壓力測量儀表

壓力測量儀表第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二壓力是垂直均勻作用于單位面積上的力，它的法定計量單位是帕斯卡。符號為Pa壓力是物理概念上的壓強。1Pa等于1牛頓的力作用在1平方米面積上產(chǎn)生的壓力。即：1Pa=1N/m2

1毫米水柱=9.81Pa1毫米汞柱=133.3Pa壓力的概念第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二1工程大氣壓=9.80665*104Pa≈9.81*104Pa1物理大氣壓=101325Pa≈1.0133*105Pa1巴（bar)=105Pa第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二絕對真空下的壓力稱為絕對零壓。以絕對零壓為基準來表示的壓力叫絕對壓力。表壓是以大氣壓為基準來表示的壓力，所以它和絕對壓力相差一個大氣壓。如果被測流體的絕對壓力低于大氣壓，則壓力表測得的壓力為負壓，其值稱為真空度。絕對壓力寫法：50KPa(a)a=absolute表壓寫法：50Kpa(g)或50kpag=gauge

絕對壓力、大氣壓、表壓、真空度的含義第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二P1P210大氣壓絕對零壓第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二壓力測量的原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等，壓力計測量壓力范圍寬廣，可以從超真空如133*10-13Pa直到超高壓280MPa。壓力計從結構上可分為實驗室型和工業(yè)應用型。就地壓力指示：當壓力在2.6kPa~69MPa時，可采用膜片式壓力表、波紋管壓力表和博登管壓力表。，如接近大氣壓的低壓檢測時，可用膜片式或波紋管式壓力表。遠距離壓力顯示：若需要進行遠距離壓力顯示時，一般用氣動或電動壓力變送器，也可用電氣壓力傳感器。當壓力范圍140~280MPa時，則應采用高壓壓力傳感器。當高真空測量時可采用熱電真空計。第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二彈簧管就地壓力指示表介紹第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二是最常見的壓力指示表，彈簧管的截面呈（扁圓）形和（橢圓）形。低壓用的壓力計彈簧管用（焊接法）固定在插座內(nèi)，高壓用的壓力計彈簧管用（絲扣）連接的。io為了保證壓力表的連接處嚴密不漏，安裝時，應根據(jù)被測壓力的特點和介質(zhì)性質(zhì)加裝適當?shù)拿芊鈮|片。測氧氣壓力時，不得使用浸（油）墊片、（有機）化合物墊片；測量乙炔壓力時，不得使用（銅）墊片。注意：一些測量特殊介質(zhì)的壓力表，采用不同顏色加以區(qū)別：氫氣壓力表—深綠色；乙炔壓力表--—白色；燃料氣壓力表-紅色；氯氣壓力表—褐色；氨氣壓力表——黃色；氧氣壓力表——天藍色第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二彈簧管壓力表測得的是表壓還是絕壓？表壓是以大氣壓力為基準的壓力。而彈簧管壓力表測的壓力就是以大氣壓為基準的。如圖示：設被測壓力為P1,它作用在彈簧管內(nèi)部；大氣壓力為P大，它作用在彈簧管外部。當P1=P大時，P表=P1-P=0,儀表指零；當P1>P大時，P表=P1-P>0，儀表指示正壓力，即表壓；當P1<P大時，P表=P1-P<0，儀表指示真空度，也是表壓。即彈簧管壓力表測的是被測壓力與大氣壓之差，所以是表壓。第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二壓力測量的第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二提問：

利用彈簧管壓力表測壓力，在大氣中測得壓力為P,如果把壓力表移到真空中，指示會不會變？答：會變。彈簧管壓力表在大氣壓下測得的是表壓，在真空中測得的是絕對壓力了，故示值應為P加大氣壓力。第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二LRV(LowerRangeValue)URV（UpperRangeValue)正確選擇壓力計要考慮以下幾點：1、量程的選擇根據(jù)被測壓力的大小確定儀表量程。對于彈性式壓力表，在測穩(wěn)定壓力時，最大壓力值應不超過滿量程的3/4，測波動壓力時，最大壓力值應不超過滿量程的2/3，最低測量壓力值應不低于全量程1/32、精度選擇根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測量誤差，以經(jīng)濟、實用的原則確定儀表的精度級。一般工業(yè)用壓力表1.5級或2.5級已足夠。壓力表的選用第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二3、使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮環(huán)境條件惡劣，如高溫、腐蝕、潮濕、振動等；被測介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結晶、易燃、易爆等等。以此來確定壓力表的種類和型號。4、壓力表的外形的選擇現(xiàn)場就地指示的壓力表一般表面直徑為100mm，在標準較高或照明條件差的場合用表面直徑為200~250mm的，盤裝表直徑為150mm第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二

