壓力檢測(cè)方法與儀表

壓力檢測(cè)方法與儀表壓力檢測(cè)方法液柱測(cè)壓法彈性變形法電測(cè)壓力法壓力檢測(cè)儀表彈簧管壓力表霍爾式壓力表差壓（壓力）變送器力平衡式壓力變送器微位移式變送器智能差壓（壓力）變送器主要內(nèi)容壓力的基本概念垂直而均勻地作用在單位面積上的力

式中Ｐ——壓力（Pa）

Ｆ——均勻垂直作用力（N）

Ｓ——受力面積（m2）1Pa=1*10-3KPa

=1*10-6MPa單位:牛頓/米2（N/m2），簡(jiǎn)稱“帕”，用符號(hào)“Pa”

壓力的幾種表示形式被測(cè)壓力通常可表示為絕對(duì)壓力、表壓、負(fù)壓（或真空度）

表壓（正壓）絕對(duì)壓力的零線大氣壓力線絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力真空度測(cè)量壓力和真空度的儀表很多，按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，大致可分為四大類。1．液柱式壓力計(jì)2．彈性式壓力計(jì)3．電氣式壓力計(jì)4．活塞式壓力計(jì)壓力檢測(cè)方法及儀表液柱測(cè)壓法

根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量hh12211p1p2h2P0h1h211p200

常用的壓力表有U形管壓力表、單管壓力表、斜管壓力表和活塞式壓力表等。

測(cè)量原理彈性變形法

壓力檢測(cè)方法及儀表

將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移

測(cè)量原理P

彈簧管式彈性元件P

膜片式彈性元件壓力檢測(cè)方法及儀表當(dāng)彈性元件在軸向受到外力作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生拉伸或壓縮位移，即

式中F——軸向外力

S——位移

C——彈性元件的剛度系數(shù)

式中A——彈性元件承受壓力的有效面積

P——被測(cè)壓力

測(cè)量原理S

~P彈性元件結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

彈簧管壓力表

壓力檢測(cè)方法及儀表彈簧管拉桿指針中心齒輪扇形齒輪接頭游絲刻度盤調(diào)整螺釘電接點(diǎn)信號(hào)壓力表

壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn)2，表盤上另有兩個(gè)可調(diào)節(jié)的指針，上面分別有靜觸點(diǎn)1和靜觸點(diǎn)4。當(dāng)壓力超過(guò)上限給定數(shù)值(此數(shù)值由靜觸點(diǎn)4的指針位置確定)時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)2和靜觸點(diǎn)4接觸，紅色信號(hào)燈5的電路被接通，使紅燈發(fā)亮，若壓力低到下限給定數(shù)值時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)2與靜觸點(diǎn)1接觸，接通了綠色信號(hào)燈3的電路。靜觸點(diǎn)1、4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。電測(cè)壓力法

利用轉(zhuǎn)換元件（如某些機(jī)械和電氣元件）直接把被測(cè)壓力變換為電信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。

壓力檢測(cè)方法及儀表

測(cè)量原理1.

彈性元件附加一些變換裝置，使彈性元件自由端的位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，如電阻式、電感式、電容式、霍爾片式、應(yīng)變式、振弦式等；

2.

非彈性元件組成的快速測(cè)壓元件，主要利用某些物體的某一物理性質(zhì)與壓力有關(guān)，如壓電式、壓阻式、壓磁式等。電測(cè)壓力法

壓力檢測(cè)方法及儀表電容式測(cè)壓原理

采用變電容原理，利用彈性元件受壓變形來(lái)改變可變電容器的電容量，然后通過(guò)測(cè)量電容量C便可以知道被測(cè)壓力的大小，從而實(shí)現(xiàn)壓力-電容轉(zhuǎn)換的。定極板彈性元件動(dòng)極板被測(cè)壓力

測(cè)量原理

ε——電容器極板間絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，F(xiàn)/mA——電容器兩平行板覆蓋的面積，m2

d——兩平行板之間的距離，mC——電容量，F(xiàn)電測(cè)壓力法

壓力檢測(cè)方法及儀表壓電式測(cè)壓原理

根據(jù)“壓電效應(yīng)”把被測(cè)壓力變換為電信號(hào)的。（a）單晶體

（b）剖面圖

（c）X截割的石英片

受力面積

作用在受力面積上的壓力壓電常數(shù)

電荷數(shù)電測(cè)壓力法

應(yīng)變片式測(cè)壓原理

壓力檢測(cè)方法及儀表l543211—敏感柵2—基片3—粘合劑4—引線

5—覆蓋片敏感柵直徑為0.025mm左右的合金電阻絲基底絕緣覆蓋層保護(hù)位移、力、力矩、加速度、壓力應(yīng)變

彈性敏感元件

外力作用被測(cè)對(duì)象表面產(chǎn)生微小機(jī)械變形應(yīng)變片敏感柵隨同變形電阻值發(fā)生相應(yīng)變化

應(yīng)變片組成壓力檢測(cè)儀表

霍爾式壓力表

壓力檢測(cè)方法及儀表霍爾式壓力表屬于電氣式壓力表。測(cè)壓原理：利用霍爾片式傳感器（根據(jù)半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)的原理）實(shí)現(xiàn)壓力-位移-霍爾電勢(shì)的轉(zhuǎn)換。霍爾片：是一種半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換元件。霍爾效應(yīng)：把一塊霍爾元件置于均勻磁場(chǎng)中，并使霍爾片與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直，在沿著霍爾片的左右兩個(gè)縱向端面上通入恒定的控制電流I，則會(huì)在霍爾片的兩個(gè)橫向端面之間形成電位差VH，此電位差稱為霍爾電勢(shì)。線性非均勻磁場(chǎng)

