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大量程压力变送器受压部位的整体结构与受力分

发布时间:2021-05-25 09:02 文章来源:江苏红器自动化设备有限公司
文摘:从大量程压力变送器的工作原理入手,对其机械部件的整体结构进行受力分析,通过构造力学模型,确定受压弱部件所满足的强度条件,转化为数学关系式,包括壁厚、熔深等物理量,计算出具体的尺寸数值,为强度设计提供可靠依据。这种设计方法对其他高压容器、管的强度设计有一定的借鉴和指导意义。
一是引言。
压力变送器是工业实践中常用的压力仪器,广泛应用于各种工业自动控制环境,涉及水利、水电、铁路交通、智能建筑、生产自动控制、航空航天、军工、石油化工、油井、电力、船舶、机床、管道等多个行业。FKP#05是一种大范围(测量范围0-r50兆帕)、螺纹连接安装压力变送器,可以测量流体的压力,并将其转换成DC4-2毫安的输出信号。该变送器采用微加工技术制成的硅微电容传感器和微处理器,具有优异的特性和功能,体积小,重量轻,环境适应性优异。FKP#05压力变送器的工作原理如图1所示。在检测部分,输入压力转化为静电电容,在传输部分放大运输与压力成正比的检测信号,发送DC4-2毫安的电流信号。
2.整体结构和应力分析。
FKP#05型压力变送器的机械部件结构如图2所示。压力变送器和现场压力管通过连接管用NPT1/2锥形管螺纹密封连接,正常工作时被测流体充满连接管,管内压力为流体工作压力,流体压力通过密封膜一和变送器内填充介质传递,大气压力通过密封膜二和变送器内填充介质传递,因此压力传感器高压侧和连接管内承受的压力为流体工作压力,压力传感器低压侧承受的压力为大气压力。
通过以上分析可以看出,当压力变送器正常工作时,其机械部件的连接管壁和焊缝是压力部件中的薄弱环节。如果管壁设计较薄,焊缝深度过浅,管壁和焊缝会破裂,导致被测流体或填充介质泄漏。由于低压侧的大气压力为1.01X105Pa,约为高压侧工作压力为50兆帕的11500,压力很小,不再计算低压侧的强度。以下是压力传感器高压侧和连接管内部承受压力的强度设计,重点是连接管壁厚、焊缝W-I、焊缝W-II、焊缝W-III的熔深。