壓力與壓差檢測儀表ppt課件

1、第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容7.1 壓力丈量的根本知識壓力丈量的根本知識7.2 彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)7.3 壓力壓差變送器壓力壓差變送器7.4 壓力儀表在核電站的壓力儀表在核電站的 運(yùn)用情況運(yùn)用情況 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院7.1 壓力丈量的根本知識壓力丈量的根本知識一、壓力的概念和表示方法工程技術(shù)中的壓力是物理學(xué)中的壓強(qiáng)，即垂直作用在物體單位面積上的力的大小。壓力

2、的表示方法以其參考零點(diǎn)壓力的不同而不同，可以分為絕對壓力和表壓力。 (1)絕對壓力 以參考零點(diǎn)所表示的壓力。 (2)表壓力 以大氣壓力為參考零點(diǎn)所表示壓力。由管道或容器中直接取出的兩個(gè)絕對壓力值的差值，通常稱為差壓。0PPPe0PPPe其中，其中，P為絕對壓力；為絕對壓力； P0為大氣壓力；為大氣壓力； Pe為表壓力。為表壓力。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院二、壓力的單位二、壓力的單位 壓力的單位是一個(gè)導(dǎo)出單位。由壓壓力的單位是一個(gè)導(dǎo)出單位。由壓力的定義可知壓力的單位會(huì)有多種。力的定義可知壓力的單位會(huì)有多種。1.1.

3、帕斯卡帕斯卡PaPa 1Pa=1N/m2 1Pa=1N/m2 2.2.工程大氣壓工程大氣壓kgf/cm2kgf/cm23.3.巴巴barbar4.4.毫米水柱毫米水柱mmh2o)mmh2o)5.5.毫米汞柱毫米汞柱mmHg)mmHg)6.6.磅力每平方英寸磅力每平方英寸ibf/in2ibf/in2 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院壓力單位的換算簡表壓力單位的換算簡表帕帕(Pa)(N/m2)工程大氣壓工程大氣壓(kgf/cm2)規(guī)范大氣壓規(guī)范大氣壓(atm)巴巴(bar)毫米汞柱毫米汞柱(mmHg)毫米水柱毫米水柱(mmH

4、2O)磅力每平磅力每平方英寸方英寸(ibf/in2)1 11.019721.0197210-510-59.859239.8592310-610-61 110-510-57.500627.5006210-310-31.019721.0197210-110-11.450381.4503810-410-49.80669.80661041041 19.678419.6784110-110-19.80669.806610-110-17.355597.355591021021 11041041.422331.422331011011.013251.013251051051.033231.033231 11

5、.013251.013257.607.601021021.033231.033231041041.469591.469591011011 11051051.019271.019279.869239.8692310-110-11 17.500627.500621021021.019721.019721041041.450381.450381011011.333231.333231021021.359511.3595110-310-31.315791.3157910-310-31.333221.3332210-310-31 11.359511.359511011011.933681.9336810

6、-210-29.806659.806651 110-410-49.678419.6784110-510-59.80669.806610-510-57.35567.355610-210-21 11.422341.4223410-310-36.894676.894671031037.03077.030710-210-26.80466.804610-210-26.894766.8947610-210-25.171495.171491011017.03077.03071021021 1 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院三、壓力丈

7、量儀表三、壓力丈量儀表 在消費(fèi)過程中和實(shí)驗(yàn)室里運(yùn)用的壓力儀表種在消費(fèi)過程中和實(shí)驗(yàn)室里運(yùn)用的壓力儀表種類很多。對壓力儀表可以從不同的角度進(jìn)展分類類很多。對壓力儀表可以從不同的角度進(jìn)展分類。 按被測壓力可分為：壓力表、真空表、絕對按被測壓力可分為：壓力表、真空表、絕對壓力表、真空壓力表等。壓力表、真空壓力表等。 按壓力表運(yùn)用的條件可分為：普通型、耐震按壓力表運(yùn)用的條件可分為：普通型、耐震型、耐熱型、耐酸型、禁油型、防爆型等壓力表型、耐熱型、耐酸型、禁油型、防爆型等壓力表。 按壓力表的功能可分為指示式壓力表、壓力按壓力表的功能可分為指示式壓力表、壓力變送器。變送器。 按壓力表的任務(wù)原理可分為：液柱式

