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发动机测试台中差压变送器输出影响
关键字:差压变送器,变送器    日期:2019-10-8 8:58:29

摘要:针对某发动机测试台数据异常问题,结合实际情况通过调研和实验的方法,分析了引起测试台数据异常的主要测量设备(差压变送器)的各项性能指标,以及此类差压变送器使用中复现量值准确性的影响因素。得到了一套用于解决试验台数据异常的解决方案,保证了此发动机测试台输出数据的准确可靠。

0引言

某发动机测试台,主要由十六台量程不同的差压变送器作为输出设备输出测试数据、再经过数据处理反应发动机的性能。输出数据的准确与否直接关系到发动机的后期调试等诸多问题。由于测试台结构复杂,且差压变送器均为0075级,所以不能进行现场和在线计量检定。为了保证测试数据的准确性,测试台上的十六台差压变送器每年拆卸一次送到计量部门计量检定,连续三年检定结果均为合格。但是发现每次计量检定合格的差压变送器再重新安装后测试数据都会出现异常。

1差压变送器的输出影响

为了解决测试数据异常问题的困扰,针对测试台上的差压变送器的影响问题,到相关计量部门做了相关的调研和测试。

计量部门对差压变送器计量检定主要依据JJG8822004力变送器检定规程》,在规定的环境条件下完成外观检查、密封性检查、绝缘电阻、绝缘强度、基本误差、回程误差、静压影响的计量检定项目,最终做出结论性的判定,检定周期最大为一年。

由于本发动机测试台选用差压变送器准确度等级为0075%,量程范围都较小,用于测量的压力源分为气体压力和液体压力两种。这些差压变送器在计量和使用过程中都存在一些共性的问题。产生这些问题的土要影响因素包括:差压变送器的设备性能、稳定性、受安装角度以及感压口余液影响。所以针对这几个影响因素,结合计量部门高准确度等级的标准器进行了相关的测试和实验。

2差压变送器输出重复性影响

实验(1),取本测试台上的一台差压变送器作为样本,样本测量范围0~100kPa,输出4~20mA,供电电24VDC,准确度等级0075级,输出最大允许误差为±00124;压力标准装置为002级气体活塞式压力计一台,量程为5~250kPa,压力源为氮气。实验室环境温度:20,实验中4小时内温度变化不大于1℃,相对湿度57RH。

样本与标准器有效连接,调整安装位置使样本的零位输出为4000后,固定样本的安装位置(样本的H端与标准器输出端连接,L端通大气),分别开始三次进程和回程的测量。首先进行一次满量程的预压,然后进行第一次进程和回程的测量,第一次进程回程测量后隔一小时进行第二次进程回程测量,第二次进程回程测量后隔一小时进行第三次进程和回程测量。测量结果如表1所示。

3差压变送器输出环境影响

实验(2),选取与实验(1)相同的样本和标准器,相同的样本调零,以及相同的样本与标准器的连接和固定方式。实验室温度分别控制在20℃、18℃、22冗三个温度时分别进行三组进程和回程的测量(每组测量包括连续两次进程和回程的测量)。在实验室温度控制在20丈、18℃、22℃三个恒定温度时分别进行两次进程和回程的测量取平均值计入测量结果,测量结果如表2所历。

4差压变送器安装免度影响

实验(3),选取与实验(1)相同的样本和标准器,相同的样本调零,以及相同的样本与标准器的连接和固定方式。实验室环境温度:20℃,实验中4小时内温度变化不大于1℃,相对湿度52%RH。

分别进行三组进程和回程的测量(每组测量包括连续两次进程和回程的测量),第一组测量是在固有的连接和固定方式的状态下进行两次进程和回程的测量取平均值计入测量结果;第二测量是在变送器L端与支撑物的接触面之间完全加入一张0001m厚度的标准块,使得样本的安装角度与原有的安装角度有一个径向顺时针的微小转角,进行两次进程和回程的测量取平均值计入测量结果;第三测量是在变送器H端与支撑物的接触面之间完全加入一张0001m厚度的标准块,使得样本的安装角度与原有的安装角度有一个径向逆时针的微小转角,进行两次进程和回程的测量取平均值计人测量结果。测量结果如表3所示。

5差压变送器感压口佘液影响

实验(4),选取与实验(1)相同的样本和标准器,相同的样本调零,以及相同的样本与标准器的连接和固定方式。实验室环境温度:20℃,实验中4小时内温度变化不大于1℃,相对湿度52%RH。

分别进行三组进程和冋程的测量(每组测量包括连续两次进程和回程的测量),第一组测量是在L端通大气的固有状态下进行两次进程和回程的测量取平均值计入测量结果;第二测量是在样本L端通入水介质给预微小压力后,再排出水介质,然后进行两次进程和回程的测量取平均值计人测量结果;第三测量是在样本L端通入变压器油介质给预微小压力后,再排出变压器油介质,然后进行两次进程和回程的测量取平均值计人测量结果。测量结果如表4所示。

6实验结果分析

由此样本的四组实验结果可以得到一个清晰的结论,此样本的量值复现的性能非常的好。由实验(1)和实验(2)可以得到,此样本复现量值线性最大偏移量为0002mA;复现量值的最大回程误差为0001mA4时内复现量值的最大漂移量为0001mA,且仅在0001mA内波动;受温度影响较小,再(20±2)℃范围内,复现量值的最大漂移量为0001mA

由实验(3)可以得到,此样本受到径向安装角度的影响很大,在样本和支撑面之间加入一张0001m厚度的标准块,换算到样本绕H端(H端与标准器连接)接口旋转的角度最大为025度,而025度的角度引起的复现量值点的与初始位置复现量值点的最大偏移量为0004mA。而在样本使用屮,安装的角度误差远大于这个角度。

由实验(4)可以得到,此样本感压口位置受到不同介质的残留影响较大,气体介质对这一影响基本可以忽略,液体介质则有较大影响,液体介质不同,影响量也存在差异。水介质残留引起的复现量值点的与初始位置复现量值点的最大偏移量为0012mA;变压器油介质残留引起的复现量值点的与初始位置复现量值点的最大偏移量为0014mA

7结论

经过以上实验与分析可以得到:为了更好的保证此发动机测试台的输出数据的准确可靠,可以通过以下途径得以实现。

首先、测试台安装的十六台差压变送器都必须保证定期送检,且计量检定结果为合格;

其次、在差压变送器安装过程中,参照检定证书的零点输出,通过调整安装径向角度的方式使得安装后的差压变送器的零位输出与检定证书给出的零位输出重合,从而保证整个量程复现量值的准确性;

最后、通过定量实验的方法,得到此测试台使用的液休介质产生的感压口余液的影响量,将影响量加人到对应介质测量的差压变送器修正系统中去,保证复现量值的准确性。最终达到保证此发动机测试台输出数据的准确可靠的目的。

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