自感式壓力傳感器有變間隙型,變面積型和螺管插鐵型三種,變間隙自感壓力傳感器的結(jié)構(gòu),它主要由線圈、鐵心、銜鐵等組成,工作時(shí),壓力通過(guò)測(cè)桿推動(dòng)銜鐵產(chǎn)生的位移,引起線圈電感值的變化,當(dāng)傳感器線圈接入一定的測(cè)量電路后,電感的變化將轉(zhuǎn)換成電壓電流或頻率的變化,完成了壓力測(cè)量的目的。
自感式傳感器電感的相對(duì)變化量與氣隙的相對(duì)變化量之間的關(guān)系為非線性關(guān)系。
很多人在購(gòu)買電磁流量計(jì)使用一段時(shí)間以后,再次使用發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。其實(shí)這不是電磁流量計(jì)本身存在的質(zhì)量問(wèn)題。是因?yàn)槭褂谜邲](méi)有按照說(shuō)明書中的方法保養(yǎng)和維護(hù)?! ‰姶帕髁坑?jì)是一種精密的感應(yīng)式儀表,即使選型和安裝都是合理正確的,但用戶的保養(yǎng)維護(hù)不到位,還是會(huì)對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度及儀表的使用壽命產(chǎn)生很大的影響。 一、零點(diǎn)檢查和調(diào)整 電磁流量計(jì)投入運(yùn)行前,通電后必須在電磁流量傳感器充滿液體靜止?fàn)顟B(tài)下調(diào)整零點(diǎn)。投入運(yùn)行后亦要針對(duì)使用條件定期停流作零點(diǎn)檢查;尤其對(duì)沉淀、易污染電極,含有固相的非清潔液,在運(yùn)行初期應(yīng)多作檢查,以獲得經(jīng)驗(yàn)確定正常檢查周期。交流激磁方式的電磁流量計(jì)與矩形波激比,更易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,因此更要注意檢查和調(diào)整?! ∨e兩個(gè)沉積層產(chǎn)生故障的應(yīng)用失誤的例子。一個(gè)是石油鉆探固井工程中,灌注水泥漿的流體總量是重要工藝參數(shù),經(jīng)常會(huì)使用高壓電磁流量計(jì)。儀表間歇使用,用畢后以清水沖洗傳感器測(cè)量管,其余時(shí)間是空管。由于清洗不徹底,測(cè)量管內(nèi)壁殘留水泥漿固化成薄層,近二個(gè)月積聚形成絕緣層,包覆了整個(gè)電極表面,導(dǎo)致運(yùn)行不正常到最終不能工作?! ×硪粋€(gè)是電解切削工藝驗(yàn)裝置上,用電磁流量計(jì)控制飽和食鹽水流量,間隙使用一段時(shí)期后發(fā)現(xiàn)流量信號(hào)漸漸減弱,2個(gè)月后信號(hào)為零。原因是電解切削過(guò)程中氧化鐵沉積管壁,形成短路所致。清除層積即立即恢復(fù)正常。 二、定期檢查傳感器電性能 首先,粗略地測(cè)量電極間電阻。斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器間信號(hào)連線,傳感器內(nèi)充滿液體,用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)呻姌O與接地端的電阻值,是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi),且所測(cè)得兩值大體相同。記錄下首次測(cè)量的電阻值,此值對(duì)以后判斷傳感器故障原因(如沉積層是導(dǎo)電的還是絕緣的)是有用的?! ∑浯?,將傳感器放空液體,擦凈內(nèi)壁,待完全干燥后用兆歐計(jì)測(cè)量?jī)呻姌O和接地端子間的電阻?! ∽詈螅瑱z查激磁線圈絕緣電阻,卸下傳感器激磁線圈,將端子與轉(zhuǎn)換器間接線,用兆歐計(jì)測(cè)量線圈的絕緣電阻。
一般常用的光柵是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成,刻痕為不透光部分,兩刻痕之間的光滑部分可以透光,相當(dāng)于一狹縫。
精制的光柵,在1cm寬度內(nèi)刻有幾千條乃至上萬(wàn)條刻痕。
這種利用透射光衍射的光柵稱為透射光柵,還有利用兩刻痕間的反射光衍射的光柵;
如在鍍有金屬層的表面上刻出許多平行刻痕,兩刻痕間的光滑金屬面可以反射光,這種光柵成為反射光柵。
由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng),因而能提高測(cè)量精度。
光柵由標(biāo)尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)四部分組成。
標(biāo)尺光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí),便形成大致按正弦規(guī)律分布的明暗相間的疊柵條紋。
這些條紋以光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度移動(dòng),并直接照射到光電元件上;
在它們的輸出端得到一串電脈沖,通過(guò)放大、整形、辨向和計(jì)數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)輸出,直接顯示被測(cè)的位移量。
光柵傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理
光柵傳感器的結(jié)構(gòu)均由光源、主光柵、指示光柵、通光孔、光電元件這幾個(gè)主要部分構(gòu)成。
1、光源:
鎢絲燈泡,它有較小的功率,與光電元件組合使用時(shí),轉(zhuǎn)換效率低,使用壽命短。
半導(dǎo)體發(fā)光器件,如砷化鎵發(fā)光,可以在范圍內(nèi)工作,所發(fā)光的峰值波長(zhǎng)為,與硅光敏的峰值波長(zhǎng)接近;
因此,有很高的轉(zhuǎn)換效率,也有較快的響應(yīng)速度。
2、光柵付:
由柵距相等的主光柵和指示光柵組成。
主光柵和指示光柵相互重疊,但又不完全重合。
兩者柵線間會(huì)錯(cuò)開一個(gè)很小的夾角,以便于得到莫爾條紋。
一般主光柵是活動(dòng)的,它可以單獨(dú)地移動(dòng),也可以隨被測(cè)物體而移動(dòng);
其長(zhǎng)度取決于測(cè)量范圍。指示光柵相對(duì)于光電器件而固定。
3、通光孔:
通光孔是發(fā)光體與受光體的通路,一般為條形狀,其長(zhǎng)度由受光體的排列長(zhǎng)度決定,寬度由受光體的大小決定。
它是帖在指示光柵板上的。
4、受光元件:
受光元件是用來(lái)感知主光柵在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生莫爾條紋的移動(dòng),從而測(cè)量位移量。
在選擇光敏元件時(shí),要考慮靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、光譜特性、穩(wěn)定性、體積等因素。
將主光柵與標(biāo)尺光柵重疊放置,兩者之間保持很小的間隙,并使兩塊光柵的刻線之間有一個(gè)微小的夾角θ,如圖所示。
當(dāng)有光源照射時(shí),由于擋光效應(yīng)(對(duì)刻線密度≤50條/mm的光柵)或光的衍射作用(對(duì)刻線密度≥100條/mm的光柵),與光柵刻線大致垂直的方向上形成明暗相間的條紋。
在兩光柵的刻線重合處,光從縫隙透過(guò),形成亮帶;
在兩光柵刻線的錯(cuò)開的地方,形成暗帶;這些明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。