压力测量仪表原理及结构
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压力仪表基础知识一、引言压力仪表是工业生产中常用的一种测量仪器,用于测量液体、气体等介质的压力。
它在工业控制、工艺监测等领域起着至关重要的作用。
本文将介绍压力仪表的基础知识,包括其分类、工作原理和常见故障及解决方法。
二、压力仪表分类压力仪表主要分为机械式压力仪表和电子式压力仪表两大类。
1. 机械式压力仪表机械式压力仪表是利用机械结构将压力转换为位移或力的大小,再通过指针或刻度盘显示压力数值。
常见的机械式压力仪表有压力表和差压表。
- 压力表:通过弹簧或膜片等机械结构将压力转换为位移,再通过指针指示压力数值。
常用于测量液体或气体的压力,广泛应用于工业生产中。
- 差压表:通过测量流体两侧的压力差来间接测量流量。
常用于管道流体的控制和监测,如液位计、流量计等。
2. 电子式压力仪表电子式压力仪表是利用压阻、电容、电感等电子元件来测量压力,并通过显示屏显示压力数值。
常见的电子式压力仪表有压阻式压力传感器和压电式压力传感器。
- 压阻式压力传感器:利用压阻效应来测量压力,将电阻值的变化转换为电压信号。
具有高精度、高稳定性等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。
- 压电式压力传感器:利用压电效应来测量压力,将压力转换为电荷量或电压信号。
具有灵敏度高、响应速度快等优点,常用于高精度的压力测量。
三、压力仪表工作原理压力仪表的工作原理根据不同的类型有所差异。
以压力表为例,其工作原理如下:1. 机械式压力仪表工作原理机械式压力仪表通过压力作用于弹簧或膜片等机械结构,使其发生位移或变形。
位移或变形转化为指针的旋转或刻度盘的变化,从而显示压力数值。
2. 电子式压力仪表工作原理电子式压力仪表通过压阻式或压电式压力传感器测量压力,并将压力转换为电阻值或电荷量。
然后,通过电路处理和放大,将压力信号转换为与压力成正比的电压或电流信号。
最后,通过显示屏显示压力数值。
四、常见故障及解决方法压力仪表在使用过程中可能会出现一些故障,常见故障及解决方法如下:1. 压力读数不准确:可能是由于压力仪表的零点偏移或量程漂移引起的。
压力表的构造压力表是一种用于测量液体或气体压力的仪表。
它被广泛应用于各个行业中,如化工、石油、制药、航空航天等。
本文将介绍压力表的构造。
压力表的基本构造最基本的压力表构造由四个部分组成:弹簧、连杆、指针和表盘。
弹簧压力表的核心部件是弹簧,它将被测量的压力转化为弹性变形,并将其转化为指针的旋转运动。
压力表中使用的弹簧一般由钢或铜制成,它们的弹性系数和导线直径决定了它们的灵敏度和量程。
连杆连杆将弹簧的运动传递给指针和表盘。
在一般的压力表中,连杆是由薄钢板或铜制成,它们被组合成一个U形结构,挂在弹簧上,并固定在表盘的轴上。
指针指针是在连杆的运动下旋转的。
在指针上通常有一些标尺刻度,用于读取测量值。
指针一般由铝制成,并经过精密加工,以确保它的质量和稳定性。
表盘表盘是压力表的外壳,用于支持其他部件,并提供测量值的显示。
表盘可以制成两种形式,一种是直接将刻度印在上面,另一种是采用可旋转的指针和可更换的表盘的方式,以实现量程的灵活和调整。
压力表的工作原理在压力作用下,被测量的气体或液体通过压力接口进入压力表,使弹簧变形,此时连杆被推动,指针旋转,进而指示被测压力的大小。
这个过程可以分为以下几个步骤:1.压力接口:被测液体或气体进入压力表的接口,产生压强;2.弹簧:压力传感器将液体或气体的压强转换为弹簧的变形;3.连杆:弹簧变形后,通过连杆传递变形信息给指针;4.指针:指针沿着刻度轴旋转,指示压力读数;5.表盘:压力读数显示在表盘上。
压力表的分类压力表可以按照以下几种方式进行分类:按照测量范围分类根据测量压力的范围,压力表可以分为高度计、压力计和真空计。
•高度计:用于测量海拔高度;•压力计:测量有压力的流体或气体的压强;•真空计:测量气体的负压。
按照结构分类根据表壳和运动结构的不同,压力表可以分为旋转式压力表和本体式压力表。
•旋转式压力表:指针是可旋转的,表盘固定;•本体式压力表:指针和表盘都是固定的。
