一般概念里, 我們測量設備的傾斜度是使用傾角傳感器進(jìn)行測量的, 在電子數字水平儀、醫療機械調平, 角度測量和監視, 汽車(chē)、起重機械的傾斜角度測量等多個(gè)領(lǐng)域都使用這個(gè)方法。但是,在實(shí)際工作中,很多對水平傾角有要求的設備并沒(méi)有安裝測量裝置, 怎樣快速方便的測量設備傾角是自動(dòng)化儀表人員面臨的問(wèn)題。根據我們對液位測量方法的介紹,可以知道使用差壓變送器進(jìn)行傾角測量是液位測量方法的一種特殊利用, 是利用在我們建立的測量系統中液體在不同水平面產(chǎn)生壓力差, 利用差壓變送器測量此差值, 并使用數學(xué)計算換算成傾角的一種測量方法。
1 設備傾斜度的測量原理和數學(xué)推斷
測量系統的組成。為了更好的說(shuō)明測量原理, 我們要先建立一個(gè)測量系統。整個(gè)測量系統由封裝有密度為r液體的環(huán)形管、與環(huán)形管相連接的差壓變送器、智能計算顯示三部分組成。應用中,由于系統傾角變化引起液位變化, 利用變送器測量到液位變化引起的差壓變化, 通過(guò)把標準信號輸出到智能計算模塊進(jìn)行數據運算, 完成了對設備傾斜度的測量。當然, 如果設備的傾斜度可以調節的話(huà), 我們把系統得出的傾角信號再傳送給相應的調節系統就可以實(shí)現對設備傾斜度的控制調節。
數學(xué)推理的前提。(1)要求環(huán)形管垂直于水平面, 當測量裝置未發(fā)生偏轉時(shí)的狀態(tài)如圖1 所示, 密封液柱h1 、h2 的高度一致,且等于環(huán)形管的半徑R0, 此時(shí)對差壓變送器調零;
(2)規定環(huán)形管逆時(shí)針偏角為正, 順時(shí)針偏角為負, 重力垂線(xiàn)為0°,整個(gè)圓周分為Ⅰ ～ Ⅳ四個(gè)象限, 傾角角度用a 表示。當-90°≤a ≤90°時(shí), 傾角落在Ⅰ 、Ⅳ象限, 實(shí)際中傾斜一般不會(huì )超過(guò)180°,因此對90°<a<270°的情況不作討論。差壓變送器的高、低壓室用H 、L 區別。 傾角位于Ⅰ 、Ⅳ象限的推導。假設現在系統發(fā)生傾斜, 產(chǎn)生一個(gè)傾角, 可知知Dh 與直徑D 存在著(zhù)正弦關(guān)系:
其中:■P -差壓變送器的檢測值, k -變換系數, 是一個(gè)常數, k =1/Dρg , 以上推論是在環(huán)形管逆時(shí)針偏轉的情況下進(jìn)行的, 可以證明:在環(huán)形管順時(shí)針偏轉的情況下推論同樣成立。
2 結束語(yǔ)
通過(guò)以上數學(xué)推論可知, 在-90°≤a ≤90°半周測量的范圍內, 通過(guò)差壓變送器測量出壓力差, 運用一定的運算手段就可以得出傾斜度。在現實(shí)工作中, 我們可以把此系統安裝在地衡、起重機吊臂等需要測量?jì)A角的裝置上, 根據推算公式, 采用計算機或智能顯示儀表對測量得到的差壓信號進(jìn)行乘法和三角函數運算, 就可以得到結果, 快速有效的測量設備傾斜度。使用差壓變送器測量?jì)A角, 原理簡(jiǎn)單, 制造容易,價(jià)格低廉, 其不足之處在于測量范圍有限, 當超出半周測量范圍后, 數學(xué)模型會(huì )發(fā)生變化。希望通過(guò)以上的論述,能給各位同行以啟示, 在各種儀表的使用中發(fā)現更多更好的測量手段, 為促進(jìn)我們自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展做出努力。
相關(guān)tuijian：隔膜式雙法蘭差壓變送器測量液氨儲罐液位的原理、注意事項以及常見(jiàn)故障分析、電容式差壓變送器的靜壓誤差分析、
關(guān)注我們 實(shí)現共贏(yíng)