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3 第二章 压力检测(2)

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第二节压力检测及仪表

第二节压力检测及仪表
此外，压力测量的意义还不局限于它自身，有 些其他参数的测量，如物位、流量等往往是通过测 量压力或差压来进行的，即测出了压力或差压，便 可确定物位或流量。
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
三、电气式压力表
把压力信号转换成电信号输出，然后测量电信号的压 力表叫电气式压力表。
测量范围 7 10-5 Pa ~ 5102 MPa 允许误差0.2%
主要是介绍
压力传感器：霍尔式、应变片式、压阻式、 压力变送器：力平衡式、电容式、扩散 硅式
1、霍尔片式压力传感器
（1）霍尔效应
将通有电流的半导
体片放入磁场中，当磁 力线穿过半导体片时， 在半导体片的两端会产 生电动势。称此电动势 为霍尔电势，半导体片 叫霍尔片，此物理现象 叫霍尔效应。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱 高度进行测量。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。

第2章 压力检测PPT课件

第2章 压力检测PPT课件

电容式差压变送器采用差动电容作为检测元 件，主要包括测量部件和转换放大电路两部分。
电容式压力变送器是20世纪70年代初由美国 公司研发。结构简单、过载能力强、可靠性好、 精度高、体积小。
定极板 被测压力
C
d
ε——电容器极板间绝
弹性元件 缘介质的介电常数，F/m A——电容器两平行板
覆盖的面积，m2
3- 扇形齿轮 8 – 调整螺钉
弹簧管是一 根弯成270°圆弧 的椭圆或扁圆截 面的空心金属管， 管子的自由端B 封闭，并连接拉 杆及扇形齿轮， 带动中心齿轮及 指针。
基本测量原理
在被测压力 p 的作用 下，弹簧管的椭圆或扁圆 形截面趋于圆形，圆弧状 的弹簧管随之向外扩张变 形。
自由端B的位移与输
随着电能应用的不断拓展以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业社会和家庭生活中与此同时使用电气所带来的不安全事故也不断发生定极板弹性元件动极板被测压力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md两平行板之间的距离mc电容量f随着电能应用的不断拓展以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业社会和家庭生活中与此同时使用电气所带来的不安全事故也不断发生中心膜片变形位移电容量变化是大气压时为压力传感部件
二、压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应将压力转换为电信 号。
压阻效应——受压时电阻率发生变化。 如图是一种半导体测压传感部件。
在杯状单晶硅膜片 的表面上，沿一定的晶 轴方向和位置扩散着四 个长条形电阻。
半导体扩散电阻在受应力作用时，材料内部晶格 之间的距离发生变化，使禁带宽度以及载流子浓度和 迁移率改变，导致半导体材料电阻率ρ发生强烈的变化， 其灵敏度约比金属应变电阻高100倍左右。
测压关系：

第2章23压力检测

第2章23压力检测

微型探针压力计 暖风空调压力计 湿式压力变送器 本安压力变送器 OEM血压计
OEM压力芯片
安装事项：
取压位置：由工艺条件确定；
尽量避免涡流影响； 避免流速影响； 避免导压管产生压差。
隔离：
温度隔离：采用铜管散热； 腐蚀性隔离：采用隔离箱（凝液管）； 脏污隔离：采用空气包。
•引压（取压）——在检测对象上开设的引出介质压力的孔
•粘 贴位 置
•2．压电式周界报警系统 （用于重要位置出入口、周界安全防护等）
•
将长的压电电缆埋在泥土的浅表层，可
起分布式地下麦克风或听音器的作用，可在
几十米范围内探测人的步行, 对轮式或履带式
车辆也可以通过信号处理系统分辨出来。
•3.交通监测
•将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车 型分类信息（包括轴数、轴距、轮距、单双 轮胎）、车速监测、收费站地磅、闯红灯拍 照、停车区域监控、交通数据信息采集（道
•堵：固体颗粒（过滤、除尘器）； •结晶（隔离罐） •腐蚀性介质（防腐性能的压力表、隔离罐）
•测量高温介质，蒸汽（冷凝器）
•集液器，测量湿气体时，下方装集液器， •收集介质的液体，防止液体进入引压管路 •集气器，测量液体时，上方装集气器， 收集介质的气体，防止气体进入引压管路
•电远传
• 霍尔元件
• 位移
• 电信号
•特点：结构简单， •价格便宜，
•使用和维修方便
压力
• 电阻/电压等
电气式压力计通常两部分组成：
➢ 一次仪表（压力探头）：将压力转换为微弱电参 数；
➢ 二次仪表：将微弱电参数转换为标准电信号。
• 压力
• 微弱电信号
• 标准电信号
• 压力敏感元件

