第二讲压力测量PPT讲稿.ppt
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1、第二讲压力测量第二讲压力测量第1页,共56页,编辑于2022年,星期二2压力和压差测量压力和压差测量n n压力的表示方法压力的表示方法 n n检测方法的分类检测方法的分类 n n液柱式压力检测液柱式压力检测 n n弹性式压力检测弹性式压力检测n n电气式压力检测电气式压力检测n n智能式压力变送器智能式压力变送器n n压力检测仪表的选用和安装压力检测仪表的选用和安装第2页,共56页,编辑于2022年,星期二3三种压力表示方法三种压力表示方法三种压力表示方法三种压力表示方法绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力 p pa a表压力表压力表压力表压力 p p负压或真空度负压或真空度负压或真空度负压或真空
2、度 p ph h3.1.3 3.1.3 压力的表示方法压力的表示方法pa绝对压力零线pphpa大气压力p0线1.01325105Pa 绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。表表表表压压压压是是是是指指指指一一一一般般般般压压压压力力力力表表表表所所所所测测测测得得得得的的的的压压压压力力力力,它它它它是是是是高高高高于于于于大大大大气气气气压压压压力力力力的的的的绝绝绝绝对对对对压压压压力力力力与与与与大大大大气气气气压压压压力力力力之之之之差,即差,即差,即差,即 真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力
3、之差,有时也称为负压,真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差,有时也称为负压,真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差,有时也称为负压,真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差,有时也称为负压,第3页,共56页,编辑于2022年,星期二4压力和压差测量压力和压差测量n n由于各种工艺设备和检测仪表通常由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于大气之中,本身就承受着大是处于大气之中,本身就承受着大气压力,因此工程上通常采用表压气压力,因此工程上通常采用表压或者真空度来表示压力的大小,一或者真空度来表示压力的大小,一般的压力检测仪表所指示的压力也般的压力检测仪表所指示的压力也是表压或者真空度。是
4、表压或者真空度。n n除特殊说明之外,以后所提及的压除特殊说明之外,以后所提及的压力均指表压。力均指表压。第4页,共56页,编辑于2022年,星期二53.1.4 3.1.4 压力检测方法的分类压力检测方法的分类 目目目目前前前前工工工工业业业业上上上上常常常常用用用用的的的的压压压压力力力力检检检检测测测测方方方方法法法法和和和和压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表很很很很多多多多,根根根根据据据据敏敏敏敏感感感感元元元元件件件件和和和和转转转转换换换换原原原原理理理理的的的的不不不不同同同同,一一一一般般般般分分分分为为为为四类:四类:四类:四类:(1)(1)(1)(1)液液液液
5、柱柱柱柱式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测 一一一一般般般般采采采采用用用用充充充充有有有有水水水水或或或或水水水水银银银银等等等等液液液液体体体体的的的的玻玻玻玻璃璃璃璃U U U U形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。(2)(2)(2)(2)弹弹弹弹性性性性式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测 它它它它是是是是根根根根据据据据弹弹弹弹性性性性元元元元件件件件受受受受力力力力变变变变形形形形的的的的原原原原理理理理,将将将将被被被被测测测测压压压压力力力力转转转转换换换换成成成成位位位位移移移移进进进进行行行行测测测测量量量量的的的的。常
6、常常常用用用用的的的的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。第5页,共56页,编辑于2022年,星期二6压力和压差测量压力和压差测量n n(3)(3)电气式压力检测电气式压力检测电气式压力检测电气式压力检测 它是利用敏感元件将被测它是利用敏感元件将被测它是利用敏感元件将被测它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的仪表,如压力直接转换成各种电量进行测量的仪表,如压力直接转换成各种电量进行测量的仪表,如压力直接转换成各种电量进行测量的仪表,如电阻、电荷量等。电阻、电荷量等。电阻、电荷量等
