-第七章壓力與壓差檢測(cè)儀表-PPT課件

1、2022年7月22日第七章 壓力與壓差檢測(cè)儀表章節(jié)內(nèi)容7.1 壓力測(cè)量的基本知識(shí)7.2 彈性式壓力計(jì)7.3 壓力（壓差）變送器7.4 壓力儀表在核電站的 應(yīng)用情況7.1 壓力測(cè)量的基本知識(shí)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(duì)壓力和表壓力。 (1)絕對(duì)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(duì)壓力值的差值，通常稱為差壓。其中，P為絕對(duì)壓力； P0為大氣壓力； Pe為表壓力。二、壓力的單位 壓力的單位是一個(gè)導(dǎo)出單位。

2、由壓力的定義可知壓力的單位會(huì)有多種。1.帕斯卡（Pa） 1Pa=1N/m2 2.工程大氣壓（kgf/cm2）3.巴（bar）4.毫米水柱（mmh2o)5.毫米汞柱（mmHg)6.磅力每平方英寸（ibf/in2）壓力單位的換算簡(jiǎn)表帕(Pa)(N/m2)工程大氣壓(kgf/cm2)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)巴(bar)毫米汞柱(mmHg)毫米水柱(mmH2O)磅力每平方英寸(ibf/in2)11.0197210-59.8592310-6110-57.5006210-31.0197210-11.4503810-49.806610419.6784110-19.806610-17.3555910211041.

3、422331011.013251051.0332311.013257.601021.033231041.4695910111051.019279.8692310-117.500621021.019721041.450381011.333231021.3595110-31.3157910-31.3332210-311.359511011.9336810-29.80665110-49.6784110-59.806610-57.355610-211.4223410-36.894671037.030710-26.804610-26.8947610-25.171491017.03071021三、壓力測(cè)量

4、儀表 在生產(chǎn)過(guò)程中和實(shí)驗(yàn)室里使用的壓力儀表種類很多。對(duì)壓力儀表可以從不同的角度進(jìn)行分類。 按被測(cè)壓力可分為：壓力表、真空表、絕對(duì)壓力表、真空壓力表等。 按壓力表使用的條件可分為：普通型、耐震型、耐熱型、耐酸型、禁油型、防爆型等壓力表。 按壓力表的功能可分為指示式壓力表、壓力變送器。 按壓力表的工作原理可分為：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)等。7.2 彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)是生產(chǎn)過(guò)程中使用最為廣泛的一類壓力計(jì)。彈性式壓力和壓差檢測(cè)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。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

5、或簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換后進(jìn)行顯示（不便于遠(yuǎn)距離傳輸）。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。電容式、電感式、力平衡式、波紋管式、膜片式、壓阻式、霍爾式。一、彈性元件1、彈性元件常見(jiàn)的測(cè)壓用彈性元件有薄膜式（含膜盒式）、波紋管式、彈簧管式3類。每種彈性元件在結(jié)構(gòu)上又有不同的形式，如膜片分為平面膜片、波紋膜片和撓性膜片等。 各種彈性元件的性質(zhì)2.彈性元件的特性(1)蠕變和疲勞形變(2)彈性遲滯(3)彈性后效 (4)輸出- 輸入特性 (5)溫度的影響二、膜盒壓力表適用于測(cè)量微小壓力和真空。測(cè)量范圍一般在-20004000Pa，精確度等級(jí)一般為2.5級(jí)

6、。 膜盒壓力表的結(jié)構(gòu)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。三、雙波紋管差壓計(jì)雙波紋管差壓計(jì)在火力發(fā)電廠中主要用于流量和水位測(cè)量指示記錄的二次儀表。如果用于流量測(cè)量，差壓計(jì)往往還帶有積算裝置。各種功能的雙波紋管差壓計(jì)測(cè)量部分的作用原理都是相同的。測(cè)量的差壓值上限可達(dá)0.4MPa，耐工作壓力上限可達(dá)40MPa，精確度可達(dá)1.01.5級(jí)。 雙波紋管差壓計(jì)主要由測(cè)量機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、記錄機(jī)構(gòu)以及機(jī)械積算裝置等部分組成。四、彈簧管壓力表它可以測(cè)量壓力，也可以測(cè)量真空。按照使用的彈簧管的種類可分為單圈和多圈彈簧管壓力表。按照適用的條件可分為耐振型、耐熱型、耐腐蝕型、抗沖擊防爆型以及專用壓力表