壓力檢測(cè)儀表

霍爾式壓力表

壓力檢測(cè)方法及儀表

彈簧管霍爾片

K——霍爾式壓力傳感器輸出系數(shù)

χ——自由端霍爾元件的位移量磁鋼霍爾片+彈簧管電動(dòng)單元組合儀表（簡(jiǎn)稱為DDZ儀表）差壓（壓力）變送器

作用：將各種物理量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)差壓變送器力平衡式變送器

位移平衡式變送器氣動(dòng)單元組合儀表（簡(jiǎn)稱為QDZ儀表）

DDZ-Ⅱ型儀表為0～10mADC

DDZ-Ⅲ型儀表為4～20mADC20～100KPa壓力檢測(cè)儀表

壓力檢測(cè)方法及儀表力平衡式壓力變送器

1—低壓室2—高壓室3—測(cè)量元件（膜盒、膜片）

4—軸封膜片5—主杠桿6—過(guò)載保護(hù)片7—靜壓調(diào)整螺釘

8—矢量機(jī)構(gòu)9—零點(diǎn)遷移彈簧10—平衡錘11—量程調(diào)整螺釘12—檢測(cè)片（銜鐵）13—差動(dòng)變壓器14—副杠桿15—放大器16—反饋動(dòng)圈

17—永久磁鋼18—電源19—負(fù)載20—調(diào)零彈簧

測(cè)量機(jī)構(gòu)杠桿機(jī)構(gòu)檢測(cè)放大機(jī)構(gòu)反饋機(jī)構(gòu)壓力檢測(cè)儀表

壓力檢測(cè)方法及儀表主杠桿矢量機(jī)構(gòu)將F1分解成F2和F3，副杠桿平衡：l1l4l3l0lfl2F1F3F2FfF0HMFi5481214θθ壓力檢測(cè)儀表

微位移式變送器

壓力檢測(cè)方法及儀表I0（1）測(cè)量部分

測(cè)量部分包括電容膜盒、高低壓室及法蘭組件等.

測(cè)量原理:將被測(cè)壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化。。填充液（硅油）固定電極可動(dòng)電極P1轉(zhuǎn)換放大單元

P2電容式壓力傳感器隔離膜片壓力檢測(cè)儀表

智能差壓（壓力）變送器壓力檢測(cè)方法及儀表

在普通壓力傳感器上增加微處理器特點(diǎn)：具有遠(yuǎn)程通訊的功能依靠手操通信器，用戶可在現(xiàn)場(chǎng)或控制室設(shè)定變送器各種參數(shù)使用維護(hù)方便長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，每5年才需校檢一次。以3051C為例：組成：傳感膜頭：被測(cè)壓力---A/D轉(zhuǎn)換----數(shù)字信號(hào)電子線路板：對(duì)信號(hào)進(jìn)行修正，線性化處理---D/A轉(zhuǎn)換--4～20mA信號(hào)壓力檢測(cè)方法及儀表A/D轉(zhuǎn)換器

溫度傳感器

電容傳感器傳感膜頭內(nèi)存修正系數(shù)膜頭信號(hào)微處理器傳感器線性化重設(shè)量程診斷工程單位通信電子板內(nèi)存量程值變送器組態(tài)信息D/A轉(zhuǎn)換數(shù)字通信本機(jī)量程和零點(diǎn)調(diào)整手操器傳感膜頭電子線路板4～20mA3051C型智能變送器原理圖壓力測(cè)量?jī)x表的選用

壓力檢測(cè)方法及儀表儀表種類和型號(hào)的選擇

工藝要求現(xiàn)場(chǎng)指示、遠(yuǎn)傳指示、自動(dòng)記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)或信號(hào)報(bào)警介質(zhì)性質(zhì)溫度、粘度、臟污程度、腐蝕性、易燃性現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、濕度、有無(wú)振動(dòng)、有無(wú)腐蝕性儀表量程的確定

化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定被測(cè)壓力較穩(wěn)定的情況，最大壓力值應(yīng)不超過(guò)滿量程的2/3；被測(cè)壓力波動(dòng)較大的情況，最大壓力值應(yīng)不超過(guò)滿量程的1/2

被測(cè)壓力的最小值也不應(yīng)低于全量程的1/3

儀表精度等級(jí)的選擇

壓力計(jì)的安裝測(cè)壓點(diǎn)的選擇要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。測(cè)量液體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣體；測(cè)量氣體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道上方，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存液體。導(dǎo)壓管鋪設(shè)導(dǎo)出管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～lOmm，長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，最長(zhǎng)不得超過(guò)50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過(guò)50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1：10～1：20的傾斜度，以利于積存于其中之液體(或氣體)的排出。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加保溫伴熱管線。取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。壓力計(jì)的安裝壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度差而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按△p=±Hpg進(jìn)行修正為安全起見(jiàn)，測(cè)量高壓的儀表除選用表殼有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無(wú)人通過(guò)之處，以防發(fā)生意外壓力檢測(cè)方法及儀表有一臺(tái)空壓機(jī)的緩沖罐，其工作壓力變化范圍為13.5～16MPa