【導(dǎo)讀】目前，在城市供水方面為消除對(duì)居民用水產(chǎn)生影響，我國(guó)擬定的相關(guān)城市供水條例規(guī)定不允許將生活、生產(chǎn)水泵直接安裝在市政管網(wǎng)上。居民供水設(shè)備串接在市政供水管網(wǎng)上，需要利用無負(fù)壓式供水系統(tǒng)，水泵進(jìn)口與市政管網(wǎng)之間需增設(shè)流量控制器、分腔式穩(wěn)壓補(bǔ)償罐等，流量控制器時(shí)刻監(jiān)視市政管網(wǎng)壓力。在保證市政管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓的同時(shí)，還可充分利用市政管網(wǎng)原有壓力。
無負(fù)壓式供水系統(tǒng)，就是通過安裝在供水管網(wǎng)上的高靈敏度壓力傳感器或壓力開關(guān)等，來檢測(cè)供水管網(wǎng)在用水量變化時(shí)的壓力變化，不斷的向微電腦傳輸變化的信號(hào)。根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)地控制補(bǔ)償量，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓力平衡，保證供水管網(wǎng)壓力恒定，以滿足用戶用水需要。當(dāng)市政管道自來水以一定壓力進(jìn)入調(diào)節(jié)罐時(shí)，穩(wěn)壓補(bǔ)償罐內(nèi)的空氣經(jīng)過真空消除器內(nèi)排出，待水充滿后，真空消除器自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)自來水能夠滿足用水壓力及水量要求時(shí)，供水設(shè)備通過旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水；當(dāng)自來水管網(wǎng)的壓力不能滿足用水要求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過壓力傳感器，或壓力開開關(guān)、電接點(diǎn)壓表，給出起泵信號(hào)起動(dòng)水泵運(yùn)行。
另外，當(dāng)水泵供水時(shí)，若自來水管網(wǎng)的水量大于水泵流量，系統(tǒng)保持正常供水，用水高峰期時(shí)，若自來水管網(wǎng)水量小于水泵流量時(shí)，調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水作為補(bǔ)充水源仍能正常供水，此時(shí)，空氣由真空消除器進(jìn)入調(diào)節(jié)罐，消除了自來水管網(wǎng)的負(fù)壓，用水高峰期過后，系統(tǒng)恢復(fù)正常的狀態(tài)。若自來水供水不足或管網(wǎng)停水而導(dǎo)致調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水位不斷下降，液位控制器給出水泵停機(jī)信號(hào)以保護(hù)水泵機(jī)組。此過程如此循環(huán)，最終達(dá)到無負(fù)壓供水的目的。
壓力傳感器的接線方法
傳感器的接線一向是客戶采購(gòu)過程咨詢得最多的問題之一，很多客戶都不知道傳感器如何連線，其實(shí)各種傳感器的接線方式基本都是一樣的，壓力傳感器一般有兩線制、三線制、四線制，有的還有五線制的。
壓力傳感器兩線制比較簡(jiǎn)單，一般客戶都知道怎么接線，一根線連接電源正極，另一個(gè)線也就是信號(hào)線經(jīng)過儀器連接到電源負(fù)極，這種是最簡(jiǎn)單的，壓力傳感器三線制是在兩線制基礎(chǔ)上加了一個(gè)線，這根線直接連接到電源的負(fù)極，較兩線制麻煩一點(diǎn)。四線制壓力傳感器肯定是兩個(gè)電源輸入端，另外兩個(gè)是信號(hào)輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是4——20mA輸出，4——20mA的叫壓力變送器，多數(shù)做成兩線制的。壓力傳感器的信號(hào)輸出有些是沒有經(jīng)過放大的，滿量程輸出只有幾十毫伏，而有些壓力傳感器在內(nèi)部有放大電路，滿量程輸出為0——2V。至于怎么接到顯示儀表，要看儀表的量程是多大，如果有和輸出信號(hào)相適應(yīng)的檔位，就可以直接測(cè)量，否則要加信號(hào)調(diào)整電路。五線制壓力傳感器與四線制相差不大，市面上五線制的傳感器也比較少。
螺紋類型
壓力傳感器的螺紋有很多種，常見的有NPT、PT、G、M，都是管螺紋。
NPT 是 National （American） Pipe Thread 的縮寫，屬於美國(guó)壓力傳感器標(biāo)準(zhǔn)的 60 度錐管螺紋，用于北美地區(qū)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可查閱 GB/T12716-1991
PT 是 Pipe Thread 的縮寫，是 55 度密封圓錐管螺紋，屬惠氏壓力傳感器螺紋家族，多用於歐洲及英聯(lián)邦國(guó)家。常用於水及煤氣管行業(yè)，錐度規(guī)定為 1:16。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可查閱 GB/T7306-2000
G 是 55 度非螺紋密封管螺紋，屬惠氏壓力傳感器螺紋家族。標(biāo)記為 G 代表圓柱螺紋。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可查閱 GB/T7307-2001
M 是公制普通螺紋，如M20*1.5表示直徑為20mm，螺距為1.5，如客戶無特殊要求，壓力傳感器一般為M20*1.5螺紋。
