压力检测仪表和变送器

合集下载

第三章 压力检测仪表

第三章 压力检测仪表

mm m dyn/cm2 lb/in2
常见压力传感器外形
工业压力变送器 数字压力变送器 通用压力变送器 隔离压力变送器 高温压力变送器 隔离压差变送器 隔离液位变送器 微压变送器 电容压力变送器 隔膜压力变送器 绝压变送器 双膜压差变送器
微型探针压力计 暖风空调压力计 湿式压力变送器 本安压力变送器
§3.1 概 述 一、测量过程与测量误差
1.测量过程:不论检测方法和仪表结构多么不同, 测量的实质都是将被测参数与其所对应的测量 单位进行比较的过程,而测量仪表是实现这种 比较的工具。尽管测量原理各式各样,但都是 将被测参数经过一次或多次能量的转换,最终 获得一种便于显示和传递的信号形式的过程。 例如:采用热电偶进行温度的测量 (温度-> 电流信号->毫伏测量表指针偏转->与温度标 尺进行比较)
示值之比,即:Y= Δ/ X0=(X-X0)/X0
二、检测仪表的性能指标
1. 准确度与允许误差
• 准确度(精度):反映测量值与其真值的接近程度;
• 仪表的精度不仅与绝对误差(通常指各测量点绝对误 差中的最大值)有关,而且与仪表的测量范围有关, 因此,工业中不是用绝对误差来表示精度,而是用相 对百分误差δ或者允许误差δ允来表示, δ允越大,精度 越低,反之,精度越高。
OEM血压计
OEM压力芯片
压力计的分类与工作原理
工业压力计通常按敏感元件的类型及转换原 理的不同进行分类: • 液柱式压力计 • 活塞式压力计 • 弹性式压力计 • 电气式压力计
1. 液柱式压力计
测量原理: 根据流体静力学原理,将被测压力转换为液柱高度的 测量。 即:P=ρgh 所以 : h=P / ρg
该类传感器利用电阻应变原理构成。(金属、半导体应变片两类) (1)当应变片产生压缩应变时,其阻值减小; (2)当应变片产生拉伸应变时,其阻值增加。 应变片式压力计将应变片阻值的变化,通过桥式电路转换 成相应的毫伏级电势输出,并用毫伏计或其他仪表显示出 被测压力的大小。

压力检测仪表

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。

压力测量仪表有哪几种

压力测量仪表有哪几种

用于压力测量的仪表种类很多,按其转换原理可大致分为以下几种。

1、液柱式压力表液柱式压力表是根据静力学原理,将被测压力转换成液柱高度来进行压力测量的。

这类仪表包括U形管压力计、单管压力计、斜管压力计等。

常用的测压指示液体有酒精、水、四氯化碳和水银。

这类仪表的优点是结构简单,反应灵敏,测量准确;缺点是受到液体密度的限制,测压范围较窄,在压力剧烈波动时,液柱不易稳定,而且对安装位置和姿势有严格要求。

一般仅用于测量低压和真空度,多在实验室中使用。

2、弹性式压力表弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理,将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。

常见的有弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片(或膜盒)式压力表。

这类测压仪表结构简单,牢固耐用,价格便宜,工作可靠,测量范围宽,适用于低压、中压、高压多种生产场合,是工业中应用最广泛的一类压力测量仪表。

不过弹性式压力表的测量精度不是很高,且多数采用机械指针输出,主要用于生产现场的就地指示。

当需要信号远传时,必须配上附加装置。

3、压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器是利用物体某些物理特性,通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量信号,并根据这些信号的变化来间接测量压力的。

根据转换元件的不同,压力传感器和压力变送器可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等形式。

这类压力测量仪表的最大特点就是输出信号易于远传,可以方便地与各种显示、记录和调节仪表配套使用,从而为压力集中监测和控制创造条件。

在生产过程自动化系统中被大量采用。

扩展资料:用途:压力表可以指示、记录压力值,并可附加报警或控制装置。

仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力(习惯上称表压)、负压(习惯上称真空)和差压。

工程技术上所测量的多为表压。

压力的国际单位为帕,其他单位还有:工程大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。

压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。

01.压力变送器的校验与压力检测仪表的选型

01.压力变送器的校验与压力检测仪表的选型

任务一、压力变送器的校验与压力检测仪表的选型[任务描述]检测仪表在出厂前、安装使用前、使用过程中都需要进行校验,这是评定仪表的计量性能(精确度、灵敏度和变差),并确定其是否合格的所进行的全部工作。

