第二章 压力检测精选PPT.ppt

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1、第二章第二章 压力检测压力检测第1页，本讲稿共22页n n压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压力对保证压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压力对保证压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压力对保证压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。的测量还广泛地应用在流

2、量和液位的测量中。第2页，本讲稿共22页压力检测主要研究内容：压力检测主要研究内容：n n压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类n n机组用压力检测仪表机组用压力检测仪表机组用压力检测仪表机组用压力检测仪表2.12.12.12.1 弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表2.2 2.2 2.2 2.2 电气式压力表电气式压力表电气式压力表电气式压力表 2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 电容式差压变送器电容式差压变送器电容式差压变送器电容式差压变送器 2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 应变片式压力传感器应变片式压力传感器应变片

3、式压力传感器应变片式压力传感器2.3 2.3 2.3 2.3 智能型压力变送器智能型压力变送器智能型压力变送器智能型压力变送器2.42.42.42.4 压力表的选用压力表的选用压力表的选用压力表的选用第3页，本讲稿共22页压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类（1 1 1 1）弹性式压力表）弹性式压力表）弹性式压力表）弹性式压力表 它它它它是是是是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弹弹弹弹性性性性元元元元件件件件变变变变形形形形的的的的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。例如弹簧管压力计、波纹管压力计及模式压力及等。的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计

4、及模式压力及等。的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计及模式压力及等。的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计及模式压力及等。（2 2 2 2）电气式压力表）电气式压力表）电气式压力表）电气式压力表 它它它它是是是是通通通通过过过过机机机机械械械械和和和和电电电电气气气气元元元元件件件件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电电电电量量量量(如如如如电电电电压压压压、电电电电流流流流、频频频频率率率率等等等等)来来来来进进进进行行行行测测测测量量量量的的的的仪仪仪仪表表表表，例例例例如如如如各各各各种种种种压压压压力传感器和压力变送器。力传感器和压力变送器。力传感器和压力变送器

5、。力传感器和压力变送器。第4页，本讲稿共22页（3 3 3 3）活塞式压力表）活塞式压力表）活塞式压力表）活塞式压力表 它它它它是是是是根根根根据据据据水水水水压压压压机机机机液液液液体体体体传传传传送送送送压压压压力力力力的的的的原原原原理理理理，将将将将被被被被侧侧侧侧测测测测压压压压力力力力转转转转换换换换成成成成活活活活塞塞塞塞上上上上所所所所加加加加平平平平衡衡衡衡砝砝砝砝码码码码的的的的质质质质量量量量来来来来进进进进行行行行测测测测量量量量的的的的。它它它它的的的的测测测测量量量量精精精精度度度度很很很很高高高高，允允允允许许许许误误误误差差差差可可可可小小小小到到到到0.05%

6、0.05%0.05%0.05%0.02%0.02%0.02%0.02%。但但但但结结结结构构构构较较较较复复复复杂杂杂杂,价价价价格格格格较较较较贵贵贵贵。一一一一般般般般作作作作为为为为标标标标准准准准型型型型压力测量仪器，来检验其他类型的压力计。压力测量仪器，来检验其他类型的压力计。压力测量仪器，来检验其他类型的压力计。压力测量仪器，来检验其他类型的压力计。返回返回返回返回第5页，本讲稿共22页机组用压力检测仪表机组用压力检测仪表 2.1 2.1 弹性式压力表弹性式压力表 弹性式压力表是以弹性元件受压后所产生的弹性变弹性式压力表是以弹性元件受压后所产生的弹性变弹性式压力表是以弹性元件受压后

7、所产生的弹性变弹性式压力表是以弹性元件受压后所产生的弹性变形作为测量基础的。形作为测量基础的。形作为测量基础的。形作为测量基础的。它结构简单，价格低廉，现场使用它结构简单，价格低廉，现场使用它结构简单，价格低廉，现场使用它结构简单，价格低廉，现场使用和维修都很方便，又有较宽的压力测量范围，因此在工和维修都很方便，又有较宽的压力测量范围，因此在工和维修都很方便，又有较宽的压力测量范围，因此在工和维修都很方便，又有较宽的压力测量范围，因此在工程中获得了非常广泛的应用。程中获得了非常广泛的应用。程中获得了非常广泛的应用。程中获得了非常广泛的应用。第6页，本讲稿共22页 采采采采用用用用不不不不同同同

