斜管压力计原理图
倾斜压差计在通风管路压力测定中的应用
由于A容器液体下降的体积与B管液体上升的体积相等，即：
Z2F1=LF2
则 Z2=LF2/F1
并且 Z1=Lsinα
得： Z=Z1+Z2=L（sinα+F2/F1）
则： h=KLg
式中：K——弧形支架的系数；
L——倾斜管上的读数，mm
（二）仪器操作（学中做）
1、注入酒精
将零位调整旋钮置于中间位置，拧开加液盖，把配置好的酒精（比重0.81）漫漫注入宽广容器内，直到玻璃内酒精液面在“0”附近为止。
3、禁止私自打开通风机电源。
4、精密仪器轻拿轻放，防止损坏。
七、项目实施
（一）仪器工作原理（讲解）
我国煤矿上常用的是YYT-2000B型单管倾斜压差计，结构如图1所示。
图1 YYT-2000B型单管倾斜压差计结构
1、底座；2、水准指示器；3、弧形支架；4、加液盖；5、零位调整螺旋；6、阀门柄；
2、操作技能：YYT-2000B型单管倾斜压差使用。
3、应用技能：通风机作抽压工作时，对通风管路内点压力进行测定。
三、重难点提示
重点：倾斜压差计的工作原理和使用方法。
难点：不同通风方式下，相对全压、相对静压和速压的测定方法。
四、项目组织
1、班级学生分组，每两个学生配合使用一台仪器，分工合作，相互交流。
图3 三通阀门柄位置图
3、测压
转动三通阀门柄旋转到“测压”位置（如图3b）。
①被测压力高于大气压力：将被测管接在“+” 压管接头上；待液面稳定后，即可读数，记作L，将其乘以玻璃管所在位置的校正系数K和重力加速度g，即为测得的正压。
②被测压力低于大气压力：应先用胶皮管将中间管接头与玻璃管上端接头接通，然后将被测压力管接在负压接头上；待液面稳定后，即可读数，记作L，将其乘以玻璃管所在位置的校正系数K和重力加速度g，即为测得的负压。
热工测试05 第5讲 压力测量
2
表压力
表压力 压力仪表指示的压力值
表压力实际上指示所测压力比大气压力大多少，是一 个相对值。 缺省情况下，所说的压力值即指表压力 表压力可正可负，为负时其绝对值称为真空度。
PG Pab PB PV Pab
建筑环境测试技术
3
压力单位
帕(Pa) N/m2，国际单位 兆帕(MPa) 106Pa 工程大气压， kgf/cm2 ，98070 Pa
波纹管式
改进－位移放大
同轴环状波纹 受压时，灵敏度较高 适合在低压区
Px
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15
弹簧管式
弹性位移放大－角度变化
Px
1 2 R 2 b2 P 1 2 0 E bh a k 2
16
均匀壁厚圆形弹簧管不可用
建筑环境测试技术
10
优点
缺点
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液柱式压力计误差
温度变化的影响－封液的密度变化 h20 h 1 t 20 重力加速度随海拔高度和纬度变化的影响 P P 1P 2 g (h1 h2 ) 毛细管现象的影响
表面弯月型，通过加大管径来消除 酒精：d≥3mm，水银：d≥3mm
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6
U型管压力计
Px Pd
P P 1P 2 g (h1 h2 )
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7
单管压力计
Pdห้องสมุดไป่ตู้
P P 1P 2 g (h1 h2 )
Px
A2 g ( 1)h2 A1
压力仪表的测量原理及种类介绍
三、压力单位
过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、 “毫米水柱”（mmH2O）、“物理大气 压”（atm）、“巴”（bar）、“PSI” 等均应改成法定计量单位帕。见教材p96表 5-1 1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1 mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa 1 atm = 1.01325×105Pa 1 bar=105Pa 1 PSI=6.89×103Pa
1
h1 h 2
t
(h
'
h2)
'
修正方法：
h1 h 2
g gn
(h
'
1
h2)
'
标准重力 加速度
4、安装误差 当U形管安装不垂直时将会产生安装误差。 例如U形管倾斜5°时，液面高度差h的读数相对于实 际值要偏大约0.38％。
5.3 弹性式压力计
根据弹性元件受压后产生变形和压力大小有确 定关系的原理制成。 适用范围（0-103Mpa),结构简单，广泛应用。 包括：金属膜片式（包括膜片式）、波纹管式 和弹簧管式。 一、弹性元件的特性 三、膜片和膜盒 四、波纹管 五、弹簧管
单圈弹簧管是弯成 270度圆弧的空心金
属管，其截面为扁
圆形或椭圆形等。
弹簧管的各种横截面图
扁圆形
椭圆形
半圆形 扁圆形
双圆形
八字形
厚壁扁圆形
弹簧管是弹簧管压力计的主要元件．各种形式的弹 簧管如图所示． 弹簧管及其横截面
扁圆 椭圆
单圈
平面螺旋型
空间螺旋形
工作原理：弯曲的弹簧管是一根空心的管子，其 自由端是封闭的，固定端焊在仪表的外壳上，
压力及差压测量
表中mmH2O值是按水温4摄氏度和重力加速度9.80665m/s^2为计算，mmHg值 是按水银温度0摄氏度为和重力加速度为9.80665m/s^2计算
