申思测控：直线位移传感器用于安全阀在线检测技术

安全阀是应用于电力、石油、化工行业中承压设备的超压保护装置，主要用于管道和各种承压设备，当介质工作压力超过允许压力值时，安全阀自动打开向外排放介质，随着介质压力的降低，安全阀将重新关闭，从而防止管道和设备的超压危险，是系统安全运行的保障。目前，安全阀校验技术主要有校验台离线校验和在线校验两类方法。

校验台离线校验，就是将安全阀安装在校验台上，然后使用校验介质使安全阀开启，通过观察压力表来确认开启压力。这种方法无法考虑背压安全阀、高温或者低温介质的安全阀校验；在线仪器校验，就是通过外力将作用在安全阀上向下的弹簧作用力测出，以此来计算出安全阀的开启压力，在线仪器校验一般不影响生产，检测速度比较快，但是该方法不能检测安全阀的密封性能。

目前应用到安全阀在线校验系统中的阀瓣微启识别技术主要有探针法、音频法、位移法、附加外力曲线拐点识别法等。探针法以特殊的机械装置，在外加力达到一定时，放置探针，当阀杆移动阀瓣开启时，采用探针断开识别法来识别阀杆的移动和阀瓣的开启。由于容易受机械夹具形变的影响，探针断开连接的瞬间并不能有效代表阀瓣微启。因此，该方法的缺点就是测量误差大。

音频法主要应用在安全阀热态时的检测，当阀瓣开启时，会有气流声被拾音探头探测，并通过音频放大被识别。该方法的缺点人为因素影响大，会影响测量准确性。同时安全阀必须工作在热态，也限制了其应用效果。

位移法是通过位移传感器实时检测阀杆的位移，当位移量达到一定值时，认为阀杆已经开启。由于机械装置在附加力的作用下容易发生形变，而且形变的大小受外力大小的影响。而对于不同的压力阀，开启时附加力大小是不等的，因此机械夹具的形变大小是不等的。所以很难采用固定的位移量来判断阀门开启状态，否则会带来测量误差。

附加外力曲线拐点识别法是对位移法的改进。弹簧形变受力曲线法主要利用弹簧形变受力曲线进行阀门微启识别。阀瓣微启会使阀杆发生位移，可被位移传感器检测到。结合附加力曲线拐点识别法的相关理论基础，在检测附加力时，以位移传感器位移变化作为启动测量附加力的触发信号。阀瓣微启前的弹簧形变受力曲线斜率明显高于阀瓣微启后的弹簧形变受力曲线斜率。采用弹簧形变受力曲线法优点是以位移传感器产生位移作为压力传感器启动测量的触发信号，因此不需要附加力均匀施加，阀瓣微启识别准确。

在线校验系统外围结构包括机械夹具和液压千斤顶。其中，机械夹具为附加外力提供稳定可靠的施力环境，并保证在线测量时安全阀能正常工作。液压千斤顶负责输出高压液压动力，并转换成能作用于阀瓣的向上驱动附加力，以便能打开安全阀阀瓣。位移传感器通过安装支架固定在阀杆上，测杆可通过磁铁吸附在夹具底座。当阀杆在附加力作用下向上移动时，位移传感器可检测到阀杆位移。将压力传感器限定在阀杆上，阀杆穿过液压千斤顶、压力传感器受力盘及机械夹具底座的中心圆孔，液压千斤顶固定在机械夹具两侧受力支架上。在限位螺帽及固定支架共同的作用下，可以由液压千斤顶通过压力传感器提供一个能作用在阀杆上的附加力的施力环境。同时，可通过压力传感器可检测到液压千斤顶施加的附加力。数据采集系统实时采集位移传感器和压力传感器的输出信号，结合数据分析系统获取阀瓣微启瞬间作用在阀杆上的附加外力值，从而可以公司计算获得安全阀开启压力值，实现安全阀在线校验。

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