2第二章 压力检测(1).ppt
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1、第二章第二章 压力检测压力检测目录目录 第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计第三节第三节 电气式压力计电气式压力计第四节第四节 智能式变送器智能式变送器第五节第五节 压力计的选用与安装压力计的选用与安装 化工生产中,所谓压力是指由气体或液体均匀化工生产中,所谓压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。在工业生产过程中,垂直地作用于单位面积上的力。在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。特点是在化工、压力往往是重要的操作参数之一。特点是在化工、炼油等生产过程中,经常会遇到压力和真空度的测炼油等生产过程中,经常会遇到压力和真空度
2、的测量,其中包括比大气压力高很多的高压、超高压和量,其中包括比大气压力高很多的高压、超高压和比大气压力低很多的真空度的测量。如高压聚乙烯,比大气压力低很多的真空度的测量。如高压聚乙烯,要在要在150MPa150MPa或更高压力下进行聚合;氢气相氮气合或更高压力下进行聚合;氢气相氮气合成氨气时,要在成氨气时,要在15MPa15MPa或或32MPa32MPa的压力下进行反应;的压力下进行反应;而炼油厂减压蒸馏,则要在比大气压低很多的真空而炼油厂减压蒸馏,则要在比大气压低很多的真空下进行。下进行。第二章第二章 压力检测压力检测 如果压力不符合要求,不仅会影响生产效率,如果压力不符合要求,不仅会影响生
3、产效率,降低产品质量,有时还会造成严重的生产事故。在降低产品质量,有时还会造成严重的生产事故。在化学反应中,压力既影响物料平衡关系,也影响化化学反应中,压力既影响物料平衡关系,也影响化学反应速度。所以,压力的测量与控制,对保证生学反应速度。所以,压力的测量与控制,对保证生产过程正常进行,达到高产、优质、低消耗和安全产过程正常进行,达到高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。是十分重要的。第二章第二章 压力检测压力检测 由于压力是指均匀垂宣地作用在单位面积上的由于压力是指均匀垂宣地作用在单位面积上的力,故可用下式表示力,故可用下式表示 p=F/Sp=F/S 式中式中p p表示压力,表示压力,F F
4、表示垂直作用力,表示垂直作用力,S S表示受力表示受力面积。面积。根据国际单位制根据国际单位制(代号为代号为SI)SI)规定,压力的单位规定,压力的单位为帕斯卡,简称帕为帕斯卡,简称帕(Pa)(Pa),1 1帕为帕为1 1牛顿每平方米。牛顿每平方米。1Pa1Pa1N1Nm m2 2第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表 帕所代表的压力较小,工程上经常使用兆帕帕所代表的压力较小,工程上经常使用兆帕(MpaMpa)。帕与兆帕之间的关系为:。帕与兆帕之间的关系为:1MPa1106Pa 过去使用的压力单位比较多,根据过去使用的压力单位比较多,根据19841984年年2 2月月2727日国务
5、院日国务院“关于在我国统一实行法定计量单位的命关于在我国统一实行法定计量单位的命令令”的规定,这些单位将不再使用。但为了使大家的规定,这些单位将不再使用。但为了使大家了解国际单位制中的压力单位了解国际单位制中的压力单位(pa(pa或或MpaMpa)与过去的单与过去的单位之间的关系,下面给出几种单位之间的换算关系。位之间的关系,下面给出几种单位之间的换算关系。第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表 在压力测量中常有表压、绝对压力、负压或在压力测量中常有表压、绝对压力、负压或真空度之分,其关系见图真空度之分,其关系见图2 2。第一节第一
6、节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表 工程上所用的压力指示值,大多为表压工程上所用的压力指示值,大多为表压(绝对压力计的指示值除外绝对压力计的指示值除外)。表压是绝对压力和大。表压是绝对压力和大气压力之差,即:气压力之差,即:p p表压表压p p绝对压力绝对压力 -p-p大气压力大气压力 当被测压力低于大气压力时,一般用负压当被测压力低于大气压力时,一般用负压或真空废来表示,它是大气压力与绝对压力之或真空废来表示,它是大气压力与绝对压力之差,即:差,即:p p真空度真空度p p大气压力大气压力 -p-p绝对压力绝对压力 第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表 因为各种工艺设备和
7、测量仪表通常是处于大气因为各种工艺设备和测量仪表通常是处于大气之中,本身就承受着大气压力。所以,工之中,本身就承受着大气压力。所以,工程上经常程上经常用表压或真空度来表示压力的大小。以后所提到的用表压或真空度来表示压力的大小。以后所提到的压力,除特别说明外,压力,除特别说明外,均指表压或真空度。均指表压或真空度。第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表 测量压力和真空度的仪表很多,按照其转换原测量压力和真空度的仪表很多,按照其转换原理的不同,大致可分为四大类。理的不同,大致可分为四大类。1 1 液柱式压力计液柱式压力计 它是根据流体静力学原理,将被测压力转换成它是根据流体静力学原理,
8、将被测压力转换成液柱高度进行测量的。按其结构形式的不同,有液柱高度进行测量的。按其结构形式的不同,有U U型型管压力计、单管压力计和斜管压力计等。这种压力管压力计、单管压力计和斜管压力计等。这种压力计结构简单、使用方便。但其精度受工作液的毛细计结构简单、使用方便。但其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素影响,测量范围较窄,管作用、密度及视差等因素影响,测量范围较窄,一般用来测量低压力或真空度。一般用来测量低压力或真空度。第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表隔离压差变送器隔离压差变送器隔离液位变送器隔离液位变送器2 2 弹性式压力计弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变
