《压力检测方法与仪表的》由会员分享,可在线阅读,更多相关《压力检测方法与仪表的(23页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、,压力检测方法与仪表,压力检测方法,液柱测压法 弹性变形法 电测压力法,压力检测仪表,弹簧管压力表 霍尔式压力表 差压(压力)变送器,力平衡式压力变送器 微位移式变送器 智能差压(压力)变送器,主要内容,压力的基本概念,垂直而均匀地作用在单位面积上的力,式中 压力(Pa) 均匀垂直作用力(N) 受力面积(m2),1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa,单位: 牛顿/米2(N/m2),简称“帕”,用符号“Pa”,压力的几种表示形式,被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压(或真空度),压力检测方法及仪表,液柱测压法,根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度进行测量,常用的压力
2、表有U形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。,测量原理,弹性变形法,压力检测方法及仪表,将被测压力转换成弹性元件变形的位移,测量原理,压力检测方法及仪表,当弹性元件在轴向受到外力作用 时,就会产生拉伸或压缩位移,即,式中 F轴向外力 S位移 C弹性元件的刚度系数,式中 A弹性元件承受压力的有效面积 P被测压力,测量原理,S ,P,弹性元件结构和特点,弹簧管压力表,压力检测方法及仪表,电测压力法,利用转换元件(如某些机械和电气元件)直接把被测压力变换为电信号来进行测量的。,压力检测方法及仪表,测量原理,1. 弹性元件附加一些变换装置,使弹性元件自由端的位移量转换成相应的电信号,如电
3、阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等;,2. 非弹性元件组成的快速测压元件,主要利用某些物体的某一物理性质与压力有关,如压电式、压阻式、压磁式等。,电测压力法,压力检测方法及仪表,电容式测压原理,采用变电容原理,利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量,然后通过测量电容量C便可以知道被测压力的大小,从而实现压力-电容转换的。,定极板,弹性元件,动极板,被测压力,测量原理,电测压力法,压力检测方法及仪表,压电式测压原理,根据“压电效应”把被测压力变换为电信号的。,(a)单晶体,(b)剖面图,(c)X截割的石英片,受力面积,作用在受力面积上的压力,压电常数,电荷数,电测压力法,应变
4、片式测压原理,压力检测方法及仪表,1敏感栅 2基片 3粘合剂 4引线 5覆盖片,敏感栅 直径为0.025mm左右的合金电阻丝 基 底 绝缘 覆盖层 保护,组成,压力检测仪表,霍尔式压力表,压力检测方法及仪表,霍尔式压力表属于电气式压力表。 测压原理:利用霍尔片式传感器(根据半导体材料的霍尔效应的原理)实现压力-位移-霍尔电势的转换。 霍尔片:是一种半导体或化合物半导体转换元件。霍尔效应:把一块霍尔元件置于均匀磁场中,并使霍尔片与磁感应强度B的方向垂直,在沿着霍尔片的左右两个纵向端面上通入恒定的控制电流I,则会在霍尔片的两个横向端面之间形成电位差VH,此电位差称为霍尔电势。,线性非均匀磁场,压力
5、检测仪表,霍尔式压力表,压力检测方法及仪表,弹簧管,霍尔片,K霍尔式压力传感器输出系数 自由端霍尔元件的位移量,磁钢,霍尔片 + 弹簧管,电动单元组合仪表(简称为DDZ仪表),差压(压力)变送器,作用:将各种物理量转换成统一的标准信号,差压变送器 力平衡式变送器,位移平衡式变送器,气动单元组合仪表(简称为QDZ仪表),DDZ-型仪表为010mADC,DDZ-型仪表为420mADC,20100KPa,压力检测仪表,压力检测方法及仪表,力平衡式压力变送器,1低压室 2高压室 3测量元件(膜盒、膜片) 4轴封膜片 5主杠杆 6过载保护片 7静压调整螺钉 8矢量机构 9零点迁移弹簧 10平衡锤 11量
6、程调整螺钉 12检测片(衔铁) 13差动变压器 14副杠杆 15放大器 16反馈动圈 17永久磁钢 18电源 19负载 20调零弹簧,压力检测仪表,压力检测方法及仪表,主杠杆,矢量机构将F1分解成F2和F3,,副杠杆平衡:,压力检测仪表,微位移式变送器,压力检测方法及仪表,I0,(1)测量部分,测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等. 测量原理: 将被测压力的变化转换成电容量的变化。,填充液(硅油),压力检测仪表,智能差压(压力)变送器,压力检测方法及仪表,在普通压力传感器上增加微处理器 特点:具有远程通讯的功能 依靠手操通信器,用户可在现场或控制室设定变送器各种参数 使用维护方便 长期稳
7、定工作,每5年才需校检一次。,以3051C 为例: 组成:传感膜头:被测压力- A/D转换-数字信号 电子线路板:对信号进行修正,线性化处理-D/A转换- 420mA信号,压力检测方法及仪表,A/D转换器,温度 传感器,电容 传感器,传感膜头内存 修正系数 膜头信号,微处理器 传感器线性化 重设量程 诊断 工程单位 通信,电子板内存 量程值 变送器组态信息,D/A转换,数字通信,本机量程和 零点调整,手操器,传感膜头,电子线路板,420mA,3051C型智能变送器原理图,压力测量仪表的选用,压力检测方法及仪表,仪表种类和型号的选择 工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警 介
8、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,仪表量程的确定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定的情况,最大压力值应不超过满量程的2/3; 被测压力波动较大的情况,最大压力值应不超过满量程的1/2 被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3,仪表精度等级的选择,压力检测方法及仪表,有一台空压机的缓冲罐,其工作压力变化范围为13.516 MPa ,工艺要求最大测量误差为0.8 MPa,并可就地观察及高低限报警。试选一合适的压力表(包括测量范围、精度等级)。,例题,解,空压机的缓冲罐的压力视为脉动压力,根据就地观察及能进行高低报警的要求,可选用YX-150型电接点压力表,测量范围为0 40MPa。,检验量程下限,被测压力的最小值不低于满量程的1/3,符合要求。,仪表量程选择,最大引用误差,所以选择测量范围为0 40 Mpa,精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。,