論電站鍋爐安全閥校驗新技術研究及應用（2）

　　根據這個原理，可以設想，在線（又稱熱態）測量或調整安全閥時，如果由外部提供一個向上的附加力，則當介質壓力與這個附加力的總和剛剛克服彈簧預緊力時，閥芯同樣也會開啟，甚至在沒有介質作用的離線（又稱冷態）條件下，單獨由外部附加力克服彈簧預緊力時，閥芯也可開啟，圖一清楚地表示了這種力的平衡關系。
很明顯，我們可以看出，閥芯開啟的條件為：
FT＝FW＋PＬ×S
其中：　FT——彈簧預緊力
　　　　FW——外部附加力
　　　　PL—— 介質作用壓力
　　　　S——安全閥密封面面積
則開啟壓力Ｐ為：P＝PL＋FW／S
當冷態時，Ｐ＝FW／Ｓ
顯然，如果能夠準確地測定附加外力FW，就可以根據已知的閥芯面積S和系統工作壓力，很容易地求得安全閥的開啟壓力P。這即為安全閥在線測試技術的設計依據和原理。
3 技術依據
　　根據對彈簧安全閥開啟動作特性的分析，可以得出：在外加力FW的作用下，一個安全閥從關閉到開啟，再由開啟到關閉的全過程中，外附加力FW的變化規律,當附加力從零逐步增加，與內壓力PL×S之和正好為彈簧預緊力時，閥門微啟，增大了介質作用面積Ｓ，使得用來克服彈簧預緊力的內壓作用力急劇增大，其結果在瞬間減小了外附加力。從而出現第一個特征峰Ａ。當外附加力逐漸減小而達到關閉點時，由于介質作用面積忽然減小，為保持力的平衡關系，此時，外附加力會出現瞬間回升現象，即第二個特征峰點Ｂ。上述兩個特征峰點Ａ和Ｂ是在線條件下檢測安全閥開啟壓力、回座壓力的技術依據。
　　當閥門未打開前，外附加力克服閥芯靜態剛性力，當達到開啟點以后，外附加力改為克服彈簧的彈性力，兩者隨時間變化的斜率不同，從而出現第一個拐點C，同樣情況，在閥門關閉時也會出現另一個拐點D。這兩個拐點分別對應閥門的開啟和回座，正是冷態時測試閥門開啟、回座壓力的技術依據。從以上分析不難看出，安全閥在線測試技術的關鍵在于如何正確迅速地找到對應開啟的特征點。
4 系統構成
　　在線檢測系統由機械夾具、液壓動力單元和數據采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條10米長的液壓軟管和兩條10米長的五芯屏蔽電纜互相聯成一個完整的安全閥測試系統。它具有體積小、重量輕、組件模塊化、設備計算機化、操作簡單、穩定可靠等顯著特點，性能在許多方面都超過國外同類儀器水平。
4.1夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環境，采用組合式結構，拆卸十分方便。（見圖三）
4.2液壓動力單元：提供可調節的液壓輸出和流量，最大輸出10MPa，最大提升力為50KN，用以控制外加的提升力和提升速度。
4.3 數據處理單元：它是測試系統的核心，直接決定系統的可靠性和準確性。
　　其中，力傳感器采用輪輻式結構，靈敏度極高，精度可達到0.05% ，壓力傳感器采用高溫型傳感器，工作溫度可達200~250度。兩種傳感器均為高輸出式，內藏放大器，其線性度、重復性和抗干擾能力極強。
　　測試系統采用了二通道低增益，高精度放大電路，智能化A/D轉換和數據采集電路，可同時采集力、壓力二個參數，核心部分選用目前市場上先進的筆記本電腦（CPU PⅢ600），可繪制曲線并打印測試結果，具有漢字化的人機對話功能，各測量通道的數據均可在屏幕上顯示，在超量程的情況下，確保系統和安全閥的安全，全部硬件采用模塊化結構，便于維修和調試。