壓力儀表應(yīng)用培訓(xùn)教程

1、羅建輝2012.11u第一章、壓力儀表概述第一章、壓力儀表概述u第二章、壓力儀表的測量原理及分類第二章、壓力儀表的測量原理及分類u第三章、各種類型的壓力變送器介紹第三章、各種類型的壓力變送器介紹u第四章、壓力變送器的應(yīng)用第四章、壓力變送器的應(yīng)用u第五章、主要競爭廠家介紹第五章、主要競爭廠家介紹用來測量流體壓力的儀表用來測量流體壓力的儀表 壓力表壓力表壓力變送壓力變送器器 壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)，如高壓容器壓力是工業(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便是不安全的，必須進(jìn)的壓力超過額定值時便是不安全的，必須進(jìn)行測量和控制。行測量和控制。 在某些工業(yè)生產(chǎn)過程中，壓力還直接影響產(chǎn)在某些

2、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。品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 此外，在一定的條件下，測量壓力還可間接此外，在一定的條件下，測量壓力還可間接得出溫度、流量和液位等參數(shù)。得出溫度、流量和液位等參數(shù)。血壓計血壓計1 1、壓力的基本概念、壓力的基本概念 1 1.1.1、定義：壓力是指均勻而垂直作用于單位、定義：壓力是指均勻而垂直作用于單位 面積上的，物理學(xué)中也稱之為面積上的，物理學(xué)中也稱之為“壓強(qiáng)壓強(qiáng) ” ” 在國際單位制中，壓力的單位為帕斯卡在國際單位制中，壓力的單位為帕斯卡 (Pa)(Pa)，簡稱，簡稱“帕帕(Pa)(Pa)。 壓力用壓力用P P表示：即表示：即 P=F/AP=F/A

3、式中式中：PP壓力，壓力， Pa Pa； F-F-垂直作用力，垂直作用力，N N； A-A-受力面積，受力面積，m m2 2 1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 2;1kPa=10;1kPa=103 3Pa; 1MPa=10Pa; 1MPa=106 6PaPa大氣壓力大氣壓力：指地球表面的空氣因自重所產(chǎn)生的壓力。指地球表面的空氣因自重所產(chǎn)生的壓力。大氣壓力用大氣壓力用P Pb b表示表示。絕對壓力絕對壓力：以絕對真空為參考零點的壓力。絕對壓以絕對真空為參考零點的壓力。絕對壓力是指物體所受的實際壓力。絕對壓力用力是指物體所受的實際壓力。絕對壓力用p pa a表示表示。表壓力表壓力：表壓力是指用一

4、般壓力檢測儀表所測得的表壓力是指用一般壓力檢測儀表所測得的壓力，以大氣壓力為參考零點的壓力，用壓力，以大氣壓力為參考零點的壓力，用p p表示。表示。三者之間的關(guān)系：三者之間的關(guān)系： 絕對壓力表壓力大氣壓力絕對壓力表壓力大氣壓力 表壓力絕對壓力大氣壓力表壓力絕對壓力大氣壓力 P= P P= Pa a- P- Pb b 高于大氣壓的表壓力叫正壓，反之叫高于大氣壓的表壓力叫正壓，反之叫負(fù)壓，負(fù)壓的絕對值也稱真空。負(fù)壓，負(fù)壓的絕對值也稱真空。 一般的壓力檢測儀表所指示的壓力是一般的壓力檢測儀表所指示的壓力是表壓或真空度。表壓或真空度。過去采用的壓力單位“工程大氣（kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmH

5、g）、“毫米水柱（mmH2O）、“物理大氣壓”（atm）、“巴”（bar）、“PSI” 等均應(yīng)改成法定計量單位帕。 1 kgf/cm2 = 0.9807105Pa 1 mmH2O = 0.980710Pa 1 mmHg = 1.332102Pa 1 atm = 1.01325105Pa 1 bar=105Pa 1 PSI=6.89103Pa 1MM 1MM水水= = 1M1M水水=10KPA=10KPA 1 1公斤力公斤力=0.1MPa=0.1MPa 1 1巴（巴（barbar）=0.1MPa=0.1MPa 測量壓力的儀表，按信號原理不同，主要分測量壓力的儀表，按信號原理不同，主要分為以下幾類