7、。电阻、电荷量等。n n(4)(4)活塞式压力检测活塞式压力检测活塞式压力检测活塞式压力检测 它是根据液压机液体传送它是根据液压机液体传送它是根据液压机液体传送它是根据液压机液体传送压力的原理,将被测压力转换成活塞面积上所压力的原理,将被测压力转换成活塞面积上所压力的原理,将被测压力转换成活塞面积上所压力的原理,将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。加平衡砝码的质量来进行测量。加平衡砝码的质量来进行测量。加平衡砝码的质量来进行测量。活塞式压力计活塞式压力计活塞式压力计活塞式压力计的测量精度较高,允许误差可以小到的测量精度较高,允许误差可以小到的测量精度较高,允许误差可以小到的
8、测量精度较高,允许误差可以小到0.050.050.020.02,它普遍被用作标准仪器对压力检测仪,它普遍被用作标准仪器对压力检测仪,它普遍被用作标准仪器对压力检测仪,它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。表进行检定。表进行检定。表进行检定。第6页,共56页,编辑于2022年,星期二73.2.3.2.液柱式压力检测液柱式压力检测 液液液液柱柱柱柱式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测是是是是以以以以液液液液体体体体静静静静力力力力学学学学原原原原理理理理为为为为基基基基础础础础的的的的,它它它它们们们们一一一一般般般般采采采采用用用用水水水水银银银银或或或或水水水水为为为为工工工工作作作
9、作液液液液,用用用用U U U U型型型型管管管管进进进进行行行行测测测测量量量量,常常常常用用用用于于于于较较较较低低低低压压压压力力力力、负负负负压或压力差的检测。压或压力差的检测。压或压力差的检测。压或压力差的检测。p1 p2p1 p2h(a)(b)第7页,共56页,编辑于2022年,星期二83.2.3.2.液柱式压力检测液柱式压力检测p1 p2p1 p2h(a)(b)特特特特点点点点:直直直直观观观观、可可可可靠靠靠靠、准准准准确确确确度度度度较较较较高高高高等等等等,但但但但U U U U形形形形管管管管只只只只能能能能测测测测量量量量较较较较低低低低的的的的压压压压力力力力或或或或
10、差差差差压压压压,为为为为了了了了便便便便于于于于读读读读数数数数,U U U U形形形形管管管管一一一一般般般般是是是是用用用用玻玻玻玻璃璃璃璃做做做做成成成成,易易易易破破破破损损损损,另外它只能进行现场指示。另外它只能进行现场指示。另外它只能进行现场指示。另外它只能进行现场指示。密度:物质单位体积的质量第8页,共56页,编辑于2022年,星期二9n n用用用用U U形管进行压力检测,其误差来源主要有:形管进行压力检测,其误差来源主要有:形管进行压力检测,其误差来源主要有:形管进行压力检测,其误差来源主要有:标尺刻度精度;标尺刻度精度;标尺刻度精度;标尺刻度精度;读数误差读数误差读数误差读
11、数误差温度误差温度误差温度误差温度误差由使用环境温度的变化引起的测量误差。由使用环境温度的变化引起的测量误差。由使用环境温度的变化引起的测量误差。由使用环境温度的变化引起的测量误差。它主要包括两个方面:一是标尺长度随温度的变化它主要包括两个方面:一是标尺长度随温度的变化(要求(要求U形管材料的温度系数极小);二是工作液密形管材料的温度系数极小);二是工作液密度随温度的变化。例如水,当温度从度随温度的变化。例如水,当温度从10变到变到20时,其密度从时,其密度从999.8kg/m3减小到减小到998.3kg/m3,相对变化量为相对变化量为0.15。安装误差安装误差当当当当U U形管安装不垂直时将
12、会产生安装误形管安装不垂直时将会产生安装误形管安装不垂直时将会产生安装误形管安装不垂直时将会产生安装误差。例如差。例如差。例如差。例如 若倾斜若倾斜若倾斜若倾斜55,读数误差约,读数误差约,读数误差约,读数误差约0.380.38。3.2.3.2.液柱式压力检测第9页,共56页,编辑于2022年,星期二10第10页,共56页,编辑于2022年,星期二11第11页,共56页,编辑于2022年,星期二12 特特点点:直直观观、可可靠靠、准准确确度度较较高高等等,但但U U U U形形形形管管管管只只只只能能能能测测测测量量量量较较较较低低低低的的的的压压压压力力力力或或或或差差差差压压压压,为为为为