本次任务之一即是对某型号的压力变送器进行校验。

在化工生产中,根据工艺的需要选用不同的压力检测仪表,要保证所选用的压力检测仪表发挥应有的作用,首先必须正确地选型。

压力检测仪表的选型包括种类、型号、量程、精度、外形尺寸等的确定。

[学习目标]1.掌握常用压力检测仪表的种类、工作原理及选型;2.了解压力变送器的内部结构、输入-输出特性;3.掌握压力变送器的使用和调校方法;4.掌握检测仪表精确度、变差、线性度等概念,能通过校验数据判断压力变送器精度等级;5.掌握MCGS运行环境的使用方法。

一、任务实施步骤1. 在教师指导下观察认识实训设备,听教师讲解相关知识。

2. 观察教师演示压力变送器校验操作后,4人一组分组对变送器进行校验。

校验步骤如下:⑴压力校验台先进行调水平、充油及排气,缓慢加压至精密压力表满刻度,然后保持数分钟,要求无泄油现象。

⑵标准压力表安装在压力信号管时,注意接口处有无垫圈,上下压紧螺栓紧力应一样,以防泄漏。

将智能调节仪表内部参数设置为:SN=33、OP1=4、DIP=3、DIL=1.000、DIH=5.000、Addr=1、OPL=0、OPH=100、buad=9600。

⑶卸下压力变送器端盖,按图5-10-2正确接线,打开“总电源开关”,输出电压24VDC 给其供电。

⑷调整前先进行全量程校验,并作好记录。

(即调整前记录)⑸零点和满量程调整,具体方法与注意事项如下:a.零点和满量程调整机构位于变送器端盖里,卸开即可进行调整;其中S是英文“SPAN”的缩写代表增益,Z是英文“ZERO”的缩写代表零点。

b.变送器输入零压力,调整零点电位器(Z),使智能调节仪显示为1V。

c.变送器输入满量程,调整量程电位器(S),使智能调节仪显示为5V。

化工厂仪表知识点总结

化工厂仪表知识点总结

化工厂仪表知识点总结一、压力仪表压力仪表是化工生产过程中最常用的仪表之一,它主要用来测量和监测管道或容器内的压力。

常见的压力仪表有压力变送器、压力开关、差压变送器等。

1. 压力变送器压力变送器是将被测压力转换为标准信号输出的设备。

它通常由压力传感器和信号处理电路组成,可以将被测压力转换为电流信号(4~20mA)或电压信号(0~10V),以便用于控制系统或记录仪表。

压力变送器的选型需考虑被测介质的性质、温度、精度要求、安全压力等因素,以确保其在化工生产过程中的可靠性和准确性。

2. 压力开关压力开关是一种用于压力控制的开关设备,当被测压力达到设定值时,压力开关会进行相应的动作,如通电或断电。

它通常用于过压、欠压保护及压力调节等方面。

压力开关的选型需考虑被测介质的性质、压力范围、工作压力、接触电流容量等因素,以确保其在化工生产过程中的稳定性和可靠性。

3. 差压变送器差压变送器是用来测量管道或容器内不同压力的设备,它通过测量两侧压力的差值来获得差压信号。

差压变送器通常用于流量、液位、浓度等参数的测量。

差压变送器的选型需考虑被测介质的性质、温度、精度要求、压力范围等因素,以确保其在化工生产过程中的准确性和可靠性。

二、温度仪表温度仪表是用来测量和监测化工生产过程中各种介质的温度的仪器和设备。

常见的温度仪表有温度传感器、温度变送器等。

1. 温度传感器温度传感器是测量介质温度的设备,它根据不同的工作原理可以分为接触式和非接触式两种。

接触式温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻等,而非接触式温度传感器主要有红外线温度计、光纤光栅温度测量仪等。

在选型时,需考虑被测介质的性质、温度范围、精度要求、安全要求等因素,以确保温度传感器在化工生产过程中的准确性和可靠性。

2. 温度变送器温度变送器是将被测温度转换为标准信号输出的设备,它通常由温度传感器和信号处理电路组成,可以将被测温度转换为电流信号(4~20mA)或电压信号(0~10V),以便用于控制系统或记录仪表。

