[实用新型]风压干扰排除装置

说明书

本实用新型涉及一种用于压力测量系统的风压干扰排除装置。

工业上所用的压力值大多为表压，负压(真空度)。在表压和负压测量过程中都以当地大气压力作为基准压力。例如用微差压变送器测量微压时，其测量膜片两侧的两个差压室，一个接被测压力，另一个直接通大气。这样的测量系统在无风时测量结果是正常的，但当刮风气流或人为气流形成的风压叠加在大气压力上通入变送器时，就使测量结果中附加了风压干扰成份。例如某一被测压力值为40Pa(帕斯卡)，遇到50Pa的风压干扰时，测量结果显示-10Pa，可见造成50Pa的测量误差，并且本来是正压，却显示为负压。风力越大测量误差越大，测量范围越小，测量结果失真越严重，而且风压波动还使测量输出信号随之波动。上述风压干扰引起的测量误差，失真及波动经常被误认为是生产过程不正常，影响产品质量和产量，造成事故。风压波动还使测量仪表经常工作在测量过渡过程中难以进入稳定状态，导致仪表使用寿命缩短，可靠性下降。

上述风压干扰及其影响是应用广泛的压力测量中普遍存在的严重问题，但现有技术对该问题的存在及该风压干扰进入测量系统途径的认识不够明确，或认为风压干扰无法克服，实际也未见到效果明显的抑制方法或装置。通常见到的是仅为抑制实际上原因不明的输出信号波动使用阻尼器阻尼，该方法虽对输出信号波动有一定的抑制作用，但对上述提及的风压干扰引起的测量误差及失真不起作用。

本实用新型的目的是提供一种能够排除风压干扰影响使压力测量结果真实、准确，并能有效地抑制测量系统输出信号波动的风压干扰排除装置。

本实用新型的风压干扰排除装置包括基准大气压力信号通道和气容压力测量通道两部分，如附图1所示，所述的基准大气压力信号通道由外空心球(1)、内空心球(2)、导压管(4)、过滤器(6)、导压管(7)、可调气阻(8)、调节旋钮(20)、与可调气阻(8)并联的恒气阻(9)、导压管(10)、气容(11)及导压管(12)所组成。

所述的气容压力测量通道由外空心球(1)、内空心球(3)、导压管(5)、过滤器(13)、导压管(14)、可调气阻(15)、调节旋钮(21)、与可调气阻(15)并联的恒气阻(16)、导压管(17)，膜盒压力表(18)及气容(11)所组成。

上述两个通道中的外空心球(1)、内空心球(2)、内空心球(3)、导压管(4)及导压管(5)共同构成一个双层空心球型大气压力采样器，其中每一个空心球表面都均匀分布着若干同样大小的通气孔。该采样器设置在气容(11)下面，外露于大气中。

当刮风气流流经双层空心球型大气压力采样器时，可认为外空心球(1)表面积的一半为迎风面，另一半为背风面。又由于球体表面均匀分布着若干同样大小的通气孔，且通气孔总面积只占球体表面积的极少一部分，通过迎风面通气孔进入外空心球(1)内部的气流只是流经外空心球(1)气流的极少一部分，这部分气流又可经背风面同样总面积的通气孔泄出，从而保证了外空心球(1)内部的大气压力基本不受风压干扰影响。同样原理，内空心(2)内部的压力将更加稳定，将这样的大气压力信号再经过滤器(6)、可调气阻(8)送入气容(11)中均压，然后经导压管(12)送入变送器通常直接通大气的差压室，此时变送器得到的便是不含有风压干扰成份的基准大气压力信号，进而实现了使测量结果真实、准确的目的。

另一方面，当被测压力变化时，变送器测量膜片位移使气容(11)中压力随之变化，产生变化后的气容(11)中压力与原有的基准大气压力之压力差，该压力差形成气容(11)充、放气流，该气流也流经基准大气压力信号通道进入大气。调整可调气阻(8)的阻值可改变气容(11)的充、放气时间常数，间接地控制了测量过渡过程。当气容(11)中压力重新恢复到基准大气压力时，也即变送器测量膜片位移到位时，充、放气结束，变送器输出被测压力变化后的数值，测量过程结束并进入稳定输出状态。该控制作用时间短时，变送器输出信号运用于自动调节系统可使调节动作及时。该控制作用时间长时，在被测压力振荡性波动情况下，由于气容(11)中压力随之变化对变送器测量膜片的作用力与被测压力的作用力方向相反，因而获得抑制输出信号波动的效果，此作用有益于测量、调节系统的工作稳定，并可使测量系统避免经常工作在测量过渡过程中，有益于仪表使用寿命延长和提高工作可靠性。