增重变化的关系可表达为：
Wi 2＝Wi-1 2+Kt (1)
其中，Wi为此次氧化实验中的氧化物质量增重，在本申请中，也即在所述腐蚀时间内当前时刻的氧化物质量；Wi-1为所述腐蚀时间内上一时刻记录的氧化物质量，若该样品未进行过氧化，则Wi-1为0；t为氧化时间，也即所述腐蚀实验中本次数据记录对应的腐蚀时间；K为氧化速率。其中，Wi、Wi-1、t可经测量得到。
在某一温度下，对所述金属传感膜片进行多次恒温实验，可获得多组该温度下对应的实验数据序列，其中，所述试验数据序列可用(t，W2)表示，其中，W为Wi或Wi-1中的一个，根据所述实验数据序列绘制氧化物增重变化曲线，并对所述曲线作线性回归处理，可得到该温度对应的氧化速率。
在多个预设温度下重复上述氧化实验，也即，在多个预设温度下分别进行多次氧化实验，可以得到多个预设温度对应的多组实验数据。
步骤306，基于每个预设温度对应的多组所述实验数据获取所述预设温度下的腐蚀速率。
根据所述多个预设温度对应的实验数据分别绘制氧化物增重变化曲线，并对所述曲线作线性回归处理，可得到每一温度对应的氧化速率，也即获得多组温度与氧化速率的对应关系，将其表示为多组(K，T)。
步骤308，根据所述多个预设温度对应的所述腐蚀速率获取所述金属传感膜片的腐蚀速率常数。
根据阿伦尼乌斯公式，反应速率是温度的函数：
其中，K为温度T下对应的反应速率，在此氧化实验中即为温度T对应的氧化速率；K0为反应速率常数，在此氧化实验中即氧化速率常数；T为绝对温度(K)；Ea为反应激活能(eV)；kB为玻尔兹曼常数(8.617385×10-5eV/K)。
公式(2)两边取对数可得：
即
可见，lnK与1/T之间为线性关系，通过将步骤206中的所述多组(K，T)代入所述公式(4)中，构造(1/T，lnK)数据序列，对(1/T，lnK)数据序列进行线性回归，可得式中的系数K0和Ea。由此，根据公式(4)可得一定温度下所述金属传感膜片发生氧化反应的氧化速率常数。
示例性的，所述金属传感膜片为GH4169合金，基于某一确定成分比例的熔融盐腐蚀环境进行分析，例如熔融盐成分为BaCl2、NaCl、CaCl2分别占比50％、30％和20％，所述合金经过氧化腐蚀后形成的氧化物主要为Cr2O3，经氧化实验后，获取多组氧化速率与温度的对应关系(1/T，lnK)，如图4所示，对(1/T，lnK)数据序列进行线性回归，可得到其发生氧化反应的氧化反应速率常数K0和Ea。
具体的，根据所述线性拟合结果可得：
则所述GH4169合金的氧化反应速率常数
本实施例中，通过确认金属的基本信息和其腐蚀环境，对其基于腐蚀环境进行多次恒温氧化实验，获取每次恒温氧化实验该温度对应的反应速率，达到了基于多组温度与氧化速率数据进一步获取该金属发生腐蚀的氧化速率常数的效果。
在一个实施例中，如图5所示，所述基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括步骤502-步骤506：
步骤502，基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内生成的氧化物增重。
其中，根据所述公式
Wi 2＝Wi-1 2+Kt (1)
根据瓦格纳氧化理论，在本申请的氧化实验中，历史氧化物增重均为0，即Wi-1为0，在特定温度下，预设时间t0内，生成的氧化物增量ΔW与时间的关系可表达为：
ΔW2＝K0t0 (6)
则预设时间t0内，生成的氧化物增量ΔW为：
例如，在900℃下，Cr2O3氧化速率常数为
预测在t0＝8000h(换算成秒)生成的Cr2O3氧化物增重
步骤504，根据所述氧化物增重计算所述金属传感膜片的受腐蚀厚度。
根据氧化物中金属元素的质量分数w求得受腐蚀的金属元素质量m。例如，受氧化的Cr的质量m可表示为：
m＝wΔW＝68.32％·4.8e-3＝3.28e-3g/cm2 (10)
其中，GH4169的Cr含量为18.31wt％，则受腐蚀的合金量m合为：
其中，所述GH4169的密度ρ已知，为5.21g/cm3，则受腐蚀的金属传感膜片的厚度Δd可求解为：
即所述GH4169金属传感膜片在900℃下、8000h内受到腐蚀的厚度为0.02mm。
步骤506，根据所述金属传感膜片的所述初始厚度和所述受腐蚀厚度获取所述腐蚀剩余厚度。
其中，所述初始厚度表示为d0，可在试验前直接测得，则所述腐蚀剩余厚度d表示为：
d＝d0-Δd (13)
本实施例中，通过基于腐蚀速率预测在一定时间内的腐蚀厚度，达到了预测一定时间后金属传感膜片腐蚀后的剩余厚度的效果。
在一个实施例中，如图6所示，所述确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，包括步骤602-步骤606：
步骤602，确认所述金属传感膜片的厚度、压力、形变量三者之间的第一对应关系。
金属传感膜片在一定厚度下，其形变量与受到的压力直接相关，可获取厚度、压力、形变量三者之间的第一对应关系。
步骤604，确认所述金属传感膜片的所述形变量与所述压力变送器的输出值之间的第二对应关系。
所述金属传感膜片发生的形变经传感组件进一步转化为所述仪表输出的压力值，即金属形变量与仪表输出值之间存在第二对应关系。
步骤606，根据所述第一对应关系和所述第二对应关系建立所述压力变送器的输出模型。
将所述第一对应关系代入所述第二对应关系中即可得到金属传感膜片的厚度、压力、形变量与仪表输出值之间的对应关系，可根据此对应关系建立输出模型。
本实施例中，通过确认所述金属传感膜片的厚度、压力、形变量三者之间的第一对应关系、所述形变量与所述压力变送器的输出值之间的第二对应关系，达到了基于所述第一对应关系和所述第二对应关系建立所述压力变送器的输出模型的效果。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的压力变送器的补偿方法的补偿装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个补偿装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于补偿方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种压力变送器的补偿装置，所述装置包括：
腐蚀预测模块702，用于获取传感器组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度；
输出建立模块704，用于确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，其中，所述输出模型用于表征所述金属传感膜片在不同厚度下所受压力与所述压力变送器的输出值的对应关系；
漂移建立模块706，用于根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型；
补偿模块708，用于根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿。