工业自动化控制四大仪表是什么?四大仪表出现故障原因及解决办法

工业自动化控制四大仪表是什么?四大仪表出现故障原因及解决办法

工业自动化控制四大仪表是什么?四大仪表出现故障原因及解决办法为实现工业生产的自动化,需要对生产过程中温度、压力、流量、物位等数据进行全面监控,这些功能通过相应的检测仪表来实现,仪表一旦发生故障,将对工业生产的正常进行造成严重影响。

因此,工控人员必须熟练掌握四大仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等,能够准确地对仪表故障进行诊断和处理,从而保证工业生产的正常进行。

一、工业自动化控制四大仪表
1温度仪表
石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行,为实时监测温度变化、精密掌控温度范围,必须在生产中布设一定数量的温度仪表。

目前对于生产温度主要采取接触测量,通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据,并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。

热电偶与热电阻的识别
工业用热电偶和热电阻保护套管的外形几乎是一样的,有的测温元件外形很小,如铠装型的,两者外形又基本相同。

1、在有铭牌,知道型号的情况下,可采通过铭牌识别。

热电偶:原理为热电效应,其分度号为S、B、E、K、R、J、T七种标准化型号。

热电阻:原理为电阻的热效应(导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性),其分度号为Pt10、Pt100、Pt1000、Cu50和Cu100。

其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。

2、在没有铭牌,又不知道型号的情况下,可采用以下方法识别。

(1)看测温元件的引出线,通常热电偶只有两根引出线,如果有三根引出线就是热电阻了。

但对于有四根引出线的,需要测量电阻值来判断是双支热电偶,还是四线制的热电阻。

先。

热控安装工程施工技术3 就地检测和控制仪表的安装

一、压力和差压指示仪表及变送器的安装(一) 施工方法和技术要求1. 一般规定(1) 就地仪表安装环境应满足光线充足和操作维修方便,且尽量远离热源、震动源、干扰源及腐蚀性场所,环境温度、震动、干扰及腐蚀性应符合仪表要求。

(2) 仪表接头的垫片材质可按表4-2选用。

(3) 仪表应有标明测量对象、用途和编号的标志牌。

(4) 就地仪表安装在露天场所应有防雨防冻措施(见本章第七节),在有粉尘的场所应有防尘密封措施。

2. 压力仪表安装仪表应安装在便于观察、维护和操作方便的地方,周围应干燥和无腐蚀性气体。

因为仪表内有许多金属部件、电气零件,如果安装地点很潮湿或有腐蚀性气体,就会使传动机构及其他金属部件受到腐蚀,使零件松动和损坏,从而影响仪表的正常运行和缩短使用寿命。

