压力检测培训范本

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,化工仪表,自,自动化,化工仪表,及,及自动化,第二章,压,压力检测,压力单位,及,及测压仪,表,表,弹性式压,力,力计,弹性元件,弹簧管压,力,力表,电气式压,力,力计,应变片式,压,压力传感,器,器,压阻式压,力,力传感器,电容式压,力,力传感器,1,目录：,智能式变,送,送器,智能变送,器,器的特点,智能变送,器,器的结构,原,原理,压力计的,选,选用及安,装,装,压力计的,选,选用,压力计的,安,安装,常用压力,表,表,电接点压,力,力表,HAKK-EKA110A,差,差压变送,器,器,4,5,液柱式压,力,力计,概述,6,在化工生,产,产中,压力是指由气,体,体或液体,均,均匀垂直,地,地作用于,单,单位面积,上,上的力。,在工业生,产,产过程中,压力往,往,往是重要,的,的操作参,数,数之一,。,压力的检测与控,制,制,对保证,生,生产过程,正,正常进行,达到高,产,产、优质,、,、低消耗,和,和安全是,十,十分重要,的,的。,第一节,压,压力单位,及,及测压仪,表,表,压力是指均匀,垂,垂直地作,用,用在单位,面,面积上的,力,力。,压力的单位为,帕,帕斯卡，,简,简称帕（,Pa,）,7,第一节,压,压力单位,及,及测压仪,表,表,为了使大,家,家了解国,际,际单位制,中,中的压力,单,单位（,Pa,或,MPa,）与过去,的,的单位之,间,间的关系,，,，下面给,出,出几种单,位,位之间的,换,换算关系,表,表。,8,9,压力单位,帕/Pa,兆帕/ MPa,工程大气压/ (kgf/cm2),物理大气压/ atm,汞柱/ mmHg,水柱/ mH2O,（磅/英寸2）/ （1b/in2）,巴/bar,帕,1,1,106,1.0197,10-5,9.869,10-6,7.501,10-3,1.0197,10-4,1.450,10-4,1,10-5,兆帕,1,106,1,10.197,9.869,7.501,103,1.0197,102,1.450,102,10,工程大气压,9.807,104,9.807,10-2,1,0.9678,735.6,10.00,14.22,0.9807,物理大气压,1.0133,105,0.10133,1.0332,1,760,10.33,14.70,1.0133,汞柱,1.3332,102,1.3332,10-4,1.3595,10-3,1.3158,10-3,1,0.0136,1.934,10-2,1.3332,10-3,水柱,9.806,103,9.806,10-3,0.1000,0.09678,73.55,1,1.422,0.09806,（磅/英寸2）,6.895,103,6.895,10-3,0.07031,0.06805,51.71,0.7031,1,0.06895,巴,1,105,0.1,1.0197,0.9869,750.1,10.197,14.50,1,表3-1,各,各种压,力,力单位换,算,算表,第一节,压,压力单位,及,及测压仪,表,表,10,在压力测,量,量中，常,有,有表压、绝,对,对压力、,负,负压或真,空,空度之分。,当被测压,力,力低于大,气,气压力时,，,，一般用,负,负压或真,空,空度来表,示,示。,p,表,P,真,P,绝,P,绝,大气压力线,零线,图2-1绝对压力、表压、负压（真空度）的关系,第一节,压,压力单位,及,及测压仪,表,表,11,测量压力,或,或真空度,的,的仪表按,照,照其转换,原,原理的不,同,同，分为,四,四类。