压力测量原理及常见故障课件优秀PPT.ppt

《压力测量原理及常见故障课件优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压力测量原理及常见故障课件优秀PPT.ppt（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、主讲：刘华时间：2014年3月1一、压力的测量及原理在物理概念中，压力是垂直作用在单位面积上的力。是工业生产中的重要参数之一，在压力测量中，常有确定压力、表压力、负压力和真空度之分。所谓确定压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号Pj表示。地面上的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用Pq来表示。确定压力与大气压力之差，称为表压力，有Pb来表示。即Pb=Pj-Pq。当确定压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力），此负压力值的确定值，称为真空度，用Pz来表示。按测量原理分为两种：依据压力的定义干脆测量单位面积上受力的大小。例：液柱式、弹性式应用压力作用于物体后所产生的各种物

2、理效应来实现压力。例：电阻式：它是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随压力的变更而变更。压电效应：当晶体受压力作用发朝气械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷的现象.2二、压力测点位置的选择 水平或倾斜管道上压力的安装，对于气体介质应使气体内的少量凝合液顺当流回工艺管道，取压口应当在管道的上部分；对于液体介质，则应使液体内析出的少量气体能顺当的工艺管道，不至于流入测量管道而导致测量不稳定，同时还应防止工艺管道底部的固体杂质进入管道及仪表，因此取压口应在管道的下半部，但是不能在管道的底部，最好在水平管道中心线以下并与中心线成45度的范围内。对于蒸汽介质，应当保持管道内有稳定的冷凝液，同时

3、也要防止工艺管道底部的固体杂质进入管路及仪表，因此蒸汽的取压口应当在管道的上半部及水平中心线以下，并与水平中心线成045度的夹角内。测量低于0.1MPa压力的测点，其标高尽量接近测量仪表，以削减由于液柱引起的附加误差。烟道上的烟气压力测点，应在烟道左、右两侧的中心线上，安装位置必需对称，并与相应的温度测点处于烟道的同一横切面上。3我厂现场安装实例图(1)4该处该处的的的的压压力取力取力取力取样样介介介介质为质为气体，气体，气体，气体，对对于气体介于气体介于气体介于气体介质应质应使气体内的少量凝使气体内的少量凝使气体内的少量凝使气体内的少量凝合液合液合液合液顺顺当流回工当流回工当流回工当流回工艺

4、艺管道，取管道，取管道，取管道，取压压口口口口应应当在管道的上部分。符合当在管道的上部分。符合当在管道的上部分。符合当在管道的上部分。符合规规范范范范黔北汽机真空泵黔北汽机真空泵出口出口我厂现场安装实例图(2)5对于液体介质，则应使液对于液体介质，则应使液体内析出的少量气体能顺体内析出的少量气体能顺当的工艺管道，不至于流当的工艺管道，不至于流入测量管道而导致测量不入测量管道而导致测量不稳定，同时还应防止工艺稳定，同时还应防止工艺管道底部的固体杂质进入管道底部的固体杂质进入管道及仪表，因此取压口管道及仪表，因此取压口应在管道的下半部，但是应在管道的下半部，但是不能在管道的底部，最好不能在管道的底

5、部，最好在水平管道中心线以下并在水平管道中心线以下并与中心线成与中心线成4545度的范围内。度的范围内。黔北汽机冷却黔北汽机冷却黔北汽机冷却黔北汽机冷却水管道水管道水管道水管道三、压力测孔位置的选择压力测孔位置应当依据下列规定选择：1、测孔应当选择在管道的直管道上，因为在直管段内，被测介质的流束呈直线状态，最能代表被测介质的参数。2、不宜在焊缝及其边缘上开孔及焊接。3、压力和温度测孔在同一地点时，压力测孔必需开凿在温度插孔的前面，以免温度计阻挡使流体产生涡流而影响测量。4、在同一处的压力和温度测孔中，用于自动限制的插孔应当在前面。5、测量、爱护与自动的限制用仪表的测点一般不合用一个插孔。6我厂