在安装中,环境不够理想,就应采取措施,主要是提高仪表的密闭性,如将仪表外壳穿线孔堵塞,不留孔隙等。

仪表安装地点应避开强烈振动源,否则应采取防振动措施。

就地压力表所测介质公称压力大于6.4MPa或管路长度大于3m时,除取源阀门外,应配置仪表阀门。

压力仪表(含变送器)的安装位置与测点有标高差时,仪表的校验应通过迁移的方法,消除因液柱引起的附加误差。

测量汽轮机润滑油压力的仪表,其安装最佳标高与汽轮机轴中心线重合,以正确反映轴承内的油压。

测量真空的指示仪表(含变送器),应设置在高于取源部件的地方,以防仪表管内积水,影响测量。

仪表安装的环境温度应符合制造厂规定。

温度太低,会使仪表内的介质冻结;温度过高,会影响弹性元件的特性。

弹性元件对温度的变化较敏感,如弹性元件与温度较高的介质接触或受到高温的辐射,弹性就要改变,而使测量时产生误差。

当测量介质温度大于60℃时,就地压力表仪表阀门前应装环形管或U,当只有取源阀门时,则在其前装设,如图66所示。

使仪表与高温介质间有一缓冲冷凝液。

环形或U管的弯曲半径不应小于导管外径的2.5倍。

测量高温高压介质的压力表,其配管可采用不锈钢毛细管(此方法也适用于就地盘内配管和变送器配管),管路连接方式如图67所示。

钢厂常用仪表介绍

钢厂常用仪表介绍钢厂是大型工业生产设施,涉及到复杂的工艺流程和设备运行监控,因此会使用到多种仪表以确保生产过程的安全、稳定和高效。

以下是一些钢厂中常用的仪表类型:1.温度测量仪表:1)热电偶:用于测量高温区域如炉膛内部的温度,例如S型、K型热电偶。

2)红外测温仪:非接触式测量钢坯或钢材表面温度。

2.压力测量仪表:1)压力变送器:监测高炉、转炉、连铸机等设备中的气体、液体压力,包括差压变送器(用于流量计算)、绝对压力变送器等。

2)压力表:直观显示各部位的压力值。

3.流量测量仪表:1)电磁流量计:测量冷却水、煤气等流体流量。

2)超声波流量计:无阻碍地测量管道内流体流量。

3)涡街流量计、孔板流量计:用于空气、蒸汽、水以及其他流体的流量测量。

4.物位测量仪表:1)雷达液位计:用于储罐、炉内的液位检测。

2)超声波液位计:通过发射超声波并接收回波来判断容器内物料的高度。

3)浮球液位计:利用浮力原理检测液体高度。

5.分析仪表:1)气体分析仪:监测燃烧废气成分,如氧含量分析仪、一氧化碳分析仪、二氧化硫分析仪等。

2)炉渣或金属样品成分分析仪:快速分析炉渣碱度、钢水成分等。

6.电参数测量仪表:1)电流表、电压表:监测电力系统中的电流、电压数值,确保电气设备正常工作。

2)功率因数表、电能表:计量能源消耗及效率。

7.安全仪表系统(SIS)组件:1)可编程逻辑控制器(PLC)与分布式控制系统(DCS):用于整个生产线的数据采集、控制和报警处理。

2)安全开关、急停按钮、火焰探测器等:确保操作安全。

8.振动、磨损监测仪表:机械设备状态监测仪:实时监测风机、电机、泵等关键设备的振动情况,预防机械故障。

以上列举的是一些典型的钢厂常用仪表,实际应用中根据具体生产工艺和设备需求,可能会用到更多类型的仪表以及集成化程度更高的自动化控制系统。

压力检测方法与仪表


D/A 转换
数字 通信
本机量程和 零点调整
手操器
4~20mA
压力检测措施及仪表
➢压力测量仪表旳选用
•仪表种类和型号旳选择
工艺要求 现场指示、远传指示、自动统计、自动调整或信号报警 介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性
仪表量程旳拟定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定旳情况,最大压力值应不超过满量程旳
F1
θ
θ
8
F2
F2
l1 l2
APitg
M
副杠杆平衡: F2l3 F0l0 Ff L f
12
l2
lf Ff l0
Ff K f I0
14
5
F0
4
H
l1
Fi
I0
l1l3 Atg P l0
l2l f K f
lf Kf
F0
压力检测措施及仪表
➢压力检测仪表
❖微位移式变送器 (1)测量部分
P1
填充液(硅油)
d——两平行板之间旳距离,m C——电容量,F
压力检测措施及仪表
➢电测压力法
❖压电式测压原理 根据“压电效应”把被测压力变换为电信号旳。
(a)单晶体
(b)剖面图
(c)X截割旳石英片
电荷数
Qx KPx Ax
受力面积
压电常数
作用在受力面积上旳压力
压力检测措施及仪表
➢电测压力法
❖应变片式测压原理
构成
敏感栅 直径为0.025mm左右旳合金电阻

