壓力元件演示教材

1、 壓力測(cè)量?jī)x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(qiáng)。壓力測(cè)量?jī)x表是用來測(cè)量氣體或液體壓力的工業(yè)自動(dòng)化儀表，又稱壓力表或壓力計(jì)。 壓力表可以指示、記錄壓力值，并可附加報(bào)警或控制裝置。儀表所測(cè)壓力包括絕對(duì)壓力、大氣壓力、正壓力(習(xí)慣上稱表壓)、負(fù)壓(習(xí)慣上稱真空)和差壓。工程技術(shù)上所測(cè)量的多為表壓。壓力的國(guó)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(shí)便是不安全的，必須進(jìn)行測(cè)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(shí)，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(cè)量壓力還可間接得出溫度、流量和液位等參數(shù)。二.壓力測(cè)量?jī)x表的介紹 在我國(guó)的法定計(jì)量單位和國(guó)際單位制中，壓力（或差壓）的單位為帕斯卡（簡(jiǎn)稱帕，用符號(hào)Pa表示）。即：1MPa=10kg=1000kPa 1kPa=1000Pa測(cè)量壓力的儀表型號(hào)用“Y”表示產(chǎn)品所屬的大類 下面就壓力測(cè)量?jī)x表具體介紹一下：一.液體壓力計(jì)和玻璃管差壓計(jì) 液體壓力計(jì)和玻璃管差壓計(jì)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(cè)壓力相平衡，從而可用液柱高度來反映被測(cè)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(dāng)承受壓力時(shí)，彈

3、性元件在其彈性極限內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)可測(cè)量的變形。此變形經(jīng)傳動(dòng)機(jī)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(cè)量對(duì)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(dāng)管內(nèi)和管外承受不同壓力時(shí)，自由端產(chǎn)生一定的直線位移，再通過連桿帶動(dòng)扇形齒輪進(jìn)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(hào)組成及其代號(hào)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(cè)量氧和測(cè)量氫壓力的儀表，在標(biāo)度盤上的儀表名稱下分別畫一天藍(lán)色或深綠色橫線，氧表還應(yīng)標(biāo)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(cè)介質(zhì)通過接頭或法蘭進(jìn)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(dòng)部件（動(dòng)作過程與彈簧管壓力表同），使指針指示被測(cè)壓力值。常用的膜片壓力表型號(hào)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(cè)量對(duì)銅合金不起腐蝕作用的黏性介質(zhì)壓力；后者適用于測(cè)量腐蝕性較強(qiáng)、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(cè)量范圍的壓力表和-0.I0MPa測(cè)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(cè)介質(zhì)的要求，在其內(nèi)腔填充以適當(dāng)?shù)墓ぷ饕骸１粶y(cè)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(cè)壓力值。它適用于測(cè)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(fù)壓。 4膜盒壓力表膜盒壓力表的彈性元件為膜盒，適用于測(cè)量空氣或其他無腐蝕性氣體的微壓或負(fù)壓。被測(cè)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(shí)進(jìn)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(shí)進(jìn)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(tái)機(jī)心的豎式壓力指示儀。 5電接點(diǎn)壓力指示控制儀表 (l) 電接點(diǎn)壓力表：電接點(diǎn)壓力表以彈簧管為測(cè)量元件，表殼直徑一般為150mm，具有指示及控制電氣信號(hào)通斷功能，有直接作用（型號(hào)YX-150）和磁助直接作用兩種方式。接點(diǎn)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(jī)械式壓力指示與電接點(diǎn)機(jī)構(gòu)組合而成的電接點(diǎn)壓力指示控制儀表，外形尺寸如圖1-21所示。其觸點(diǎn)數(shù)可為一組（上限或下限）或二組（上、下限），觸點(diǎn)電壓220V、電流3A（或380V，2A），電線出口用航空插頭引接。 三、遠(yuǎn)傳壓力表和壓力變送器 遠(yuǎn)傳壓力表和壓力變送器作為檢測(cè)儀表，接受被測(cè)壓力信號(hào)，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)輸出，與配套的顯示儀表組成壓力測(cè)量系統(tǒng)，前者自身還兼有機(jī)械顯示裝置。根據(jù)輸出電信號(hào)的不同，與之配套的顯示儀表亦各異。遠(yuǎn)傳壓力

