壓力元件演示教材

1、 壓力測量儀表一.概述 垂直均勻地作用于單位面積上的力稱為壓力，又稱壓強。壓力測量儀表是用來測量氣體或液體壓力的工業(yè)自動化儀表，又稱壓力表或壓力計。 壓力表可以指示、記錄壓力值，并可附加報警或控制裝置。儀表所測壓力包括絕對壓力、大氣壓力、正壓力(習慣上稱表壓)、負壓(習慣上稱真空)和差壓。工程技術(shù)上所測量的多為表壓。壓力的國際單位為帕，其他單位還有：工程大氣壓、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)，如高壓容器的壓力超過額定值時便是不安全的，必須進行測量和控制。在某些工業(yè)生產(chǎn)過程中，壓力還直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，如生產(chǎn)合成氨時，氮和氫不僅須在一定的壓力下合成，而且壓力的大

2、小直接影響產(chǎn)量高低。此外，在一定的條件下，測量壓力還可間接得出溫度、流量和液位等參數(shù)。二.壓力測量儀表的介紹 在我國的法定計量單位和國際單位制中，壓力（或差壓）的單位為帕斯卡（簡稱帕，用符號Pa表示）。即：1MPa=10kg=1000kPa 1kPa=1000Pa測量壓力的儀表型號用“Y”表示產(chǎn)品所屬的大類 下面就壓力測量儀表具體介紹一下：一.液體壓力計和玻璃管差壓計 液體壓力計和玻璃管差壓計一般用玻璃管制成，用水或水銀作為工作液體，利用液柱產(chǎn)生的重力與被測壓力相平衡，從而可用液柱高度來反映被測壓力或差壓數(shù)值。二、彈性元件壓力表 由彈性壓力檢出元件（下稱彈性元件）制成的壓力表，當承受壓力時，彈

3、性元件在其彈性極限內(nèi)產(chǎn)生一個可測量的變形。此變形經(jīng)傳動機構(gòu)放大后，使指針在度盤上指示出相應(yīng)的壓力值?，F(xiàn)根據(jù)不同的彈性元件，介紹幾種壓力表。1單圈彈簧管壓力表單圈彈簧管壓力表廣泛用于測量對銅合金不起腐蝕作用的液體、氣體和蒸汽的壓力。它的彈性元件是自由端封閉的特殊成型管。當管內(nèi)和管外承受不同壓力時，自由端產(chǎn)生一定的直線位移，再通過連桿帶動扇形齒輪進行角位移轉(zhuǎn)換，由指針在度盤上指示出相應(yīng)的壓力值。壓力表的型號組成及其代號的含義如下：用字母表示結(jié)構(gòu)型式：不表示一I型；T-型；ZT-型；Z-型用數(shù)字表示外殼公稱直徑(mm)用字母表示名稱：Y-壓力表；Z-真空表；YZ-壓力真空表此外，還有適于特殊介質(zhì)用的

4、壓力表，如YA型氨用壓力表、YO型氧氣壓力表、YQ型氫氣壓力表和YTS型耐酸壓力表等，其承受壓力的部件由相應(yīng)的特殊材料制成。測量氧和測量氫壓力的儀表，在標度盤上的儀表名稱下分別畫一天藍色或深綠色橫線，氧表還應(yīng)標以紅色“禁油”字樣。2膜片壓力表膜片壓力表的彈性元件是一膜片，被測介質(zhì)通過接頭或法蘭進入膜片室，由于壓力的作用，膜片產(chǎn)生位移，此位移再通過傳動部件（動作過程與彈簧管壓力表同），使指針指示被測壓力值。常用的膜片壓力表型號有YP型普通膜片壓力表和YPF型耐腐蝕膜片壓力表等，前者適用于測量對銅合金不起腐蝕作用的黏性介質(zhì)壓力；后者適用于測量腐蝕性較強、黏度較大的介質(zhì)壓力。膜片壓力表有00.1，0

5、0. 16，00. 25，00.4，00.6；01，01.6，02. 5MPa等測量范圍的壓力表和-0.I0MPa測量范圍的真空表。表殼外徑有l(wèi)00mm和150mm兩種。 3隔膜式壓力表 隔膜式壓力表由膜片隔離器、連接管和普通壓力表三部分組成，并且根據(jù)被測介質(zhì)的要求，在其內(nèi)腔填充以適當?shù)墓ぷ饕?。被測介質(zhì)的壓力作用于隔膜片上，使之產(chǎn)生變形，壓縮內(nèi)部充填的工作液，借助于工作液的傳導(dǎo)，壓力表顯示出被測壓力值。它適用于測量有腐蝕性、高黏度、易結(jié)晶、含有固體狀顆粒、溫度較高的液體介質(zhì)的壓力或負壓。 4膜盒壓力表膜盒壓力表的彈性元件為膜盒，適用于測量空氣或其他無腐蝕性氣體的微壓或負壓。被測介質(zhì)一般由內(nèi)徑為