,1.,液柱式压,力,力计,它根据流,体,体静力学,原,原理，将,被,被测压力,转,转换成液,柱,柱高度进,行,行测量。,按其结构形式的不同,有,U,形管压力计、单管压力计等,优点,这类压力,计,计结构简,单,单、使用,方,方便,缺点,其精度受,工,工作液的,毛,毛细管作,用,用、密度,及,及视差等,因,因素的影,响,响，测量,范,范围较窄,，,，一般用,来,来测量较,低,低压力、,真,真空度或,压,压力差。,13,第一节,压,压力单位,及,及测压仪,表,表,2.,弹性式压,力,力计,它是将被,测,测压力转,换,换成弹性,元,元件变形,的,的位移进,行,行测量的,。,。,3.,电气式压,力,力计,它是通过,机,机械和电,气,气元件将,被,被测压力,转,转换成电,量,量（如电,压,压、电流,、,、频率等,）,）来进行,测,测量的仪,表,表。,14,种类弹簧管压,力,力计、波,纹,纹管压力,计,计及膜式,压,压力计等,。,。,15,种类电容式、,电,电阻式、,电,电感式、,应,应变片式,和,和霍尔片,式,式等压力,计,计。,16,第一节,压,压力单位,及,及测压仪,表,表,4.,活塞式压,力,力计,它是根据,水,水压机液,体,体传送压,力,力的原理,，,，将被测,压,压力转换,成,成活塞上,所,所加平衡,砝,砝码的质,量,量来进行,测,测量的。,优点,缺点,测量精度,很,很高，允,许,许误差可,小,小到0.05%0.02%。,结构较复,杂,杂，价格,较,较贵。,17,第二节,弹,弹性式压,力,力计,18,定义,弹性式压,力,力计是利用各,种,种形式的,弹,弹性元件,，,，在被测,介,介质压力,的,的作用下,，,，使弹性,元,元件受压,后,后产生弹,性,性变形的,原,原理而制,成,成的测压,仪,仪表。,优点,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。,可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。,第二节,弹,弹性式压,力,力计,19,一、,弹性元件,弹性元件,是,是一种简,易,易可靠的,测,测压敏感,元,元件。当,测,测压范围,不,不同时，,所,所用的弹,性,性元件也,不,不一样。,图2-2弹性元件示意图,弹簧管式,弹,弹性元件如图(a)和(b)所示，波纹管式,弹,弹性元件如图(e)所示，薄膜式弹,性,性元件如图(c)和(d)所示。,单圈弹簧,管,管是弯成,270度,圆,圆弧的空,心,心金,属管，其,截,截面为扁,圆形或椭,圆,圆形等。,20,扁圆形,椭,椭圆形,半,半,圆,圆形,双圆形8字,形,形,厚,厚壁扁圆,形,形,弹簧管的,各,各种横截,面,面图,21,膜片,膜盒,膜片、膜,盒,盒,22,一个周围,为,为波纹状,的,的薄壁金,属,属筒体,波纹管,23,1弹簧管；2 拉杆；3 扇形齿轮；4 中心齿轮；5 指针；6 面板；7 游丝；8 调整螺丝；9 接头,弹簧压力表,第二节,弹,弹性式压,力,力计,24,二、弹簧,管,管压力表,分类,使用的测压元件,单圈弹簧管压力表与多圈弹簧管压力表。,用途,普通弹簧管压力表，耐腐蚀的氨用压力表、禁油的氧气压力表等。,第二节,弹,弹性式压,力,力计,25,第二节,弹,弹性式压,力,力计,基本测量,原,原理,单圈弹簧,管,管是一根,弯,弯成270圆弧,的,的椭圆截,面,面的空心,金,金属管子,。,。管子的,自,自由端,B,封闭，另,一,一端固定,在,在接头,上,上。当通,入,入被测的,压,压力,p,后，由于,椭,椭圆形截,面,面在压力,p,的作用下,，,，将趋于,圆,圆形，而,弯,弯成圆弧,形,形的弹簧,管,管也随之,产,产生扩张,变,变形。