电容压力变送器的密封性研究及网络化接口技术

论文摘要

电容压力变送器是一种技术成熟且应用广泛的现场仪表,密封性能是影响其综合性能的主要因素。电容压力变送器一个重要发展方向是智能化、网络化。本论文将压力变送器密封技术与网络化接口技术纳入研究课题,对促进传感技术发展具有重要的学术价值和实际意义。论文介绍了课题研究背景和研究意义,从传感器领域的密封技术与网络化接口技术两方面来介绍本论文相关内容的国内外研究进展,得出论文需要研究的主要内容。本论文主要围绕如何提高电容压力变送器密封性能、优化网络接口技术在电容压力变送器中的应用两个方面开展研究。本论文的主要工作包括:①研究电容压力传感器的密封缺陷和关键技术。通过金属膜片式电容压力传感器的工作原理与结构特点,得到目前密封存在的主要缺陷和影响因素,从焊接材料、焊接设备、焊接工艺等方面展开研究。②研究电容压力传感器密封缺陷的解决方案。提出了中心膜片与隔离膜片焊接材料的改良方案,通过制定化学检验标准、时效热处理、新材料试验,焊接材料性能得到较大提升。提出了焊接设备改良方案,通过提升液压站压力、调整焊接夹具同心度、改进中心膜片张紧设备和充油机结构,大大降低了机械设备缺陷对焊接密封性能造成的不利影响。提出了焊接工艺改良方案,通过改变焊接电流和焊接速度进行试验,最终使焊接工艺得到优化,焊接密封性能得到提升。③对密封技术研究结果进行分析与总结,检验各项解决方案的有效性。分析并排除了各因素间的交叉影响,保证本论文研究方法的正确性。④研究网络化接口技术在电容压力变送器中的应用。通过测试标准智能板,得出目前存在的兼容性问题,独立开发智能板。利用Pro/Engineer软件进行智能板表头结构设计。将HART协议嵌入智能压力变送器的软硬件开发。论文结果表明,本文对电容压力变送器的密封及网络化接口技术的研究,在焊接材料、焊接工艺、焊接设备,以及压力变送器智能化研发等方面所做的工作都是有效的,结果是正确的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 本论文相关内容的国内外研究进展
• 1.2.1 传感器领域密封技术的国内外研究进展
• 1.2.2 HART协议的国内外研究进展
• 1.3 论文研究内容
• 第二章 电容压力传感器的密封缺陷与关键技术
• 2.1 引言
• 2.2 电容压力传感器工作原理与结构特点
• 2.2.1 金属膜片电容压力传感器工作原理
• 2.2.2 金属膜片电容压力传感器结构特点
• 2.3 电容压力传感器主要密封技术与缺陷
• 2.3.1 电容压力传感器的密封技术
• 2.3.2 电容压力传感器的密封缺陷
• 2.4 电容压力传感器的焊接密封
• 2.4.1 焊接密封影响因素
• 2.4.2 焊接材料分析
• 2.4.3 机器设备的主要故障
• 2.4.4 工艺方法缺陷分析
• 2.5 其他密封缺陷分析
• 2.5.1 充油机密封故障
• 2.5.2 镍管封口泄漏
• 2.6 本章小结
• 第三章 密封关键技术的解决方案
• 3.1 引言
• 3.2 研究计划
• 3.3 中心膜片焊接材料的优化与改良
• 3.3.1 规范3J53 合金入厂检验标准
• 3.3.2 中心膜片时效处理
• 3.4 隔离膜片焊接材料的改良试验
• 3.4.1 规范17-4 PH不锈钢的入厂检验标准
• 3.4.2 17-4PH不锈钢时效处理
• 3.4.3 新材料选取与试验
• 3.5 机器设备改良
• 3.5.1 增大液压站压力
• 3.5.2 焊接夹具同心度的测试与调整
• 3.5.3 中心膜片张紧设备的改进
• 3.6 工艺方案优化试验
• 3.6.1 焊接电流试验
• 3.6.2 焊接速度试验
• 3.7 充油机密封结构的改进
• 3.8 氩弧焊镍管封口试验
• 3.9 本章小结
• 第四章 密封技术研究结果检测与总结
• 4.1 引言
• 4.2 检测方案
• 4.2.1 氦质谱检漏
• 4.2.2 其它密封性能检测
• 4.3 焊接材料的改良效果检验
• 4.3.1 3J53 材料性能测试
• 4.3.2 隔离膜片焊接材料研究总结
• 4.4 机器设备的工作检验
• 4.4.1 膜片焊接设备的焊接测试
• 4.4.2 氩弧焊封口试验总结
• 4.4.3 其它设备的检测
• 4.5 新工艺方案下的密封测试
• 4.5.1 焊接电流试验
• 4.5.2 焊接速度试验
• 4.6 对因素交叉影响的分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 网络化接口技术在压力变送器中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 对智能型压力变送器的研发进展
• 5.2.1 压力变送器的组成与原理
• 5.2.2 变送器的智能化
• 5.3 智能电路板研发
• 5.3.1 标准智能板组装测试
• 5.3.2 表头的设计
• 5.4 HART通讯的研究
• 5.4.1 现场总线选择
• 5.4.2 硬件设计
• 5.4.3 软件设计
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附表