6、现场测孔位置的选择实例(1)7压力和温度测孔在同一地点时，压力测孔必压力和温度测孔在同一地点时，压力测孔必需开凿在温度插孔的前面，以免温度计阻挡需开凿在温度插孔的前面，以免温度计阻挡使流体产生涡流而影响测量。使流体产生涡流而影响测量。黔北汽机氢气管道黔北汽机氢气管道我厂现场测孔位置的选择实例(2)8直管段太短，位直管段太短，位置选择不合理置选择不合理黔北密封油泵出口黔北密封油泵出口我厂现场测孔位置的选择实例(3)9安装位置选择在弯管上，流场不安装位置选择在弯管上，流场不稳测量会回偏差稳测量会回偏差黔北汽机冷黔北汽机冷却水管道却水管道四、压力测量仪表管路敷设 仪表管路是指脉冲管。脉冲管按功能可分

7、为测量用介质导压管、气源管、气信号管、伴热管。仪管路安装工程量很大，是自控仪表安装的重要组成部分。导压管是流量、液位分析、压力测量管线，干脆与工艺设备或管路相接，内走气体、液体介质。1、导压管作为测量管线以较短为好，使限制点至一次仪表或传送仪表的距离较近，以削减测量滞后或测量附加误差。一般距离不超过16m。2、从工艺管道或设备引出的导压管路不允许进限制室，不能与电缆同走一个汇线槽盒内。敷设方式为架空支架安装；尽量避开埋地敷设。实在须要埋地的须要做防腐处理，并且埋地部分不能有活接头，要细致做好隐藏工程记录。3、导压管要进行清洗、吹扫、试压(包括气密性试验和强度试验、真空试验)。脱脂、防腐、保温等

8、，要求同与其相连的工艺管道一样。真空度、强度气密性试验要同工业管道一起进行。10 4、导压管的敷设应有1:10l:100的坡度，其坡度方向要保证既能解除不凝气体，又能解除蒸气冷凝液。一般在管道的最高点和最低点分别支配气阀和排液阀。测量流量的差压导管，其正负压管应尽量靠近，并且要求高度一样，以减小环境温度和静压所引起的测量误差。5、导压管管路连接多接受气焊焊接和卡套式接头、焊接接头连接。自控仪表导压管的焊接要求也完全同与之相连的工艺管道，包括焊条要求、焊接工艺评定及无损探伤要求。焊缝处也必需按工艺管道要求进行。化学高压管接受丝扣法兰连接方式。水煤气管(或镀锌水煤气管)多接受丝扣活接头连接方式，镀

9、锌管不允许焊接。导压管接受冷弯的方法，不接受热煨。高压管道要测绘后一次冷弯成型，弯曲半径符合规范要求。成排敷设的导压管，其管间距离应匀整一样，用可拆卸的卡子固定在预先制作安装好的支架上。管道支架的制作按设计要求，在设计没有特殊要求时，可按标准图制作。其安装距离应尽量匀整，并要满足规范对不同管径水平安装和垂直安装时支架距离的要求。6、须要保温或伴热的导压管，要留有足够的保温间隙，并适当缩小支架间距。11管路敷设现场实例（1）12 高压管道要测绘后一高压管道要测绘后一次冷弯成型，弯曲半径符次冷弯成型，弯曲半径符合规范要求。成排敷设的合规范要求。成排敷设的导压管，其管间距离应匀导压管，其管间距离应匀

