仪表及装置

结论
（1）弹簧管变形与弹簧管结构及尺寸有关。 ）弹簧管变形与弹簧管结构及尺寸有关。 （2）弹簧管变形与弹簧管材料性能有关。 ）弹簧管变形与弹簧管材料性能有关。 成正比。 （3）弹簧管变形与被测压力 成正比。 ）弹簧管变形与被测压力P成正比
弹簧管的结构和材料
弹簧管的截面形状：有扁圆形、 弹簧管的截面形状：有扁圆形、 椭圆形、 型 双零形、 字形 字形。 椭圆形、D型、双零形、8字形。 弹簧管的材料： 弹簧管的材料：磷锡青铜 ）、弹簧铜 （QSn4-0.3）、弹簧铜 ）、 ）；不锈钢 （50CrVA）；不锈钢（1Cr18Ni9Ti） ）；不锈钢（ ） 或恒弹性合金钢 （N42CrTi,Ni42Cr6Ti）。 ）。
图2.4Байду номын сангаас常见弹簧管截面形状
弹簧管压力表的组成原理
弹簧管压力表结构：由弹簧管、 弹簧管压力表结构：由弹簧管、 传动放大机构（包括拉杆、 传动放大机构（包括拉杆、扇形 齿轮、中心齿轮等）、 ）、指示装置 齿轮、中心齿轮等）、指示装置 （指针和表盘）以及外壳等几部 指针和表盘） 分组成。 分组成。 工作原理：被测压力由接头 通入弹簧管 工作原理：被测压力由接头9通入弹簧管 内腔，使弹簧管1产生弹性变形 自由端B向 产生弹性变形， 内腔，使弹簧管 产生弹性变形，自由端 向 右上方位移。通过拉杆2使扇形齿轮 使扇形齿轮3作逆时 右上方位移。通过拉杆 使扇形齿轮 作逆时 针偏转，进而带动中心齿轮4作顺时针偏转 作顺时针偏转， 针偏转，进而带动中心齿轮 作顺时针偏转， 于是固定在中心齿轮上的指针5也作顺时针 于是固定在中心齿轮上的指针 也作顺时针 偏转，从而指出被测压力的数值。 偏转，从而指出被测压力的数值。由于自由 的位移量与被测压力之间成正比例关系， 端B的位移量与被测压力之间成正比例关系， 的位移量与被测压力之间成正比例关系 因此弹簧管压力表的刻度标尺是均匀的。 因此弹簧管压力表的刻度标尺是均匀的。 量程调整：改变调整螺钉8在扇形齿轮的 量程调整：改变调整螺钉 在扇形齿轮的 槽孔中位置， 槽孔中位置，以改变传动放大机构的放大倍 数，实现压力表量程的调整。 实现压力表量程的调整。 变差校正：游丝7始终给中心齿轮施加一 变差校正：游丝 始终给中心齿轮施加一 个微小的力矩，使中心齿轮和扇形齿轮始终 个微小的力矩， 有一侧齿面啮合， 有一侧齿面啮合，以克服齿轮传动啮合间隙 而产生的仪表变差。 而产生的仪表变差。
1− µ 2 R2 b2 α ∆γ＝ ⋅ (1− 2 ) ⋅γ ⋅ P = K ⋅ P 2 E bh a β +κ
Ц、E――弹簧管材料的泊松系数和弹性模量； 、 弹簧管材料的泊松系数和弹性模量； 弹簧管材料的泊松系数和弹性模量 R——弹簧管圆弧外半径； 弹簧管圆弧外半径； 弹簧管圆弧外半径 a、b——弹簧管截面长半轴、短半轴； 弹簧管截面长半轴、 、 弹簧管截面长半轴 短半轴； h――弹簧管的壁厚； 弹簧管的壁厚； 弹簧管的壁厚 k――弹簧管的几何参数； 弹簧管的几何参数； 弹簧管的几何参数 图2.3 弹簧管的测压原理 αβ――系数； 系数； 系数 k――与弹簧管结构、尺寸、材料有关的常数。 与弹簧管结构、尺寸、材料有关的常数。 与弹簧管结构
还有一些压力变送器，如电动力平衡式差压变送器、 还有一些压力变送器，如电动力平衡式差压变送器、电容 式差压变送器、智能型压力变送器等。 式差压变送器、智能型压力变送器等。
弹性式压力表
特点：结构简单、价格低廉、使用方便、测量范围宽， 特点：结构简单、价格低廉、使用方便、测量范围宽，附加电气 变换、控制装置，可实现压力远传、报警、控制等。 变换、控制装置，可实现压力远传、报警、控制等。
电接点压力表