有的壓力表背后有個小圓孔這是起什么作用的？當壓力表測量氣體或有毒液體時，在它的表殼背后有一個安全孔（有黑色的橡膠墊堵著），這樣當彈簧管或連接處滲漏，損壞時，表殼內(nèi)的壓力會把安全閥頂開，防止殼體內(nèi)的壓力沖破正面的玻璃傷人。小知識第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二壓力傳感器是壓力檢測系統(tǒng)的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測壓力信號轉(zhuǎn)換成容易測量的電信號作輸出，給顯示儀表顯示壓力值，或供控制和報警作用應變式壓力傳感器壓電式壓力傳感器光導纖維壓力傳感器（也叫壓力傳感器）第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二羅斯蒙特3051C智能變送器的傳感器是硅電容式，它將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為電容變化，然后通過測電容的方法來得到被測的差壓或壓力?；裟犴f爾ST3000系列智能變送器的傳感器是復合半導體式，它將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成硅芯片電阻值的變化，然后通過測電阻的方法來得到被測差壓或壓力。橫河EJA智能變送器的傳感器是硅諧振式，它將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為硅梁的振動頻率，然后通過測頻率來得到被測差壓或壓力值。富士FCX-A/C智能變送器的傳感器是硅微電容式，它將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為靜電容量，然后通過測硅電容來得到被測差壓或壓力值。羅斯蒙特3051C、霍尼韋爾ST3000、橫河EJA、富士FCX-A/C的傳感器有何區(qū)別？第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二智能變送器構成及工作原理?智能變送器，它由復合傳感器和微處理器兩個主要部分構成。復合傳感器是將差壓、溫度、靜壓三個傳感器采用集成電路的擴散工藝生成在一片單晶硅片上，三個傳感器的檢測信號周期的讀入微處理器，經(jīng)微處理器綜合運算處理，完成精確的壓力、差壓計算；再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出4~20mADC直流信號智能壓力變送器第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二變送器量程比：最大測量范圍/最小測量范圍何為變送器量程比?第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二是根據(jù)變電容原理工作的壓力檢測儀表，是利用彈性元件受壓變形來改變可變電容器的電容量，從而實現(xiàn)壓力-電容的轉(zhuǎn)換。電容式壓力變送器具有結構簡單、體積小、動態(tài)性能好、電容相對變化大、靈敏度高等特點。電容式壓力變送器由檢測環(huán)節(jié)和變送環(huán)節(jié)組成。檢測環(huán)節(jié)感受被測壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化；變換環(huán)節(jié)則將電容變化轉(zhuǎn)換成標準電流信號4~20mADC輸出。智能壓力變送器第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二變送器圖形第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二舉例：1151GP壓力變送器的測量范圍原為0~100kpa，現(xiàn)零位遷移100%，則1、儀表的測量范圍變?yōu)槎嗌伲?、儀表的量程是多少？3、輸入多少壓力時，儀表的輸出為4、12、20mA？答儀表的原測量范圍為0~100kpa,現(xiàn)零位正遷移了100%，所以：測量范圍成為100~200kpa;儀表的量程是200-100=100kpa;輸入為100kpa時，儀表的輸出為4mA；輸入為150kpa時，儀表的輸出為12mA;輸入為200kpa時，儀表的輸出為20mA.零點遷移

第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二什么是法蘭變送器，它和普通變送器的區(qū)別：法蘭變送器是在普通變送器的基礎上增加了一個遠傳密封裝置構成的，所以叫遠傳式變送器或隔膜密封式變送器。遠傳密封裝置有法蘭膜盒、毛細管和毛細管內(nèi)的填充液三部分組成。工作時，被測介質(zhì)作用在法蘭膜盒的隔離膜片上，使膜片產(chǎn)生變形，然后通過毛細管內(nèi)填充液，將壓力傳到變送器的敏感元件上，經(jīng)轉(zhuǎn)換，儀表便輸出相應的信號。法蘭變送器和普通變送器相比，有如下區(qū)別：1、在普通的變送器中，被測介質(zhì)通過導壓管而進入變送器測量室。如果被測介質(zhì)是粘稠液體，則容易堵塞導壓管?，F(xiàn)在用毛細管代替導壓管，堵塞現(xiàn)象便不會存在。因為毛細管是密封的，它里面的填充液是經(jīng)過挑選的，化學物理性能穩(wěn)定，不會像導壓管內(nèi)的介質(zhì)那樣，易凝凍、汽化。這樣，測量精度便可提高，維護工作量可減少。法蘭式變送器第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二