基 底 绝缘
5
覆盖层 保护
位移、力、力矩、 加速度、压力
弹性敏 感元件

压力变送器:压力变送器与压力表的区别

压力变送器:压力变送器与压力表的区别压力变送器的定义压力变送器是一种用于测量、变换和传递压力信号的装置。

它主要将压力的物理量转换为电信号输出,供控制系统、检测系统等实时监测和反馈。

压力表的定义压力表是一种用于测量压力的仪器,它可以通过压力传感器或者压力感受元件感测介质(如气体或液体)的压力,在刻度盘上显示对应的压力值。

压力变送器与压力表的区别虽然压力变送器和压力表都是用于测量压力的装置,但它们还是存在一些差异。

量程范围压力表的量程范围一般比较窄,一般在10MPa以内。

而压力变送器的量程范围相对比较广,一般可以达到100MPa以上。

精度压力表的精度一般为0.5%左右。

而压力变送器的精度短期内甚至可以达到0.1%以下,长期精度也能稳定在0.2%以内。

输出信号压力表的输出信号一般只能是机械的刻度值。

而压力变送器可以将压力的物理量转换成电信号输出,方便于控制系统或检测系统进行实时监测和反馈。

操作环境压力表一般只能在静态环境下进行测量,而且可能会受到环境温度变化、震动等因素的影响,从而影响测量精度。

而压力变送器不仅能在静态环境下进行测量,而且可以在恶劣的工作环境中工作,如高温、高压、强腐蚀和振动等环境中正常工作。

安装方式压力表一般需要通过螺纹、法兰等固定方法安装在被测量的系统中。

而压力变送器可以直接安装在被测量系统的管道、容器、泵等设备上,方便安装和更换。

总结压力变送器和压力表虽然都是用于测量压力的装置,但是它们在量程范围、精度、输出信号、操作环境和安装方式等方面存在一些差异。

因此,在选择使用哪一种装置时,需要根据实际需要来进行选择。

如果需要实时监测和反馈,而且工作环境恶劣,那么压力变送器可能更适合;如果仅需要工作在静态环境下进行测量,那么压力表可能更为合适。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一节压力检测仪表及变送器一、概述在化工、炼油等生产过程中,经常需要对压力和真空度进行检测和控制。

根据生产过程的不同要求有的需要检测比大气压力高很多的高压,例如高压聚乙烯要在150Mpa的压力下进行反应。

而有的生产过程却需要检测比大气压力低的真空度,例如炼油厂的减压蒸馏则需要在一定的负压下才能进行正常操作。

此外,通过检测压力还可以间接测量液位的高低、流量的大小等,也可以判断设备的工作善。

因此,为了保证产品质量、提高生产效率、确保生产安全顺利地进行,必须对压力进行检测或按一定的要求对压力进行控制。

所谓压力p是指垂直而均匀地作用于单位面积上的力。

其数学表达式为p=(3-15)式中p为压力,F为垂直作用力,S为受力面积。

在国际单位制(代号SI)和我国法定计量单位中规定,压力的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa,它表示每平方米的表面上垂直作用1牛顿的力,即1Pa =1N/m2。

由于帕的单位太小,因此,工程上还常用千帕(kPa)和兆帕(MPa)压力单位,它们之间的关系为:1Mpa=1×103kPa=1×106Pa工程上习惯用的压力单位还有工程大气压(kgf/cm2)、标准大气压(atm)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)等,按照有关规定,这些单位已不再使用,但为了解这些单位与国际单位制中压力单位的关系,列出表3-5供参考。

单位名称帕(斯卡)PPa千克力每平方厘米(工程大气压)kgf/cm2毫米汞柱mmHg毫米水柱mmH2O标准大气压atm巴bar1Pa(帕) 1 0.0197×10-50.75×10-2 1.0197×10-10.987×10-51×10-51kgf/cm2(1千克力每平方厘米)0.9807×106 1 0.73556×1031040.9678 0.98071mmHg(1毫米汞柱)1.332×102 1.3595×10-3 1 1.3595×10 1.316×10-3 1.332×10-31mmH2O(1毫米水柱)0.9807×10 10-40.731556×10-1 1 0.9678×10-40.9807×10-41atm(1标准大气压)1.01325×1051.0332 760 1.0332×104 1 1.013251bar(1巴)1×105 1.0197 0.75×103 1.0197×1040.9869 1 压力检测中,常用绝对压力、大气压力、表压(力)、负压(力)或真空度等概念,它们各自的意义及相互之间的关系为绝对压力p绝:是指物体上所受的实际压力(包含大气压力)。

大气压力p大:是空气柱形成的压力。

表压p表:是指高于大气压力的绝对压力与大气压力之差,即p表=p绝-p大负压p负:是指大气压力与低于大气压力的绝对压力之差,即p负=p大-p绝绝对压力、表压、负压和大气压力的关系如图3-21所示。

