§4压力检测

§4压力检测一、压力的概念及单位式中：P—压力（压强）PaF—均匀垂直作用力(N)S—受力的面积（㎡）SFP（3－21）常用压力单位之间换算关系：1MPa=1×103KPa=1×106Pa1mmH2O=9.807Pa1mmHg=133.32Pa我国目前生产的各种压力仪表都用统一的KPa或MPa为基本单位。二、压力的表示方法（（1）绝对压力P绝:表示物体所承受的实际压力比绝对压力零压高出的压力。（2）表压P表:比大气压高出部分的压力，为绝对压力与大气压之差。P表=P绝-P大（（3）真空度P真（负压）：表示实际压力比大气压低出部分的压力，数值上为P大与P绝之差。PP真=P大-P绝01绝对压力负压、真空度表压大气压力线3－21绝对压力、表压和真空度等关系压力测量仪表按其作用、转换原理和结构分成：1、柱式压力仪表把被测量压力表式成液柱高度测压力，如U型管压力计、单管压力计。在工业生产过程中有一定使用。特点：读数直观、数据可靠、准确度高，不仅能测表压、差压、还能测负压。但只能测较低的压力或差压。只能进行现场指示。三、压力测量仪表的分类把被测压力转换成弹性元件受压变形所产生的位移大小来测量。如单圈弹簧管压力计、多圈弹簧管压力计、波纹管压力计和簧片式压立计等。在工业过程中较常用。2、弹性式压力仪表根据各种非电量测量技术，把被测压力转换成各种电量变化来测量的。如：应变片式，电阻式，电容式，电感式，霍尔片式，振频式等，广泛用于现代工业压力测量与自控系统中。3、电气式压力仪表把被测仪表转换成活塞上所加平衡砝码的重量大小来测量。常见的有单活塞和双活塞标准压力表。是种高精度标准压力计，常用于检验其他类型压力计。4、活塞式压力标准仪表四、常用压力检测方法1、弹性式压力检测弹性式压力表特点方便、价格低廉，它使用范围广，测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压。精度等级最高达到0.15。缺点：弹性元件有滞后，不宜测量变化频繁的脉动压力，如果元件对温度变化敏感，需加温度校正。弹性式压力表再增加记录结构、附加装置、电气变换装置、控制元件后，能实现压力的指示、记录、信号报警，自动控制等功能。(1)、弹性元件弹性元件作为测压的敏感元件，当所测压力范围不同时，所选的弹性元件也不同，常用的测压元件如图3－22所示。工艺介质不同，弹性元件的材料也不同。普通介质：铜合金腐蚀性，氨介质：不锈钢，非金属材料。图3-22弹性元件示意图(2)弹簧管压力计图3-23单圈弹簧管压力计原理图3-24弹簧管压力表结构2、电气式压力检测特点：反应迅速，测量范围广，精度高，易实现远距离传送。其中压力传感器有两类：图3-25电气式压力检测原理图弹性式压力计的弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量转换为相应的电信号，从而构成各种基于弹性元件的电阻式，电感式和霍尔片式电气压力计。非弹簧管组成的快速测压元件，如应变片式，压阻式，压电式，电容式等。图3－26电容式差压/压力变送器3、电容式压力检测压力→电容弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量，用测量电容的方法测出电容量C便可知被测压力。C=dA(3-22)式中：ε—电容器极板间绝缘介质的介电常数A—电容器两平行板覆盖的面积d—两平行板之间的距离4、压力检测仪表的选用与安装根据生产工艺对压力检测的要求，被测介质的特性，现场使用环境。本着节约的原则合理的考虑仪表的类型、量程、精度。（1）、仪表量程的选择在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表量程的3/4；波动较大时，不大于满量程的2/3。最小工作压力不应低于满量程的1/3。选择仪表应首先满足最大工作压力条件。目前我国出厂的压力检测仪表有统一的量程系列，它们是：1、1.6、2.5、5、4.0、6.0KPa及其倍数。n10(2)、仪表精度的选择压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差来确定。即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。【例3-3】有一压力容器在正常工作时压力范围为0.4～0.6MPa，要求是用弹簧管压力表进行测量，并使被测误差不大预备测压力的4%，试确定该表的量程和精度等级。解：被测压力较稳定，设压力表的量程为A,则据最小工作压力有根据仪表量程系列，可选用量程范围为0～1.0MPa.MPaA8.0436.0MPaA2.1314.0由题意，被测压力的允许最大绝对误差为这要求仪表相对误差按仪表的精度等级，可选1.5级的压力表。MPa016.0%44.0max%6.1%10000.1016.0max(3)、仪表的类型选择被测介质的性质对腐蚀性的介质应使用像不锈钢之类的弹性元件或敏感元件。对氧气、乙炔等介质，选用专用的压力仪表。对仪表输出信号要求①只需观察压力变化，选好弹簧管压力表那样的直接指示型的仪表。②压力需远传，电气式压力检测仪表。③快速变化的压力变化，压阻式压力传感器。使用环境爆炸性较强的环境，防爆型压力仪表。温度高或低，温度系数小的敏感元件。防护等级。