8、壓力計(jì)按壓力表的任務(wù)原理可分為：液柱式壓力計(jì)、彈性式壓力計(jì)、物性式壓力計(jì)、活塞式壓力計(jì)、彈性式壓力計(jì)、物性式壓力計(jì)、活塞式壓力計(jì)等。等。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院7.2 彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)n彈性式壓力計(jì)是消費(fèi)過程中運(yùn)用最為廣泛的一類壓力計(jì)。彈性式壓力計(jì)是消費(fèi)過程中運(yùn)用最為廣泛的一類壓力計(jì)。n彈性式壓力和壓差檢測儀表是根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生的彈性式壓力和壓差檢測儀表是根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生的變形與壓力壓差大小有確定關(guān)系的原理制成的。變形與壓力壓差大小有確定關(guān)系的原理制成的。n就地顯示法彈性壓力計(jì)：感受壓力和壓

9、差變化得到的就地顯示法彈性壓力計(jì)：感受壓力和壓差變化得到的是機(jī)械位移量直接或簡單轉(zhuǎn)換后進(jìn)展顯示不便于遠(yuǎn)間隔是機(jī)械位移量直接或簡單轉(zhuǎn)換后進(jìn)展顯示不便于遠(yuǎn)間隔傳輸。傳輸。n電變送方法：利用電氣位移變換器將壓力和壓差產(chǎn)生的彈電變送方法：利用電氣位移變換器將壓力和壓差產(chǎn)生的彈性元件的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成某種電氣量，然后加以傳輸。性元件的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成某種電氣量，然后加以傳輸。n電容式、電感式、力平衡式、波紋管式、膜片式、壓阻式電容式、電感式、力平衡式、波紋管式、膜片式、壓阻式、霍爾式。、霍爾式。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院一

10、、彈性元件一、彈性元件1、彈性元件、彈性元件常見的測壓用彈性元件有薄膜式含膜盒式、波常見的測壓用彈性元件有薄膜式含膜盒式、波紋管式、彈簧管式紋管式、彈簧管式3類。每種彈性元件在構(gòu)造上又有不同類。每種彈性元件在構(gòu)造上又有不同的方式，如膜片分為平面膜片、波紋膜片和撓性膜片等。的方式，如膜片分為平面膜片、波紋膜片和撓性膜片等。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院各種彈性元件的性質(zhì)各種彈性元件的性質(zhì) 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院2.2.彈性元件的特性彈性

11、元件的特性(1)(1)蠕變和疲勞形變?nèi)渥兒推谛巫?2)(2)彈性遲滯彈性遲滯(3)(3)彈性后效彈性后效 (4)(4)輸出輸出- - 輸入特性輸入特性 (5)(5)溫度的影響溫度的影響 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院二、膜盒壓力表二、膜盒壓力表適用于丈量微小壓力和真空。丈量范圍普通適用于丈量微小壓力和真空。丈量范圍普通在在-20004000Pa，準(zhǔn)確度等級普通為，準(zhǔn)確度等級普通為2.5級。級。 膜盒壓力表的構(gòu)造主要由膜盒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、膜盒壓力表的構(gòu)造主要由膜盒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)、游絲指針、表盤等構(gòu)成。調(diào)整機(jī)構(gòu)、游絲指

12、針、表盤等構(gòu)成。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院三、雙波紋管差壓計(jì)三、雙波紋管差壓計(jì)雙波紋管差壓計(jì)在火力發(fā)電廠中主要用于流雙波紋管差壓計(jì)在火力發(fā)電廠中主要用于流量和水位丈量指示記錄的二次儀表。假設(shè)用于流量和水位丈量指示記錄的二次儀表。假設(shè)用于流量丈量，差壓計(jì)往往還帶有積算安裝。各種功能量丈量，差壓計(jì)往往還帶有積算安裝。各種功能的雙波紋管差壓計(jì)丈量部分的作用原理都是一樣的雙波紋管差壓計(jì)丈量部分的作用原理都是一樣的。丈量的差壓值上限可達(dá)的。丈量的差壓值上限可達(dá)0.4MPa，耐任務(wù)壓，耐任務(wù)壓力上限可達(dá)力上限可達(dá)40MPa，

13、準(zhǔn)確度可達(dá)，準(zhǔn)確度可達(dá)1.01.5級。級。 雙波紋管差壓計(jì)主要由丈量機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)雙波紋管差壓計(jì)主要由丈量機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、記錄機(jī)構(gòu)以及機(jī)械積算安裝等部分組成。構(gòu)、記錄機(jī)構(gòu)以及機(jī)械積算安裝等部分組成。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院四、彈簧管壓力表四、彈簧管壓力表它可以丈量壓力，也可以丈量真空。按照運(yùn)它可以丈量壓力，也可以丈量真空。按照運(yùn)用的彈簧管的種類可分為單圈和多圈彈簧管壓力用的彈簧管的種類可分為單圈和多圈彈簧管

