《压力表以及压力变送器共51张幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压力表以及压力变送器共51张幻灯片（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、压力 检 测 仪 表进出站压力、主要设备的操作压力仪表选用： 就地指示：弹簧管压力表、膜盒压力表 压力限值检测： 防爆电接点压力表，防爆压力开关 远传控制：智能压力变送器 1一、压力与压力的表示方法 压力就是垂直均匀作用在物体单位面积上的力。在物理学上称之为压强，但是在工程中常把它称之为压力。 式中，式中，p p 是压力；是压力；F F 是垂直作用力；是垂直作用力；S S是受力面积。是受力面积。1.压力的单位（1）法定计量单位: 压力的单位，在国际单位制（SI）中规定为“帕斯卡”，简称 “帕”，符号为Pa。一帕相当于一平方米面积上垂直均匀作用一牛顿力产生的压力，即1Pa=1Nm2。工程上用KP
2、a、MPa。2（2)非法定计量单位: 我国过去使用的压力单位有多种，例如：物理大气压 (atm)、工程大气压 (kgfcm2)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)、巴 (bar)、托(torr)等等。 我国现已推广使用法定计量单位，以上非法定计量单位已限制使用。但各种压力单位之间的换算关系如表1所示。3压力单位帕/Pa兆帕/ MPa工程大气压/ (kgf/cm2)物理大气压/ atm汞柱/ mmHg水柱/ mmH2O（磅/英寸2）/ （1b/in2）巴/bar帕1110-61.019710-5 59.86910-6 67.50110-31.019710-1 11.45010-4110
3、-5兆帕1106110.1979.8697.5011031.0197105 51.45010210工程大气压9.807104 49.80710-2 210.9678735.6110414.220.9807物理大气压1.0133105 50.101331.033217601.033210414.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.359510-31.315810-3113.61.93410-21.333210-3水柱9.8079.80710-6 6110-49.67810-50.0735511.4220.09806（磅/英寸2）6.8951036.89510-30.07
4、0310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501表1 各种压力单位换算关系表42.压力的表示法 在压力测量中，压力的表示常有表压力、绝对压力、负压力或真空度之分，关系如图所示。 图图 绝对压力、表压力与负压力的关系绝对压力、表压力与负压力的关系 表压力表压力( (正压力）正压力）是绝对压力和大气压力之差，即是绝对压力和大气压力之差，即5 当被测压力低于大气压时，一般用负压力或真空度来表示，是大气压力和绝对压力之差，即：说明：由于各种工艺设备和测量仪表通常处于大气之中，本身就承受着大气压力，所以工程上经常用表压或
5、真空度来表示压力的大小。如无特殊说明，以后提到的压力均指表压力或真空度。61、弹性式压力仪表 （1 1）弹簧管压力表）弹簧管压力表 （2 2）电接点压力表）电接点压力表 （3 3）压力开关）压力开关2、电气式压力仪表压阻式、应变式、电容式、电感式 （1 1）电容式差压（压力）变送器）电容式差压（压力）变送器 （2 2）智能型（差压）压力变送器）智能型（差压）压力变送器常用弹性元件 弹性元件是弹性式压力仪表的测压敏感元件，是压力-位移转换元件，工业上常用的弹性元件有膜片、膜盒、波纹管和弹簧管，结构如图所示。(a)单圈弹簧管（b）多圈弹簧管 （c）膜片 (d)膜盒 （e）波纹管 图 弹性元件结构图