另外螺紋中的1/4、1/2、1/8 標(biāo)記是指螺紋尺寸的直徑，單位是英寸。行內(nèi)人通常用分來稱呼螺紋尺寸，一寸等于8分，1/4 寸就是2分，如此類推。G 好像就是管螺紋的統(tǒng)稱（Guan），55、60度的劃分屬于功能性的，俗稱管圓。螺紋由一圓柱面加工而成。
ZG俗稱管錐，即螺紋由一圓錐面加工而成，一般的水管壓力接頭都是這樣的，老國(guó)標(biāo)標(biāo)注為Rc
公制螺紋用螺距來表示，美英制螺紋用每英寸內(nèi)的螺紋牙數(shù)來表示，這是壓力傳感器螺紋最大的區(qū)別，公制螺紋是60度等邊牙型，英制螺紋是等腰55度牙型，美制螺紋60度。公制螺紋用公制單位，美英制螺紋用英制單位。
管螺紋主要用來進(jìn)行壓力管道的連接，其內(nèi)外螺紋的配合緊密，壓力傳感器管螺紋有直管與錐管兩種。公稱直徑是指所連接的壓力管道直徑，顯然螺紋大徑比公稱直徑大。 1/4，1/2，1/8是英制螺紋的公稱直徑，單位是英寸。
壓力傳感器的工作原理
1、壓阻式壓力傳感器
電阻應(yīng)變片是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。
2、陶瓷壓力傳感器
陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng)，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
3、擴(kuò)散硅壓力傳感器：
擴(kuò)散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng)，利用壓阻效應(yīng)原理，被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。
4、藍(lán)寶石壓力傳感器：
利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。因此，利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對(duì)溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性;藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng);另外，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n漂移。
5、壓電式壓力傳感器：
壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。
使用過程中無法避免誤差
在選擇壓力傳感器的時(shí)候我們要考慮他的綜合精度，而壓力傳感器的精度受哪些方面的影響呢？其實(shí)造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意說四個(gè)無法避免的誤差，這是傳感器的初始誤差。
首先的偏移量誤差：由于壓力傳感器在整個(gè)壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。
其次是靈敏度誤差：產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴(kuò)散過程的變化。
第三是線性誤差：這是一個(gè)對(duì)壓力傳感器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性，但對(duì)于帶放大器的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線稱重傳感器。
最后是滯后誤差：在大多數(shù)情形中，壓力傳感器的滯后誤差完全可以忽略不計(jì)，因?yàn)楣杵哂泻芨叩臋C(jī)械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。
壓力傳感器的這個(gè)四個(gè)誤差是無法避免的，我們只能選擇高精度的生產(chǎn)設(shè)備，利用高新技術(shù)來降低這些誤差，還可以在出廠的時(shí)候進(jìn)行一定的誤差校準(zhǔn)，盡最大的可能來降低誤差以滿足客戶的需要。
使用過程中的防腐蝕措施
壓力傳感器接頭和腔體采用進(jìn)口不銹鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不銹鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監(jiān)測(cè)任何與316L相兼容的介質(zhì)。下面我們還來介紹一下壓力傳感器的防腐技巧。
首先，了解被測(cè)介質(zhì)是否與316L相兼容：316，317L合金在100小時(shí)5%鹽霧測(cè)試中，都沒有出現(xiàn)腐蝕。其次，在選購(gòu)傳感器產(chǎn)品時(shí)，向供應(yīng)商咨詢介質(zhì)對(duì)壓力傳感器是否有影響；通過對(duì)彈體耐腐蝕材料的選擇，以便達(dá)到用戶使用的需求。最后，我們可以采用隔離辦法：壓力變送器前有鉬2鈦和鉭片，膜片與彈道管之間用甲基硅油傳送壓力，最小量程可做到0——100kPa，如果膜片材料還不耐腐，則可加一層F46膜片，但儀表靈敏度有所降低。也可直接用F46作隔離膜片，傳遞液可選用氟油，則可起雙重隔離作用。
壓力傳感器在使用過程中一旦發(fā)現(xiàn)其不能與介質(zhì)兼容就必須馬上更換傳感器，對(duì)應(yīng)一些特殊的介質(zhì)我們可以采用特殊的材質(zhì)或者特殊的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行測(cè)量，壓力傳感器未來肯定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，所以作為廠家我們要積極開發(fā)新型壓力傳感器來適應(yīng)需要。
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