[发明专利]一种分布式压差测量传感器及方法

说明书

本发明涉及压差传感器检测技术领域，尤其涉及一种分布式压差测量传感器及方法。所述分布式压差传感器包括取样器和压差运算控制器，所述取样器为一种压力传感器，所述取样器从上到下依次为信号线缆接口、电接插件、PCB内置电路板、压力感知组件和介质导入接口，所述信号线缆接口接入压差运算控制器，所述PCB内置电路板上另设有数字信号处理器、温度采集器和振动采集器，所述介质导入接口连接介质管道；所述压差运算控制器通过信号线缆与取样器相连。本发明采用分布式结构，不受测量点的距离和环境限制，其单点取样采用电流值、电压值或数字信号传输，避免了介质传导造成的传导延时、传导压降、介质震荡等测量误差。

技术领域

本发明涉及压差传感器检测技术领域，尤其涉及一种分布式压差测量传感器及方法。

背景技术

传统压差传感器在对两个距离100米的输油管道实时测控压差时，必须在这两点之间架设介质传导用的导管，由于导管的材质刚性、管容量及距离等原因，以及介质的张力、粘度、压缩率等因素，使导管两端产生很大传导压降和传导延迟，甚至造成反射震荡，导致检测出的压力压差值并不是真实的数值，致使系统测控之间出现严重误差及循环反馈震荡等。由于传统一体式压差传感器的生产工艺特征，限制了高压差的检测。

传统的压差传感器存在着不可避免的误差。其一是非线性误差，该误差的产生原因在于压力感知组件中，硅片、陶瓷体或结构体的物理非线性，对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线。其二是分布式感应误差，对于压容式压力感知组件，由于电容对交变信号固有的分布式特性，会产生不规则的误差曲线。其三是环境变量带来的误差，由于传感器内部元器件固有的热漂移物理特性，进行热补偿是普遍的做法，但由于测量现场会有各类叠加的机械振动，这些应力会直接作用于压力感知组件，造成输出压力值的瞬变，也会导致不规则的瞬变误差。其四是介质传导误差，由于各类被测介质具有不同的物理特性，在长距离传导中，会产生介质压缩、导管膨胀、传导延迟、张力压降甚至反射震荡等，导致一系列叠加误差。

传统压差传感器这四个误差是无法避免的，我们只能选择高精度的生产设备，利用更厚重的介质导管等来降低这些误差，还可以在出厂的时候进行一定的误差校准，尽最大的可能来降低误差以满足客户的需要。

发明内容

本发明要解决的问题是如何克服现有技术的不足，提供一种测量精度高、测量压差范围大的分布式压差传感器。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种分布式压差测量传感器，包括取样器和压差运算控制器，所述取样器从上到下依次为信号线缆接口、电接插件、PCB内置电路板、压力感知组件和介质导入接口。所述信号线缆接口接入压差运算控制器，所述PCB内置电路板连接压力感知组件，并设有压电信号转换器、电压电流放大补偿电路、环境参量及信号输出电路。所述介质导入接口连接介质管道；所述压差运算控制器上设有电压电流信号或数字信号采集电路、信号补偿电路、输入及显示控制电路、信号A/D和D/A转换电路、数字插值式精度补偿模块等。

进一步的，所述取样器设置为两个，分别设置在待测压差的两个介质容器或管道。

进一步的，所述压差运算控制器设置为电压、电流型压差运算控制器或数字型压差运算控制器。

进一步的，所述压差传感器是由三个独立部件组成，两个相同测压参数或不同测压参数取样器和一个压差运算控制器，取样器内部设置有振动传感器，用于检测环境机械振动参量，并通过压差运算控制器内设置的补偿电路，来消除传感器的振动误差。

一种分布式压差测量方法，包括以下步骤：

步骤一、介质压力导入取样器；

步骤二、取样器内部压电转换器对感受到的的压力信号转换为电信号，并传导至电压电流放大补偿电路；