8、同材材材材料料料料、不不不不同同同同形形形形状状状状的的的的弹弹弹弹性性性性元元元元件件件件作作作作为为为为感感感感压压压压元元元元件件件件，可可可可以以以以适适适适用用用用于于于于不不不不同同同同场场场场合合合合、不不不不同同同同范范范范围围围围的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量。目前广泛使用的弹性元件目前广泛使用的弹性元件目前广泛使用的弹性元件目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波纹管和膜片等。有弹簧管、波纹管和膜片等。有弹簧管、波纹管和膜片等。有弹簧管、波纹管和膜片等。图图2-1 2-1 弹性元件示意图弹性元件示意图 2.1.1 2.1.1 弹性元件弹性元件第7页，本讲稿共22页 图图

9、图图2-12-12-12-1给出了一些常用弹性元件的示意图。其中给出了一些常用弹性元件的示意图。其中给出了一些常用弹性元件的示意图。其中给出了一些常用弹性元件的示意图。其中波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的测量。圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的测量。圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的测量。圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的测量。第8页，本讲稿共22页弹簧管压力表弹簧管压力表弹簧管压力表弹簧管压力表 弹弹

10、弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表在在在在弹弹弹弹性性性性式式式式压压压压力力力力表表表表中中中中更更更更是是是是历历历历史史史史悠悠悠悠久久久久，应应应应用用用用广广广广泛泛泛泛。弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表中中中中压压压压力力力力敏敏敏敏感感感感元元元元件件件件是是是是弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管。弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的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形形形形），弯弯弯弯成成成成圆圆圆圆弧弧弧弧形形形形的的的的空空空空心心心心管管管管子子子子，如如如如图图图图2-22-22-22-2所所所

11、所示示示示。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，作作作作为为为为位位位位移移移移输输输输出出出出端端端端，另另另另一一一一端端端端为为为为开开开开口口口口，为为为为被被被被测测测测压压压压力力力力输输输输入入入入端端端端。当当当当开开开开口口口口端端端端通通通通入入入入被被被被测测测测压压压压力力力力后后后后，非非非非圆圆圆圆横横横横截截截截面面面面在在在在压压压压力力力力p p p p作作作作用用用用下下下下将将将将趋趋趋趋向向向向圆圆圆圆形形形形，并并并并使使使使弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管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

12、力力力矩矩矩矩，其其其其结果使结果使结果使结果使第9页，本讲稿共22页图图2-2 2-2 单圈弹簧管结构单圈弹簧管结构弹簧管的自由端由弹簧管的自由端由B B移移至至B B 而产生位移，而产生位移，输入压力越大，位移越输入压力越大，位移越大。大。（动画）（动画）第10页，本讲稿共22页图图2-3 2-3 弹簧管压力表弹簧管压力表 返回返回返回返回第11页，本讲稿共22页2.2.1 2.2.1 电容式压力变送器电容式压力变送器 2.2 2.2 电气式压力变送器电气式压力变送器 图图2-4 2-4 电容式压力变送器外形电容式压力变送器外形 第12页，本讲稿共22页 其测量原理是将弹性元件的位移转换为

13、电容量的变其测量原理是将弹性元件的位移转换为电容量的变其测量原理是将弹性元件的位移转换为电容量的变其测量原理是将弹性元件的位移转换为电容量的变化。化。化。化。将测压膜片作为电容器的可动极板，它与固定极板将测压膜片作为电容器的可动极板，它与固定极板将测压膜片作为电容器的可动极板，它与固定极板将测压膜片作为电容器的可动极板，它与固定极板组成可变电容器。当被测压力变化时，由于测压膜片的组成可变电容器。当被测压力变化时，由于测压膜片的组成可变电容器。当被测压力变化时，由于测压膜片的组成可变电容器。当被测压力变化时，由于测压膜片的弹性变形产生位移改变了两块极板之间的距离，造成电弹性变形产生位移改变了两块