化工仪表基础-第二章压力检测

化工仪表基础-第二章压力检测

具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优点，但需要外 部电源供电。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应，将压力转换为电阻值变化进 行测量。
具有测量精度高、稳定性好、温度稳定性高等优点，但需 要外部电源供电。
电容式压力传感器
利用电容原理，将压力转换为电容值变化进行测量。 具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点，但需要外部电源供电。
压力检测仪表的选型与使用
选型原则
在选择压力检测仪表时，应考虑测量范围、精度、稳定性、 环境因素和安装条件等因素，以确保所选仪表能够满足实际 生产的需求。
使用注意事项
在使用压力检测仪表时，应注意定期校准和维护，避免超量 程使用，同时要关注仪表的安装和连接方式，确保其能够正 确、安全地工作。
02 压力检测仪表的工作原理
要意义。
航空航天中的压力检测
在航空航天领域，压力检测是保 证飞行安全的重要手段之一。
压力检测仪表用于测量飞机或航 天器内的气压和氧气压力等参数， 确保飞行过程中的安全和舒适。
航空航天中的压力检测仪表需要 具备高精度、高可靠性和抗干扰 能力，以确保在复杂的环境条件 下能够准确测量各种压力参数。
04 压力检测仪表的维护与校 准
在化工生产过程中，压力是重要的工 艺参数之一，对产品的质量和安全具 有重要影响，因此压力检测是化工生 产中必不可少的环节。
压力检测的原理与分类
压力检测原理
压力检测的原理主要是利用压力传感器的敏感元件，将压力信号转换为电信号 或气信号，再通过二次仪表或控制系统进行显示、记录和控制。
压力检测分类
根据测量原理和应用场合的不同，压力检测可以分为多种类型，如绝对压力、 表压、真空度等。
实验室中的压力检测

仪表自动化第二章习题： 压力检测

仪表自动化第二章习题： 压力检测

第二章 压力检测1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。

工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。

解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。

由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的1/3，这是允许的。

另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。

至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。

2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。

现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。

解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的MPap p 562282max 1=⨯=⨯=%67.1%100601=⨯316025>最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024(MPa)因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。

对于测量范围为0～1.0MPa，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为1.0×1.5% = 0.015(MPa)因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。

该例说明了选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的。

3. 工业压力计按敏感元件通常可以分为哪几种类型？试简述各种压力计的工作原理。

液柱式压力计、活塞式压力计；弹性式压力计：弹簧管式、薄膜式、波纹管式；电气式压力计：应变式、压电电阻式、电感式、电容式、霍尔式4. 试述压力计选型的主要内容及安装注意事项。