6、二、弹性式压力仪表8注意：1.不同材料、不同结构的弹性元件其弹性特性不同，产生的弹性变形也不同。 2.当测压范围不同时，所用的弹性元件也不一样。91.1.弹簧管压力表弹簧管压力表 弹簧管压力表，其弹簧管压力表，其测量范围广测量范围广（1010-4-410103 3MPaMPa）, ,品种品种规格多，具有结构简单、使用方便、精度较高、坚固耐用、规格多，具有结构简单、使用方便、精度较高、坚固耐用、价格便宜的特点。因而被广泛地价格便宜的特点。因而被广泛地应用于工业生产上的各种应用于工业生产上的各种压力测量场合压力测量场合，并在长期发展过程中，被附加上各种发信，并在长期发展过程中，被附加上各种发信装置
7、，用于进行压力信号报警与远传。如电接点压力表、装置，用于进行压力信号报警与远传。如电接点压力表、霍尔远传压力表、光电编码压力表等。下面以单圈弹簧管霍尔远传压力表、光电编码压力表等。下面以单圈弹簧管压力表为例分析其工作原理。压力表为例分析其工作原理。1011（1）单圈弹簧管压力表结构及原理拉杆调整螺钉扇形齿轮弹簧管中心齿轮仪表接头接仪表指针油丝拉杆：当弹簧管产生形变位移时，拉杆跟随其移动，它的另一端与扇形齿轮相连。扇形齿轮：放大弹簧管的位移，在拉杆带动下，驱动中心齿轮。中心小齿轮：相连在仪表轴心内，在圆柱齿轮轴上装有指针，随扇形齿轮带动旋转，从而驱动指针。油丝：油丝的弹性拉紧圆柱齿轮（中心小齿轮
8、）以消除齿间啮合间隙。弹簧管：感受压力，形变产生位移，带动拉杆移动。121 1）单圈弹簧管）单圈弹簧管弹簧管是压力表的测压元件，自由端封闭，并连结传动机构，弹簧管是压力表的测压元件，自由端封闭，并连结传动机构，用来输出弹簧管变形位移；固定端与压力接头焊接，并固定于用来输出弹簧管变形位移；固定端与压力接头焊接，并固定于表壳上，以便输入被测压力到弹簧管内腔。表壳上，以便输入被测压力到弹簧管内腔。 132 2）传动放大机构）传动放大机构 包括拉杆、扇形齿轮、中心齿包括拉杆、扇形齿轮、中心齿轮、调整螺钉及游丝，简称为机轮、调整螺钉及游丝，简称为机芯。在这里，传动放大机构的作芯。在这里，传动放大机构的作
9、用是将弹簧管的变形用是将弹簧管的变形自由端自由端位移加以放大，并将其变为指针位移加以放大，并将其变为指针5 5的偏转。的偏转。 图图 传动放大机构原理图传动放大机构原理图1 1拉杆拉杆 2-2-活销活销 3-3-扇形齿轮扇形齿轮 4-4-中心齿轮中心齿轮 5-5-指针指针注意注意：弹簧管自由端B的位移量一般很小，直接显示有困难，所以必须通过放大机构才能指示出来。143）指示机构 包括指针包括指针5 5、刻度盘、刻度盘6 6等，等，其作用是指示被测压力的数值。其作用是指示被测压力的数值。4) 表壳 包括壳座、盖圈、表玻璃等。包括壳座、盖圈、表玻璃等。它的作用是固定和保护表内各种部它的作用是固定和
10、保护表内各种部件。件。弹簧管压力表弹簧管压力表15（3 3）弹簧管的材料）弹簧管的材料因被测介质的性质和被测压力的高低而不同：因被测介质的性质和被测压力的高低而不同：被测压力小于被测压力小于20Mpa20Mpa时，采用磷青铜；时，采用磷青铜；被测压力大于被测压力大于20Mpa20Mpa时，采用不锈钢、合金钢时，采用不锈钢、合金钢测量氨气压力时，为防腐蚀采用不锈钢；测量氨气压力时，为防腐蚀采用不锈钢；测乙炔时，不得用铜质弹簧管；测乙炔时，不得用铜质弹簧管；测氧气时，弹簧管不得沾有油脂或用有机材料附件，以防测氧气时，弹簧管不得沾有油脂或用有机材料附件，以防出现爆炸危险。出现爆炸危险。测量含硫介质压
11、力时，采用测量含硫介质压力时，采用OCr15Ni40MoCuTiA1B弹性合弹性合金材料金材料16（4) 4)弹簧管压力表的类型弹簧管压力表的类型 弹簧管压力表的规格很多。弹簧管压力表的规格很多。按其精度等级可分为按其精度等级可分为：精密压力表：精密压力表(0.16(0.16、0.20.2、0.250.25级）、级）、标准压力表（标准压力表（0.350.35、0.40.4级）、普通压力表（级）、普通压力表（0.50.5、1.01.0、1.51.5、2.52.5级）等；级）等；按其用途可分为：按其用途可分为：氧气压力表、氨用压力表、车用压力表氧气压力表、氨用压力表、车用压力表等；等；按显示及信号