13、了了了了便便便便于于于于读读读读数数数数,U U形形形形管管管管一一一一般般般般是是是是用用用用玻玻玻玻璃璃璃璃做做做做成成成成,易易易易破破破破损损损损,另另另另外外外外它它它它只只只只能能能能进进进进行现场指示。行现场指示。行现场指示。行现场指示。第12页,共56页,编辑于2022年,星期二133.3 3.3 弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表弹弹弹弹性性性性式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测是是是是用用用用弹弹弹弹性性性性元元元元件件件件把把把把压压压压力力力力转转转转换换换换成成成成弹性元件位移的一种检测方法。弹性元件位移的一种检测方法。弹性元件位移的一种检测方法。弹性元件
14、位移的一种检测方法。平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管第13页,共56页,编辑于2022年,星期二143.3 3.3 弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表弹性元件的特点弹性元件的特点弹性元件的特点弹性元件的特点pxx0p0弹性滞后弹性后效F=pA=kx第14页,共56页,编辑于2022年,星期二15弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管是是是是横横横横截截截截面面面面呈呈呈呈非非非非圆圆圆圆形形形形(椭椭椭椭圆圆圆圆形形形形或或或或扁扁扁扁圆圆圆圆形形形形),弯弯弯弯成成成成圆圆圆圆弧弧弧弧状状状状(中中中中心心心心角角角角常常常常为为为为270270
15、270270)的空心管子。)的空心管子。)的空心管子。)的空心管子。管管管管子子子子的的的的一一一一端端端端为为为为封封封封闭闭闭闭,另另另另一一一一端端端端为为为为开开开开口口口口。闭闭闭闭口口口口端端端端作作作作为为为为自自自自由由由由端端端端,开开开开口口口口端作为固定端。端作为固定端。端作为固定端。端作为固定端。第15页,共56页,编辑于2022年,星期二16被被被被测测测测压压压压力力力力介介介介质质质质从从从从开开开开口口口口端端端端进进进进入入入入并并并并充充充充满满满满弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的整整整整个个个个内内内内腔腔腔腔,由由由由于于于于弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的
16、的的非非非非圆圆圆圆横横横横截截截截面面面面,使使使使它它它它有有有有变变变变成成成成圆圆圆圆形形形形并并并并伴伴伴伴有有有有伸伸伸伸直直直直的的的的趋趋趋趋势势势势而而而而产产产产生生生生力力力力矩矩矩矩,其其其其结结结结果果果果使使使使弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的自自自自由由由由端端端端产产产产生生生生位位位位移移移移,同同同同时时时时改改改改变变变变其其其其中中中中心心心心角角角角。位位位位移移移移量量量量(中中中中心心心心角改变量)和所加压力有如下的函数关系:角改变量)和所加压力有如下的函数关系:角改变量)和所加压力有如下的函数关系:角改变量)和所加压力有如下的函数关系:式式式式中
17、中中中0 0 0 0为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管中中中中心心心心角角角角的的的的初初初初始始始始角角角角;为为为为受受受受压压压压后后后后中中中中心心心心角角角角的的的的改改改改变变变变量量量量;R R R R为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管弯弯弯弯曲曲曲曲圆弧的外半径;圆弧的外半径;圆弧的外半径;圆弧的外半径;h h h h为管壁厚度;为管壁厚度;为管壁厚度;为管壁厚度;a a a a、b b b b为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。第16页,共56页,编辑于2022年,星期二17第17页,共5
18、6页,编辑于2022年,星期二181动触点动触点2和和4 静触点静触点3 绿灯绿灯5 红灯红灯 电接点电接点信号压力表信号压力表第18页,共56页,编辑于2022年,星期二19 弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管自自自自由由由由端端端端B的的的的位位位位移移移移量量量量一一一一般般般般很很很很小小小小,需需需需要要要要通通通通过过过过放放放放大大大大机机机机构构构构才才才才能能能能指指指指示示示示出出出出来来来来,为为了了加加大大弹弹簧簧管管自自由由端端的的位位移移量量,也也可可采采用用多多圈圈弹弹簧簧管管,其其原原理理与单圈弹簧管相似。与单圈弹簧管相似。单单圈圈弹弹簧簧管管压压力力表表是是工工业业现现