压力测量PPT课件

压力测量PPT课件
11
1、弹性元件的材料、加工、及热处理 2、描述弹性元件技术指标 3、弹性元件的温度效应 ❖ 四、弹性元件测压的主要特点
§3、应用电测法测量压力 ❖ 一、压电式测压原理及特点 ❖ 二、压磁式测压原理及特点 ❖ 三、应变片式测压原理及特点 ❖ 四、霍尔片测压原理、特点及应用方法 ❖ 五、利用热电真空计测量气体真空度的方法
总之，压力的检测是一般生产过程所不可缺少的环节，只有按工艺要求保持 压力的稳定，才能维持生产的正常进行。所以压力准确测量是自动化仪 表人员的重要任务。
5
P F A
❖ 二、压力的概念
1、定义：均匀而垂直作用于单位面积上的力称为压力（即压
强）
2、公式：式中： P
F A
F为均匀而垂直作用的力 单位：牛顿（N）
❖ 一、U型管压力计
1、结构：如下图，一般常由一支U型玻璃管构成。
充液介质：
P0
P0
P0
P
标尺
水银、水、酒精等。
0
1 h1
h2 2
1 h
2
14
❖ 2、原理： a）在U型管两端同时通大气，而未接被测压力时，U型管两边管内的液 面高度相等，同处于标尺0线上。 b）当将U型管的一端接入被测压力P后，如果P大于，则U型管两边管内 的液面就会产生高度差，这个液柱的高度差就反映了U型管两端所受压力 的差值。 c）根据流体的静力学原理可知，在U型管2—2截面上，右边被测压力P 作用在液面上的力应为左边这段高度为h的液柱和大气压力作用在液面上 的力所平衡，即有：
举例：工业锅炉 a）汽包压力：压力过高容易爆炸，压力低动力不足；
b）炉膛压力：一般应维持在0 mmH2O，高了炉门缝冒烟尘，低了
膛内出现负压降低温度。若维持在10 mmH2O ，节能20％。

压力测量.完整版PPT资料

可测负压、微压、 低压、中压和高压
精度有0.5、1.0、1.5 、2.5等
第三节 弹性式压力计
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第三章 压力测量
第一节 压力测量概述 第二节 液柱式压力计 第三节 弹性式压力计 第四节 电气式压力计 第五节 压力仪表的选择与校验
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第四节 电气式压力计
电气式压力检测方法一般是用压力敏感 元件直接将压力转换成电阻、电荷量等 电量的变化。
7
第二节 液柱式压力计
原理：根据流体静力学原理 优点：结构简单，使用方便，价
格低廉。
缺点：量程受液柱高度的限制，
体积大，玻璃管容易损坏及读数 不方便，精度较低。
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ห้องสมุดไป่ตู้ 第二节 液柱式压力计
采 用 水 银 或 水 为 工 作 液 ， 用 U 形 管或单管进行测量，常用于低压、 负压或压力差的检测
被广泛用于实验室压力测量或现 场锅炉烟、风道各段压力、通风 空调系统各段压力的测量
图6—2 应变电阻片的结构
26
第四节 电气式压力计
压缩
拉伸
27
第四节 电气式压力计
1) 工作原理
金属应变片的电阻R为 Rl/A
上述任何一个参数变化均会引起电阻变化.
dR Ad l A l2d
A l d
A
28
金属应变计
第四节 电气式压力计
29
3) 应变片测量电路
R1
R2
E
V
R3
第四节 电气式压力计 R4
6.9×102 6.8×10-2
51.72 7.04×102 7.03×10-2 6.9×10-2
1
3
第一节 压力测量概述
二、压力的表示方法

第二章压力检测第二章


•10
第二章压力检测第二章
第一节 压力单位及测压仪表
•测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为四类。 •1.液柱式压力计 •它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。
•按其结构形式的不 •有U形管压力计、单管压力计等 同
•优点
•这类压力计结构简单、使用方便
•缺点
• 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视 差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测 量较低压力、真空度或压力差。
•缺点 •结构较复杂，价格较贵。
•17
第二章压力检测第二章
第二节 弹性式压力计
•定义 •优点
• 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在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。
• 具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固 可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精 度等优点。
•15
第二章压力检测第二章
•种类 电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等 压力计。
•16
第二章压力检测第二章
第一节 压力单位及测压仪表
•4.活塞式压力计 • 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换 成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 •优点 •测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。
1.422 1
14.50
0.0980 6
0.0689 5
1
•9
第二章压力检测第二章
第一节 压力单位及测压仪表
•在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
•p表
•P绝
•P真
•大气压力线
•P绝 • 零线
• 图2-1 绝对压力、表压、 负压（真空度）的关系