10、整一样，用可拆卸的卡子整一样，用可拆卸的卡子固定在预先制作安装好的固定在预先制作安装好的支架上支架上黔北电泵压力黔北电泵压力管路敷设现场实例（2）13 测量流量的差压导管，测量流量的差压导管，其正负压管应尽量靠近，其正负压管应尽量靠近，并且要求高度一样，以减并且要求高度一样，以减小环境温度和静压所引起小环境温度和静压所引起的测量误差。的测量误差。黔北水处理黔北水处理二次二次门门排污排污门门平衡平衡门门五、压力仪表介绍压力测量仪表的品种，规格甚多。常用的压力测量方法和仪表有：通过液体产生或传递压力来平衡被测压力的平衡法。属于应于这类方法的仪表有液柱式压力计和活塞式压力计；将被测压力通过一些隔离元

11、件（如弹性元件）转换成一个集中力，并在测量过程中用一个外界力（如电磁力或气动力）来平衡这个未知的集中力，然后通过对外界力的测量而得知被测压力的机械力平衡法。力平衡式压力变送器就是属于应用此法的例子；依据弹性元件受压后产生弹性变型的大小来测量弹性力平衡法。属于这类应用方法的仪表很多，若依据所用弹性元件来分，可分为薄膜式，水纹管式，弹簧管式压力表；能过机械和电子元件将被测压力转换在成各种电量（如电压、电流、频率等）来测量的电测法。例如电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等变送器应于此法的压力测量仪表。目前，电力生产中应用中广泛的一种压力测量仪表是弹性元件。依据测压范围不同，常用的测压元件有单

12、圈弹簧管、多圈弹簧管、膜片、膜盒、水纹管等。在被测介质压力的作用下，弹性元件发生弹性变型，而产生相应的位移，能过转换位置，可将位移转换成相应的电信号或气信号，以远传显示，报警或调整用。我厂运用较多的测压元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒等。14 主要主要压力力检测仪表：表：（1 1）弹簧管簧管压力表力表 弹簧管簧管压力表是力表是压力力仪表的主要表的主要组成部份之一，成部份之一，它有着极它有着极为广泛的广泛的应用价用价值 ，它具有，它具有结构构简洁，品种，品种规格格齐全、全、测量范量范围广、便于制造和修理和价格低廉广、便于制造和修理和价格低廉等特点。等特点。弹簧管簧管压力表是力表是单圈圈弹簧簧压力表的

13、力表的简称。它称。它主要由主要由弹簧管、簧管、齿轮传动机构（包括拉杆、扇形机构（包括拉杆、扇形齿轮、中心中心齿轮）、示数装置（指）、示数装置（指针和分度和分度盘）以及外壳等）以及外壳等几部份几部份组成，如下成，如下图所示。所示。弹簧管是一端封簧管是一端封闭并弯成并弯成270270度度圆孤形的空心管子孤形的空心管子 。15弹簧管压力表结构16 弹簧管压力表1、弹簧管 2拉杆 3、扇型齿轮 3、中心齿轮 5、指针 6、面板7、游丝 8、调整螺钉 9 接头ab 它的截面呈扁圆形或椭圆形，椭圆的长轴2a与图面垂直的弹簧管的中心轴O相平行。管子封闭的一端B为自由端，即位移输出端；而另一端A则是固定的，作

14、为被测压力的输入端。当由它的固定端A通入被测压力P后，由于呈椭圆形截面的管子在压力P的作用下，将趋于圆形，弯成圆弧形的弹簧管随之产生向外挺直的扩张变形，使自由端B发生位移。此时弹簧管的中心角要随即减小，也就是自由端将由B移到B，处，如图2-3(b)上虚线所示。此位移量就相应于某一压力值。自由端B的弹性变形位移通过拉杆使扇形齿轮作逆时针偏转，使固定在中心齿轮轴上的指针也作顺时针偏转，从而在面板的刻度标尺上显示出被测压力的数值。由于弹簧管自由端位移而引起弹簧管中心角相对变更值/与被测压力P之间具有比例关系，因此弹簧管压力表的刻度标尺是匀整的。由上述可如，弹簧管自由端将随压力的增大而向外伸张。反之若