14、壓力表。按照適用的條件可分為耐振型、耐熱型、耐表。按照適用的條件可分為耐振型、耐熱型、耐腐蝕型、抗沖擊防爆型以及公用壓力表等。它們腐蝕型、抗沖擊防爆型以及公用壓力表等。它們的任務(wù)原理是一樣的。的任務(wù)原理是一樣的。種類：種類：1.單圈彈簧管壓力表單圈彈簧管壓力表2. 多圈多圈(螺旋形螺旋形)彈簧管壓力表彈簧管壓力表 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院7.3 壓力壓差變送器壓力壓差變送器壓力壓差變送器的種類主要包括：壓力

15、壓差變送器的種類主要包括：電容式電容式電感式電感式雙波紋管式差壓計(jì)雙波紋管式差壓計(jì)力平衡式力平衡式霍爾式霍爾式膜片式膜片式應(yīng)變式應(yīng)變式壓阻式壓阻式 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院一、電容式變送器一、電容式變送器電容式壓力電容式壓力( (壓差壓差) )變送器原理圖變送器原理圖1- 1-固定極板；固定極板；2- 2-感應(yīng)極板；感應(yīng)極板；3- 3-彈簧膜片彈簧膜片SC /1CSSCCC時(shí)當(dāng)1/式中，式中，極板間的介電系數(shù)；極板間的介電系數(shù)； S S極板間的有效面積；極板間的有效面積； 極板間的間隔。極板間的間隔。 第七章第七

16、章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院電容式差動(dòng)壓力壓差變送器電容式差動(dòng)壓力壓差變送器n靈敏度提高靈敏度提高n非線性大大降低非線性大大降低I II I3 3電容式差動(dòng)壓力變送器原理圖電容式差動(dòng)壓力變送器原理圖1- 1-感應(yīng)極板；感應(yīng)極板；2 2、3- 3-固定極板；固定極板；4- 4-絕緣墊片絕緣墊片 元件構(gòu)造圖元件構(gòu)造圖 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院電容式壓力和差壓變送器的丈量電路電容式壓力和差壓變送器的丈量電路電容丈量電路電容丈量電路(a)(a)交流電橋法

17、；交流電橋法；(b)(b)雙雙T T網(wǎng)絡(luò)法網(wǎng)絡(luò)法 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院二、力平衡式變送器二、力平衡式變送器力平衡變送器力平衡變送器1- 1-量程調(diào)整；量程調(diào)整；2- 2-參考臂；參考臂；3- 3-力桿；力桿；4- 4-密封撓曲件支點(diǎn)；密封撓曲件支點(diǎn)；5- 5-壓力外殼；壓力外殼；6- 6-膜片；膜片；7- 7-壓力接頭；壓力接頭；8- 8-力反響線圈；力反響線圈；9- 9-環(huán)路電流；環(huán)路電流；10-10-放大器；放大器；11-11-誤差檢出器。誤差檢出器。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華

18、北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院三、雙波紋管式差壓計(jì)三、雙波紋管式差壓計(jì)雙波紋管式差壓計(jì)表示圖雙波紋管式差壓計(jì)表示圖1- 1-銜接軸；銜接軸；2- 2-單向受壓維護(hù)閥；單向受壓維護(hù)閥；3- 3-擋板；擋板；4- 4-擺桿；擺桿；5- 5-扭力管；扭力管；6- 6-芯軸；芯軸；7- 7-量程彈簧；量程彈簧；8- 8-中心基座；中心基座；9- 9-阻尼閥；阻尼閥；10-10-阻尼旁路；阻尼旁路；11-11-阻尼環(huán)；阻尼環(huán)；12-12-填充液；填充液；13-13-滾針軸承；滾針軸承；14-14-瑪瑙軸承?，旇лS承。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)

19、核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院SAKKPPP1212其中，其中，K波紋管的剛度；波紋管的剛度； A波紋管的有效面積；波紋管的有效面積； K1量程彈簧總剛度；量程彈簧總剛度； S銜接軸的位移。銜接軸的位移。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院四、膜片式壓力變送器四、膜片式壓力變送器膜片式發(fā)送器膜片式發(fā)送器差動(dòng)變壓器差動(dòng)變壓器整流輸出電路整流輸出電路整流穩(wěn)壓電路整流穩(wěn)壓電路多頻諧蕩器多頻諧蕩器電源變壓器電源變壓器二極管橋二極管橋式整流器式整流器阻容濾波阻容濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓穩(wěn)壓RP1RP1RP2RP2膜片式壓力