6、8mm的橡皮軟管插到壓力表接頭上引入。常用的YEJ-IOI型矩形膜盒壓力指示表用于指示；YEJ-11I型單限壓力指示調(diào)節(jié)儀裝有壓力低于下限（或高于上限）給定值時進行開關(guān)量輸出的附加裝置；YEJ-121型雙限壓力指示調(diào)節(jié)儀裝有可在壓力低于下限和高于上限給定值時進行開關(guān)量輸出的附加裝置；YEM-101型集裝式壓力指示儀，是一種可密集安裝多臺機心的豎式壓力指示儀。 5電接點壓力指示控制儀表 (l) 電接點壓力表：電接點壓力表以彈簧管為測量元件，表殼直徑一般為150mm，具有指示及控制電氣信號通斷功能，有直接作用（型號YX-150）和磁助直接作用兩種方式。接點功率：直接作用式10V.A（最高工作電壓3

7、80V、最大允許電流0.7A）：磁助直接作用式30V.A(最高工作電壓380V、最大允許電流1A) (2) 壓力指示控制儀表：YTK-04型壓力控制器是由機械式壓力指示與電接點機構(gòu)組合而成的電接點壓力指示控制儀表，外形尺寸如圖1-21所示。其觸點數(shù)可為一組（上限或下限）或二組（上、下限），觸點電壓220V、電流3A（或380V，2A），電線出口用航空插頭引接。 三、遠傳壓力表和壓力變送器 遠傳壓力表和壓力變送器作為檢測儀表，接受被測壓力信號，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號輸出，與配套的顯示儀表組成壓力測量系統(tǒng)，前者自身還兼有機械顯示裝置。根據(jù)輸出電信號的不同，與之配套的顯示儀表亦各異。遠傳壓力

8、表和壓力變送器的彈性元件根據(jù)被測壓力的大小，分別采用彈簧管、膜片、膜盒或波紋管等。它們的外形各異，有圓形、方形或其他形狀。其安裝方式基本上是垂直安裝，由引入介質(zhì)的儀表接頭（一般螺紋為M201.5）與管路連接。四、雙波紋管差壓計 雙波紋管差壓計主要由測量和顯示兩部分組成，每臺儀表還附有一個三閥組，有的還有附加裝置，以構(gòu)成各種型式的差壓計。它通常用于與節(jié)流裝置相配合測量流量，同時也可以用來測量差壓及容器的液位。智能變送器 國外從80年代中期開始，隨著微處理器技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，陸續(xù)推出了智能變送器，即采用數(shù)字處理方式、具有數(shù)字通信能力的新型變送器。國內(nèi)電站從90年代開始應(yīng)用 ，我們在近幾年的

9、工程中最常用的是美國羅斯蒙特公司生產(chǎn)的3501型智能壓力變送器。智能化(smart)變送器的檢測原理主要有電容式、擴散硅式和電感式三種，以前兩種型式為主，它們的輸出信號有模擬(420mA)的和數(shù)字的兩種，模擬信號除線性和平方根輸出信號外，有的產(chǎn)品還可以有PID運算輸出信號，因此也稱為智能變送控制器。 智能變送器的技術(shù)條件和性能指標與常規(guī)模擬變送器相比，具有下列優(yōu)點： 1)測量精確度較常規(guī)變送器的高，大部分為0. 1%或更高。 2)具有更大的量程比（量程比一最大量程使用量程；最大量程比一最大量程最小可使用量程），因此可減少變送器的規(guī)格品種。例如，ST3000壓力變送器僅用三種規(guī)格，即可覆蓋35k

10、Pa42MPa測量范圍，而普通壓力變送器需六種規(guī)格。3) 一般都有可靠的溫度補償和靜壓補償，使用穩(wěn)定性好。 4)具有雙向通信能力，可以通過手持式智能終端（現(xiàn)場通信器），或者采用現(xiàn)場總線和DCS以通信方式聯(lián)網(wǎng)，通過運行員站，對變送器進行遠距離診斷、標定和組態(tài)。 5)具有自診斷能力，當有故障時可以正確清晰地在智能終端或DCS屏幕上顯示故障信息，方便維修人員迅速地排除故障，提高系統(tǒng)的可靠性和可用率。6)使用帶PID功能的智能變送控制器，可直接完成現(xiàn)場簡單調(diào)節(jié)回路的控制（電動基地調(diào)節(jié)）。 三.就地壓力表的選型和安裝 （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