15、管内压力小于管外压力，则自由端将随负压的增大而向内弯曲。所以，利用弹簧管不仅可以制成压力表，而且还可制成真空表或压力真空表。弹簧管压力表除一般型外，还有一些是具有特殊用途的，例如耐腐蚀的氨用压力表、禁油的氧用压力表等。为了能表明具体适用何种特殊介质的压力测量，常在其表壳、衬圈或表盘上涂以规定的色标，并注有特殊介质的名称，运用时应予以留意。17应变式式压力力变送器送器简介介应变式式压力力变送器送器 应变式式变送器以是以送器以是以电为能源，它利用能源，它利用应变片作片作为转换元件，将被元件，将被测压力力转换成成应变片片电阻阻值的的变更，然后更，然后经过桥式式电路得到毫伏路得到毫伏级的的电量量输出，

16、出，供供显示示仪表表显示被示被测压力或力或经放大放大电路路转换成成统一一标准信号后，再准信号后，再传送到送到记录仪和和调整器等整器等仪表。表。应变片有金属片有金属电阻阻丝应变片片(金属金属丝粘粘贴在在衬底上底上组成的元件成的元件)和半和半导体体应变片两片两类。依据依据电阻阻应变原理，原理，应变片在片在压力作用下力作用下产生生弹性性变形形dL/L(dL/L(即即应变e)e)，其，其电阻阻值随之随之发生生变更。假如已如更。假如已如应变片的片的电阻阻变更与其更与其变形形(即即应变)的关的关系，那么，通系，那么，通过对应变片片电阻阻变更的更的测量就可量就可测知被知被测压力。力。18单晶硅晶硅谐振式振式

17、传感器感器单晶硅晶硅谐振式振式传感器感器 谐振式振式传感器是接受超精感器是接受超精细加工工加工工艺在在单晶硅材料上制成两个完全一晶硅材料上制成两个完全一样的的H型型谐振梁，并以确定的振梁，并以确定的频率率产生振生振动。其。其谐振振频率取决于梁的率取决于梁的长度及度及张力，力，而而张力随力随压力的力的变更而更而变更，更，实现了了压力力变更更转换成成频率信号的率信号的变更，并接更，并接受了受了频率差分技率差分技术，将两个，将两个频率信号干脆率信号干脆输出到脉冲出到脉冲计数器。从而使数器。从而使传感器感器具有具有误差小，重复性好、分解差小，重复性好、分解实力和反力和反应灵敏度高、干脆灵敏度高、干脆输

18、出数字信号等特出数字信号等特点。由于点。由于传感器良好的特性，可使感器良好的特性，可使变送器几乎不受静送器几乎不受静压和温度的影响，而且和温度的影响，而且具有具有优良的良的过压性能和范性能和范围较宽的量程。的量程。19压力的测量与变送电容式容式传感器感器20SS0S0S2S1图2-19膜片位移原理图420 mA放大电路原理：P变更 C 电流的变更六、压力测量仪表选用 压压力表的力表的选选用用应应依据工依据工艺艺生生产过产过程程对压对压力力测测量的要求，被量的要求，被测测介介质质的性的性质质，现场环现场环境条件等来考境条件等来考虑仪虑仪表的表的类类型、量程和精度等型、量程和精度等级级。并确定是否

19、并确定是否须须要要带带有有远传远传、报报警等附加装置。警等附加装置。这样这样才能达到才能达到经济经济、合、合理和有效的目的。理和有效的目的。1 1类类型的型的选选用用 仪仪表表类类型的型的选选用必需用必需满满足工足工兰兰生生产产的要求。的要求。例如是否例如是否须须要要远传变远传变送、送、自自动记录动记录或或报报警；被警；被测测介介质质的物理化学性的物理化学性质质(如腐如腐蚀蚀性、温度凹凸、粘度大小、性、温度凹凸、粘度大小、脏污脏污程度、程度、易燃易爆等易燃易爆等)是否是否对仪对仪表提出特殊要求；表提出特殊要求；现场环现场环境条件境条件(如高温、如高温、电电磁磁场场、振、振动动等等)对对仪仪表有