按照使用环境分类压力表可以按照使用环境为基础分类,将其分为普通压力表、耐震压力表、防爆压力表等。
压力表检测原理
压力表是一种常见的测量压力的仪器,它的工作原理基于弹簧的力和压力作用在装置上的关系。
压力表通常由压力传感器和指针组成。
压力传感器是测量压力的主要部件,它通过弹性元件(通常是弹簧)的变形来感知压力。
当压力作用在弹性元件上时,弹性元件会发生变形,从而产生一个与压力成正比的力。
该力通过连接杆和机械传动部件传递给指针,指针按照一定刻度显示压力的数值。
在压力表中,弹性元件的设计非常关键。
常见的弹性元件包括螺旋弹簧和管状弹簧。
当压力作用在螺旋弹簧上时,弹簧会发生扭曲变形,产生一个旋转力矩。
这个旋转力矩经过传动装置转化为线性力,并带动指针的运动。
当压力作用在管状弹簧上时,弹簧会发生弯曲变形,产生一个线性力,并通过传动装置使指针移动。
压力表的工作原理可以通过下面的步骤简单描述:
1. 当压力作用在压力传感器的弹性元件上时,弹性元件会发生变形。
2. 变形的弹性元件产生一个与压力成正比的力。
3. 力被传递给传动装置,并经过放大、转化等一系列步骤,最终带动指针的运动。
4. 指针按照刻度盘上的刻度显示压力的数值。
需要注意的是,压力表在使用前需要进行校准和调整,以确保其测量结果的准确性和可靠性。
此外,压力表还需要在使用过程中进行维护和保养,以延长其使用寿命并确保测量结果的准确性。
压力表工作原理及结构用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。
垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力,又称压强.压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装置.仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力(习惯上称表压)、负压(习惯上称真空)和差压。
图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。
工程技术上所测量的多为表压。
压力的国际单位为帕(Pa)。
压力的其他单位还有:工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。
压力是工业生产中的重要参数。
如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。
在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。
此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。
弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表.弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等;按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。
这类仪表的特点是结构简单,结实耐用,测量范围宽(—0。
1~1500兆帕),是压力测量仪表中应用最多的一种。
一、压力表1。
1、压力表的工作原理弹簧管压力表又称为波登管压力表。
压力表中的弹簧的自由端是封闭的,它通过拉杆带动扇形齿轮转动。
测压时,弹簧管在被测压力作用下产生变形,因而弹簧管自由端产生位移,位移量与被测压力的大小成正比,使指针偏转,在度盘上指示出压力值。
如果表壳内通有大气,压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。
弹簧管压力表带有隔离装置时,尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力.在精确度较高(如0。
25级以上)的弹性式压力测量仪表中,弹性元件多用恒弹性合金以至石英玻璃制成。
弹簧管压力表的基本组成和测压原理弹簧管压力表是一种常见的压力测量仪器,由弹簧管和指针组成。
它的测压原理是基于弹簧的力学原理。
