CN201193968Y - 矿用压力传感器校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用压力传感器校准装置，其特征在于：由压力校准单元和输出信号检测单元组成，所述压力校准单元包括有数字压力计、压力泵，所述压力泵产生压力，并将该压力传输给所述数字压力计，该数字压力计显示的压力值作为校准的标准压力值；所述输出信号检测单元包括有选择控制电路、电流表、频率计，所述选择控制电路设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表和频率计。本装置还通过附加智能压力模块，实现较宽量程的测量。本装置投资少，测量环境要求不高，使用方便，能够广泛应用与煤矿压力传感器、负压传感器、差压传感器的定期检测检验和校准。

Description

矿用压力传感器校准装置

技术领域

本实用新型属于传感器校准装置，具体地说，涉及一种矿用压力传感器校准装置。

背景技术

煤矿井下巷道众多，这些巷道均由钢架或木架支撑，极易发生冒顶、坍塌等危险情况，造成人员的重大伤亡和财产损失，为了实时掌握巷道压力情况，避免险情的发生，一般在井下都安装有压力传感器，实时检测压力变化情况。而且，瓦斯抽放管道也一般都安装有管道压力传感器，实时检测瓦斯抽放管道的压力。

压力传感器可以直接显示出压力值，供井下巡查人员观察，也可以输出电流信号或频率信号，经电缆传输到地上，通过相应的公式进行转换，将输出信号转换为压力值，供地上监测人员监测当前井下的压力变化情况。压力传感器使用一定时间后，其精度会出现偏差，或现场压力与压力传感器显示压力值不符合，或现场压力与压力传感器输出信号对应的压力值不符合，需要进行校准。

目前，校准矿用压力传感器的装置主要是液体压力计和活塞压力计。液体压力计主要用于校准压力上限值在10KPa以下的压力传感器，压力上限值在10KPa以上的压力传感器则一般使用活塞压力计校准。液体压力计主要通过二次蒸馏水的高度来换算压力，校准的精度受环境、水质等的影响较大，而且液体压力计是玻璃制品，容易打碎。

活塞压力计主要是通过砝码的增减来产生不同的压力，一般的压力上限值是60MPa，需要产生的压力越高，则砝码就越重，经常一套砝码重达几十公斤，使用极不方便，而矿用压力传感器需要检测的压力最多只有10MPa，而且活塞压力计进行校准，对检测环境要求比较高，温度、湿度等不合适，都会造成校准不精确，为了精确校准，就需要较大的投资，增加了公司成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种矿用压力传感器校准装置，能够在投资少的情况下，实现矿用压力传感器的精确校准。

为达到上述目的，本实用新型表述一种矿用压力传感器校准装置，其关键在于：由压力校准单元和输出信号检测单元组成，所述压力校准单元包括有数字压力计、压力泵，所述压力泵产生压力，并将该压力传输给所述数字压力计，该数字压力计显示的压力值作为校准的标准压力值；所述输出信号检测单元包括有选择控制电路、电流表、频率计，所述选择控制电路设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表和频率计。

所述压力泵将压力信号输出给被检压力传感器，该传感器经所述选择控制电路，选择输出信号至所述电流表或频率计。所述压力校准单元用于校准被检压力传感器的显示值，所述输出信号检测单元用于校准被检压力传感器的输出信号值。

所述选择控制电路包括按钮开关、第二、第三互锁开关、负载电阻和直流电源，所述按钮开关的常闭开关的输入端接收输入信号，该常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻，所述按钮开关的常闭开关的输出端还连接所述第二互锁开关的常闭开关的输入端，该第二互锁开关的常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关的常闭开关，该第三互锁开关的常开开关作为所述第一输出端与所述电流表的正极连接，该电流表的负极连接所述直流电源负极，所述第二互锁开关的常开开关作为所述第二输出端连接所述频率计的正极，该频率计的负极与所述直流电源负极连接。

所述按钮开关的常闭开关的输入端接收被检压力传感器的输出信号。在矿井下，被检压力传感器需要通过电缆才能将信号输出到地面上，设置所述负载电阻用于模拟电缆电阻。

当被检压力传感器的输出信号为频率信号时，按下所述第二互锁开关，接通所述频率计，当被检压力传感器的输出信号为电流信号时，按下所述第三互锁开关，接通所述电流表，在进行负载特性检测时，还需要按下所述按钮开关，使所述负载电阻接入线路中。第二、三互锁开关互锁，同时按下第二、三互锁开关时，只能接通频率计，保证每次使用时，所述选择控制电路仅有一个信号输出端有效。通过所述选择控制电路，所述电流表、频率计和负载电阻有机地连接起来，提高了校准设备的兼容性。

所述选择控制电路还包括有连接电阻，所述连接电阻与所述频率计并联。

有些厂家生产的输出信号为频率的被检压力传感器，连接在所述选择控制电路中不形成回路，设置所述连接电阻后，可以构成回路，实现被检压力传感器的校准。

所述选择控制电路固定在箱体内部，所述按钮开关、第二、第三互锁开关及直流电源的显示屏和调节旋钮位于所述箱体前面板上；所述箱体上还固定所述电流表，该电流表显示屏位于该箱体前面板上。