8、表和壓力變送器的彈性元件根據(jù)被測(cè)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(jì) 雙波紋管差壓計(jì)主要由測(cè)量和顯示兩部分組成，每臺(tái)儀表還附有一個(gè)三閥組，有的還有附加裝置，以構(gòu)成各種型式的差壓計(jì)。它通常用于與節(jié)流裝置相配合測(cè)量流量，同時(shí)也可以用來測(cè)量差壓及容器的液位。智能變送器 國(guó)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(guó)內(nèi)電站從90年代開始應(yīng)用 ，我們?cè)诮鼛啄甑?/p>

9、工程中最常用的是美國(guó)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(cè)原理主要有電容式、擴(kuò)散硅式和電感式三種，以前兩種型式為主，它們的輸出信號(hào)有模擬(420mA)的和數(shù)字的兩種，模擬信號(hào)除線性和平方根輸出信號(hào)外，有的產(chǎn)品還可以有PID運(yùn)算輸出信號(hào)，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(biāo)與常規(guī)模擬變送器相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1)測(cè)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(cè)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(bǔ)償和靜壓補(bǔ)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(chǎng)通信器），或者采用現(xiàn)場(chǎng)總線和DCS以通信方式聯(lián)網(wǎng)，通過運(yùn)行員站，對(duì)變送器進(jìn)行遠(yuǎn)距離診斷、標(biāo)定和組態(tài)。 5)具有自診斷能力，當(dāng)有故障時(shí)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(chǎng)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)回路的控制（電動(dòng)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(cè)壓力的大小確定儀表量程。對(duì)于彈性式壓力表，在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí)，最

11、大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4；測(cè)波動(dòng)壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3。最低測(cè)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(cè)量誤差，以經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的原則確定儀表的精度級(jí)。一般工業(yè)用壓力表1.5級(jí)或2.5級(jí)已足夠,科研或精密測(cè)量用0.5級(jí)或0.35級(jí)的精密壓力計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)等，被測(cè)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(hào)。 （4）壓力表外形尺寸的選擇 現(xiàn)場(chǎng)就地指示的壓力表一般表面直徑為100mm，在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件關(guān)差的場(chǎng)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(cè)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(hào)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(cè)介質(zhì)的它會(huì)因?yàn)榻橘|(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(cè)量膜片，測(cè)量膜片會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，（如果是電阻式的，這個(gè)形變會(huì)改變電阻值，其他形式的同理）然后信號(hào)轉(zhuǎn)換部分會(huì)根據(jù)此形變所產(chǎn)生的信號(hào)變送出相應(yīng)的電信號(hào)。 （2）差壓變送器：他是測(cè)量?jī)山M介質(zhì)壓力差的，一般配用于差壓式流

13、量計(jì)或液位計(jì)，也有測(cè)量微小壓力用的，但價(jià)格比較高。差壓變送器比壓力變送器多一個(gè)測(cè)量壓室，多一組測(cè)量膜片，他的測(cè)量值是通過正、負(fù)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(jí)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(cè)量易燃易爆介質(zhì)，他對(duì)外部電源要求很嚴(yán)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(yán)密性很好，一般工作在易燃易爆的場(chǎng)所中，他只要求外部電源電壓不超過30V。在安裝時(shí)一定要根據(jù)防暴等級(jí)的要求和給出的圖示進(jìn)行操作，以免出現(xiàn)事故。2.膜盒的選擇要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的化學(xué)成分和環(huán)境溫度還有測(cè)量范圍來選擇。3.要根據(jù)需要選擇輸出信號(hào)，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(shí)要注意取壓點(diǎn)的選擇：1、對(duì)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(diǎn)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(cè)量數(shù)據(jù)。如果條件不允許，取壓時(shí)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(fēng)道壓力取樣，都需要加裝防堵裝置。2、對(duì)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(diǎn)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(cè)量造成誤差。如果是在室外安裝時(shí)，一次門前取壓管路要盡量短，伴熱保溫要做好。3、對(duì)于蒸汽管道的壓力取樣，變送器要布置在取壓點(diǎn)的上部，取壓管路一定要向上的爬坡、因?yàn)檎羝蛏献撸梢詫⑷汗芾锒嘤嗟睦淠亓?。一定要有冷凝的作用，因?yàn)橐话阕兯推鞯哪ず凶畲蟪惺軠囟葹?0，EJA系列的為80。還有盡可能縮短一次門前取壓管路，同時(shí)還要注意測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差，因?yàn)槿汗芾镉欣淠?，所以在壓力測(cè)量時(shí)要消除這段壓力 。測(cè)量蒸汽