同,时,时，使弹,簧,簧管的自,由,由端,B,产生位移,。,。输入压,力,力,p,越大，产,生,生的变形,也,也越大。,由,由于输入,压,压力与弹,簧,簧管自由,端,端,B,的位移成,正,正比，所,以,以只要测,得,得,B,点的位移,量,量，就能,反,反映压力,p,的大小。,注意：弹簧管,自,自由端,B,的位移量,一,一般很小,，,，直接显,示,示有困难,，,，所以必,须,须通过放,大,大机构才,能,能指示出,来,来。,26,第二节,弹,弹性式压,力,力计,在化工生,产,产过程中,，,，常需要,把,把压力控,制,制在某一,范,范围内，,即,即当压力,低,低于或高,于,于给定范,围,围时，就,会,会破坏正,常,常工艺条,件,件，甚至,可,可能发生,危,危险。这,时,时就应采,用,用带有报,警,警或控制,触,触点的压,力,力表。将,普,普通弹簧,管,管压力表,稍,稍加变化,，,，便可成,为,为电接点,信,信号压力,表,表，它能,在,在压力偏,离,离给定范,围,围时，及,时,时发出信,号,号，以提,醒,醒操作人,员,员注意或,通,通过中间,继,继电器实,现,现压力的,自,自动控制,。,。,警惕！,27,弹簧管,压,压力表,28,第二节,弹,弹性,式,式压力,计,计,图2-4,电接点信号压力表,1，4,静触点；2,动触点；3,绿灯；5,红灯,压力表,指,指针上,有,有动触,点,点2，,表,表盘上,另,另有两,根,根可调,节,节指针,，,，上面,分,分别有,静,静触点1和4,。,。当压,力,力超过,上,上限给,定,定数值,时,时，2,和,和4接,触,触，红,色,色信号,灯,灯5的,电,电路被,接,接通，,红,红灯发,亮,亮。若,压,压力低,到,到下限,给,给定数,值,值时，2与1,接,接触，,接,接通了,绿,绿色信,号,号灯3,的,的电路,。,。1、4的位,置,置可根,据,据需要,灵,灵活调,节,节。,29,电接点,压,压力表,30,第三节,电,电气,式,式压力,计,计,定义,电气式,压,压力计是一种,能,能将压,力,力转换,成,成电信,号,号进行,传,传输及,显,显示的,仪,仪表。,31,优点,1. 该仪表的,测量范围较广,，分别可测710-5Pa至5102MPa的压力，允许误差可至0.2；,2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。,第三节,电,电气,式,式压力,计,计,组成,一般由,压,压力传,感,感器、,测,测量电,路,路和信,号,号处理,装,装置所,组,组成。,常,常用的,信,信号处,理,理装置,有,有指示,仪,仪、记,录,录仪以,及,及控制,器,器、微,处,处理机,等,等。,图2-5 电气式压力计组成方框图,32,33,第三节,电,电气,式,式压力,计,计,一、应,变,变片压,力,力传感,器,器,应变片,式,式压力,传,传感器利用电,阻,阻应变,原,原理构,成,成。电,阻,阻应变,片,片有金,属,属和半,导,导体应,变,变片两,类,类，被,测,测压力,使,使应变,片,片产生,应,应变。,当,当应变,片,片产生,压,压缩（,拉,拉伸）,应,应变时,，,，其阻,值,值减小,（,（增加,）,），再,通,通过桥,式,式电路,获,获得相,应,应的毫,伏,伏级电,势,势输出,，,，并用,毫,毫伏计,或,或其他,记,记录仪,表,表显示,出,出被测,压,压力，,从,从而组,成,成应变,片,片式压,力,力计。,图2-6 应变片压力传感器示意图,1应变筒；2外壳；3密封膜片,第三节,电,电气,式,式压力,计,计,二、压,阻,阻式压,力,力传感,器,器,压阻式,压,压力传,感,感器利用单,晶,晶硅的,压,压阻效,应,应而构,成,成。