11、大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4；測波動壓力時，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3。最低測量壓力值應(yīng)不低于全量程的1/3。（2）精度選擇 根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測量誤差，以經(jīng)濟、實惠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,科研或精密測量用0.5級或0.35級的精密壓力計或標準壓力表。（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(jié)晶、易燃、易爆等等，以此來確定壓力表的種類和型號。 （4）壓力表外形尺寸的選擇 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關(guān)差的場合用表面直徑為200250m

12、m的，盤裝壓力表直徑150mm，或用矩形壓力表。 四.壓力和差壓變送器（1）壓力變送器是測量介質(zhì)壓力的，我們可以大致把它分為兩部分，傳感器部分和信號轉(zhuǎn)換部分，由于變送器的應(yīng)用領(lǐng)域不同所以他們的種類很多。特別是傳感器的結(jié)構(gòu)不同，有電阻式的、有電容式的、還有頻率式的。但是他們的工作原理都相近，傳感器的隔離膜片是直接接觸被測介質(zhì)的它會因為介質(zhì)的壓力變化自己產(chǎn)生形變，這形變通過隔離液傳送給測量膜片，測量膜片會產(chǎn)生相應(yīng)的變形，（如果是電阻式的，這個形變會改變電阻值，其他形式的同理）然后信號轉(zhuǎn)換部分會根據(jù)此形變所產(chǎn)生的信號變送出相應(yīng)的電信號。 （2）差壓變送器：他是測量兩組介質(zhì)壓力差的，一般配用于差壓式流

13、量計或液位計，也有測量微小壓力用的，但價格比較高。差壓變送器比壓力變送器多一個測量壓室，多一組測量膜片，他的測量值是通過正、負亞側(cè)的壓力差的到的，所以稱它為差壓變送器。 （3）壓力變送器的選擇:1.壓力變送器按工作環(huán)境不同可分為三類：一、本安型，二、隔爆型，三、普通性。本安型和隔爆型都具有防暴功能，只是由于防暴等級不同他們的工作領(lǐng)域也不同。下面我們先了解一下第一類本安型：本安型變送器是采用本質(zhì)安全電路，一般用于測量易燃易爆介質(zhì)，他對外部電源要求很嚴格，電源電流不允許超過165mA，電壓不允許超過直流30V，功率不允許超過0.9W，并聯(lián)電容不允許超過0.02uF，并連電感不允許超過0.73mH,

14、在這種情況下只有使用安全柵才能滿足要求。二、隔爆型也采用本質(zhì)安全電路，但是它本體的嚴密性很好，一般工作在易燃易爆的場所中，他只要求外部電源電壓不超過30V。在安裝時一定要根據(jù)防暴等級的要求和給出的圖示進行操作，以免出現(xiàn)事故。2.膜盒的選擇要根據(jù)被測介質(zhì)的化學成分和環(huán)境溫度還有測量范圍來選擇。3.要根據(jù)需要選擇輸出信號，管道接口，電氣接口，顯示表頭，安裝方式等。 （4）、變送器的安裝時要注意取壓點的選擇：1、對于一般氣體壓力的取樣（如圖a所示），變送器要布置在的取壓點的上方，取壓導(dǎo)管要向上引，避免由于管道有灰塵或潮濕，影響變送器測量數(shù)據(jù)。如果條件不允許，取壓時必須加除塵裝置。比如，鍋爐的爐膛壓力、制粉系統(tǒng)中粉管的壓力、煙風道壓力取樣，都需要加裝防堵裝置。2、對于一般液體的壓力的取樣(如圖b所示），變送器要布置在取壓點的下方，取壓管要向下引且必須要有坡度，避免有氣體的存在，給測量造成誤差。如果是在室外安裝時，一次門前取壓管路要盡量短，伴熱保溫要做好。3、對于蒸汽管道的壓力取樣，變送器要布置在取壓點的上部，取壓管路一定要向上的爬坡、因為蒸汽向上走，可以將取壓管里多余的冷凝水回流。一定要有冷凝的作用，因為一般變送器的膜盒最大承受溫度為60，EJA系列的為80。還有盡可能縮短一次門前取壓管路，同時還要注意測量時產(chǎn)生的誤差，因為取壓管里有冷凝水，所以在壓力測量時要消除這段壓力 。測量蒸汽