专利名称：具有趋势提取功能的压力变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力变送器，特别涉及一种具有趋势提取功能的压力变送器。
背景技术：
压力变送器在石油、焦化、钢厂以及电厂等领域应用非常广泛。随着油田数字化的进展以及焦化厂、钢厂等自动化程度的提高，对压力变送器的可靠性、准确性以及智能化特性提出了更高的要求。在某些特殊的场合，需要在现场长时间记录下测试的数据，并且要提取出在一段时间内数据的变化趋势，更利于对压力信号的分析。经验模态分解的方法是一种新的低频信号提取方法，该方法的本质是利用信号的特征时间尺度来获得固有的波动模态，从而达到分解数据的目的。和传统的低频信号提取方法相比较，比如低通滤波方法等，该方法具有的优势是提取的低频信号更加真实可靠，特别是信号的边缘部分，不会造成由于算法的原因出现低频失真的现象，目前所采用的经验模态分解方法中，其算法复杂、计算量大、运算效率低，并且所提取的边缘信号不够真实，不适应于内嵌式系统的要求。
实用新型内容为了实现压力变送器压力信号的趋势提取功能，使其满足某些测试情况下的要求，本实用新型实施例提供了一种具有趋势提取功能的压力变送器。所述技术方案如下一种具有趋势提取功能的压力变送器，包括信号调理单元、壳体和显示模块，所述信号调理单元连接封装于所述壳体内，所述显示�？樯柚糜谒隹翘宓耐獠嗲矣胨鲂藕诺骼淼ピ樱糜诓问南允荆鲂藕诺骼淼ピㄐ畔⒋娲⒛？椋糜谛藕藕拖低巢问拇娲ⅲ磺魇铺崛∧？椋胨鲂畔⒋娲⒛？�、显示�？榉直鹆樱涮崛∷鲂畔⒋娲⒛？樗娲⒌难沽π畔ⅲ⑼ü怂慊袢∷瓒ㄊ奔涠文诘那魇蒲沽π藕牛鱿允灸？榻崛〉难沽η魇菩藕庞枰韵允�。进一步，所述变送器的壳体上还设有与上位机实现通讯的RS485数字接口，用于实现压力值和趋势压力信号的实时上传。本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是具有趋势提取功能。本实用新型所提供的变送器中集成了趋势提取和运算�？楣δ埽梢园岩欢问奔淠谘沽Ρ浠淖芴迩魇铺崛〕隼床⒂上允镜ピ允境隼矗奖悴僮魅嗽毕殖〔榭矗�
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型所提供的压力变送器总体结构剖视示意图；图2为图1中感应芯片上4个电阻的分布示意图；图3为本实用新型所提供的信号预处理�？樵硗迹煌�4为本实用新型所提供的信号处理�？榈牡缭丛硗迹煌�5为本实用新型所提供的信号放大�？樵硗迹煌�6为本实用新型所提供的信号采集模块原理图；图7为本实用新型所提供的信息存储�？樵硗迹煌�8为本实用新型所提供的显示�？樵硗迹煌�9为等斜率延拓技术原理图；图中1-壳体；2-信号调理单元；3-感压芯片；4_引压连接管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。本实用新型提出的一种具有趋势功能提取的压力变送器，其结构示意图见图1，是由带螺纹和密封环的引压连接管1、感压芯体2、信号调理单元3和壳体4组成，其中感压芯体采用的是溅射薄膜工艺制作而成。所述的信号调理�？榘ㄐ藕诺骼碛布缏泛托藕诺骼硭惴ǎ媚？楹透醒剐咎遄钪毡环庾霸诳翘逯校沽庸躀与管道螺纹连接。感压芯体采用了溅射方法，选用17-4PH不锈钢作为承压膜片的基础材料，研磨和抛光之后，在其上溅射绝缘层和合金层，再利用光刻和刻蚀制作而成。制备完的芯体表面集成了 4个电阻，如图2所示，处于承压膜片的最大变形区，通过光刻工艺把它们组成惠斯顿电桥，把压力信号转化为桥路输出电压信号。由于感压芯体采用了溅射薄膜技术，因此本实用新型的综合精度、零点温度、温度灵敏度都很优越，且长期稳定性好，具体参数如下综合精度0. 05 O. 2级;零点温度漂移小于O. 002%FS/°C ；零点时间漂移小于O. 1%FS/年；测量压力0·5MPa 220MPa ；工作温度范围-40°C 80°C ；桥臂电阻1 3ΚΩ;压力趋势的显示区间1-365天；输出形式数字量输出(RS485)或者4 20mA。信号调理单元包括信号预处理模块、信号放大�？