弹簧管压力表的基本组成包括弹簧管、指针、刻度盘和外壳。
弹簧管是测量压力的核心部件,由一根螺旋弹簧制成。
当被测压力作用在弹簧管上时,弹簧会产生位移,通过弹簧的变形来反映被测压力的大小。
指针固定在弹簧管上,随着弹簧变形而偏转,指示出被测压力的数值。
刻度盘上刻有一系列刻度,用来对应指针的位置,以便读取压力数值。
外壳则起到保护仪器内部结构的作用。
弹簧管压力表的测压原理是基于弹簧的力学原理。
根据胡克定律,弹簧的变形与外力之间存在着线性关系。
当被测压力作用在弹簧管上时,弹簧受力变形,产生一个恢复力,使弹簧回复到原始状态。
这个恢复力与被测压力成正比,且比例常数为弹簧的刚度系数。
弹簧管压力表利用这个特性,通过测量弹簧的变形来间接测量被测压力的大小。
在测量过程中,当被测压力作用在弹簧管上时,弹簧会产生一个位移,这个位移通过机械传动装置传递给指针,使指针偏转相应的角度。
这个角度与被测压力的大小成正比,且比例常数由弹簧的刚度系数决定。
因此,通过读取指针所指的刻度,就可以得到被测压力的数值。
弹簧管压力表的测量范围和精确度取决于弹簧的刚度系数和指针的灵敏度。
通常情况下,弹簧管压力表的测量范围可以从几千帕到几百兆帕,精确度一般在1%左右。
对于不同的应用场景,可以选择不同测量范围和精确度的弹簧管压力表。
弹簧管压力表是一种基于弹簧的力学原理来测量压力的仪器。
它的基本组成包括弹簧管、指针、刻度盘和外壳。
通过测量弹簧的变形,弹簧管压力表可以间接测量被测压力的大小。
它广泛应用于工业、农业、石油化工等领域,是一种重要的压力测量仪器。
压力表工作原理及结构用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。
垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力,又称压强。
压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。
仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力(习惯上称表压)、负压 (习惯上称真空)和差压。
图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。
工程技术上所测量的多为表压。
压力的国际单位为帕(Pa)。
压力的其他单位还有:工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。
压力是工业生产中的重要参数。
如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。
在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。
此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。
弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。
弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等;按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。
这类仪表的特点是结构简单,结实耐用,测量范围宽(-0.1~1500兆帕),是压力测量仪表中应用最多的一种。
一、压力表1.1、压力表的工作原理弹簧管压力表又称为波登管压力表。
压力表中的弹簧的自由端是封闭的,它通过拉杆带动扇形齿轮转动。
测压时,弹簧管在被测压力作用下产生变形,因而弹簧管自由端产生位移,位移量与被测压力的大小成正比,使指针偏转,在度盘上指示出压力值。
如果表壳内通有大气,压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。
弹簧管压力表带有隔离装臵时,尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。
在精确度较高(如0.25级以上)的弹性式压力测量仪表中,弹性元件多用恒弹性合金以至石英玻璃制成。