所述数字压力计通过智能压力模块与所述压力泵连接，测量该压力泵产生的压力。

所述数字压力计内部自带有一个智能压力模块，但只能实现一个量程的压力检测，通过外加不同量程的智能压力模块，可以实现多个量程的压力检测，实现较宽量程的校准，以适合各种类型的煤矿用压力传感器、负压传感器和压差传感器。

本实用新型的显著效果是：提供了一种矿用压力传感器校准装置，能够在投资少的情况下，实现矿用压力传感器的精确校准。本装置将电流表、频率计、负载电阻有机地连接起来，当被检传感器输出信号是电流信号时，电流表显示其输出值，当被检传感器输出信号是频率信号时，频率计显示其输出值，也可以方便的进行负载特性检定。该装置还通过更换不同量程的智能压力模块，能够实现较宽量程的校准，本装置投资少、量程宽、对环境要求不高，设备的整体性和各仪器间的兼容性好，操作简单方便。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是选择控制电路原理图；

图3是箱体前面板结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示：一种矿用压力传感器校准装置，由压力校准单元1和输出信号检测单元2组成，所述压力校准单元1包括有数字压力计3、压力泵4，所述压力泵4产生压力，并将该压力传输给所述数字压力计3，该数字压力计3显示的压力值作为校准的标准压力值；所述输出信号检测单元2包括有选择控制电路5、电流表6、频率计7，所述选择控制电路5设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表6和频率计7。

所述压力泵4将压力信号输出给被检压力传感器，该传感器经所述选择控制电路5，选择输出信号至所述电流表6或频率计7。所述压力校准单元1用于校准被检压力传感器的显示值，所述输出信号检测单元2用于校准被检压力传感器的输出信号值。

如图2所示：所述选择控制电路5包括按钮开关J1、第二、第三互锁开关J2、J3、负载电阻R和直流电源B，所述按钮开关J1的常闭开关的输入端接收输入信号，该常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻R，所述按钮开关J1的常闭开关的输出端还连接所述第二互锁开关J2的常闭开关的输入端，该第二互锁开关J2的常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关J3的常闭开关，该第三互锁开关J3的常开开关作为所述第一输出端与所述电流表6的正极连接，该电流表6的负极连接所述直流电源B负极，所述第二互锁开关J2的常开开关作为所述第二输出端连接所述频率计7的正极，该频率计7的负极与所述直流电源B负极连接。

所述选择控制电路5还包括有连接电阻R0，所述连接电阻R0与所述频率计7并联。

所述按钮开关J1的第一常闭开关JK1的输入端接收被检压力传感器的输出信号。在矿井下，被检压力传感器需要通过电缆才能将信号输出到地面上，设置所述负载电阻R用于模拟电缆电阻。

当被检压力传感器的输出信号为频率信号时，按下所述第二互锁开关J2，接通所述频率计7，当被检压力传感器的输出信号为电流信号时，按下所述第三互锁开关J3，接通所述电流表6，在进行负载特性检测时，还需要按下所述按钮开关J1，使所述负载电阻R接入线路中。第二、三互锁开关J2、J3互锁，同时按下第二、三互锁开关J2、J3时，只能接通频率计7，保证每次使用时，所述选择控制电路5仅有一个信号输出端有效。通过所述选择控制电路5，所述电流表6、频率计7和负载电阻R有机地连接起来，提高了校准设备的兼容性。

有些厂家生产的输出信号为频率的被检压力传感器，连接在所述选择控制电路5中不形成回路，设置所述连接电阻R0后，可以构成回路，实现被检压力传感器的校准。

如图3所示：所述选择控制电路5固定在箱体8内部，所述按钮开关J1、第二、第三互锁开关J2、J3及直流电源B的显示屏和调节旋钮位于所述箱体8前面板上。

所述箱体8上还固定所述电流表6，该电流表6显示屏位于该箱体8前面板上。

所述数字压力计3通过智能压力模块9与所述压力泵4连接，测量该压力泵4产生的压力。

所述数字压力计3内部自带有一个智能压力模块9，但只能实现一个量程的压力检测，通过外加不同量程的智能压力模块9，可以实现多个量程的压力检测，实现较宽量程的校准，以适合各种类型的煤矿用压力传感器、负压传感器和压差传感器。

所述数字压力计3为ZC-YBS-WB智能压力校验仪，所述压力泵4为ZC-YFQ002S微压压力泵，所述智能压力模块9的型号为ZC-YBS，所述电流表6为MB4204直流数字电流表，所述频率计7为E312B00通用计数器，所述负载电阻R阻值为500Ω，所述连接电阻R0阻值为1KΩ。