作用：压力越限报警、控制。 作用：压力越限报警、控制。 结构：在普通弹簧管压力表上附加触点机构而成。 结构：在普通弹簧管压力表上附加触点机构而成。 原理：当压力超过上限设定值时，动触点 和静 原理：当压力超过上限设定值时，动触点B和静 触点A接触，红色信号灯 的电路被接通 的电路被接通， 触点 接触，红色信号灯LH的电路被接通，使红灯 接触 点亮。若压力低到下限设定值时，动触点 与静触 点亮。若压力低到下限设定值时，动触点B与静触 点C接触，绿色信号灯 的电路接通 绿灯亮，依此 接触， 的电路接通,绿灯亮 接触 绿色信号灯LL的电路接通 绿灯亮， 警示压力超限。而当压力回到上（ 警示压力超限。而当压力回到上（下）限以内时， 限以内时， 静触点被上（ 挡住， 静触点被上（下）限指针1、3挡住，动、静触点脱 限指针 、 挡住 离接触，信号灯均不亮。 离接触，信号灯均不亮。
2．测量范围的选择 ．
压力计量程范围的选择根据被测压力的大小确定。 压力计量程范围的选择根据被测压力的大小确定。 被测压力比较平稳时 被测压力波动较大时 测量高压压力时
′ ′ 2Pmax ≤ S p ≤ 3Pmin
5 ′ ′ Pmax ≤ S p ≤ 3 Pmin 3
3 ′ ′ Pmax ≤ S p ≤ 3Pmin 2
弹性元件
弹性元件：压力作用下产生弹性变形，是弹性式压力计的测压敏感元件。 弹性元件：压力作用下产生弹性变形，是弹性式压力计的测压敏感元件。 常用弹性压力计弹性元件： 常用弹性压力计弹性元件
弹簧管压力表测压原理
被测压力p作用于弹簧管内腔后，其截面变形 变园 但是， 变园。 被测压力 作用于弹簧管内腔后，其截面变形-变园。但是，弹簧管弧长 作用于弹簧管内腔后 度拉伸变形可以忽略不计，弹簧管微元截面绕管轴心逆时针方向转动 绕管轴心逆时针方向转动。 度拉伸变形可以忽略不计，弹簧管微元截面绕管轴心逆时针方向转动。 所有弹簧管截面微元变形累积的结果，使整个弹簧管中心角减小， 所有弹簧管截面微元变形累积的结果，使整个弹簧管中心角减小，弹簧 管产生向外挺直的扩张变形，自由端向右上方位移。 管产生向外挺直的扩张变形，自由端向右上方位移。
图2.6 弹簧管压力表的形式 (a)径向无边 (b)径向后边 (c)径向前边 (d)轴向无边 （e）轴向前边 （f）隔膜式 径向无边 径向后边 径向前边 轴向无边 ） ）
压力表公称直径（ 压力表公称直径（Φ40、Φ60、Φ100、Φ150、 、 、 、 、 Φ250）。 ）。 压力计的测量范围：常用的有0～ 、 、 、 、 压力计的测量范围：常用的有 ～1.0、1.6、2.5、4.0、 6.0×10n系列。 系列。 × 系列 精度等级： 、 、 、 、 、 精度等级：4.0、2.5、1.5、1.0、0.5、 0.4、0.25、 、 、 0.2、0.1级等。 级等。 、 级等
仪表及装置
1、简述 、 2、主要内容 、 3、交流探讨 、
简述
天然气城市管网中所涉及到的仪表主要有 压力表、流量计、温度计、液位计等。 压力表、流量计、温度计、液位计等。掌握城 市管网中的压力、温度、 市管网中的压力、温度、流量对整个城市管网 的安全运行及调度来说是很必要的， 的安全运行及调度来说是很必要的，从而体现 出这些仪表在整个城市管网中的重要地位。 出这些仪表在整个城市管网中的重要地位。
Sp
——所选压力计量程。 所选压力计量程。 所选压力计量程
压力表的安装
1．取压口的选择 ．
选用原则 取压口要选在被测介质直线流动的管段上，不要选在管道拐弯、分岔、 ①取压口要选在被测介质直线流动的管段上，不要选在管道拐弯、分岔、 死角及流束形成涡流的地方。 死角及流束形成涡流的地方。 就地安装的压力表在水平管道上的取压口，一般在顶部或侧面。 ②就地安装的压力表在水平管道上的取压口，一般在顶部或侧面。 测量液体压力时，取压口应在管道横截面的下部，测量气体压力时， ③测量液体压力时，取压口应在管道横截面的下部，测量气体压力时， 取压口应在管道横截面的上部；测量水蒸气压力， 取压口应在管道横截面的上部；测量水蒸气压力，取压口可在管道的 上半部及下半部。 上半部及下半部。 取压口在管道阀门、挡板前后时，与阀门、挡板的距离应大于2～ ④取压口在管道阀门、挡板前后时，与阀门、挡板的距离应大于 ～3D 为管道直径）。 （D为管道直径）。 为管道直径
