壓力測量儀表概述

1、壓力測量第一章 概 述壓力在化工生產(chǎn)過程中是重要的工藝參數(shù)之一，壓力是垂直而均 勻地作用在單位面積上的力，物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)。數(shù)學(xué)表達(dá)式為P=F/A式中：P-壓力；F垂直作用力；A受力面積。壓力的國際單位制單位為牛頓/米2, N/m2,稱為“帕斯卡”簡 稱為帕，表示為 “ Pa ”。它的物理意義是1 牛頓的力垂直作用在1 平 方米面積上所產(chǎn)生的壓力。壓力測量中,有大氣壓力、絕對壓力、表壓和真空度之分。表壓 等于絕對壓力和大氣壓力之差；絕對壓力為表壓和大氣壓力之和。第二章 壓力測量方法壓力的測量方法根據(jù)測量原理分為兩種：一種是根據(jù)壓力的定義 直接測量單位面積上受力的大??；另一種是應(yīng)用壓力作用于物體

2、后所 產(chǎn)生的各種物理效應(yīng)來實現(xiàn)壓力測量。第一節(jié) 應(yīng)用液柱測量壓力應(yīng)用液柱測量壓力的方法是以流體靜力學(xué)原理為基礎(chǔ)的。一般采 用充有水或水銀液體的玻璃U形管、單管或斜管進(jìn)行壓力測量的。、 U 形管壓力計U 形管是用來測量壓力和壓差的儀表。在被測壓力或壓差的作用 下，U形管兩邊管內(nèi)會產(chǎn)生一定的液柱差h,液柱差的大小與被測壓 力有關(guān)，因此測得液柱差即可知被測壓力或壓差的數(shù)值。根據(jù)靜力平衡原理，列方程式并最終簡化為：H=( p- pA) /(P g)式中H左右兩邊液柱差；p被測較高一側(cè)的壓力；pA被測較低一側(cè)的壓力；P被測液體密度；g重力加速度。二、單管壓力計U形管壓力計的標(biāo)尺格值是1mm,每次讀數(shù)的最

3、大誤差為分格 值的一半，而在測量時需要對左、右兩邊玻璃管分別讀數(shù)，所以可能 產(chǎn)生誤差為土 1mm。為了減小誤差進(jìn)行一次讀數(shù)，采用單管壓力計， 讀數(shù)誤差只有土 0.5mm。單管壓力計相當(dāng)于U形管的一端換成一個大直徑的容器，測壓原 理與U形管相同。三、斜管壓力計用 U 形管或單管壓力計測量微小差壓時，因為液柱變化很小，讀 數(shù)困難，為了提高靈敏度，減小誤差，將單管壓力計的玻璃管制成斜 管。斜管壓力計的測量范圍一般為02000Pa。第二節(jié) 應(yīng)用彈性變形測量壓力 當(dāng)被測壓力作用于彈性元件時，彈性元件便產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形 （及機(jī)械位移），根據(jù)變形量的大小，測得被測壓力的數(shù)值。常用的 彈性元件有彈簧管、波紋

4、管、薄膜等。波紋膜片和波紋管用于微壓和低壓測量；單圈和多圈彈簧管用于 高、中、低壓或真空度的測量。彈性元件測壓范圍寬10-2109 Pa。第三節(jié) 應(yīng)用電測法測量壓力 電測法是通過壓力傳感器直接將被測壓力變換成電阻、電流、電 壓、頻率等形式的信號來進(jìn)行壓力測量。主要類別有應(yīng)變式、霍爾式、 電感式、壓電式、壓阻式、電容式等。一、壓電式壓力傳感器 壓電式壓力傳感器是根據(jù)“壓電效應(yīng)”原理把被測壓力變換成為電信號。壓電式壓力傳感器測量 100MPa 以內(nèi)的壓力，頻率響應(yīng)可達(dá) 30kHz。二、壓阻式壓力傳感器 固體受到作用后，其電阻率會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為電阻效應(yīng)。壓阻式壓力傳感器就是利用半導(dǎo)體材料（單

5、晶硅）的壓阻效應(yīng)原理制 成的傳感器。壓阻式壓力傳感器的特點(diǎn)是易于微小性化；靈敏度高；測量范圍 寬，低至10Pa微壓，高至60MPa的高壓。它的精度高、工作可靠， 精度為千分之一，高精度為萬分之二。三、霍爾式壓力傳感器 霍爾式壓力傳感器是基于霍爾效應(yīng)原理，利用霍爾元件將被測壓 力轉(zhuǎn)換成霍爾電勢輸出的一種傳感器。第三章 壓力儀表的選擇、校驗和安裝第一節(jié) 壓力儀表的選擇壓力儀表的選擇應(yīng)根據(jù)使用要求，在符合生產(chǎn)過程所提出的技術(shù) 條件下，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，進(jìn)行種類、型號、量程、精度等級的 選擇。一、壓力測量范圍的選擇在測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的 2/3； 測量脈動壓力時，最大工作

6、壓力不應(yīng)超過測量上限的 1/2；測量高壓 時，最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限的 3/5。一般被測壓力的最小值 不應(yīng)低于儀表測量上限的 1/3。壓力儀表測量范圍規(guī)定系列有：-0.1 0； -0.1 0.06、0.5MPa；01、1.6、2.5、4、6、10X10nkPa（其中的n為自然整數(shù)，可為 正、負(fù)值）二、精度等級的選擇國家規(guī)定的精度等級有：0.01、 0.02、 0.05、 0.1、 0.16、 0.2、 0.25、0.4、 0.5、 1.0、 1.5、 2.5等。三、儀表類型的選擇按照儀表規(guī)格書選擇。第二節(jié) 壓力儀表的校驗壓力儀表在長期使用中，會因彈性元件疲勞、傳動機(jī)構(gòu)磨損及腐 蝕、電子元

7、件的老化等造成誤差，所以有必要對所用儀表進(jìn)行定期校 驗。另外，新的儀表在安裝使用前，為了防止運(yùn)輸過程中由于振動或 碰撞所造成的誤差，也需要對新儀表進(jìn)行校驗，從而保證儀表示值的 可靠性。標(biāo)準(zhǔn)儀表的選擇原則：標(biāo)準(zhǔn)表的允許絕對誤差應(yīng)小于被校表的允 許絕對誤差的 1/3，標(biāo)準(zhǔn)表的誤差忽略，其示值作為真實壓力。為了 防止校驗過程中的誤操作而損壞標(biāo)準(zhǔn)壓力表，要求標(biāo)準(zhǔn)表的測量上限 應(yīng)比被校表大一檔。第三節(jié) 壓力表的安裝一、取壓位置的選擇取壓位置選擇原則：1、要選在被測介質(zhì)直線流動的管段部分。2、取壓位置上游側(cè)不應(yīng)有突出管路或設(shè)備的阻力件。3、測量液體壓力，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道橫截面的下側(cè)；測量氣體壓 力，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道橫截面的上側(cè)。二、導(dǎo)壓管的安裝安裝注意事項：1、導(dǎo)壓管口與設(shè)備內(nèi)壁平齊，插入內(nèi)部時管口平面與流體流動 方向平行。2、導(dǎo)壓管內(nèi)徑一般為610mm,長度W50m，水平安裝應(yīng)保證 有1： 101： 20的傾斜度，防止積液（測氣體）或積氣（測液體）。3、靠近取壓口安裝切斷閥。4、保溫伴熱。三、壓力儀表的安裝安裝注意事項：1 、安裝在易觀察、維修處，避免振動高溫