12、方式分：按显示及信号方式分：电接点压力表、远传压力表等。电接点压力表、远传压力表等。按功能分按功能分：耐振压力表、耐腐蚀压力表。：耐振压力表、耐腐蚀压力表。17目前弹簧管压力表的制造已经系列化，压力表的测量上限目前弹簧管压力表的制造已经系列化，压力表的测量上限P Pmaxmax有有1.01.0、1.61.6、2.52.5、4.04.0、6.0 x 10n6.0 x 10n五个系列，压力五个系列，压力表的测量下限表的测量下限 P Pminmin一般为零。一般为零。压力表常见型号：压力表常见型号： Y-60Y-60、Z-100Z-100、YZ-150YZ-150、YB-150YB-150、YX-1
13、00YX-100、YXC-100YXC-100、YTN-150YTN-150等等18警惕！警惕！ 工业生产中，常需要把压力控制在某一范围内。否则，当压力高于或低于规定数值时，就会破坏正常的工艺条件，甚至可能发生事故。 利用电接点信号压力表就能方便地在压力偏离正常波动范围时及时发出灯光、声响报警信号，以提醒操作人员注意，或通过继电器实现对压力的自动控制。192.2.2.2.电接点压力表电接点压力表电接点压力表电接点压力表 在普通在普通弹弹簧管簧管压压力表力表的基的基础础上稍添部件，便可上稍添部件，便可成成为电为电接点信号接点信号压压力表力表 若若压压力降到下限力降到下限值时值时，动动触点触点2
14、2与静触点与静触点1 1接触，接接触，接通了信号灯通了信号灯3 3的的电电路。路。当当压压力超力超过过上限上限值时值时，动动触点触点2 2和静触点和静触点4 4接触，信接触，信号灯号灯5 5的的电电路被接通。路被接通。下限给下限给定值定值上限给上限给定值定值20 在石油、化工等工业部在石油、化工等工业部门，磁助电接点压力表用门，磁助电接点压力表用于测量无爆炸危险的各种于测量无爆炸危险的各种流体介质的压力。流体介质的压力。 通常，磁助电接点压力通常，磁助电接点压力表与相应的电气器件表与相应的电气器件( (如继如继电器及接触器等电器及接触器等) )配套使用，配套使用，即可对被测即可对被测( (控控
15、) )压力系统压力系统实现自动控制和发信实现自动控制和发信( (报警报警) )的目的。的目的。磁助电接点磁助电接点压力表压力表213.压力开关压力开关又称为压力控制器，是一种简单的压力控制装置，当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。22三、电气式压力仪表电气式压力仪表是一种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。特点：测量范围较广（710-5Pa5102MPa） 精度较高（可达0.2级） 可远距离传送信号（实现压力自动控制、报警）种类：压阻式、应变式、电容式、电感式231、电容式差压（压力）变送器组成： 测量部分 放大部分 测量部分作用：被测差压P 差动电流信号Id 放大部分
16、：电流放大电路；零点调整和零点迁移电路；输出限幅电路；阻尼调整电路。组成： 传感器测量线路指示器记录仪控制器辅助电源压力电量24 测压测压原理：利用原理：利用弹弹性元件受性元件受压变压变形来形来改改变变可可变电变电容器的容器的电电容量，然后通容量，然后通过过测测量量电电容量便可以知道被容量便可以知道被测压测压力的大力的大小，从而小，从而实现压实现压力力- -电电容量容量转换转换的。的。电电容式容式压压力力传传感器可分感器可分为为三种三种类类型型: :改改变变面面积积式式, ,变变介介电质电质的的变间变间隙式隙式( (可以可以用空气用空气, ,固体介固体介质质如云母等如云母等) )和和变变极极间
17、间距离等三距离等三类类。1.电容式压力（差压）变送器电容式压力（差压）变送器25P P1 1-P-P2 2 =PP中心膜片中心膜片变变形位移形位移电电容量容量变变化化P P1 1=P=P2 2时时：C C1 1=C=C2 2=K=K2 2 /d/d0 0K K2 2 =S/4=S/4P P1 1P P2 2时时：测测量膜片中心位移：量膜片中心位移：d d = = K K 1 1P PK K 1 1弹弹力系数力系数当当P P2 2是大气是大气压时压时，为压为压力力传传感部件。感部件。27特点：灵敏度高，量程宽，过载能力强。结构紧凑，稳定性与抗振性好，测量精度高，可达0.2级。应用广泛，输出标准4