20、差壓變送器原理圖膜片式壓力差壓變送器原理圖 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院五、壓阻式壓力差壓變送器五、壓阻式壓力差壓變送器 n組成：壓阻式壓力差壓傳感器、丈量線路組成：壓阻式壓力差壓傳感器、丈量線路n任務(wù)原理：壓力差壓作用于壓阻式壓力差壓傳任務(wù)原理：壓力差壓作用于壓阻式壓力差壓傳感器，使其電阻值發(fā)生變化，再經(jīng)過丈量線路將其電阻感器，使其電阻值發(fā)生變化，再經(jīng)過丈量線路將其電阻值的變化量轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號，從而測得被測壓力值的變化量轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號，從而測得被測壓力壓差。壓差。n金屬：金屬：E很小，很小，K= (1+

21、2) 1.52n半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：E比比(1+2)大的多大的多, K= E 50100ALR/)(LdLdRdR21d21 EKKELdLRdR)()(2121其中：其中： 壓阻系數(shù)；壓阻系數(shù)； 應(yīng)力。應(yīng)力。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院n丈量線路的組成：惠斯頓電橋、供電電源和放大線路丈量線路的組成：惠斯頓電橋、供電電源和放大線路n惠斯頓電橋惠斯頓電橋nR1，R3隨壓力添加而減小，隨壓力添加而減小，nR2，R4隨壓力添加而添加。隨壓力添加而添加。n其中，其中，R為壓力差壓變化引起的電阻變化量；為壓力差壓變化引起的電阻變

22、化量；n RT為溫度變化引起的電阻變化量。為溫度變化引起的電阻變化量。n電橋輸出與由于壓力引起的電橋輸出與由于壓力引起的n 電阻變化和電源電流成正比，與溫度無關(guān)。電阻變化和電源電流成正比，與溫度無關(guān)。D DRIRRRIRRRIUTTSC0002121)()()(TADCABCRRRR2恒流源供電恒流源供電 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院 恒流源恒流源源極跟隨電路源極跟隨電路放大電路放大電路傳感器傳感器壓阻式壓力差壓變送器丈量線路壓阻式壓力差壓變送器丈量線路 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)

23、核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院7.4 壓力儀表在核電站的壓力儀表在核電站的 運(yùn)用情況運(yùn)用情況一回路壓力丈量的目的在于防止壓力過高使一回路壓力丈量的目的在于防止壓力過高使設(shè)備受損，或防止壓力過低引起冷卻劑沸騰。此設(shè)備受損，或防止壓力過低引起冷卻劑沸騰。此外，反響堆冷卻劑泵吸入口的壓力過低，能夠引外，反響堆冷卻劑泵吸入口的壓力過低，能夠引起汽蝕，這是必需防止的。起汽蝕，這是必需防止的。反響堆冷卻劑回路壓力同樣是反響堆控制與反響堆冷卻劑回路壓力同樣是反響堆控制與平安運(yùn)轉(zhuǎn)的重要參數(shù)之一，壓力傳感器普通是利平安運(yùn)轉(zhuǎn)的重要參數(shù)之一，壓力傳感器普通是利用液柱高度的改動(dòng)或彈性元件位移的原理制成的

24、用液柱高度的改動(dòng)或彈性元件位移的原理制成的，由于儀表液體與冷卻劑能夠存在偶爾相混的緣，由于儀表液體與冷卻劑能夠存在偶爾相混的緣故，液柱元件從未廣泛地運(yùn)用于堆芯或殼體內(nèi)部故，液柱元件從未廣泛地運(yùn)用于堆芯或殼體內(nèi)部壓力的丈量。通常是運(yùn)用彈性敏感元件，如廣東壓力的丈量。通常是運(yùn)用彈性敏感元件，如廣東核電站運(yùn)用的壓力和差壓變送器中的彈性元件為核電站運(yùn)用的壓力和差壓變送器中的彈性元件為波紋膜、波紋管及單晶硅等彈性元件。波紋膜、波紋管及單晶硅等彈性元件。 第七章第七章 壓力與壓差檢測儀表壓力與壓差檢測儀表華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院冷卻劑壓力可用安裝在殼體內(nèi)部的敏感元件冷卻劑壓力可用安裝在殼體內(nèi)部的敏感元件來丈量，也可以用延伸到殼體外部的引壓管接頭來丈量，也可以用延伸到