检测绝对压力的仪表称为绝对压力表,检测表压的仪表称为压力表。

真空空用低于大气压力的数值表示,绝对压力为零的表示为绝对真空。

检测负压的仪表称为真空表,既能检测表压又能检测负压的仪表称为压力真空表。

由于各种工艺设备本身就处于大气之中,因此工程上多采用压力表或真空表测量各种设备的压力,只要无特殊要求,一般采用表压加大气压力的方法来求得被测压力的绝对压力值。

检测压力的仪表类型很多,如果按其转换原理的不同,大致可分为以下四类:(一)液柱式压力计它是根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度来进行测量。

利用这一原理检测压力的仪表有U型管压力计、单管压力计及斜管微压计等。

(二)弹性式压力表及压力变送器它是基于弹性元件受压后产生的弹性变形位移与被测压力间呈一定关系的原理制成的。

例如,单圈(或多圈)弹簧管压力表、膜片(或膜盒)压力表及波纹管压力表等。

如果通过波纹管(测低压)或单圈弹簧管(测中、高压)把所测压力转换为20~100kPa统一标准的气压信号或0~10mA的直流电流信号输出则为气动或电动压力变送器。

压力变送器输出的标准信号可以送往显示仪表进行压力显示;也可以送往调节器,作为自动控制的依据。

有关十四行诗为送器的工作原理,将在差压变送器一节予以介绍。

(三)电气式压力计它是通过机械和电气元件把被测压力转换成电量来进行测量的仪表,例如应变片式、霍尔片式、电容式、电阻式等电气式压力计。

(四)活塞式压力计它是根据水压机流体传送压力的原理,将被测压力转换成活塞面积上所加砝码的质量来进行测量的。

这是一处标准仪器,通常用来对弹簧管压力表进行校验或刻度。

二、弹性式压力表(一)弹性元件弹性元件是弹性式压力表的感压元件,它在受到压力作用时产生相应的弹性变形(位移),根据弹性元件机械位移的程度来度量压力的大小。

对于不同的测压围,所用的弹性元件也各不相同,常用的弹性元件有如图3-22所示的几种类型。

1、弹簧管单圈弹簧管(图a)是弯成圆弧形的金属管子,截面做成扁圆形或椭圆形。

当通入压力p后,其自由端产生位移,但位移较小。

为了增加自由端的位移量以提高灵敏度,可以采用多圈弹簧管(图b)。

2、弹性膜片膜片(图c)由金属或非金属材料制成,在压力作用下产生变形。

此外也有用两金属膜片沿周边对焊起来,成一薄壁盒子,充液体(例如硅油)称为膜盒(图d)。

膜盒常用来测量压差。

3、波纹管它是一个周围呈波纹状的薄壁金属筒体(图e),这种弹性元件变形位移大。

上述各种弹性元件中,波纹管和膜片多用于低压和微压检测,而弹簧管则可用于高压、中压、低压及负压的检测,特别是单圈弹簧管压力表,由于其结构简单、价格便宜、性能可靠、维修方便及测压围广等优点,在工业上的应用很广泛。

因此,下面仅以单圈弹簧管压力计为代表加以介绍。

(二)单圈弹簧管压力表如图3-23所示,单圈弹簧管压力表主要由感压元件、传动放大机构、指针及刻度标尺等组成。

感压元件单圈弹簧管1是一根弯成圆弧的扁圆形或椭圆开截面的金属管。

管子的自由端B封闭,管子的另一端固定在接头9上,当通往被测压力p后,在压力p的作用下使扁(椭)圆形截面趋向圆形,弯成圆弧形的弹簧管随之生产向外挺直的扩变形,从而使弹簧管的自由端B产生位移,但这个位移量太小,因此,必须通过放大机构放大最后才能进行显示。

传动放大机构由拉杆、扇形齿轮及中心齿轮组成。

当弹簧管自由端向外挺直变形时,这一位移牵动拉杆2,带动扇形齿轮3作逆时针偏转,从而带动中心齿轮4及同轴上的指针5一起作顺时针偏转,在面板6的刻度标尺上指示出被测压力p的数值。