6、：為以下幾類： 液柱式液柱式：根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測壓力：根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度。轉(zhuǎn)換成液柱高度。 機(jī)械式機(jī)械式：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成位移。被測壓力轉(zhuǎn)換成位移。 電氣式電氣式：將被測壓力轉(zhuǎn)換成各種電量，如電：將被測壓力轉(zhuǎn)換成各種電量，如電感、電容、電阻、電位差等，依據(jù)電量的大感、電容、電阻、電位差等，依據(jù)電量的大小實現(xiàn)壓力的間接測量。小實現(xiàn)壓力的間接測量。 電容式電容式 硅壓阻式硅壓阻式 硅諧振式硅諧振式 陶瓷壓阻式陶瓷壓阻式工作原理：工作原理：被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜

7、片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測這一傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。信號。 它是由檢測和變送兩個環(huán)節(jié)組成。檢測環(huán)它是由檢測和變送兩個環(huán)節(jié)組成。檢測環(huán)節(jié)感受被測壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化節(jié)感受被測壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化 。變送環(huán)節(jié)則將電容變化量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號變送環(huán)節(jié)則將電容變化量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號420mA DC420mA DC輸出。輸出。差壓差壓位移位移電容電容電流電流放大放大輸出輸

8、出工作原理工作原理: :被測壓力作用于隔被測壓力作用于隔離膜片，通過硅油使測量膜離膜片，通過硅油使測量膜片產(chǎn)生與壓力成正比的位移片產(chǎn)生與壓力成正比的位移，從而改變了可動極板與固，從而改變了可動極板與固定極板間的距離，引起電容定極板間的距離，引起電容的變化，此電容變化通過引的變化，此電容變化通過引線傳給測量顯示電路。線傳給測量顯示電路。 常見常見類型的壓力變送器類型的壓力變送器普通型壓力變送器普通型壓力變送器靜壓式液位變送器靜壓式液位變送器智能型壓力變送器智能型壓力變送器精小型壓力變送器精小型壓力變送器 應(yīng)用行業(yè)：應(yīng)用行業(yè)：航空、航天、石油、化工、冶金、電力、水利等工業(yè)過程現(xiàn)場壓力測量和控制。

9、主要特點主要特點全不銹鋼結(jié)構(gòu)量程覆蓋范圍寬，10KPa100MPa壓力接口形式多樣具有齊平膜片、防腐蝕膜片具有本安防爆，等級Exia CT6具有煤安認(rèn)證，等級Exib 測量精度高可帶現(xiàn)場顯示 缺點缺點過載壓力差通用通用/ /智能壓力變送器智能壓力變送器 應(yīng)用行業(yè)：應(yīng)用行業(yè)：航空、航天、石油、化工、冶金、電力、水利等工業(yè)過程現(xiàn)場壓力測量和控制。 主要特點主要特點全不銹鋼結(jié)構(gòu)量程覆蓋范圍寬，10KPa100MPa壓力接口形式多樣具有齊平膜片、防腐蝕膜片具有本安防爆，等級Exia CT6具有隔爆認(rèn)證，等級Exd CT6測量精度高可帶現(xiàn)場顯示AK智能變送器帶HART通訊 缺點缺點過載壓力差纜式靜壓液位

