EEPW论坛

在工业生产设备中，压力容器、管道使用较多，为了保证安全生产，对这些有特殊作用的设备、设施，在不同使用场合都有严格的安全与技术要求。对管道与容器的壁厚、焊缝、选配的阀门等，均有不同的选择与控制参数、指标作为安全保证的措施之一；这些设备的设计承压值往往是实际值的几倍乃至更多，以此作为安全系数； 而在生产控制方面，为了保证系统中的压力无欠压、无超标，通常都是以控制增压或降压设备的运行来维持，这个过程实际上就是一个闭环负反馈过程，即：在压力下降到一定程度时，压力传感器检测到压力低于设定值，控制电路则发出启动信号，使增压设备工作，让管道、容器中的压力上升；当压力不断上升，到了一定程度时，压力传感器检测到压力达到正常设定值时，控制电路则发出关停信号，增压设备停止加压；如果这些设备不能正常关停，系统中的压力继续上升，达到或超过了安全允许的上限设定值时，就要切断增压设备的电源或有序、有度的泄压，如加大、加快给负荷端的供气或开启安全阀泄压一段时间，在压力回归至正常范围后，控制电路给出信号，终止这个泄（降）压过程。控制的原理对气体、液体是大同小异，家用压力锅的工作过程，就是对这个原理的一个直观诠释，但工业生产的过程及其控制则要复杂得多。大家知道，压力是一个物理力学参数，而自动控制采用的则是电学参数，这二者之间没有直接的利用部分，自动控制中的压力控制只能借助有关的探头、传感器实现力—电转换，如：压力传感器（见图一）。

              图一  压力传感器 （4-20mA或0-10v）

也有的地方使用压力产生形变的方式解决，如人体电子秤的四个脚内，就各安装了一个重量传感器（金属应力块），一般情况下，它呈现一定的电阻值，当压力（重量）加大时该阻值则发生变化，这个变化量被采集后，经系统比对、计算，得出计算结果并显示出来（见图二）。          

    图二  电子秤拆解图（左为显示部分、中为采集处理电路、右为传感器）

老式的“力—电”传感器多是4-20mA的，在其规定的工作范围内，压力的变化经过对应转换成一定的电流、电压，因此压力的变化量也就转变成为了电流或电压的变化量，控制电路接收到这个变化量后，经过处理并发出相应的控制信号来驱动有关的设备（见图三）。

              图三  普通蒸汽锅炉压力控制框图

现在的自动控制，逐步采用单片机采样，使压力控制与其他控制一样，控制精度与响应速度都有了明显的改善，而且大多数还是低功耗、高可靠性的，使压力控制精度从原来的一公斤/平方厘米（0.1MPa）提高至十分之一公斤/平方厘米（0.01 MPa）乃至更高(注：1MPa=10Kg/cm²)。