14、极板之间的距离，造成电弹性变形产生位移改变了两块极板之间的距离，造成电弹性变形产生位移改变了两块极板之间的距离，造成电容量发生变化。容量发生变化。容量发生变化。容量发生变化。（动画）（动画）（动画）（动画）第13页，本讲稿共22页图图2-5 2-5 电容式差压变送器测量部件电容式差压变送器测量部件1-1-隔离膜片；隔离膜片；2 2，7-7-固定弧固定弧形电极；形电极；3-3-硅硅油；油；4-4-测量膜测量膜片；片；5-5-玻璃层；玻璃层；6-6-底座底座返回返回返回返回第14页，本讲稿共22页n n应变效应应变效应应变效应应变效应 应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成的。电应变片式压力传感

15、器是利用电阻应变原理构成的。电应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成的。电应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成的。电阻应变片有金属应变片阻应变片有金属应变片阻应变片有金属应变片阻应变片有金属应变片(金属丝或金属箔金属丝或金属箔金属丝或金属箔金属丝或金属箔)和半导体应变和半导体应变和半导体应变和半导体应变片式两类。被测压力使应变片产生应变。当应变片压缩应片式两类。被测压力使应变片产生应变。当应变片压缩应片式两类。被测压力使应变片产生应变。当应变片压缩应片式两类。被测压力使应变片产生应变。当应变片压缩应变时变时变时变时,其阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其阻值增其阻值减小；当应变片产生拉伸

16、应变时，其阻值增其阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其阻值增其阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其阻值增加。应变片阻值的变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏加。应变片阻值的变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏加。应变片阻值的变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏加。应变片阻值的变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪显示被测压力，从级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪显示被测压力，从级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪显示被测压力，从级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪显示被测压力，从而组成应变片式压力表。而组成应变片式压力表。而组成应变片式压力表。而组成应变片式压力表。（动画）

17、（动画）（动画）（动画）2.2.2 2.2.2 应变片式压力传感应变片式压力传感第15页，本讲稿共22页n n应变片式压力变送器应变片式压力变送器应变片式压力变送器应变片式压力变送器有较好的动态性能，适用于快速变有较好的动态性能，适用于快速变有较好的动态性能，适用于快速变有较好的动态性能，适用于快速变化的压力测量。化的压力测量。化的压力测量。化的压力测量。图图2-62-6应变式压力传感器示意图应变式压力传感器示意图 11应变筒应变筒;2;2外壳外壳;3;3密封膜片密封膜片 返回返回返回返回第16页，本讲稿共22页2.32.3 智能型压力变送器智能型压力变送器 为适应现场总线控制系统的要求，近年

18、来出现了采用为适应现场总线控制系统的要求，近年来出现了采用为适应现场总线控制系统的要求，近年来出现了采用为适应现场总线控制系统的要求，近年来出现了采用微处理器和先进传感器技术的智能变送器，有智能温度变微处理器和先进传感器技术的智能变送器，有智能温度变微处理器和先进传感器技术的智能变送器，有智能温度变微处理器和先进传感器技术的智能变送器，有智能温度变送器、智能压力变送器、智能差压变送器等。智能变送器送器、智能压力变送器、智能差压变送器等。智能变送器送器、智能压力变送器、智能差压变送器等。智能变送器送器、智能压力变送器、智能差压变送器等。智能变送器可以输出数字和模拟两种信号，其精度、稳定性和可靠性

19、可以输出数字和模拟两种信号，其精度、稳定性和可靠性可以输出数字和模拟两种信号，其精度、稳定性和可靠性可以输出数字和模拟两种信号，其精度、稳定性和可靠性均比模拟式变送器优越，并且可以通过现场总线网络与上均比模拟式变送器优越，并且可以通过现场总线网络与上均比模拟式变送器优越，并且可以通过现场总线网络与上均比模拟式变送器优越，并且可以通过现场总线网络与上位计算机相连。智能变送器具有以下位计算机相连。智能变送器具有以下位计算机相连。智能变送器具有以下位计算机相连。智能变送器具有以下特点：特点：特点：特点：第17页，本讲稿共22页 测量精度高测量精度高测量精度高测量精度高。具有较宽的零点迁移范围和较大的