7、等。它們的工作原理是相同的。種類：1.單圈彈簧管壓力表2. 多圈(螺旋形)彈簧管壓力表 7.3 壓力（壓差）變送器壓力（壓差）變送器的種類主要包括：電容式電感式雙波紋管式差壓計(jì)力平衡式霍爾式膜片式應(yīng)變式壓阻式一、電容式變送器電容式壓力(壓差)變送器原理圖1-固定極板；2-感應(yīng)極板；3-彈簧膜片式中，極板間的介電系數(shù)； S極板間的有效面積； 極板間的距離。電容式差動(dòng)壓力（壓差）變送器靈敏度提高非線性大大降低II3電容式差動(dòng)壓力變送器原理圖1-感應(yīng)極板；2、3-固定極板；4-絕緣墊片 元件結(jié)構(gòu)圖電容式壓力和差壓變送器的測(cè)量電路電容測(cè)量電路(a)交流電橋法；(b)雙T網(wǎng)絡(luò)法二、力平衡式變送器力平衡變

8、送器1-量程調(diào)整；2-參考臂；3-力桿；4-密封撓曲件（支點(diǎn)）；5-壓力外殼；6-膜片；7-壓力接頭；8-力反饋線圈；9-環(huán)路電流；10-放大器；11-誤差檢出器。三、雙波紋管式差壓計(jì)雙波紋管式差壓計(jì)示意圖1-連接軸；2-單向受壓保護(hù)閥；3-擋板；4-擺桿；5-扭力管；6-芯軸；7-量程彈簧；8-中心基座；9-阻尼閥；10-阻尼旁路；11-阻尼環(huán)；12-填充液；13-滾針軸承；14-瑪瑙軸承。其中，K波紋管的剛度； A波紋管的有效面積； K1量程彈簧總剛度； S連接軸的位移。四、膜片式壓力變送器膜片式發(fā)送器差動(dòng)變壓器整流輸出電路整流穩(wěn)壓電路多頻諧蕩器電源變壓器二極管橋式整流器阻容濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓

9、RP1RP2膜片式壓力（差壓）變送器原理圖五、壓阻式壓力（差壓）變送器 組成：壓阻式壓力（差壓）傳感器、測(cè)量線路工作原理：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(guò)測(cè)量線路將其電阻值的變化量轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號(hào)，從而測(cè)得被測(cè)壓力（壓差）。金屬：E很小，K= (1+2) 1.52半導(dǎo)體：E比(1+2)大的多, K= E 50100其中：壓阻系數(shù)；應(yīng)力。測(cè)量線路的組成：惠斯頓電橋、供電電源和放大線路惠斯頓電橋R1，R3隨壓力增加而減小，R2，R4隨壓力增加而增加。其中，R為壓力（差壓）變化引起的電阻變化量； RT為溫度變化引起的電阻變化量。電橋輸出與由于壓力引起的 電阻

10、變化和電源電流成正比，與溫度無(wú)關(guān)。D恒流源供電 恒流源源極跟隨電路放大電路傳感器壓阻式壓力（差壓）變送器測(cè)量線路7.4 壓力儀表在核電站的 應(yīng)用情況一回路壓力測(cè)量的目的在于防止壓力過(guò)高使設(shè)備受損，或防止壓力過(guò)低引起冷卻劑沸騰。此外，反應(yīng)堆冷卻劑泵吸入口的壓力過(guò)低，可能引起汽蝕，這是必須避免的。反應(yīng)堆冷卻劑回路壓力同樣是反應(yīng)堆控制與安全運(yùn)行的重要參數(shù)之一，壓力傳感器一般是利用液柱高度的改變或彈性元件位移的原理制成的，由于儀表液體與冷卻劑可能存在偶然相混的緣故，液柱元件從未廣泛地應(yīng)用于堆芯或殼體內(nèi)部壓力的測(cè)量。通常是使用彈性敏感元件，如廣東核電站使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。冷卻劑壓力可用安裝在殼體內(nèi)部的敏感元件來(lái)測(cè)量，也可以用延伸到殼體外部的引壓管接頭相連接的敏感元件來(lái)測(cè)量。 壓水堆冷卻劑回路的壓力測(cè)量，通常是在穩(wěn)壓器上安裝一個(gè)支管段，再?gòu)闹Ч芏紊弦鰩讉€(gè)引壓管送至壓力變送器來(lái)測(cè)量冷卻計(jì)回路的壓力。穩(wěn)壓器有七路壓力測(cè)量通道：兩路用于壓力調(diào)節(jié)，三路向反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)提供壓力保護(hù)信息；兩路用于校正壓力測(cè)量通道。 壓力測(cè)量按其量程可分為兩種：一種為啟動(dòng)和停堆過(guò)程中的寬量程測(cè)量；另一種是功率運(yùn)行期間的高起點(diǎn)窄量程測(cè)量。寬量程變