压力检测仪表

三、弹性式压力计
3.1分类：弹性式压力计是用弹性元件把压力转换成弹性位移的一种检测 x x x x 方法。
x
平薄膜
波纹膜
波纹管
单圈弹簧管
多圈弹簧管
膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是膜片的 位移较小，灵敏度低，指示精度不高，一般为2.5级。膜片更多的是 和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信 号； 波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构，带动指针直 接读数。其特点是灵敏高（特别是在低压区），常用于检测较低的压 力（1.0 ～ 106Pa ），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到 1.5 级； 弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉，它使用范围广，测量范围宽， 可以测量负压、微压、低压、中压和高压，因此应用十分广泛。根据 制造的要求，仪表精度最高可达0.15级。
3.3弹性式压力表的选型
3.3.1 压力测量仪表的选型应符合下列要求: 1 压力在一40kpa~40kpa 时，宜选用膜盒压力表。 2 压力在40kpa 以上时，宜选用波纹管压力表或弹簧管压力表。 3 压力在一100kpa~Okpa 时，宜选用弹簧管真空表。 3.3.2 特殊介质的压力测量仪表的选型应符合下列要求: 1 稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐蚀性、含固体颗粒、粘 稠液等介质，应选用膜片压力表或隔膜式压力表。 2 结晶、结疤及高粘度等介质，宜选用法兰连接形式的隔膜式压力表。 3 在机械振动较强的场合，宜选用耐震压力表或船用压力表。 4 气氨,液氨选用氨压力表; 氧气选用氧压力表; 氢气选用氢压表; 氯气选用 耐氯压力表； 乙炔选用乙炔压力表; 硫化氢选用耐硫压 力表; 碱液选用耐 碱压力表 3.3.3 测量差压时，应选用差压压力表。 3.3.4 对于测量气体设计压力大于或等于2.5mpa 和测量液体设计压力大于 或等于6mpa 的场所，应选用有卸压装置外壳的压力表。 3.3.5 用于测量脉冲压力或需要超量程保护场合的压力表，宜配有超量程 保护装置。
3.2弹簧管压力计 3.2.1原理 在被测压力 p 的作用下， 弹簧管的椭圆或扁圆形截面 趋于圆形，圆弧状的弹簧管 随之向外扩张变形。自由端 B的位移与输入压力p成正比。 通过拉杆2带动扇形齿轮3经 过中心齿轮4的传递、放大， 带动指针偏转在面板6的刻 度标尺上指示出被测压力p 的数值。 游丝7用来压紧扇形齿轮和 中心齿轮间的接触面。 调整螺钉8的位置，即改变 了机械传动系数，调整了仪 表量程。
4.4压力变送器的选用
第一、接液材质：我们要考虑的是压力变送器所测量的介质，一般的压力变送器 的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢，如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀 性，那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量，如果不懂介质的 腐蚀性可以和工艺人员咨询。 第二、精度等级：如果无特殊要求目前压力变送器都可以满足我们工艺要求。 第三、量程范围：一般传感器测量的最大范围的70%是最好的，也就是说如果我 们要测量的最大压力为70bar，那么我们选压力变送器的量程应该选100bar。 第四、输出信号：目前我们常用压力变送器都是两线制4-20毫安信号 第五、介质温度及环境温度 第六、测量介质：如果测量相对比较清洁的流体，我们就直接采用标准的压力变 送器就可以了，如果你所测量的介质是易结晶的或粘稠的介质一般采用法兰隔膜 式压力变送器。 第七、过程接口部分：是螺纹连接还是焊接。是否配备二阀组或三阀组。 第八、电气接口尺寸：目前常用电气接口尺寸为1/2，M20*1.5，1/2NPT。 第九、防爆防护等级：
3.4弹性式压力表的安装要求
1、测压点的选择，所选择的测压点能反映被测压力的真实情况。 （1）要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、 死角或其它易形成漩涡的地方。 （2）测量流动介质的压力时，应使取压力点与流动方向垂直，清除钻 孔毛刺。 （3）测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管内不积存气体， 测量气体时，取压点应在管道上方，使导压管内不积存液体。 3、压力表的安装 （1）压力表应安装在易观察和检修的地方。 （2）安装地点应力求避免振动和高温影响。 （3）测量蒸汽压力时应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接和测压元件 接触；对于有腐蚀介质时，应加装充有中性介质的隔离罐等。 压力表的连接处应加装密封垫片，一般低于80℃及2MPa压力用聚四 氟乙烯垫片或铝片，温度及压力更高时可用退火紫铜或铅垫片。另外还 要考虑介质的影响，例如测氧气的压力表不能用带油或有机化合物的垫 片，否则会引起爆炸。测量乙炔压力时禁止用铜垫。
压力指示值偏低
传动比失调 弹簧管泄露
四、电气式压力计变送器
• 电气式压力变送器是一种将压力信号转换成电信号并可以远方传输并带有 报警指示功能的仪表。它的测量范围较广，精度较高。 • 它一般由压力传感器、测量电路、信号处理、显示装置等组成。
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霍尔片式压力传感器：根据霍尔效应原理制作 应变片式压力传感器：根据电阻应变原理制作 压阻式压力传感器： 根据单晶硅的压阻效应制作 力矩平衡式传感器： 利用负反馈原理制作 电容式压力传感器： 将压力的变化转换成电容的变化 智能式压力变送器： 在以上基础上增加微处理电路