10、變送器纜式靜壓液位變送器 應(yīng)用行業(yè)：應(yīng)用行業(yè)：它可廣泛應(yīng)用于測量水池、河流、水庫的水位。 主要特點主要特點靈敏度高，長期穩(wěn)定性好可靠性強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng)適用性廣，安裝簡便 使用場合使用場合無法測量高溫或具腐蝕性的介質(zhì)30513051智能型壓力變送器智能型壓力變送器壓力壓力/ /差壓變送器差壓變送器 應(yīng)用行業(yè)：應(yīng)用行業(yè)：它可廣泛應(yīng)用于差壓、流量、表壓、絕壓、真空度、液位和比重的測量場合。 主要特點主要特點量程0.1kPa至40MPa長期穩(wěn)定性好量程比可達(dá)100:1按鍵設(shè)定量程420mA或平方根輸出，帶HART通訊精度，最高0.075級單法蘭壓力變送器單法蘭壓力變送器 應(yīng)用對象：應(yīng)用對象：用于測量高溫

11、、腐蝕性或粘性液體。 主要特點主要特點 量程6kPa至2MPa液位測量精度0.25%3/4英寸平膜片式或插入式膜片多種灌充液選擇，可滿足各種應(yīng)用要求接液位材料：316L、哈氏合金C-276和鉭420mA帶HART協(xié)議輸出遠(yuǎn)傳壓力遠(yuǎn)傳壓力/ /差壓變送器差壓變送器 應(yīng)用對象：應(yīng)用對象：用于測量高溫腐蝕性或粘性液體。 主要特點主要特點 量程6kPa至2MPa液位測量精度0.25%3/4英寸平膜片式或插入式膜片多種灌充液選擇，可滿足各種應(yīng)用要求接液位材料：316L、哈氏合金C-276和鉭420mA或平方根輸出，帶HART協(xié)議1、量程改變時可以不引入壓力 2、帶現(xiàn)場總線HART協(xié)議通信3、精度高，溫度

12、影響小，可靠性好4、測量范圍比大5、帶LCD數(shù)字帶按鍵量程顯示或百分比顯示6、故障自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定通訊、遠(yuǎn)程控制 被測介質(zhì)：液體、氣體、蒸氣等被測介質(zhì)：液體、氣體、蒸氣等 被測介質(zhì)的性質(zhì)被測介質(zhì)的性質(zhì) 介質(zhì)溫度介質(zhì)溫度 壓力范圍壓力范圍 最大工作壓力最大工作壓力 接口接口 安裝方式安裝方式 其他要求其他要求1 1）取壓口應(yīng)與工質(zhì)流速方向垂直，與設(shè)）取壓口應(yīng)與工質(zhì)流速方向垂直，與設(shè)備內(nèi)壁平齊。備內(nèi)壁平齊。 2 2）防止儀表感受件與高溫和有害的被測）防止儀表感受件與高溫和有害的被測介質(zhì)接觸。高溫介質(zhì)要冷凝，含塵氣體要介質(zhì)接觸。高溫介質(zhì)要冷凝，含塵氣體要設(shè)灰塵捕集器；腐蝕介質(zhì)應(yīng)加裝隔離容器。設(shè)灰塵捕

13、集器；腐蝕介質(zhì)應(yīng)加裝隔離容器。 3 3）儀表與取壓口如不在同一水平上，應(yīng)注）儀表與取壓口如不在同一水平上，應(yīng)注意校正由于高度差對儀表造成的額外的讀意校正由于高度差對儀表造成的額外的讀數(shù)誤差。數(shù)誤差。4 4）壓力取出口位置，測量氣體介質(zhì)應(yīng)在工）壓力取出口位置，測量氣體介質(zhì)應(yīng)在工藝管道的上部，測量蒸汽應(yīng)在工藝管道的藝管道的上部，測量蒸汽應(yīng)在工藝管道的兩側(cè)，測量液體壓力應(yīng)在工藝管道的下部。兩側(cè)，測量液體壓力應(yīng)在工藝管道的下部。鋼鐵鋼鐵/ /有色金屬有色金屬/ /陶瓷陶瓷*用于爐膛壓力測量等用于爐膛壓力測量等要求高穩(wěn)定性，高精度測量要求高穩(wěn)定性，高精度測量等場合。等場合。* *用于在嚴(yán)格控制（溫用于在

