仪表“死区”对暖通、动力系统的影响

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摘 要：仪表是暖通、动力系统中不可缺少的一部分，全面掌握着建筑内空气温、湿度，水流量，空气流速等信息。温度、湿度、压力、液位及流量指示等调节仪表、感受元件及变送器、流量计等就地检测指示仪表、记录仪表均由仪控专业负责，暖通、动力专业根据自身系统要求与仪控专业配合完成仪表的设计和选型。仪表的自身特性对暖通系统的功能实现有重要影响。在诸多的仪表特性中，“死区”是其中之一。

关键词：“死区” 压力开关 压差式液位开关

中图分类号：TH115 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-067-02

1 什么是“死区”

“死区”又称仪表的不灵敏区，是输入量的变化不致引起输出量有任何可察觉变化的有限区间；是当输入量上升和下降时，同一输入的两相应输出值间（若无其他规定，则指全范围行程）的最大差值。

“死区”主要分为“报警死区”和“控制死区”。

报警死区：避免在报警区附近时频繁的触发报警信息。控制死区：避免调节阀频繁动作，对小于死区的偏差不产生控制作用，或者当控制输出与前一次的差小于死区时，控制输出不发生变化。

当被控量到达“死区”区域时，系统不做控制，这样做的目的在于避免频繁启停控制机构。而当“死区”范围超过工艺系统的要求时，造成报警功能无法实现或相应的设备阀门等无法操作。

仪表“死区”分为可调和不可调两类。不可调“死区”，即无论将压力开关的动作点设定到多大的压力，它所回复的值，都会比所设定的压力值小（或者高）的一个值。所谓可调“死区”，即在出厂时可以设定好的开关回复值。

以下压力开关和浮子式液位计为例进行说明。

2 压力开关的“死区”

2.1 压力开关“死区”工作原理

当系统内压力高于或低于额定的安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升至额定的恢复值时，碟片瞬复位，开关自动复位，或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。

2.2 “死区”形成的原因

压力开关的“死区”：是指开关设定动作值和复位值的差值。当有较小的压力加在开关上时，压力开关产生的用于输出的机械幅度比较小，检测装置检测不到，这就形成了死区。

2.3 设计实例

为了保证排风回路是正常运行，在高效过滤器和碘吸附器的前后设置流量监测仪表001SD，当流量过低，说明管路堵塞，当流量正常，达到复位值，报警信号取消。报警值为200Pa，现场安装压力开关的回差为480Pa，即当压差达到680Pa （480Pa+200Pa）时，报警才能取消。

即当碘吸附器和高效过滤器均处于最不利情况时，阻力也不可能达到680Pa，造成报警信号一直存在，无法消除。

压力开关“死区”在设备出厂时就设定的，本例中仪表的“死区”较大，影响了工艺系统的使用功能。

那么压力开关的“死区”可以修改吗？“死区”范围可以修改，但是修改要谨慎，否则调节阀有可能不动作，也有可能乱动。当死区过小时，调节器会不断调节，导致系统振荡。所以压力开关不允许在现场进行修改，如果需要调整“死区”范围，只能重新订货和购买。

3 液位开关的“死区”

3.1 液位开关的工作原理

液位开关，也称水位开关，液位传感器，顾名思义，就是用来控制液位的开关。

压差式液位开关，一般在测量容器上安装平衡容器，利用液体静力学原理使水位转换成差压，经过测量管路将差压传至差压计，反映出容器的水位，再通过差压变送器将水位转换为随水位连续变化的电信号，作为自动给水控制系统中的重要参数。

现常用的是单室平衡容器测量水位的压差计，压差计的正压头由平衡容器的恒定水柱维持不变（受压容器内的蒸汽注入平衡容器中凝结成水，利用溢流原理将多余的水流回受压容器），负压头则随容器水位变化而变化。差压计的差压值，随着容器水位的变化而变化。

压差式液位计受压差计的膜片、平衡容器的影响容易产生“死区”。

3.2 设计实例

现场调试时，发现003SN 回差过大，造成长期停泵。

003SN为压差式液位开关，可提供001BA的液位低低信号，其整定值为0.987m，此低低信号触发泵停运。001MN为001BA的液位仪表，有液位低低信号，此值与003SN的低低液位相同，同时它还有低液位信号，整定值为1.62m，要求003SN回差小于5kPa。

当003SN的回差偏大，即超过001MN的低液位信号后，造成泵长期无法正常使用。

4 结束语

“死区”对工艺系统的运行有着举足轻重的作用，合理的“死区”可以准确控制系统的正常运行，不合理的“死区”严重时会造成系统的瘫痪。

为了有效控制仪表的“死区”，需要仪控专业和暖通、动力专业共同配合。暖通、动力专业提出对仪表的“死区”的要求，仪控专业及时核查仪表能否实现功能要求，对于不可调死区的仪表，设计人员应在设计阶段就将“死区”范围考虑进去，对于可调“死区”的仪表，设计人员可以对其进行限制，在仪表出厂时就确定“死区”。那么就能避免运行时再出现此类问题。

参考文献：

[1] 卿晓霞.建筑设备自动化[M].重庆：重庆大学出版社，2003.

[2] 叶江祺.热工仪表和控制设备的安装[M].北京：水利电力出版社，1983.