9、形的位移进它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。例如弹簧压力计、波纹管压力计及膜式行测量的。例如弹簧压力计、波纹管压力计及膜式压力计等。压力计等。3 3 电气式压力计电气式压力计 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量量(如电压、电流、频率等如电压、电流、频率等)来进行测量的仪表,例来进行测量的仪表,例如电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式如电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等压力计。等压力计。第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表工业压力变送器工业压力变送器4 4 活塞式压力计活塞式压力计 它是根据水压机液体传
10、送压力的原理。将被测它是根据水压机液体传送压力的原理。将被测压力转换成活塞上所加平衡压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行油量的。砝码的重量进行油量的。它的涵量精度很高,允许误差可小到它的涵量精度很高,允许误差可小到0.05%-0.020.05%-0.02 一般作为一种标准型压力一般作为一种标准型压力测量仪器,可检验其他测量仪器,可检验其他类型的压力计。类型的压力计。第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表一、弹性元件一、弹性元件二、弹簧管压力表二、弹簧管压力表第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件,在弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件,在被测
11、介质压力的作用下,使弹性元件受压后产生弹被测介质压力的作用下,使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。这种仪表具有结性变形的原理而制成的测压仪表。这种仪表具有结构简单、使用可取、皮数清晰、牢固可靠、价格低构简单、使用可取、皮数清晰、牢固可靠、价格低廉、微量范围广以及有足够的精度等优点。若增加廉、微量范围广以及有足够的精度等优点。若增加附加装置,如记录机构、电气变换装置、控制元件附加装置,如记录机构、电气变换装置、控制元件等,则可以实现压力的记录、远传、信号报警、自等,则可以实现压力的记录、远传、信号报警、自动控制等。弹性式压力计可以用来测量几百拍到数动控制等。弹性式压力计可以用来测
12、量几百拍到数干兆拍范围内的压力,因此在工业上是应用最为广干兆拍范围内的压力,因此在工业上是应用最为广泛的一种测压仪表。泛的一种测压仪表。第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计数字压力变送器数字压力变送器 弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。它弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。它不仅是弹性式压力计的测压元件,也经常用来作为不仅是弹性式压力计的测压元件,也经常用来作为气动单元组合仪表的基本组成元件。当澜压范围不气动单元组合仪表的基本组成元件。当澜压范围不同时,所用的弹性元件也不一样,常用的几种弹性同时,所用的弹性元件也不一样,常用的几种弹性元件的结构如图元件的结构如图2-22-2所示。所示。
13、一、弹性元件一、弹性元件 微压变送器微压变送器1 1 弹簧管式弹性元件弹簧管式弹性元件 弹簧管式弹性元件的测压范围较宽,可测量高弹簧管式弹性元件的测压范围较宽,可测量高达达1000MPa1000MPa的压力。单田弹簧管是弯成圆弧形的金属的压力。单田弹簧管是弯成圆弧形的金属管子,管子,它的截面做成扁圆形或椭圆形,如图它的截面做成扁圆形或椭圆形,如图2-2-2(a)2(a)所示。当通入压力所示。当通入压力p p后,它的自由端就会产生位后,它的自由端就会产生位移。这种单圈弹簧管自由端位移较小,因此能测量移。这种单圈弹簧管自由端位移较小,因此能测量较高的压力。为了增加自由端的位移,可以制成多较高的压力
14、。为了增加自由端的位移,可以制成多圈弹簧管,如图圈弹簧管,如图2-2(b)2-2(b)所示。所示。一、弹性元件一、弹性元件 通用压力变送器通用压力变送器2 2 薄膜式弹性元件薄膜式弹性元件 荫膜式弹性元件根据其结构不同还可以分为膜荫膜式弹性元件根据其结构不同还可以分为膜片与膜盒等。它的测压范围较弹簧管式的为低。团片与膜盒等。它的测压范围较弹簧管式的为低。团2-2(c)2-2(c)为膜片式弹性元件,它是由金属或非金属材为膜片式弹性元件,它是由金属或非金属材料做成的具有弹性的一张膜片料做成的具有弹性的一张膜片(有平膜片与波纹膜片有平膜片与波纹膜片两种形式两种形式),在压力作用下能产生变形。有时也可
15、以,在压力作用下能产生变形。有时也可以由两张金屑膜片沿用口对焊起来,成一薄壁盒子,由两张金屑膜片沿用口对焊起来,成一薄壁盒子,内充液体内充液体(例硅油例硅油),称为膜盒,如图,称为膜盒,如图2-2(d)2-2(d)所示。所示。一、弹性元件一、弹性元件 隔膜压力变送器隔膜压力变送器3 3 波纹管式弹性元件波纹管式弹性元件 波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁金属简体,如图金属简体,如图2-2(e)2-2(e)所示。这种弹性元件易于变所示。这种弹性元件易于变形,而且位移很大,常用于微压与低压的测量形,而且位移很大,常用于微压与低压的测量(一般一般不超过不
16、超过1MPa)1MPa)。一、弹性元件一、弹性元件 隔离压力变送器隔离压力变送器 弹簧管压力表的测量范围极广,弹簧管压力表弹簧管压力表的测量范围极广,弹簧管压力表与多困弹簧管压力表。氨用压力表、禁油的氧气压与多困弹簧管压力表。氨用压力表、禁油的氧气压力表等。它们的外形与结构基本上是相同的,只是力表等。它们的外形与结构基本上是相同的,只是所用的材料有所不同所用的材料有所不同 弹簧管压力计的结构原理如图弹簧管压力计的结构原理如图2-32-3所示。所示。二、弹簧管压力表二、弹簧管压力表高温压力变送器高温压力变送器二、弹簧管压力表二、弹簧管压力表二、弹簧管压力表二、弹簧管压力表 弹簧管弹簧管1 1是压
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- 第二章 压力检测1 第二 压力 检测
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