传动机构的轴孔中镶嵌宝石轴承或滚动轴承。
度盘标尺长,有的还能进行数字显示。
1.2、压力表的结构弹簧管式压力表主要由带有螺纹接头的支持器、弹簧管、拉杆、调节螺钉、扇形齿轮、小齿轮、游丝、指针、上下夹板、表盘、表壳、罩壳等组成。
传动机构中的各零部件的作用:拉杆的作用是将弹簧管自由端的位移传给扇形齿轮;扇形齿轮的作用是将线位移转换成角位移,并传给小齿轮;小齿轮的作用是带动同轴的指针转动,在刻度盘上指示出被测压力值;游丝的作用是使扇形齿轮和小齿轮保持单向齿廓接触,消除两齿轮接触间隙,以减小来回差;调整螺钉即改变调整螺钉的位臵,用以改变扇形齿轮短臂的长度,达到改变传动比的目的;上下夹板即用以将上述部件固定在一起,组成一套传动机构。
1.3、压力表的分类:常用弹簧管仪表的型号、规范与精度如下表所示:Y—压力表Z—真空表YZ—联成表这些均为普通型,即径向无边结构。
YX—电接点压力表ZX—电接点真空表YZX—电接点联成表1.4、精度要求:仪表的等级以仪表允许的最大基本误差的百分数数字部分表示。
它表示仪表测量正确度和灵敏度的高低,所谓仪表的基本误差是指在被测量压力均匀变化时所测定的误差,并需满足以下条件:装于正常的工作位臵,一般应处于垂直状态。
仪表的环境温度为:0.16级为20±2℃0.25-0.5级为20±3℃1.0—4.0级为20±5℃1.5、技术要求:1.5.1压力表的部件应装配牢固,不得有影响计量性能的锈蚀、裂纹、孔洞等缺陷。
1.5.2测量气体的压力表背面应有安全孔,孔上需有防尘装臵。
1.5.3压力表的指针应伸入所有的分度线内,其指针指示宽度不小于最小分度PT的1/5,指针与平面距离应在1-3mm范围内,外径200mm以上的仪表其指针与分度盘平面距离在2-4mm范围内。
1.5.4压力表的封印装臵在不损坏封印情况下,应不能触到内部机件。
1.5.5压力表处于工作位臵,在未加压力或未疏空时,在升压检定前和降压检定后,其指针指示应定在零值上。
1.5.6压力表的准确度等级和最大允许误差应符合下表中规定:1.5.7压力表的回程误差不应超过最大允许基本误差的绝对值。
1.5.8压力表在轻敲表壳后,其指针示值变动量不得超过最大允许基本误差绝对值的1/2。
1.5.9压力表指针的移动,在全分度范围内应平稳,不得有跳动或卡住现象。
表2 精密表的准确度等级和允许误差外观检查与检修1.6.1压力表表盘应平整清洁,玻璃完好,嵌装严密;分度线、数字以及符号等应完整、清晰。
测量特殊气体的压力表,应有明显的相应标记;1.6.2压力表接头螺纹无滑扣、错扣,紧固螺母无滑牙现象;1.6.3压力表指针平直完好,轴向嵌装端正,与铜套柳接牢固,与表盘或玻璃面不碰擦。
1.6.4弹簧管压力主要机械部件的检查1.6.5游丝各圈间距均匀、同心平整,其表面应无斑点和损伤。
上下夹板中心齿轮1.6.6扇形轮拉杆锁眼等各部件应清洁,无明显的磨损。
弹性测量元件应无锈斑、变形和泄漏;1.6.7机械部件组装后,紧配合部件应无松劲;可动部件应动作灵活平稳。
各轴孔中加少量钟表油;1.6.8电接点压力(真空)表的报警接点无明显斑痕和烧损。
1.6.9调校前校验在校准低量程压力表时,应注意消除液柱差影响;若有水柱修正的压力表,校准时应加上水柱的修正值;1.6.10检查过程中,观察仪表是否有泄漏、卡、指针跳动等现象,并作好记录;1.6.11压力表解体检修后,应作耐压试验,试验值应符合表14要求。
1.6.12校验:(1)校验所需仪器:标准器、压力校验器、气体压力源、真空泵、兆欧表、隔离器、发迅设备以及合适的活扳手、起针器、螺丝刀等。
(2)选定校验点读取仪表示值时,应先加信号按被试表读取示值,当达到校验点后再读取标准值。
当使用活塞压力计时,则此砝码所示值为标准丁点校验。
(3)校验点的选定一般不少于5点,其中包括零点和最大点。
如使用中不能达到最大量程,可从实际出发,校验至足够使用的最大范围均可,但在校验报告中注明,对主要仪表,其使用范围加校一至二点。
(4)校验前做一般性检查,符合下列要求时,方可进行校验,否则先做检修处理,一般性检查应达到的具体条件如下:(5)仪表刻度盘平整清洁,分度、数字、符号完整清晰,表盘分度标尺均匀分布,中心角一般为270°,标有数字的分度线宽度不超过下表规定:(6)玻璃完好整洁,嵌装严密,无反光及影响读数的缺陷。