由于弹簧管自由端的位移与被测压力大小成正比,因此仪表刻度标尺是线性的。

游丝7用来消除扇形齿轮和中心齿轮间出现的啮合间隙,并帮助指针准确回零,以提高压力表的精确度。

改变调螺钉8的位置即改变机械传动的放大系数,可以实现压力表指示值的调整。

单圈弹簧管压力表的测压围极宽,低至高真空度,高达1000Mpa的超高压。

弹簧管的材料,随被测介质的性质和被测压力的高低而异。

一般是当p<20Mpa 时,采用磷青铜或黄铜;当p>20Mpa时,采用不锈钢或合金钢。

当选用压力表时,还必须注意被测介质的化学性质。

例如测量氨气压力时,绝不能选用铜质材料的弹簧管;测量氧气压力时,严禁与油脂接触,否则有爆炸危险。

单圈弹簧管式的仪表也可以做成测负压的真空表。

这时,弹簧管开口端接被测的负压窨,其自由端的位移方向正好与测表压的相反,所以指针的偏转方向和刻度标尺的方向都反过来了。

此外,还可将普通单圈弹簧管压力表稍加改变,便可成为电接点信号压力表,它能在压力偏离规定围时,及时发出信号,提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。

图3-24所示为电接点信号压力表的工作原理示意图。

压力表指示指针上有动触点3,表盘上另有两根可调节的指针,它们分别带有静触点1和2。

当压力达到(或超过)规定的上限压力值时,动触点3与静触点2接触,电路接通红灯亮;若压力下降至规定的下限压力值时,动触点3与静触点1接触,另一条电路接通黄灯亮。

静触点位置可根据工艺需要灵活调节。

三、电气式压力计将压力转换成电量进行检测的仪表称为电气式压力计。

它一般由压力传感器、测量线路和显示装置组成,如图3-25所示。

传感器的作用是把被测压力信号转换成电信号输出。

转换的方法有两种,一种是以弹性元件为感压元件,通过某些电气装置把弹性元件的机械位移转换为电量的变化。

如电阻式、电感式及霍尔片式压力传感器。

这类压力计都是先经弹簧管把压力变换成位移后再转化为电量进行测量,所以它们不适应测量快速变化的脉动压力和超高压力。

另一种转换方法是利用某些机械和电气元件把被测压力转换成电信号,如应变片式、压阻式、电容式等。

这类仪表由于所用检测元件本身可以产生远传的电信号,动态性能较好,且而高压,故适用于测量快速变化的脉动压力和超高压等场合。

下面简单介绍霍尔片式和应变片式压力传感器。

(一)霍尔片式压力传感器霍尔片式压力传感器是利用霍尔元件,将由压力引起的弹性元件的位移转换成相应的电势信号输出。

霍尔元件是一块半导体锗薄片,如图3-26(a)所示,在其Z轴方向加一磁场强度为B的恒定磁场,沿Y轴方向外加电场(直流稳压电源),使得有恒定的电流I通过霍尔片(自由电子则逆Y轴方向运动)。

由于电磁力的作用,电子在霍尔片中的运动轨迹发生偏移,于是在X轴方向的一个端面上有电子积累,而另一端面上则产生等量正电荷,两者间形成电位差。

此电位差称为霍尔电热VH。

这一物理现象称为霍尔效应。

霍尔电势VH的大小与霍尔片的材质及几何尺寸、恒定电流I、磁场强度B等有关,用数学式表示为VH =KHBI (3-16)对于材料和结构已定的霍尔元件,其霍尔电势VH仅与B和I有关。

当I恒定时,霍尔电势VH与磁场强度B有单值函数关系。

若霍尔片在一不均匀磁场中位移,那么霍尔电势的大小就随磁场强度也即位移量而变化。

如图3-26(b)所示的就是利用这一原理工作的霍尔片式压力传感器。

它主要由弹簧管1、固定在弹簧管自由端上的霍尔片3以及位于霍尔片上下的两对磁极2等组成。

当被测压力p由弹簧管固定端引入后,弹簧管自由端位移带动霍尔片在两对磁极形成的非均匀磁场中移动,从而产生一个与被测压力成正比的霍尔电势VH。

霍尔电势送至动圈指示仪或电子电位差计可进行压力指示和记录。

(二)应变片式压力传感器应变式压力传感器是利用电阻应变原理测量压力的。

被测压力使应变片的电阻值变化,然后经过桥式电路转换为毫伏级电压信号输出,再送给显示仪表进行指示记录。

图3-27是应变片式压力传感器示意图。

应变片是把应变丝(康铜或镍铬合金等细丝)粘贴在衬底上而成。

相关文档
最新文档