本实施例中，通过腐蚀预测模块预测传感组件中金属传感膜片在预设时间的腐蚀后剩余厚度，输出建立模块确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，输出建立模块根据所述输出模型分别获取压力变送器的金属传感膜片在初始厚度和腐蚀后剩余厚度对应的输出值，漂移建立模块基于所述输出值构建压力变送器的输出漂移模型，补偿模块根据所述漂移模型构建补偿模型，达到了考虑压力变送器金属传感膜片的腐蚀程度对输出值的影响并对其输出进行补偿的效果，进而可以提升压力变送器的检测精度。
在一个实施例中，所述腐蚀预测模块702，用于获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括：
确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数；
基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度。
在一个实施例中，如图8所示，所述腐蚀预测模块702包括信息获取模块7021和实验模块7022，所述确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括：
信息获取模块7021，用于确认腐蚀环境信息和所述金属传感膜片的基本信息，其中，所述腐蚀环境信息至少包括熔融盐的成分和工作温度范围，所述基本信息至少包括所述金属传感膜片的材料成分和初始厚度。
实验模块7022，用于根据所述基本信息确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数。
在一个实施例中，所述实验模块7022，用于根据所述腐蚀环境信息和所述基本信息确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括：
在多个预设实验温度下分别对所述金属传感膜片进行多次腐蚀实验，并记录每次所述腐蚀实验对应的实验数据，所述实验数据至少包括所述腐蚀实验的腐蚀时间，以及所述金属传感膜片在所述腐蚀时间内多个腐蚀时刻的质量；其中，每一所述预设实验温度对应多次所述腐蚀实验；
基于每个预设温度对应的多组所述实验数据获取所述预设温度下的腐蚀速率；
根据所述多个预设温度对应的所述腐蚀速率获取所述金属传感膜片的腐蚀速率常数。
在一个实施例中，请继续参考图8，所述腐蚀预测模块702还包括计算模块7023，用于基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括：
基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内生成的氧化物增重；
根据所述氧化物增重计算所述金属传感膜片的受腐蚀厚度；
根据所述金属传感膜片的所述初始厚度和所述受腐蚀厚度获取所述腐蚀剩余厚度。
在一个实施例中，所述输出建立模块702，用于确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，包括：
确认所述金属传感膜片的厚度、压力、形变量三者之间的第一对应关系；
确认所述金属传感膜片的所述形变量与所述压力变送器的输出值之间的第二对应关系；
根据所述第一对应关系和所述第二对应关系建立所述压力变送器的输出模型。
上述压力变送器的补偿装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种压力变送器的补偿方法。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述任一项压力变送器的补偿方法的步骤。
在一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项压力变送器的补偿方法的步骤。
在一个实施例中，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述任一项压力变送器的补偿方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种压力变送器的补偿方法，其特征在于，所述压力变送器包括传感组件和控制单片机，其中，所述方法包括：
获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度；
确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，其中，所述输出模型用于表征所述金属传感膜片在不同厚度下所受压力与所述压力变送器的输出值的对应关系；
根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型；所述漂移模型用于表征所述压力变送器的输出值与标准值之间的偏差大小；
根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿；其中，
在所述压力变送器出厂前，通过所述压力变送器的补偿方法获取所述压力变送器在所述腐蚀环境下的补偿模型，并将所述补偿模型写入所述控制单片机，以在所述压力变送器输出时，利用所述控制单片机实现输出补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括：
确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数；
基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括：
确认腐蚀环境信息和所述金属传感膜片的基本信息，其中，所述腐蚀环境信息至少包括熔融盐的成分和工作温度范围，所述基本信息至少包括所述金属传感膜片的材料成分和初始厚度；
根据所述腐蚀环境信息和所述基本信息确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述腐蚀环境信息和所述基本信息确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的腐蚀速率常数，包括：
在多个预设实验温度下分别对所述金属传感膜片进行多次腐蚀实验，并记录每次所述腐蚀实验对应的实验数据，所述实验数据至少包括所述腐蚀实验的腐蚀时间，以及所述金属传感膜片在所述腐蚀时间内多个腐蚀时刻的质量；其中，每一所述预设实验温度对应多次所述腐蚀实验；
基于每个预设温度对应的多组所述实验数据获取所述预设温度下的腐蚀速率；
根据所述多个预设温度对应的所述腐蚀速率获取所述金属传感膜片的腐蚀速率常数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度，包括：
基于所述腐蚀速率常数获取预设时间内生成的氧化物增重；
根据所述氧化物增重计算所述金属传感膜片的受腐蚀厚度；
根据所述金属传感膜片的所述初始厚度和所述受腐蚀厚度获取所述腐蚀剩余厚度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，包括：
确认所述金属传感膜片的厚度、压力、形变量三者之间的第一对应关系；
确认所述金属传感膜片的所述形变量与所述压力变送器的输出值之间的第二对应关系；
根据所述第一对应关系和所述第二对应关系建立所述压力变送器的输出模型。
7.一种压力变送器的补偿装置，其特征在于，所述压力变送器包括传感组件和控制单片机，所述装置包括：