本装置外加了三个智能压力模块9，可以实现-95kPa～10MPa的压力测量。

所述被检压力传感器输出信号为频率信号时的检定，其工作原理如下：

校准前：

开启所述微压压力泵4放气阀，转动手柄，使该压力泵4处于中间位置。并将各仪器连接好，同时将所述直流电源B输出电流调至500mA，输出电压调至12V。所述数字压力计3清零，被检压力传感器调零。

零点校准：

转动所述压力泵4手柄，将数字压力计3显示值调节至被检压力传感器量程下限值，并读取被检压力传感器显示值，同时，调节被检压力传感器显示值与数字压力计3显示值一致。

示值校准：转动所述压力泵4手柄，将数字压力计3显示值调节至被检压力传感器量程的50％处，读取被检压力传感器显示值，同时，调节被检压力传感器显示值与数字压力计3显示值一致。

重复上述操作，再次校准被检压力传感器的零点和示值。

基本误差检测：按下所述第二互锁开关J2，所述第二互锁开关J2的常闭开关断开，常开开关闭合，所述频率计7接通，所述负载电阻R短路，所述电流表6断路。

选择被检压力传感器量程的0、25％、50％、75％、100％五个点进行检测。转动所述压力泵4手柄，将数字压力计3显示值依次调节至被检压力传感器量程的0、25％、50％、75％、100％处，同时记录被检压力传感器和频率计7的显示值，按照公式a

$G=\left(\frac{G_m-G_0}{P_m-P_0}\right)\×(P_i-P_0)$

将频率计7显示的频率值换算成压力值。式中，G表示检测输出信号P_i对应的压力；G_m表示输出电信号上限对应的压力；G₀表示输出电信号下限对应的压力；P_i表示检测的输出电信号；P_m表示输出电信号范围上限标称值；P₀表示输出电信号范围下限标称值。G_m、G₀、P_m、P₀均是根据被检压力传感器型号说明书给出的固定值。

如果频率计7示值换算成的压力值与数字压力计3的示值不一致，则调节被检压力传感器。

负载特性检测：在第二互锁开关J2按下的同时，还需按下所述按钮开关J1，按钮开关J1的常闭开关断开，所述负载电阻R与频率计7串接。记录此时所述频率计7和被检压力传感器的显示值，并将频率计7示值按公式a换算成压力值。检测点的选择与基本误差检测相同。各检测点压力换算值与未外接负载电阻R时的各检测点压力换算值比较，变化应不超过基本误差的规定，否则调节被检压力传感器。

所述被检压力传感器输出信号为电流信号时，校准操作过程与频率信号作为输出信号的被检压力传感器操作大致相同，其不同之处主要在于：在进行基本误差检测时，弹起所述按钮开关J1和第二互锁开关J2，按下所述第三互锁开关J3，所述第三互锁开关J3的常闭开关断开，常开开关闭合，所述电流表6接通，所述负载电阻R短路，所述频率计7断路。

记录此时电流表6和被检压力传感器的显示值，并计算电流表6显示值对应的温度值，比较后，调节被检压力传感器。

Claims (5)

1.一种矿用压力传感器校准装置，其特征在于：由压力校准单元(1)和输出信号检测单元(2)组成，所述压力校准单元(1)包括有数字压力计(3)、压力泵(4)，所述压力泵(4)产生压力，并将该压力传输给所述数字压力计(3)，该数字压力计(3)显示的压力值作为校准的标准压力值；

所述输出信号检测单元(2)包括有选择控制电路(5)、电流表(6)、频率计(7)，所述选择控制电路(5)设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表(6)和频率计(7)。

2.根据权利要求1所述矿用压力传感器校准装置，其特征在于：所述选择控制电路(5)包括按钮开关(J1)、第二、第三互锁开关(J2、J3)、负载电阻(R)和直流电源(B)，所述按钮开关(J1)的常闭开关的输入端接收输入信号，该常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻(R)，所述按钮开关(J1)的常闭开关的输出端还连接所述第二互锁开关(J2)的常闭开关的输入端，该第二互锁开关(J2)的常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关(J3)的常闭开关，该第三互锁开关(J3)的常开开关作为所述第一输出端与所述电流表(6)的正极连接，该电流表(6)的负极连接所述直流电源(B)负极，所述第二互锁开关(J2)的常开开关作为所述第二输出端连接所述频率计(7)的正极，该频率计(7)的负极与所述直流电源(B)负极连接。

3.根据权利要求2所述矿用压力传感器校准装置，其特征在于：还包括有连接电阻(R0)，所述连接电阻(R0)与所述频率计(7)并联。

4.根据权利要求2所述矿用压力传感器校准装置，其特征在于：所述选择控制电路(5)固定在箱体(8)内部，所述按钮开关(J1)、第二、第三互锁开关(J2、J3)及直流电源(B)的显示屏和调节旋钮位于所述箱体(8)前面板上；所述箱体(8)上还固定所述电流表(6)，该电流表(6)显示屏位于该箱体(8)前面板上。

5.根据权利要求1所述矿用压力传感器校准装置，其特征在于：所述数字压力计(3)通过智能压力模块(9)与所述压力泵(4)连接，测量该压力泵(4)产生的压力。

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