压力检测

第1章压力检测压力是工业生产中的重要基本参数。

在生产过程中，对液体、蒸汽和气体压力的检测是保证工艺要求、设备和人身安全并使设备安全运行的必要条件。

在天然气输气工程中，对各个输气站场的压力测量、控制尤为重要。

1.1 压力基本概念1.1.1 压力定义垂直作用于物体单位表面上的力称为压强，在工程上通常称为压力。

即单位面积上所承受压力的大小。

1.1.2 压力的表示方法(1)绝对零压力：如果一切分子都从容器内移出，则将造成完全真空，且无压力作用于器壁。

这种理想化的状态确定了零压力条件并被称为绝对零。

(2)绝对压力：以绝对零压力为基准点起算的压力。

绝对静压力确定气体分子的活力，它是用于计算气体密度的压力。

(3)大气压力：自绝对零压力起算的大气作用下的压力称为大气压力。

大气压力随地区和高度的不同而变化。

(4)标准大气压：把作用于海平面处的大气压定义为标准大气压。

我国采用的标准大气压为101.325kPa。

(5)表压：以大气压力为基准，压力测量仪表测压元件内部压力与周围大气压的差值。

为了得到绝对压力需将大气压力附加在压力表的读数上，工程上常用的示值压力大多为表压。

(6)真空度：以大气压力为基准，低于大气压力的压力读数。

(7)静压：流体在静止或运动时所施加的实际压力为静压。

通过管壁上的径向开孔可测出静压。

(8)差压：两个压力之间的差值。

(9)动压力：垂直于流向的压力检测，静压会随着流体的正面动能而增加。

在流速为零时，压力读数与静压相等，但当流速增加时，观察到的差值按速度的平方而增加。

这种压力级的差来自动压力。

(10)总压力：静压和动压之和为滞止压力，或总压力。

1.1.3 压力关系式(1)绝对压力 =大气压力 + 表压(2)总压 =动压 + 静压(3)真空度 =大气压力 – 绝对压力1.1.4 压力单位及表示方法SI单位制压力的单位为帕斯卡，符号为Pa，其物理意义为1牛顿的力作用于1平方米的面积上所形成的压强。

