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    直線位移傳感器用于安全閥在線檢測技術


             安全閥是應用于電力、石油、化工行業中承壓設備的超壓保護裝置,主要用于管道和各種承壓設備,當介質工作壓力超過允許壓力值時,安全閥自動打開向外排放介質,隨著介質壓力的降低,安全閥將重新關閉,從而防止管道和設備的超壓危險,是系統安全運行的保障。目前,安全閥校驗技術主要有校驗臺離線校驗和在線校驗兩類方法。

             校驗臺離線校驗,就是將安全閥安裝在校驗臺上,然后使用校驗介質使安全閥開啟,通過觀察壓力表來確認開啟壓力。這種方法無法考慮背壓安全閥、高溫或者低溫介質的安全閥校驗;在線儀器校驗,就是通過外力將作用在安全閥上向下的彈簧作用力測出,以此來計算出安全閥的開啟壓力,在線儀器校驗一般不影響生產,檢測速度比較快,但是該方法不能檢測安全閥的密封性能。

             目前應用到安全閥在線校驗系統中的閥瓣微啟識別技術主要有探針法、音頻法、位移法、附加外力曲線拐點識別法等。探針法以特殊的機械裝置,在外加力達到一定時,放置探針,當閥桿移動閥瓣開啟時,采用探針斷開識別法來識別閥桿的移動和閥瓣的開啟。由于容易受機械夾具形變的影響,探針斷開連接的瞬間并不能有效代表閥瓣微啟。因此,該方法的缺點就是測量誤差大。

             音頻法主要應用在安全閥熱態時的檢測,當閥瓣開啟時,會有氣流聲被拾音探頭探測,并通過音頻放大被識別。該方法的缺點人為因素影響大,會影響測量準確性。同時安全閥必須工作在熱態,也限制了其應用效果。

             位移法是通過位移傳感器實時檢測閥桿的位移,當位移量達到一定值時,認為閥桿已經開啟。由于機械裝置在附加力的作用下容易發生形變,而且形變的大小受外力大小的影響。而對于不同的壓力閥,開啟時附加力大小是不等的,因此機械夾具的形變大小是不等的。所以很難采用固定的位移量來判斷閥門開啟狀態,否則會帶來測量誤差。

             附加外力曲線拐點識別法是對位移法的改進。彈簧形變受力曲線法主要利用彈簧形變受力曲線進行閥門微啟識別。閥瓣微啟會使閥桿發生位移,可被位移傳感器檢測到。結合附加力曲線拐點識別法的相關理論基礎,在檢測附加力時,以位移傳感器位移變化作為啟動測量附加力的觸發信號。閥瓣微啟前的彈簧形變受力曲線斜率明顯高于閥瓣微啟后的彈簧形變受力曲線斜率。采用彈簧形變受力曲線法優點是以位移傳感器產生位移作為壓力傳感器啟動測量的觸發信號,因此不需要附加力均勻施加,閥瓣微啟識別準確。

             在線校驗系統外圍結構包括機械夾具和液壓千斤頂。其中,機械夾具為附加外力提供穩定可靠的施力環境,并保證在線測量時安全閥能正常工作。液壓千斤頂負責輸出高壓液壓動力,并轉換成能作用于閥瓣的向上驅動附加力,以便能打開安全閥閥瓣。位移傳感器通過安裝支架固定在閥桿上,測桿可通過磁鐵吸附在夾具底座。當閥桿在附加力作用下向上移動時,位移傳感器可檢測到閥桿位移。將壓力傳感器限定在閥桿上,閥桿穿過液壓千斤頂、壓力傳感器受力盤及機械夾具底座的中心圓孔,液壓千斤頂固定在機械夾具兩側受力支架上。在限位螺帽及固定支架共同的作用下,可以由液壓千斤頂通過壓力傳感器提供一個能作用在閥桿上的附加力的施力環境。同時,可通過壓力傳感器可檢測到液壓千斤頂施加的附加力。數據采集系統實時采集位移傳感器和壓力傳感器的輸出信號,結合數據分析系統獲取閥瓣微啟瞬間作用在閥桿上的附加外力值,從而可以公司計算獲得安全閥開啟壓力值,實現安全閥在線校驗。




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