無負壓式供水系統，就是通過安裝在供水管網上的高靈敏度壓力傳感器或壓力開關等，來檢測供水管網在用水量變化時的壓力變化，不斷的向微電腦傳輸變化的信號。根據不同運行狀態，動態地控制補償量，從而實現動態壓力平衡，保證供水管網壓力恒定，以滿足用戶用水需要。當市政管道自來水以一定壓力進入調節罐時，穩壓補償罐內的空氣經過真空消除器內排出，待水充滿后，真空消除器自動關閉。當自來水能夠滿足用水壓力及水量要求時，供水設備通過旁通止回閥向用水管網直接供水；當自來水管網的壓力不能滿足用水要求時，系統會通過壓力傳感器，或壓力開開關、電接點壓表，給出起泵信號起動水泵運行。

 

另外，當水泵供水時，若自來水管網的水量大于水泵流量，系統保持正常供水，用水高峰期時，若自來水管網水量小于水泵流量時，調節罐內的水作為補充水源仍能正常供水，此時，空氣由真空消除器進入調節罐，消除了自來水管網的負壓，用水高峰期過后，系統恢復正常的狀態。若自來水供水不足或管網停水而導致調節罐內的水位不斷下降，液位控制器給出水泵停機信號以保護水泵機組。此過程如此循環，最終達到無負壓供水的目的。

 

 

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單，一般客戶都知道怎么接線，一根線連接電源正極，另一個線也就是信號線經過儀器連接到電源負極，這種是最簡單的，壓力傳感器三線制是在兩線制基礎上加了一個線，這根線直接連接到電源的負極，較兩線制麻煩一點。四線制壓力傳感器肯定是兩個電源輸入端，另外兩個是信號輸出端。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，多數做成兩線制的。壓力傳感器的信號輸出有些是沒有經過放大的，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，如果有和輸出信號相適應的檔位，就可以直接測量，否則要加信號調整電路。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，屬於美國壓力傳感器標準的 60 度錐管螺紋，用于北美地區。國家標準可查閱 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，多用於歐洲及英聯邦國家。常用於水及煤氣管行業，錐度規定為 1:16。國家標準可查閱 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。標記為 G 代表圓柱螺紋。國家標準可查閱 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 標記是指螺紋尺寸的直徑，單位是英寸。行內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，老國標標注為Rc

 

公制螺紋用螺距來表示，美英制螺紋用每英寸內的螺紋牙數來表示，這是壓力傳感器螺紋最大的區別，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。

 

管螺紋主要用來進行壓力管道的連接，其內外螺紋的配合緊密，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

 

電阻應變片是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。

 

2、陶瓷壓力傳感器

 

陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋，由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。

 

3、擴散硅壓力傳感器：

 

擴散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應，利用壓阻效應原理，被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發生變化，利用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。

 

4、藍寶石壓力傳感器：

 

利用應變電阻式工作原理，采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。因此，利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移。

 

5、壓電式壓力傳感器：

 

壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態測量，因為經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才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。

 

使用過程中無法避免誤差

 

在選擇壓力傳感器的時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？其實造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意說四個無法避免的誤差，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壓力范圍內垂直偏移保持恒定，因此變換器擴散和激光調節修正的變化將產生偏移量誤差。

 

其次是靈敏度誤差：產生誤差大小與壓力成正比。如果設備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數。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。該誤差的產生原因在于擴散過程的變化。

 

第三是線性誤差：這是一個對壓力傳感器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產生原因在于硅片的物理非線性，但對于帶放大器的傳感器，還應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：在大多數情形中，壓力傳感器的滯后誤差完全可以忽略不計，因為硅片具有很高的機械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。

 

壓力傳感器的這個四個誤差是無法避免的，我們只能選擇高精度的生產設備，利用高新技術來降低這些誤差，還可以在出廠的時候進行一定的誤差校準，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，可以監測任何與316L相兼容的介質。下面我們還來介紹一下壓力傳感器的防腐技巧。

 

首先，了解被測介質是否與316L相兼容：316，317L合金在100小時5%鹽霧測試中，都沒有出現腐蝕。其次，在選購傳感器產品時，向供應商咨詢介質對壓力傳感器是否有影響；通過對彈體耐腐蝕材料的選擇，以便達到用戶使用的需求。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現其不能與介質兼容就必須馬上更換傳感器，對應一些特殊的介質我們可以采用特殊的材質或者特殊的結構來進行測量，壓力傳感器未來肯定會得到更加廣泛的應用，所以作為廠家我們要積極開發新型壓力傳感器來適應需要。

 

 

推薦閱讀：