19、场场使使用用最最普普遍遍的的就就地地指指示示式式压压力力检检测测仪仪表表(也也有有电电接接点点输出的弹簧管压力表)输出的弹簧管压力表)第19页,共56页,编辑于2022年,星期二20 弹弹簧簧管管压压力力表表结结构构简简单单、使使用用方方便便、价价格格低低廉廉、测测量量范范围围宽宽,可可以以测测量量负负压压、微微压压、低压、中压和高压低压、中压和高压 一一般般的的工工业业用用弹弹簧簧管管压压力力表表的的精精度度等等级级为为1.5级级或或2.5级级,但但根根据据制制造造的的要要求求,其其精精度度等等级级最最高高可达可达0.15级。级。级。级。第20页,共56页,编辑于2022年,星期二21 第2
20、1页,共56页,编辑于2022年,星期二22 r1r2123P(a)传感器1外壳 2弹性筒 3膜片第22页,共56页,编辑于2022年,星期二23 半桥半桥半桥半桥第23页,共56页,编辑于2022年,星期二24全桥全桥第24页,共56页,编辑于2022年,星期二25 电感式电感式远传压力计远传压力计第25页,共56页,编辑于2022年,星期二26第26页,共56页,编辑于2022年,星期二27第27页,共56页,编辑于2022年,星期二28Bx第28页,共56页,编辑于2022年,星期二29第29页,共56页,编辑于2022年,星期二30电容式差压变送器电容式差压变送器电容式差压变送器采用差
21、动电容作为检测元件电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件主要包括测量部件和转换放大电路两部分:主要包括测量部件和转换放大电路两部分:差压电容膜盒电容-电流转换电路调零、零迁电路电流放大器反馈电路pCIiIfIzIo测量部分测量部分测量部分测量部分转换放大部分转换放大部分转换放大部分转换放大部分第30页,共56页,编辑于2022年,星期二31电容式差压变送器测量原理电容式差压变送器测量原理电容式差压变送器测量原理电容式差压变送器测量原理 第31页,共56页,编辑于2022年,星期二32 P1 P2+第32页,共56页,编辑于2022年,星期二33P=0 Ci1=Ci2=15pF P0 Ci1的
22、电容量减小的电容量减小 Ci2的电容量增大的电容量增大 差动差动电容测量原理电容测量原理电容式差压变送器测量原理电容式差压变送器测量原理电容式差压变送器测量原理电容式差压变送器测量原理 第33页,共56页,编辑于2022年,星期二34P=0 S1=S2=S0 P0 S1=S0+S2=S0-第34页,共56页,编辑于2022年,星期二35压力检测仪表的选用 三三个个方方面面选选用用时时应应根根据据生生产产工工艺艺对对压压力力检检测测的的要要求求、被被测测介介质质的的特特性性、现现场场使使用用的的环环境境等等条条件件,本本着着节节约约的的原原则则,合合理理地地考考虑虑仪仪表表的的量量程程、精度精度
23、、类型(含材质)类型(含材质)类型(含材质)类型(含材质)等。等。等。等。第35页,共56页,编辑于2022年,星期二36量程量程量程量程 仪表的量程即仪表的量程即仪表的量程即仪表的量程即测量范围测量范围测量范围测量范围关关关关键键键键:根根根根据据据据被被被被测测测测参参参参数数数数的的的的大大大大小小小小来来来来确确确确定定定定,同同同同时时时时必必必必须须须须考考考考虑虑虑虑到到到到被被被被测测测测对对对对象象象象可可可可能能能能发发发发生生生生的的的的异异异异常常常常超压情况,对仪表的量程选择必须留有足够的余量。超压情况,对仪表的量程选择必须留有足够的余量。超压情况,对仪表的量程选择必
24、须留有足够的余量。超压情况,对仪表的量程选择必须留有足够的余量。测量稳定压力:最大工作压力测量稳定压力:最大工作压力测量稳定压力:最大工作压力测量稳定压力:最大工作压力P Pimaximax不超过上限值不超过上限值不超过上限值不超过上限值A A的的的的3/43/4 测量脉动压力:最大工作压力测量脉动压力:最大工作压力测量脉动压力:最大工作压力测量脉动压力:最大工作压力P Pimaximax不超过上限值不超过上限值不超过上限值不超过上限值A A的的的的2/32/3 测量高压压力:最大工作压力测量高压压力:最大工作压力测量高压压力:最大工作压力测量高压压力:最大工作压力P Pimaximax不超过
25、上限值不超过上限值不超过上限值不超过上限值A A的的的的3/53/5 最小工作压力最小工作压力最小工作压力最小工作压力P Piminimin不低于上限值不低于上限值不低于上限值不低于上限值A A的的的的1/31/3 仪表的量程等级:仪表的量程等级:仪表的量程等级:仪表的量程等级:1 1、1.61.6、2.52.5、4.04.0、6.0kPa6.0kPa以及它们以及它们以及它们以及它们1010n n倍。倍。倍。倍。在选用仪表量程时,应采用相应规程或者标准中的数值。在选用仪表量程时,应采用相应规程或者标准中的数值。在选用仪表量程时,应采用相应规程或者标准中的数值。在选用仪表量程时,应采用相应规程或
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