20、否特殊要求等。表有否特殊要求等。一般一般压压力表的力表的弹弹簧管材料多接受簧管材料多接受铜铜合金，高合金，高压压的也有接受碳的也有接受碳钢钢，而氨用，而氨用压压力表的力表的弹弹簧管材料都接受碳簧管材料都接受碳钢钢，不允，不允许许接受接受铜铜合金。因合金。因为为氨气氨气对铜对铜的腐的腐蚀蚀极极强强，所以一般，所以一般压压力表用于氨气力表用于氨气压压力力测测量很快就要量很快就要损损坏。坏。氧气氧气压压力表与一般力表与一般压压力表在力表在结结构和材构和材质质上完全相同，只是氧上完全相同，只是氧用用压压力表禁油。因力表禁油。因为为油油进进入氧气系入氧气系统统会引起爆炸。假如必需接受会引起爆炸。假如必需

21、接受现现有有的的带带油油污污的的压压力表力表测测量氧气量氧气压压力力时时，运用前必需用四，运用前必需用四氯氯化碳反复清洗，化碳反复清洗，细细致致检查检查直到无油直到无油污为污为止。止。21七、压力测量范围的选择 2测量范围的确定 仪表的测量范围是依据被测压力的大小来确定的。对于弹性式压力表，为保证弹性元件能在弹性变形的完全范围内牢靠地工作，量程的上限值应高于工艺生产中可能的最大压力值。依据化工自控设计技术规定，在测量稳定压力时，最大工作压力不应超过量程的2/3；测量脉动压力时，最大工作压力不超过量程的1/2；测量高压压力时，最大工作压力不应超过量程的3/5。为了保证测量的精确度，所测的压力值不

22、能太接近于仪表的下限值，亦即仪表的量程不能选得太大，一般被测压力的最小值应不低于量程的1/3。按上述要求算出后，实取稍大的相邻系列值，一般可在相应的产品书目申查到。3精度级的选取 仪表的精度主妥是依据生产上允许的最大测量误差来确定的。此外，在满足工艺要求的前提下，还要考虑经济性，即尽可能选用精度较低、价廉耐用的仪表。22八、常见故障压力力传感器及变送器简洁出现的故障主要有以下几种：第一种是压力上去，变送器输出上不去。此种状况，先应检查压力接口是否漏气或者被堵住，假如确认不是，检查接线方式和检查电源，如电源正常则进行简洁加压看输出是否变更，或者察看传感器零位是否有输出，若无变更则传感器已损坏，可

23、能是仪表损坏或者整个系统的其他环节的问题;其次种是加压变送器输出不变更，再加压变送器输出突然变更，泄压变送器零位回不去，很有可能是压力传感器密封圈的问题。常见的是由于密封圈规格缘由，传感器拧紧之后密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器，加压时压力介质进不去，但在压力大时突然冲开密封圈，压力传感器受到压力而变更。解除这种故障的最佳方法是将传感器卸下，干脆察看零位是否正常，若零位正常可更换密封圈再试；23第三种是变送器输出信号不稳。这种故障有的是压力源的问题。压力源本身是一个不稳定的压力，很有可能是仪表或压力传感器抗干扰实力不强、传感器本身振动很厉害和传感器故障;第四种是变送器与指针式压力表比照

24、偏差大。出现偏差是正常的现象，确认正常的偏差范围即可;最终一种易出现的故障是微差压变送器安装位置对零位输出的影响。微差压变送器由于其测量范围很小，变送器中传感元件会影响到微差压变送器的输出。安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向，安装固定后调整变送器零位到标准值。2425谢谢 谢谢 参参参参 与与与与仪仪控部控部人有了学问，就会具备各种分析实力，人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。鼓舞我们前进。