20、量程比；其量程范围为具有较宽的零点迁移范围和较大的量程比；其量程范围为具有较宽的零点迁移范围和较大的量程比；其量程范围为具有较宽的零点迁移范围和较大的量程比；其量程范围为100:1100:1100:1100:1；具具具具有有有有温温温温度度度度、静静静静压压压压补补补补偿偿偿偿功功功功能能能能（差差差差压压压压变变变变送送送送器器器器）和和和和非非非非线线线线性性性性校校校校正能力（温度变送器），以保证仪表精度；正能力（温度变送器），以保证仪表精度；正能力（温度变送器），以保证仪表精度；正能力（温度变送器），以保证仪表精度；具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数据通讯；具有数字、模拟两种输

21、出方式，能够实现双向数据通讯；具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数据通讯；具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数据通讯；通过手持通信器（手持终端）能对通过手持通信器（手持终端）能对通过手持通信器（手持终端）能对通过手持通信器（手持终端）能对1500m1500m1500m1500m之内的之内的之内的之内的第18页，本讲稿共22页 现场变送器进行遥控操作。对现场变送器进行各种工作现场变送器进行遥控操作。对现场变送器进行各种工作现场变送器进行遥控操作。对现场变送器进行各种工作现场变送器进行遥控操作。对现场变送器进行各种工作参数的设定，远程组态调零、调量程和自诊断，维护和参数的设定，远程组态

22、调零、调量程和自诊断，维护和参数的设定，远程组态调零、调量程和自诊断，维护和参数的设定，远程组态调零、调量程和自诊断，维护和使用十分方便。使用十分方便。使用十分方便。使用十分方便。3051C 3051C 3051C 3051C 差压变送器是国内引进费希尔一罗斯蒙特公差压变送器是国内引进费希尔一罗斯蒙特公差压变送器是国内引进费希尔一罗斯蒙特公差压变送器是国内引进费希尔一罗斯蒙特公司技术而生产的另一种二线制变送器，它将输入的压力司技术而生产的另一种二线制变送器，它将输入的压力司技术而生产的另一种二线制变送器，它将输入的压力司技术而生产的另一种二线制变送器，它将输入的压力或差压信号转换成或差压信号转

23、换成或差压信号转换成或差压信号转换成4 4 4 420mA 20mA 20mA 20mA 直流电流或数字信号输出。直流电流或数字信号输出。直流电流或数字信号输出。直流电流或数字信号输出。第19页，本讲稿共22页图图2-7 3051C2-7 3051C型差压变送器型差压变送器(4-20mA)(4-20mA)方框图方框图 返回返回返回返回第20页，本讲稿共22页2.4 2.4 压力表的选用压力表的选用 压压压压力力力力表表表表的的的的选选选选用用用用主主主主要要要要包包包包括括括括仪仪仪仪表表表表型型型型式式式式、量量量量程程程程范范范范围围围围、精精精精度度度度和和和和灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度、

24、外外外外形形形形尺尺尺尺寸寸寸寸以以以以及及及及是是是是否否否否还还还还需需需需要要要要远远远远传传传传和和和和其其其其他他他他功功功功能能能能，如指示、记录、报警、控制等。如指示、记录、报警、控制等。如指示、记录、报警、控制等。如指示、记录、报警、控制等。选用的依据如下：选用的依据如下：选用的依据如下：选用的依据如下：（1 1）必须满足工艺生产过程的要求，包括量程和精度；必须满足工艺生产过程的要求，包括量程和精度；必须满足工艺生产过程的要求，包括量程和精度；必须满足工艺生产过程的要求，包括量程和精度；（2 2）考考考考虑虑虑虑被被被被测测测测介介介介质质质质的的的的性性性性质质质质，如如如如温温温温度度度度、压压压压力力力力、粘粘粘粘度度度度、腐腐腐腐蚀性、易燃易爆程度等；蚀性、易燃易爆程度等；蚀性、易燃易爆程度等；蚀性、易燃易爆程度等；第21页，本讲稿共22页 （3 3）注注注注意意意意仪仪仪仪表表表表安安安安装装装装使使使使用用用用时时时时所所所所处处处处的的的的现现现现场场场场环环环环境境境境条条条条件件件件，如如如如环环环环境境境境温度、电磁场、振动等。温度、电磁场、振动等。温度、电磁场、振动等。温度、电磁场、振动等。返回返回返回返回第22页，本讲稿共22页