14、嚴(yán)格控制（溫度、濕度等）條件下要求穩(wěn)度、濕度等）條件下要求穩(wěn)定測量的場合。定測量的場合。5、產(chǎn)品應(yīng)用場合、產(chǎn)品應(yīng)用場合車輛及發(fā)動機(jī)維護(hù)車輛及發(fā)動機(jī)維護(hù)賽賽 車車車載測試車載測試引擎引擎& &動力測試動力測試* *用于在嚴(yán)格控制（溫用于在嚴(yán)格控制（溫度、濕度等）條件下要度、濕度等）條件下要求穩(wěn)定測量的場合。求穩(wěn)定測量的場合。電力電力/ /城市煤氣城市煤氣/ /環(huán)保環(huán)保* *要求高穩(wěn)定度和高要求高穩(wěn)定度和高精度的測量等場合。精度的測量等場合。石油石油/ /石化石化/ /化工化工* *與節(jié)流孔板配套，提供與節(jié)流孔板配套，提供精確的流量測量和控制。精確的流量測量和控制。* *可測量管道和貯罐的壓可測量

15、管道和貯罐的壓力和液位。力和液位。 應(yīng)用場合：淬火爐壓力應(yīng)用場合：淬火爐壓力 介質(zhì)溫度：介質(zhì)溫度：4 4臺臺750750，8 8臺臺450 450 壓力量程：壓力量程：-100 Pa-+100Pa-100 Pa-+100Pa介質(zhì)溫度這么高怎么辦介質(zhì)溫度這么高怎么辦? ? 其實這個根本無需擔(dān)心，由于其實這個根本無需擔(dān)心，由于是煙氣散熱很快，把引壓管加長就是煙氣散熱很快，把引壓管加長就可以了?？梢粤?。壓力這么小能不能測到？壓力這么小能不能測到？ 改變傳統(tǒng)單點取壓方法，在每個取改變傳統(tǒng)單點取壓方法，在每個取壓點附近再找一個取壓點，然后兩根管壓點附近再找一個取壓點，然后兩根管道匯合在一起，這樣壓力更平

16、均，也更道匯合在一起，這樣壓力更平均，也更準(zhǔn)確。準(zhǔn)確。如圖顯示的差壓變送器是如圖顯示的差壓變送器是配合孔板測量流量的配合孔板測量流量的通過導(dǎo)壓管把壓力引入變通過導(dǎo)壓管把壓力引入變送器的高低壓側(cè)送器的高低壓側(cè)通過流量積算儀表我們就通過流量積算儀表我們就可得到準(zhǔn)確的流量可得到準(zhǔn)確的流量 應(yīng)用場合：鼓風(fēng)機(jī)出口壓力應(yīng)用場合：鼓風(fēng)機(jī)出口壓力 介質(zhì)溫度：常溫介質(zhì)溫度：常溫 壓力量程：壓力量程：0-700Pa0-700Pa顯示值與實際壓力值偏差很大怎么辦？顯示值與實際壓力值偏差很大怎么辦？ 三閥組的平衡閥沒有關(guān)死三閥組的平衡閥沒有關(guān)死顯示值跳動頻繁怎么辦？顯示值跳動頻繁怎么辦？ 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)壓力變送器的量程很

17、小，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)壓力變送器的量程很小，0-700Pa0-700Pa，而鼓風(fēng)機(jī)管道的壓力本來就波，而鼓風(fēng)機(jī)管道的壓力本來就波動比較頻繁，當(dāng)把阻尼時間稍微調(diào)大后動比較頻繁，當(dāng)把阻尼時間稍微調(diào)大后就很好的解決這個問題。就很好的解決這個問題。n應(yīng)用場合：油罐液位應(yīng)用場合：油罐液位n測量介質(zhì)：材油測量介質(zhì)：材油n介質(zhì)溫度：常溫介質(zhì)溫度：常溫n測量目的：油的質(zhì)量測量目的：油的質(zhì)量6.36.3、單法蘭壓力變送器在龍巖龍化化工中的應(yīng)用、單法蘭壓力變送器在龍巖龍化化工中的應(yīng)用對已確定的被測介質(zhì)及地點，對已確定的被測介質(zhì)及地點，、g g 為常數(shù)，故被測點為常數(shù)，故被測點到液面的位置的變化只與被測的壓力到液面的位置的