即：1帕斯卡 = 1 牛顿/米21 Pa = 1 N/m2由于Pa单位值太小，通常采用kPa、MPa表示压力。

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一、压力计的选用
1 仪表类型的选用 例如普通压力计的弹簧管多采用铜合金，高压的也有采 用碳钢的，而氨用压力计弹簧管的材料却都采用碳钢的，不 允许采用铜合金的。因为氨气对铜的腐蚀极强，所以普通压 力计用于氨气压力测量很快就要损坏。 氧气压力计和普通压力计在结构和材质上完全相同，只 是氧气压力计禁油。因为油进入氧气系统会引起爆炸。所以 氧气压力计在校验时，不能象普通压力计那样采用变压器油 工作介质，并且氧用压力计在存放中要严格避免接触油污。 如果必须采用现有的带油污的压力计测量氧气压力时，使用 前必须用四氯化碳反复活洗，认真检查直到无油污时为止。
(3)当被测介质易冷凝或冻结时，必须加保温伴热管线。
(4)取压口到压力计之间应装有切断阀，以备检修压力计 时使用。切断阀应装设在靠近取压口的地方。
二、压力计的安装
3 压力计的安装 (1)压力计应安装在易观察和检修的地方。 (2)安装地点应力求避免振动和高温影响。 (3)测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽 直接与测压元件接触，见因2—9(a) ；对于有腐蚀性介质 的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐，见图2—9(b) 总之，针对被测介质的不同性质(高温、低温、腐蚀、脏污、 结晶、沉淀、黏稠等)，要采取相应的防热、防腐、防冻、 防堵等措施。
压力计的安装示意图
二、压力计的安装
3 压力计的安装 (4)压力计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性 质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄漏。一般低 于80℃及2MPa时，用牛皮或橡胶垫片；350-450℃及5MPa以 下用石棉或铝垫片；温度及压力更高(50MPa以下)用退火紫 铜或铅垫片。但测量氧气压力时，不能使用浸油垫片及有 机化合物垫片，测量乙快压力时，不能使用铜垫片，因它 们均有发生爆炸的危险。
(3)测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管 内不积存气体；测量气体压力时，使取压点应在管道上方， 使导压管内不积存液体。
二、压力计的安装
2 导压管铺设 (1)导压管粗细要合适，一般内径为6-10mm，长度应尽可 能短，最长不得超过50m，以减少压力指示的迟缓。如超过 50m，应选用能远距离传送的压力计。 (2)导压管水平安装时应保证有1：10-1：20的倾斜度， 以利于积存于其中之液体(或气体)的诽出。
第二章 压力检测
第四节 压力计的选用及安装 一、压力计的选用
1 仪表类型的选用 仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如是否需 要远传变送、自动记录或报警;被测介质的物理化学性质(诸 如腐蚀性、温度高低、粘度大小、脏污程度、易燃易爆等) 是否对测量仪表提出特殊要求；现场环境条件(诸如高温、 电磁场、振动及现场安装条件等)对仪表类型有否特殊要求 等等。总之，根据工艺要求正确选用仪表类型是保证仪表正 常工作及安全生产的重要前提。
一、压力计的选用
2 仪表测量范围的确定
仪表的测量范围是指被测量可按规定精确度进行测量 的范围，据操压力时，为了延长仪表使用寿命，避免弹性元 件因受力过大而损坏，压力计的上限值应该高于工艺生产 中可能的最大压力值。根据“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，最大工作压力不应超过量程的1／2；测 量高压压力时，最大工作压力不应超过量程的3／5。
二、压力计的安装
压力计的安装正确与否，影响到测量的准确性和压力 计的使用寿命。
1 测压点的选择
所选择的取压点应能反映被测压力的真实大小。
(1)要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管 路拐弯成旋涡的地方。
(2)测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂 直，取压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持平齐， 不应有凸出物或毛刺。
工业压力变送器
数字压力变送器
通用压力变送器
隔离压力变送器
高温压力变送器
隔离压差变送器
隔离液位变送器
微压变送器
电容压力变送器
隔膜压力变送器
绝压变送器
双膜压差变送器
微型探针压力计
暖风空调压力计
湿式压力变送器
本安压力变送器
OEM血压计
OEM压力芯片
一、压力计的选用
3 仪表准确度等级的选取 仪表准确度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来 确定的。一般来说，表越精密，则测量结果越精确、可靠。 但不能认为选用的仪表准确度越高越好，因为精密度高的仪 表，一般价格越贵，操作和维护越费事。因此，在满足工艺 要求的前提下，用准确度较低、价廉耐用的仪表。
一、压力计的选用
2 仪表测量范围的确定 为了保证测量值的准确度，所测的压力值不能太接近于 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仪表满量程的1／3为宜。 根据被测参数的最大值和最小值计算出仪表的上、下 限后，还不能以此数值直接作为仪表的量程范围。因为仪 表标尺的极限值不是任意取一个数字都可以的，它是由国 家主管部门用规程或标准规定了的。因此，选用仪表的标 尺极限值时，也只能采用相应的规程或标准中的数值(一般 可在相应的产品目录中查到)。
二、压力计的安装
3 压力计的安装 (5)当被测压力较小，而压力计与取压口又不在同一高 度时，对由此高度差而引起的测量误差应按P＝土Hpg进行 修正。式中H为高度差，p为导压管中介质的密度，g为重 力加速度。 (6)为安全起见，测量高压的仪表除选用表壳有通气孔 的外，安装时表壳应向墙壁或无人通过之处，以防发生意 外。