动作原理图
3.2.2电接点压力表 在普通弹簧管压力表的基础上稍添部件， 便可成为电接点信号压力表。增加两个 报警针，上面分别装静触点1和4，指示 针上装动触点2。分别用软导线引至输 出接线柱。使用时可后接两个信号灯或 继电器3、5 报警原理： 若压力降到下限值时，动触点2与静触 点1接触，接通了信号灯3的电路。当压 力超过上限值时，动触点2和静触点4接 触，信号灯5的电路被接通。 在实际应用中通常用它控制一变片式压力传感器根据电阻应变原理而制作。电阻应变片有金属应变片 和半导体应变片两类。被测压力使应变片应变，当应变片产生压缩应变时，其 阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其电阻值增加。应变片阻值的变化，再 通过桥式电路获得相应的毫伏级电势的输出，通过其它显示装置显示出当前被 测压力。
4.3智能压力变送器
智能压力变送器是由两部分组成：压力传感器和微处理器(微机)，原理上充 分利用了微处理器的运算和存储能力，可对压力传感器的数据进行处理，包括 对测量信号的调理(如滤波、放大、A/D转换等)、数据显示、自动校正和自动补 偿等。其中微处理器是智能压力变送器的核心，它不但可以对测量数据进行计 算、存储和数据处理，还可以通过反馈回路对传感器进行调节，以使采集数据 达到最佳。由于微处理器具有各种软件和硬件功能，因而它可以完成传统变送 器难以完成的任务。所以智能压力变送器降低了传感器的制造难度，并在很大 程度上提高了传感器的性能。
p
式中，
F S S 表示受力面积。
p 表示压力；
F 表示垂直作用力；
在国际单位制和我国法定计量单位中，压力的单位采用牛/米2(N/m2)， 通常称为帕斯卡或简称帕(Pa)。其他工程上使用的压力单位还有工程大气压 (at)、标准大气压(atm)、毫米水柱(mmH2O)、巴(bar)和毫米汞柱(mmHg)等单 位。表1-1为几种压力单位的换算关系。 1Pa=1N/㎡ 1MPa=106Pa 1标准大气压=1公斤(Kgf/cm2)=760mmHg
动作原理图
• 为水泵自动上水电接点压力表控制接线图，工作过程：当水压降低时电接 点压力表中间触点与低限触点接通--经K1常闭触点到达接触器K（主接触 器），K线圈得电吸合，K辅助常开触点接通，使K形成自保持电路（这时因 压力上升电接点压力表中间触点与低限触点已离开），K得电带动主触点接 通电源供给水泵工作。当压力上升到设定压力时，电接点压力表中间触点 与高限触点接通，经K辅助触点到达K1（继电器）线圈，K1吸合，K1辅助常 闭触点断开K线圈释放，主触点断开停止给水泵工作电源。K1线圈串入辅助 触点K的目的是为了K1能够可靠关断，因压力表在高压区压力抖动造成电接 点有时也会接触不可靠，所以串入辅助触点K，一但K1进入失电K也失电，K 失电，K的辅助触点会将K1的回路可靠断开。
表1-1单位换算表
1.2压力的划分
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。 表压：用压力表、真空表等测出来的压力叫做表压也称为（相对压力）， 它是以大气压力为基准测得的压力。表压的压力单位后面带G。 绝压：直接作用于物体表面的力，它是以绝对真空测得的压力。绝压的压 力单位后面带A。 负压或真空度：它是以大气压为标准，低于大气压的压力。 P表压=P绝对压力-P大气压力 当被测压力低于大气压时，一般用真空度 或负压表示 P真空度=P大气压力-P绝对压力
3.3.6 压力测量仪表精度等级的选用应符合下列要求: 1 测量用压力表、膜盒压力表和膜片压力表，宜选用1. 0 级、1. 6 级或2. 5 级。 2 精密测量用压力表，应选用0.4 级、0. 25 级或0. 16 级。 3.3.7 压力测量仪表外型尺寸的选用应符合下列要求: 1 在管道和设备上安装的压力表，表盘直径宜选用Ø 100mm 或Ø 150mm 。 2 在仪表气动管路及其辅助设备上的压力表，表盘直径宜选用Ø 60mm 。 3 安装在照度较低、位置较高或示值不易观测场合的压力表，表盘直径宜 选用Ø 150mm 。 3.3.8 压力测量仪表测量范围的选用应符合下列要求: 1 在测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表量程的1/3~2/3 范围内。 2 当测量脉动介质压力(如:泵、压缩机和风机等出口处压力)时，正常操作 压力值应在仪表量程的1/3~ 1/2 范围内。
二、压力仪表的分类
目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感 元件和转换原理的不同，一般分为四类： (1)液柱式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的玻璃 U形管或单 管进行测量。 (2)弹性式压力检测 它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力 转换成位移进行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。 (3)电气式压力检测 它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电 量进行测量的仪表，如电阻、电荷量等。 (4)活塞式压力检测 它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压 力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精度较高，允许误差可以小 到0.05％～0.02％，它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。