压力测量中的常用概念
计示压力（表压力）：工程上压力计的指示值， 是被测绝对压力与当地大气压力之差。
绝对压力：真实压力 相对压力（压差） 正压：压力测量与差压测量 负压：压力测量与差压测量 真空：表压低于大气压力的表压力的绝对值。
2.3 金属膜片、膜盒压力计
膜片是将两种压力不等的流体隔开而具有挠性的圆形薄板或薄 膜。它的周边与壳体或基座相固接（夹紧、焊接等），如下图 所示。当膜片两边的流体压力不等时，膜片产生位移、力或者 频率信号；由此得到被测流体的压力。所以膜片是一种简单可 靠的压力测量（或传感）元件。
图8 膜片 (a) 平膜片; (b) 波纹膜片 1-平膜片; 2-夹紧环; 3-壳体
2.4 波纹管压力计
波纹管是一种轴对称的管状波纹薄壳，当它受 轴向力作用时，或者在其内腔与周围介质的压 力差的作用下在其线性特性不变的情况下，能 产生较大的位移；当它受横向力作用时，将在 轴向平面内弯曲。利用上述特性，波纹管可作 为把压力或力转换成位移的感压元件。也可作 为特殊的联接或密封隔离元件。
2.2 弹性元件的材料
1、高弹性合金——受温度变化影响大 2、恒弹性合金——受温度变化影响小 上述的各种金属弹性材料，总存在一定
数值的弹性滞后和弹性后效，它们妨碍 了传感器测量准确度的进一步提高。用 石英材料制作弹性敏感元件最理想，它 的弹性滞后只有最好弹性合金的最小滞 后的1/100，线膨胀系数则为它的1/30。 因而可以制造高准确度的弹性元件
P P1 P2 (h1 h2)(1 2)g
由于微压计一般用于测量气体，故 2 可略去，另外 考虑到封液在倾斜肘管中的长度l和h1的关系，以及表中 封液体积一定，即
空气压力的测定
空气压力的测定通风工程中空气压力测定包括：空气绝对压力测定和空气相对压力测定。
1．空气绝对压力的测定绝对压力的测定，通常使用水银气压计和空盒气压计。
（1）水银气压计水银气压计于1644年发明，如图2-4-1所示，它主要由一个水银盛槽与一根玻璃管构成。
玻璃管上端封闭，下端插入水银盛槽中，管内上端形成绝对真空，下部充满水银。
当盛器里的水银表面受到空气压力时，管内水银柱高度随着空气压力而变化。
这时管中水银面与盛器里水银面的高差就是所测空气的绝对压力。
水银气压计属于固定式装置，一般置于室内壁上，用于测量大气压力或用于校对其它压力计。
水银气压计又分为定槽水银气压计和动槽水银气压计（如图2-4-2所示），两者在调节读数时有所不同，使用中应加以注意。
水银气压计的感应部分由水银、玻璃内管、水银槽组成；刻度部分由标尺、游标尺、象牙针组成；附属部分为附属温度计。
动槽式水银气压表是法国人福丁（J.Fortin）于1810年发明制造的，故称福丁式水银气压表。
它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。
每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。
读数要比定槽水银气压计的复杂些，读数顺序为：先读温度计，再调水银面与象牙针相切，再调游标尺与水银柱顶相切，最后读数。
读数结束后，将象牙针与水银面断开。
从理论上说，任意一种液体都可以用来制造气压表，但是水银有其独特的优点：①水银密度大。
在标准条件下，在通常大气压力下，它的液柱高度适合人的观测。
②水银的蒸汽压小。
在温度60℃以下，在管顶内的水银蒸汽附加压力对读数准确度的影响可忽略不计。
③水银的性能稳定。
易于提炼纯净的水银。
④水银不沾湿玻璃，管内水银面形成凸起的弯月面，容易判断水银柱顶的准确位置。
定槽式水银气压表也称寇乌（kew）式水银气压表。
定槽式与动槽式区别在水银槽部。
它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。
当气压变化时，水银柱在玻璃管内上升或下降所增加或减少的水银量，必将引起水银槽内的水银减少或增加，使槽内的水银面向下或向上变动。
第二章 烟气参数的测定
2.仪器①标准型皮托管。
标准型皮托管的构造如图5-2-7所示。
它是一个弯成90°的双层同心圆管，前端呈半圆形，正前方有一开孔，与内管相通，用来测定全压。
在距前端6倍直径出外管壁上开有一圈孔径为1mm 的小孔，通至后端的侧出口，用于测定排气静压。
按照上述尺寸制作的皮托管其修正系数为1.99 ±0.01，如果未经标定，使用时可取修正系数K p 为0.99。
标准型皮托管的侧孔很小当烟道内颗粒物浓度大时，易被堵塞。
它是用于测量较清洁的排气。
②S 型皮托管。
S 型皮托管的结构见图5-2-8.它是由两根相同的金属管并联组成。
测量端有方向相反的两个开口，测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，背向气流的开口测得的压力小于静压。
按照图5-2-8设计要求制作的S 型皮托管，其修正系数K p 为0.84 ±0.01。
制作尺寸与上述要求有差别S 型皮托管的修正系数需进行校正。
其正，反方向的修正系数相差应不大于0.01。
S 型皮托管的测压孔开口较大，不易被颗粒物堵塞额，且便于在厚壁烟道中使用。
S 型皮托管在使用前用标准皮托管在风洞中进行校正。
S 型皮托管的速度校正系数按下式计算：PS K K = 式中：PS K 、PN K ——分别为标准皮托管和S 型皮托管的速度校正系数； dN P 、dS P ——分别为标准皮托管和S 型皮托管测得的动压值，Pa 。