18、20mA DC电流信号。2 2、智能型（差压）压力变送器、智能型（差压）压力变送器A/D转换温度传感器电容式传感器传感膜头内存传感器组件压力微处理器D/A转换电子板模块内存数字通信本机量程和零点调整420mA电子组件29 传感器组件 电子组件 手持通信器（手操器）功能: 组态 组态模拟输出参数 LCD液晶表头设定 向变送器输入信息性数据 重设量程 变送器的校准(验) 自诊断（当出现问题时，变送器将激活用户选定的模拟输出报警。手持通信器可以询问变送器，确定问题所在。变送器向手持通信器输出特定的信息，以识别问题，从而可以快速地进行维修。30HART275手操器31 数字输出信号HART协议 HAR
19、T协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的 420mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。由于信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。3233智能型差压变送器的特点:精度高 0.1% 0.2% ,0.075%；测量范围宽,量程比可达401,501,1001,甚至4001；温度性能、静压性能、单向过载性能等比以往变送器有很大提高；仪表结构紧凑、可靠性高、体积小；可利用手操器远方设定仪表的运行参数及对仪表进行校准、自诊断等；可实现数字通信。34压压 力力 变变 送送 器（器（ABB
20、ABB）35压 力 变 送 器（ROSEMOUNT）36下游开关阀平衡阀上游开关阀放空阀液晶显示屏接线孔上下游导压管接口ROSEMOUNT 差压变送器生产厂家：美国，罗斯蒙特 主要安装地点： 各计量支路孔板阀。测量范围：06、010、030、0-40、070、0100、0-160 Kpa。ROSEMOUNT差压变送器将孔板造成的差压，由压力信号变为电信号。它输出的信号为直流电流信号，大小为420mA。37压力力变送器的取气方式送器的取气方式：压力变送器的取气分两种，第一种是压力变送器取气，见示意图： 差差压变送器的取气送器的取气差压变送器使用时应注意问题：开启表时：应先打开正压阀1,再关闭平衡
21、阀2，最后打开负压阀3。停表时：应先关闭负压阀3,再打开平衡阀2，最后关闭正压阀1。四、压力仪表的使用及注意事项41校验校验：是将被校压力表与标准压力表通以相同的压力，用标准：是将被校压力表与标准压力表通以相同的压力，用标准表的示值作为真值，比较被校表的示值，即可确定被校表的误表的示值作为真值，比较被校表的示值，即可确定被校表的误差，以校验被校表的精度、变差等性能。校验时，所选差，以校验被校表的精度、变差等性能。校验时，所选标准表标准表的允许最大绝对误差的允许最大绝对误差maxmax应小于被校表允许最大绝对误差应小于被校表允许最大绝对误差 maxmax的三分之一的三分之一，即，即2 2、压力表
22、的校验、压力表的校验原因：原因：弹性式压力计经过长期使用，会由于弹性元件的弹性弹性式压力计经过长期使用，会由于弹性元件的弹性衰退而产生缓变误差；或是因弹性元件的弹性滞后和传动机衰退而产生缓变误差；或是因弹性元件的弹性滞后和传动机构的磨损而产生变差；还会由于使用温度较高引起弹性元件构的磨损而产生变差；还会由于使用温度较高引起弹性元件弹性模数变化产生附加误差。所以必须经常、定期地对压力弹性模数变化产生附加误差。所以必须经常、定期地对压力计进行校验，以保证测量的可靠性计进行校验，以保证测量的可靠性。423、压力仪表的安装434445压力仪表安装示意图464748弹簧管压力表 耐震压力表49谢谢！供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸砒腥悉漠堑脊髓灰质炎(讲课2019)脊髓灰质炎(讲课2019)