因法蘭膜盒離變送器本體遠，所以儀表的接液溫度可提高，應用范圍可以擴大。對于儀表本身來說，由于法蘭變送器比普通變送器多了一個遠傳密封裝置，因此儀表的結構較為復雜，精度下降，故障的可能性增加。第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二膜盒內(nèi)部需要充灌填充液以傳遞壓力，變送器對填充液的要求是：熱膨脹系數(shù)小，低溫時不凍凝，高溫時不揮發(fā)，不汽化，其粘度不因溫度的變化而有較大的改變，這樣儀表的性能才能穩(wěn)定。通常膜盒內(nèi)充灌硅油或氟油。硅油有低溫硅油和高溫硅油之分，低溫硅油最低溫度可達-40℃，高溫硅油最高溫度可達315℃。根據(jù)變送器的使用溫度不同，選用不同牌號的硅油。氟油為惰性液體，化學性質(zhì)不活潑，所以使用在測氧或測氯的變送器內(nèi)，其使用溫度在-45～250℃之間，粘度較低，價格較硅油高。變送器膜盒內(nèi)的填充液應具有哪些性能？硅油氟油有什么區(qū)別？第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二答：法蘭變送器和普通變送器不同，它的毛細管、法蘭膜盒是一個密閉系統(tǒng)，相當于一個大溫包。當周圍環(huán)境發(fā)生變化時，系統(tǒng)內(nèi)的填充液會發(fā)生膨脹收縮，從而引起系統(tǒng)的壓力變化，它作用到變送器的敏感元件，使儀表產(chǎn)生附加誤差。而在一般變送器中，引壓導管不是密閉系統(tǒng)，它由溫度變化而引起壓力變化，可以由介質(zhì)擴散到工藝流程，因而不影響儀表輸出。法蘭變送器安裝時，一定不要使變送器和法蘭膜盒系統(tǒng)暴露在陽光底下，以免太陽直曬，使環(huán)境溫度發(fā)生劇烈變化。另外，差壓變送器的兩根毛細管應處于同一環(huán)境溫度下，這樣，一定范圍內(nèi)的溫度變化可以互相抵消。法蘭變送器安裝時，為什么一定要選擇周圍環(huán)境溫度比較恒定的地方？第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二絕壓變送器測的是設備內(nèi)介質(zhì)的絕對壓力，它和大氣壓力沒有關系，而表壓力變送器測的是以大氣壓為基準的壓力，它和大氣壓力有關。在結構上：絕壓變送器通壓力的測壓元件的另一邊是絕對真空，而表壓力變送器通壓力測壓元件的另一邊是大氣。絕壓變送器與表壓變送器的區(qū)別第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二法蘭變送器的接液溫度主要由法蘭膜盒內(nèi)的填充液的性質(zhì)來決定。當被測介質(zhì)的溫度超過儀表額定接液溫度上限時，則會產(chǎn)生兩種情況。1）填充液因受熱而體積發(fā)生膨脹，甚至蒸發(fā)。如果膨脹過大，壓力超過允許值，則隔離膜會產(chǎn)生永久變形，填充液會從連接處、焊縫處擠出來。2）填充液是油性物質(zhì)，里面或多或少含有氣體。另外，充灌前的密閉系統(tǒng)，也不可能抽成絕對真空，還有氣體。它們雖然量很少，但因熱膨脹系數(shù)大，如溫度過高，也會造成隔離膜片永久變形。綜上所述，被測介質(zhì)溫度如超過儀表額定范圍上限，輕者使儀表的技術性能變次，重者使儀表損壞，所以在選購儀表時，一定喲考慮它的接液溫度不能低于被測介質(zhì)的最高溫度。如果被測介質(zhì)的溫度低于儀表額定溫度下限，則填充液會凍凝而不能動。這樣當被測介質(zhì)的壓力變化時，儀表的輸出變化將緩解，甚至不變。但一般儀表不會損壞，當被測介質(zhì)的溫度恢復正常時，儀表又會正常工作。有一法蘭變送器的額定接液溫度為-15～250℃，如果被測介質(zhì)短時間超過這個范圍，則儀表會損壞嗎？第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二因為法蘭變送器比普通變送器多了一個遠傳法蘭膜盒,多了一個轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),因此誤差在原有誤差的基礎上,增加了法蘭膜盒的轉(zhuǎn)換誤差。為什么法蘭變送器的精度比普通變送器的精度低?第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二在普通的變送器中，被測介質(zhì)通過導壓管而進入變送器測量室，如果被測介質(zhì)是粘稠液體，則容易堵塞導壓管?，F(xiàn)在用毛細管代替導壓管，堵塞現(xiàn)象便不會存在。因為毛細管是密封的，它里面的填充液是經(jīng)過挑選的，化學物理性能穩(wěn)定，不會像導壓管內(nèi)的介質(zhì)那樣，易凝凍，易汽化，因而不必象普通變送器那樣加灌隔離液，安裝隔離器、冷凝器等輔助設備。這樣，測量精度便可提高，維護工作量便可減少。法蘭變送器與普通變送器的區(qū)別？第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第三十二