③U 形压力计。
U 形压力计用于测定排气的全压和静压，其最小分度值应不大于10Pa 。
压力计由U 形玻璃管制成，内装测压也挺i ，常用测压液体有水，乙醇和汞，视被测压力范围选用。
压力P 按下式计算：P g h ρ=⋅⋅式中：P ——压力，Pa ； h ——液柱差，mm ； ρ——液体密度，g/cm 3;在实际工作中，常用mmH 2O 表示压力，这样压力P=ρ*h U 形压力计的误差较大，不适宜测量微小压力。
④斜管微压计，斜管微压计用于测定排气的动压，测量范围0~2000Pa ，其精确度应不低于2%，最小分度值应不大于2Pa 。
各种压力表介绍
三、机械电气式压力表
霍尔传感器压力表 利用霍尔效应 霍尔效应将弹性元件的位移转 工作原理 ：利用霍尔效应将弹性元件的位移转 换为电压信号， 换为电压信号，然后利用电气仪表对电压信 号进行测量。 号进行测量。 霍尔效应： 霍尔效应： VH = K H ⋅ I ⋅ B
2011-4-13
三、机械电气式压力表
一、液柱式压力计 工作原理 工作液的液柱高度 液柱高度所产生的压力与被测 工作液的液柱高度所产生的压力与被测 压力相平衡。 压力相平衡。 特点 结构简单、价格低廉，且测量精度较高； 结构简单、价格低廉，且测量精度较高； 缺点是玻璃管易破碎，体积偏大， 缺点是玻璃管易破碎，体积偏大，读数不方 便。
2011-4-13
2011-4-13
α
缓变压力测量
二、弹性压力计 工作原理 弹性元件受压后产生的弹性变形。 弹性元件受压后产生的弹性变形。 常用的弹性元件 弹簧管、金属薄膜和波纹管。 弹簧管、金属薄膜和波纹管。
2011-4-13
二、弹性压力计
弹簧管式压力表 工作原理 ：利用弹性元件弹性变形产生的弹力 与被测压力产生的力相平衡， 与被测压力产生的力相平衡，通过测量其弹 性元件的弹性变形量来测量压力。 性元件的弹性变形量来测量压力。
一、液柱式压力计
U形管压力计 形管压力计 ∆p≈ρ0gh 工作液面高度差； 式中 h——工作液面高度差； 工作液面高度差 g——重力加速度。 重力加速度。 重力加速度 工作液 ：水、水银 、酒精或苯。 酒精或苯。 测压范围：最大不超过0.2MPa。 测压范围：最大不超过 。
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一、液柱式压力计
h = l sin α
一、液柱式压力计
斜管微压计
2011-4-13
各种流量计工作原理结构图
第一节节流式流量检测如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。
它与流量(流速)的大小有关，流量愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流量。
把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。
作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。
标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管，如图9.1所示。
对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序；可直接按照标准制造、安装和使用，不必进行标定。
标准节流装置9.1 图圆缺喷特殊节流件也称非标准节流件，如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4嘴等，他们可以利用已有实验数据进行估算，但必须用实验方法单独标定。
特殊节流件主要用于特殊；介质或特殊工况条件的流量检测。
目前最常见的节流件是标准孔板，所以在以下的讨论中将主要以标准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。
一、检测原理设稳定流动的流体沿水平管流经节流件，如刚在节流件前后将产生压力和速度的变化，流在截面1处流体未受节流件影响，所示。
9.2，流体静压力为p，束充满管道，管道截面为A11?是经节，流体密度为平均流速为v2。
截面11，A流件后流束收缩的最小截面，其截面积为2?。
图，流体密度为，平均流速为压力为Pv222中的压力曲线用点划线代表管道中心处静9.2流体的静压力压力，实线代表管壁处静压力。
充分地反映和流速在节流件前后的变化情况，流体向中心在节流件前，了能量形式的转换。
．9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况图处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。
然后流束扩加速，至截面2处。
由于涡流区的存在，导致流体能量张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3?。
P不等于原先静压力p，而产生永久的压力损失损失，因此在截面3处的静压力13p设流体为不可压缩的理想流体，在流经节流件时，流体不对外作功，和外界没有热处沿管中心的流线、2能交换，流体本身也没有温度变化，则根据伯努利方程，对于截面1 有以下能量关系：22ppvv10201020???（9-1）??2221?????。