18、變化只與被測的壓力( ( 壓強(qiáng)壓強(qiáng)) ) 有關(guān)。有關(guān)。測量原理：測量原理： 由于是規(guī)則的圓柱形罐體，我們可以通過測量壓力直接得到質(zhì)量因為根據(jù)公式: M=V=r*2*h P=gh 代入可得 M=r*2*P g 通過計算的公式可以發(fā)現(xiàn)M只與現(xiàn)場的壓力有關(guān)，與密度無關(guān)，因此通過這種方法測得的質(zhì)量更準(zhǔn)確，因為它沒有密度參與運算，排除了溫度的影響。介質(zhì)有粘性還有雜質(zhì)怎么辦？介質(zhì)有粘性還有雜質(zhì)怎么辦？ 因此在這里我們選用單法蘭因此在這里我們選用單法蘭液位變送器。液位變送器。變送器的安裝位置離罐底還有一變送器的安裝位置離罐底還有一點點距離？點點距離？ 把默認(rèn)的零油位提高，以變送器把默認(rèn)的零油位提高，以變送器

19、的安法蘭的中心線為油位的零點。的安法蘭的中心線為油位的零點。 壓力、差壓變送器是自動化儀表中最重要一類，應(yīng)用范圍很廣壓力、差壓變送器是自動化儀表中最重要一類，應(yīng)用范圍很廣 ，因此，因此肯定是兵家必爭之地，競爭局面也是百花齊放?？隙ㄊ潜冶貭幹?，競爭局面也是百花齊放。 上世紀(jì)六十年代至七十年代末期，我們通常使用的是國產(chǎn)力平衡式電動上世紀(jì)六十年代至七十年代末期，我們通常使用的是國產(chǎn)力平衡式電動IIII型、型、IIIIII型變送器，精確度很低，性能也不穩(wěn)定，故障率較高。型變送器，精確度很低，性能也不穩(wěn)定，故障率較高。 八十年代初期，西安儀表廠與美國羅斯蒙特公司合作，在西儀生產(chǎn)八十年代初期，西安儀表

20、廠與美國羅斯蒙特公司合作，在西儀生產(chǎn)11511151系列變送器，從而開創(chuàng)了國外高性能變送器快速進(jìn)入中國市場的先例；隨后系列變送器，從而開創(chuàng)了國外高性能變送器快速進(jìn)入中國市場的先例；隨后日本富士日本富士(Fuji)(Fuji)公司公司FCFC系列變送器、日本日立系列變送器、日本日立(HITACHI)(HITACHI)公司公司EDR/EPREDR/EPR系列變系列變送器也在我國上海自動化儀表一廠、蘭煉儀表廠、大連儀表廠引進(jìn)生產(chǎn)。送器也在我國上海自動化儀表一廠、蘭煉儀表廠、大連儀表廠引進(jìn)生產(chǎn)。 隨著國外儀器儀表公司變送器產(chǎn)品的大量涌入，我們逐步接受了包括美隨著國外儀器儀表公司變送器產(chǎn)品的大量涌入，我

21、們逐步接受了包括美國霍尼威爾國霍尼威爾(Honeywell)(Honeywell)公司、美國羅斯蒙特公司、日本橫河公司、德國公司、美國羅斯蒙特公司、日本橫河公司、德國E+H(Endress+Hauser)E+H(Endress+Hauser)公司、美國?？怂共_公司、美國?？怂共_(Foxboro)(Foxboro)公司、日本富士公司、日本富士(Fuji)(Fuji)公司、日本日立公司、美國摩爾（公司、日本日立公司、美國摩爾（MooreMoore）公司、美國斯瑪）公司、美國斯瑪(Smar)(Smar)公公司等生產(chǎn)的產(chǎn)品。司等生產(chǎn)的產(chǎn)品。 九十年代初期，四川儀表總廠與橫河公司合資成立重慶川儀橫河