(7)仪表接头螺丝无滑扣,仪表六方接头平面完好,无严重滑方现象。
(8)仪表指针平直完好,嵌装规范,与铜套铆合牢固,与表盘或玻璃不蹭不刮。
(9)电接点装臵外观完好,接点无明显斑痕、缺陷,明显部分标有电压和接点电数值,拔针器好用,信号引出接线端子完好,螺丝齐全并有完好的外盖。
1.6.13校验方法和步骤:与标准表比较法:(1)将标准表和被校表垂直装在符合要求的实验台上,压力为零时,校准零点:有零点限止钉的仪表,其指针应靠在限止钉上。
无零点限止钉的仪表,其指针应在零点分度线宽度范围内;(2)观察仪表指针位臵,然后均匀升压,正确读取被校表与标准指示值(指针与镜面指针影子成一条直线),依次类推校其他点,当校完测量上限后,继续加压略超上限,耐压3分钟,记录压力变化值。
(3)仪表的示值误差,轻敲前后均应不大于仪表的允许误差。
精密表的准确度等级和允许误差见表6,一般弹簧管表的准确度等级和允许误差见表7。
仪表的轻敲位移差,当轻敲表壳后,指针示值变动量应不大于仪表允许误差绝对值的1/2。
(5)逐步减压,依次校验下行程的各点。
(6)注意:在被校表上加压(校验点),读取标准表指示值为实际测量值。
用活塞式压力计校验压力表(标准砝码的比较法)。
1.6.14带电接点信号装臵压力表的校验:压力表的电气部分与表壳之间的绝缘电阻在环境温度5--35℃,相对湿度不大于85%时,应小于20MΩ。
将压力表安装在校验器上,用拨针器将两个信号接触指针分别拨到上限及下限以外,然后进行示值检定,示值检定合格后,进行信号误差检定,标准器的读数与信号指针示值间的误差不得超过最大允许基本误差绝对值的1.5倍。
1.6.15结果处理:经检定合格的压力表应予封印或发给合格证,必要时,封印的同时也发给合格证。
经检定不合格的压力表,允许降级使用,但必须更改准确度等级标志。
1.6.16设备的常见故障的原因分析及处理:(1)仪表在运行过程中常出现的故障现象有:变差大或指示误差大,压力表跳跃转动,中心齿轮与扇形齿轮转动不灵活和游丝变形等现象。
(2)变差大的原因有:(2.1)机构有磨损或上下夹板错位,引起轴的倾斜。
(2.2)锁子松晃,轴眼磨大,连接松动。
(2.3)传动机构不清洁。
(2.4)游丝紊乱或不清洁,使弹性改变。
(2.5)弹簧管弹性滞后大。
(2.6)指示误差大的主要原因有:(2.7)指针与中心轴松脱。
(2.8)指针与铜套松脱,指针与表盘及玻璃碰蹭。
(2.9)刻度与轴不同心。
(3)压力表跳跃转动主要原因有:(3.1)自由端与连杆结合过紧。
(3.2)连杆与扇形齿轮连接滑块压的过紧,使连杆转动卡涩。
(3.3)扇形齿轮与中心齿轮和夹板结合面不平行或有损伤,啮合太紧,以致卡住。
(3.4)中心齿轮与扇形齿轮转动不灵活:(3.5)齿轮咬合过紧。
(3.6)齿轮间污物太多。
(3.7)中心齿轮不同心。
(3.8)扇形齿轮平面与中心齿轮不互相垂直。
(3.9)轴孔太小。
1.6.17、游丝调整:当游丝变形紊乱时,用夹嘴钳将其两端的销子拔下,取下游丝放在白纸上,用两把弹力较松的镊子调整,一把夹住游丝规矩的点,另一把夹住间距大或小的,向里或向外的平整游程,细心修整,使游丝均匀圆滑。
如果游丝由于受热或扭曲过度,而造成严重变形时,应予以更新。
当示值的增长不成正比例情况下,当压力为最大量程的一半时,弹簧管自由端所引拉杆与扇形齿轮的中心线成90°,此时螺丝应在滑槽的中部,若大于或小于90°,就会使指示产生非线形误差,为此,必须调整拉杆与扇形齿轮的夹角。
旋转底板法:若仪表示值前大后小,旋松底板固定螺丝,将底板向反时针方向旋转;若仪表示值前小后大,旋松底板固定螺丝,将底板向顺时针方向旋转。
对拉杆长度可调的仪表,增大拉杆长度时,使夹角变小,以调整仪表示值的前大后小的不均匀度,反之则相反。
具有非线性误差的压力表,仅调一项往往不能满足要求,为此需要同时进行综合调整。
1.6.18、设备检修特别注意事项:(1)在静载负荷时(指被测压力每秒变化速度不大于仪表满刻度范围的1%),应比被测对象额定参数(或工作点)高1/3量程。
动载负荷时(即变化速度大于1%),应高1/2量程。
(2)测压点选取应合理,有代表性,不靠近阀门弯头处,以免对示值产生影响,仪表与测点之间一般不超过50米。