�、信号采集�？�、信息存储�？椤⑶魇铺崛∧？橐约跋允灸？�。其中信号预处理�？椴捎昧说屯瞬ㄏ咂蹈扇诺姆绞嚼词迪郑诰咛宀僮魇辈捎肦C无源滤波方法，信号放大模块采用的芯片是LM324，如图5所示；信号采集�？椴捎玫男酒荕axl25，如图6所示；信息存储�？椴捎玫氖荈LASH芯片SST39VF400B8 ;如图7所示，信号预处理 �？椴捎檬中藕糯硇酒琓MS320VC33，如图3所示；液晶显示�？椴捎肗H12864，可以显示中文和图形，如图8所示。针对压力变送器本身重要参数的存储，为确保万无一失，系统参数(如标定系数、压力零点值、数据显示周期、通讯参数等)被拷贝成至少相同的三份，存储在FLASH芯片的不同的数据存储区内。当系统需要使用存储的参数时，系统将会将各个数据存储区中的对应参数都取出来，采用表决法来产生有效的应用参数，这样做可以防止FLASH存储器在一些意外情况下存储的数据失效，提高了参数存储的可靠性，这里的表决法具体是指当提取的各数据存储区中的系统参数全部相同时，各数据存储区所存储的系统参数数据有效；若其中存在一个数据存储区所存储的系统参数与其它各数据存储区所存储的系统参数不同，则判断所存储的系统参数数据失效。本实用新型的压力变送器具有压力变化趋势提取功能，操作人可以对保存数据的·周期进行设定，最短可以设定为一天，最长可以设定到一年，超出一年的数据采用先入先出的方式自动替换。对保存的数据采用经验模态分解算法进行运算，系统自动提取出低频信号，即该周期内的压力变化趋势。其中的经验模态分解的基本原理如下首先找到信号的极大值和极小值，通过3次样条拟合，从而获得信号的上包络曲线和下包络曲线，计算上下包络曲线在每一点上的平均值，从而获得一平均值曲线ml，设分析信号为X (t)，则X (t) -Hi1=C1从理论上讲，Cl即为第一阶固有模态函数，然后，从原始信号中减去Cl，即可获得信号的逼近分量Rl。X (t) -C1=R1对Rl重复上面的过程，就可以获得第二阶固有模态函数，通过经验模态分解算法对信号的一次次的筛分，就可以获得信号的多个固有模态函数和一个逼近分量Rn，从而信号可由下式表示
权利要求1.一种具有趋势提取功能的压力变送器，包括信号调理单元、壳体和显示�？椋鲂藕诺骼淼ピ臃庾坝谒隹翘迥冢鱿允灸？樯柚糜谒隹翘宓耐獠嗲矣胨鲂藕诺骼淼ピ樱糜诓问南允荆涮卣髟谟冢鲂藕诺骼淼ピ� 信息存储�？椋糜谛藕藕拖低巢问拇娲ⅲ渲辽偕栌腥鲇糜诜乐瓜低呈菔У氖荽娲⑶鲅沽Ρ渌推鞯南低巢问直鸫娲⒂诟鞲鍪荽娲⑶校� 趋势提取�？椋胨鲂畔⒋娲⒛？�、显示�？榉直鹆樱涮崛∷鲂畔⒋娲⒛？樗娲⒌难沽π畔ⅲ⒒袢∷瓒ㄊ奔涠文诘那魇蒲沽π藕牛鱿允灸？榻邮账銮魇铺崛∧？樗崛〉难沽η魇菩藕牛⒔溆枰韵允尽�
2.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于， 所述变送器的壳体上还设有与上位机实现通讯的RS485数字接口，用于实现压力值和趋势压力信号的实时上传。
专利摘要本实用新型公开了一种具有趋势提取功能的压力变送器，包括信号调理单元、壳体和显示�？椋藕诺骼淼ピ臃庾坝谒隹翘迥冢允灸？樯柚糜谒隹翘宓耐獠嗲矣胄藕诺骼淼ピ樱糜诓问南允荆藕诺骼淼ピㄐ畔⒋娲⒛？椤⑶魇铺崛∧？椋渲行畔⒋娲⒛？橛糜谛藕藕拖低巢问拇娲ⅲ磺魇铺崛∧？橛胨鲂畔⒋娲⒛？�、显示�？榉直鹆樱涮崛∷鲂畔⒋娲⒛？樗娲⒌难沽π畔ⅲ⑼ü怂慊袢∷瓒ㄊ奔涠文诘那魇蒲沽π藕牛鱿允灸？榻崛〉难沽η魇菩藕庞枰韵允荆槐臼涤眯滦筒捎们魇铺崛∧？榻畔⒋娲⒛？橹械囊欢问奔淠诘难沽π藕庞枰蕴崛�、运算，提取出在一段时间内数据的变化趋势，更利于对压力信号的分析。
文档编号G01L1/00GK202836867SQ20122015803
公开日2013年3月27日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者陈勇, 张明禄, 徐永高, 张书平, 陈德见, 于志刚, 盖广洪, 吕小俊, 许晨光 申请人:中国石油天然气股份有限公司
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