图2.5 弹簧管压力表结构
弹簧管压力表的形式
（1）按弹簧管结构分：有单圈弹簧管压力表、多圈弹簧管压力表。 ）按弹簧管结构分：有单圈弹簧管压力表、多圈弹簧管压力表。 级以下）、 （2）按测量精度分：有工业用压力表（0.5级以下）、校验用精密压 ）按测量精度分：有工业用压力表（ 级以下）、校验用精密压 力表。 力表。 （3）按其用途分：有耐腐蚀压力表、耐震压力表、隔膜压力表，氧气 ）按其用途分：有耐腐蚀压力表、耐震压力表、隔膜压力表， 压力表、氨用压力表等。 压力表、氨用压力表等。 弹簧管压力表的外形：径向、轴向、直接安装式、凸装式、嵌装式。 弹簧管压力表的外形：径向、轴向、直接安装式、凸装式、嵌装式。
′ 式中 Pmax ——被测压力的最大值； 被测压力的最大值； 被测压力的最大值
′ Pmin ——被测压力的最小值。 被测压力的最小值。 被测压力的最小值
3．压力计精度的选取 ．
e′ max A × 100 所选压力计的精度等级值： c ≤ 所选压力计的精度等级值： Sp max ——工艺允许的最大误差； 工艺允许的最大误差； 式中 e ′ 工艺允许的最大误差
2．导压管的安装 ．
①在取压口附近的导压管应与取压口垂直，管口应与管壁平齐，不得有 在取压口附近的导压管应与取压口垂直，管口应与管壁平齐， 毛刺。 毛刺。 导压管的不能太细、太长，防止产生过大的测量滞后， ②导压管的不能太细、太长，防止产生过大的测量滞后，一般内径 应为6～ 应为 ～10mm，长度一般不超过 ，长度一般不超过60m。 。 水平安装的导压管应有1:10～1:20的坡度，坡向应有利于排液 的坡度， ③水平安装的导压管应有 ～ 的坡度 测量气体压力时）或排气（测量液体的压力时）。 （测量气体压力时）或排气（测量液体的压力时）。
图2.7 电接点信号压力表
压力计的选择与安装
1、压力计的选择 、
压力计类型的选择必须满足工业生产对远传、记录、报警要求；满足介质性质、 压力计类型的选择必须满足工业生产对远传、记录、报警要求；满足介质性质、 环境条件的限制。 环境条件的限制。 （1）压力表的选择 ） 在腐蚀性较强、粉尘较多和淋液等环境恶劣的场合， ①在腐蚀性较强、粉尘较多和淋液等环境恶劣的场合，宜选用密闭式不锈钢及 全塑压力表。 全塑压力表。 测量弱酸、 氨类及其它腐蚀性介质，应选用耐酸压力表、 ②测量弱酸、碱、氨类及其它腐蚀性介质，应选用耐酸压力表、氨压力表或 不锈钢膜片压力表。 不锈钢膜片压力表。 测量具有强腐蚀性、含固体颗粒、结晶、高粘粘稠液体介质时， ③测量具有强腐蚀性、含固体颗粒、结晶、高粘粘稠液体介质时，可选用 隔膜压力表。 隔膜压力表。 在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。 ④在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。 在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应选用防爆电接点压力表。 ⑤在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应选用防爆电接点压力表。 测量氨、 氢气、氯气、乙炔、硫化氢等介质应选用专用压力表。 ⑥测量氨、氧、氢气、氯气、乙炔、硫化氢等介质应选用专用压力表。 （2）变送器、传感器的选择 ）变送器、 需要标准信号(4-20mA )传输时，应选变送器。 传输时， ①需要标准信号 传输时 应选变送器。 易燃易爆场合，选用气动变送器或防爆型、本安型电动变送器。 ②易燃易爆场合，选用气动变送器或防爆型、本安型电动变送器。 对易结晶、堵塞、粘稠或有腐蚀性的介质，可选用法兰型变送器。 ③对易结晶、堵塞、粘稠或有腐蚀性的介质，可选用法兰型变送器。 根据测量环境、测量精度选取变送器类型。 ④根据测量环境、测量精度选取变送器类型。