腐蚀预测模块，用于获取所述传感组件中金属传感膜片在腐蚀环境下腐蚀预设时间后，所述金属传感膜片的腐蚀剩余厚度；
输出建立模块，用于确定所述压力变送器在所述腐蚀环境下的输出模型，其中，所述输出模型用于表征所述金属传感膜片在不同厚度下所受压力与所述压力变送器的输出值的对应关系；
漂移建立模块，用于根据所述输出模型分别获取所述金属传感膜片在初始厚度和在所述腐蚀剩余厚度下所述压力变送器的输出值，并构建所述压力变送器的漂移模型；所述漂移模型用于表征所述压力变送器的输出值与标准值之间的偏差大小；
补偿模块，用于根据所述漂移模型确定所述金属传感膜片在所述腐蚀环境下的补偿值，并对所述压力变送器的输出值进行补偿；其中，
在所述压力变送器出厂前，通过所述压力变送器的补偿装置获取所述压力变送器在所述腐蚀环境下的补偿模型，并将所述补偿模型写入所述控制单片机，以在所述压力变送器输出时，利用所述控制单片机实现输出补偿。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4872345A (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-10 | Shell Oil Company | Measuring wall erosion |
| DE3941369A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-04-25 | Armin Claasnitz | Druckmittler |
| US6289738B1 (en) * | 1995-07-28 | 2001-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Testable membrane sensor with two full bridges |
| US6850859B1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-02-01 | Watlow Electric Manufacturing Company | Sensor drift compensation by lot |
| CN1690675A (zh) * | 2004-04-21 | 2005-11-02 | Abb研究有限公司 | 监测一个测压装置状态的装置和方法 |
| CN204536169U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-08-05 | 罗斯蒙特公司 | 腐蚀速率测量系统 |
| CN204758457U (zh) * | 2014-03-14 | 2015-11-11 | 罗斯蒙特公司 | 腐蚀速率测量系统 |
| CN105102951A (zh) * | 2013-04-04 | 2015-11-25 | Mks仪器公司 | 具有共享共同密封腔的压力传感器和参考传感器的自校准压力传感器系统 |
| CN111879454A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-03 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于柔性薄膜传感器弯曲力补偿的压力测量方法 |
| CN113720751A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-30 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 腐蚀严酷度评估方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7540197B2 (en) * | 2006-12-01 | 2009-06-02 | Luna Innovations Incorporated | Sensors, methods and systems for determining physical effects of a fluid |
-
2021
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4872345A (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-10 | Shell Oil Company | Measuring wall erosion |
| DE3941369A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-04-25 | Armin Claasnitz | Druckmittler |
| US6289738B1 (en) * | 1995-07-28 | 2001-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Testable membrane sensor with two full bridges |
| US6850859B1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-02-01 | Watlow Electric Manufacturing Company | Sensor drift compensation by lot |
| CN1690675A (zh) * | 2004-04-21 | 2005-11-02 | Abb研究有限公司 | 监测一个测压装置状态的装置和方法 |
| CN105102951A (zh) * | 2013-04-04 | 2015-11-25 | Mks仪器公司 | 具有共享共同密封腔的压力传感器和参考传感器的自校准压力传感器系统 |
| CN204758457U (zh) * | 2014-03-14 | 2015-11-11 | 罗斯蒙特公司 | 腐蚀速率测量系统 |
| CN204536169U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-08-05 | 罗斯蒙特公司 | 腐蚀速率测量系统 |
| CN111879454A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-03 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于柔性薄膜传感器弯曲力补偿的压力测量方法 |
| CN113720751A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-30 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 腐蚀严酷度评估方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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