22、九十年代初期，四川儀表總廠與橫河公司合資成立重慶川儀橫河公司（后改成重慶橫河川儀公司），生產(chǎn)公司（后改成重慶橫河川儀公司），生產(chǎn)EJAEJA系列變送器，同時通過系列變送器，同時通過川儀總廠及橫河公司在華的銷售網(wǎng)絡(luò)大力推銷，年銷售額快速增長，川儀總廠及橫河公司在華的銷售網(wǎng)絡(luò)大力推銷，年銷售額快速增長，其風(fēng)頭甚至蓋過羅斯蒙特公司的變送器類產(chǎn)品。其風(fēng)頭甚至蓋過羅斯蒙特公司的變送器類產(chǎn)品。 ABB ABB公司公司19991999年推出年推出MV2000TMV2000T智能變送器后，也采用了與羅斯蒙特智能變送器后，也采用了與羅斯蒙特公司、橫河公司幾乎相同的方式，在中國尋求合作伙伴公司、橫河公司幾乎相同的

23、方式，在中國尋求合作伙伴上海威爾上海威爾泰公司，合資建立生產(chǎn)線，并已經(jīng)取得了年銷售數(shù)萬臺的業(yè)績。泰公司，合資建立生產(chǎn)線，并已經(jīng)取得了年銷售數(shù)萬臺的業(yè)績。 近年來，由于跨國公司在中國變送器的銷售量大幅增長，除了日近年來，由于跨國公司在中國變送器的銷售量大幅增長，除了日本富士公司與浙大中控儀表公司合作生產(chǎn)本富士公司與浙大中控儀表公司合作生產(chǎn)CXTCXT變送器之外，德國西門變送器之外，德國西門子公司、德國子公司、德國E+HE+H公司、公司、ABBABB公司均已在中國建立自己的變送器生產(chǎn)線。公司均已在中國建立自己的變送器生產(chǎn)線。由此可見，在中國變送器市場上的競爭將越來越激烈。由此可見，在中國變送器市場

24、上的競爭將越來越激烈。 精確度提高精確度提高 部分產(chǎn)品的量程比擴(kuò)大部分產(chǎn)品的量程比擴(kuò)大 穩(wěn)定性和可靠性提高穩(wěn)定性和可靠性提高 通訊協(xié)議更全通訊協(xié)議更全uABBABB公司的公司的2600T2652600T265系列變送器為系列變送器為 0.04% 0.04%u霍尼威爾公司的霍尼威爾公司的ST3000 100ST3000 100變送器為變送器為0.0375%0.0375%，u羅斯蒙特公司的羅斯蒙特公司的3051S3051S變送器、橫河公司的變送器、橫河公司的EJXEJX變送器為變送器為0.025%0.025%。 橫河公司的橫河公司的EJAEJA差壓變送器差壓變送器L L、M M、H H量量程分別為

25、程分別為0.50.510 kPa10 kPa、1 1100 kPa100 kPa、5 5500 kPa500 kPa，量程比分別為，量程比分別為2020：1 1、100100：1 1、100100：1 1。 EJXEJX變送器變送器L L、M M、H H量程分別為量程分別為 0.1 0.110 kPa10 kPa、0.50.5100 kPa100 kPa、2.52.5500 kPa500 kPa，量程比分別為量程比分別為100100：1 1、200200：1 1、200200：1 1。 如如ABBABB公司的公司的2600T2600T變送器、霍尼威爾公司的變送器、霍尼威爾公司的ST3000/100ST3000/100變送器為變送器為5 5年，橫河公司的年，橫河公司的EJXEJX變送器、羅斯蒙特公司的變送器、羅斯蒙特公司的3051S3051