,采用单,晶,晶硅片,为,为弹性,元,元件，,在,在单晶,硅,硅膜片,上,上利用,集,集成电,路,路的工,艺,艺，在,单,单晶硅,的,的特定,方,方向扩,散,散一组,等,等值电,阻,阻，并,将,将电阻,接,接成桥,路,路，单,晶,晶硅片,置,置于传,感,感器腔,内,内。,当压力,发,发生变,化,化时，,单,单晶硅,产,产生应,变,变，使,直,直接扩,散,散在上,面,面的应,变,变电阻,产,产生与,被,被测压,力,力成比,例,例的变,化,化，再,由,由桥式,电,电路获,得,得相应,的,的电压,输,输出信,号,号。,工作原,理,理,34,根据单,晶,晶硅的,压,压阻效,应,应工作,，,，在很,薄,薄的单,晶,晶硅上,利,利用集,成电路,工,工艺扩,散,散出4,个,个小片,等,等值电,阻,阻，构,成,成惠斯,登,登测量,桥,桥,路。,US,R1,R2,R3,R4,IS,不受压,时,时：Ri1Ri2,Ri3Ri4R,r,0.635,r,R1,R1 、R4变小,R2,R3,R4,R2 、R3变大,35,第三节,电,电气,式,式压力,计,计,特点,精度高,、,、工作,可,可靠、,频,频率响,应,应高、,迟,迟滞小,、,、尺寸,小,小、重,量,量轻、,结,结构简,单,单；,便于实,现,现显示,数,数字化,；,；,可以测,量,量压力,，,，稍加,改,改变，,还,还可以,测,测量差,压,压、高,度,度、速,度,度、加,速,速度等,参,参数。,图3-12 压阻式压力传感器,1基座；2单晶硅片；3导环；4螺母；5密封垫圈；6等效电阻,36,第三节,电,电气,式,式压力,计,计,三、电,容,容式压,力,力变送,器,器,工作原,理,理,37,先将压,力,力的变,化,化转换,为,为电容,量,量的变,化,化，然,后,后进行,测,测量。,图2-8 电容式测量膜盒,1中心感应膜片 (可动电极)； 2固定电极； 3测量侧； 4隔离膜片,电容式,压,压力变,送,送器，,目,目前在工业,生,生产中,应,应用非,常,常广泛，其输,出,出信号,也,也是标,准,准420mA电流信,号,号。,三、电,容,容式压,力,力变送,器,器,38,P2,P1,输出信号,0 20mA,定电极,C1,C2,解,调,器,功,放,器,反馈、保护,电源、振荡,硅油,动电极,结构,框,框图,三、电,容,容式压,力,力变送,器,器,39,第四节,智,智能,式,式变送,器,器,智能型,压,压力或,差,差压变,送,送器是在普,通,通压力,或,或差压,传,传感器,的,的基础,上,上增加,微,微处理,器,器电路,而,而形成,的,的智能,检,检测仪,表,表。,40,一、智,能,能变送,器,器的特,点,点,性能,稳,稳定,可,可靠性,好,好,测,量,量精度,高,高,基,本,本误差,仅,仅为0.1%。,量程,范,范围可,达,达1001,时,间,间常数,可,可在0,36s内调,整,整,有,较,较宽的,零,零点迁,移,移范围,。,。,第四节,智,智能,式,式变送,器,器,具有,温,温度、,静,静压的,自,自动补,偿,偿功能,在检,测,测温度,时,时,可,对,对非线,性,性进行,自,自动校,正,正。,具有,数,数字、,模,模拟两,种,种输出,方,方式,能,能够实,现,现双向,数,数据通,讯,讯,可,以,以与现,场,场总线,网,网络和,上,上位计,算,算机相,连,连。,可以,进,进行远,程,程通讯,通过,现,现场通,讯,讯器,使,使变送,器,器具有,自,自修正,、,、自补,偿,偿、自,诊,诊断及,错,错误方,式,式告警,等,等多种,功,功能,简,简化了,调,调整、,校,校准与,维,维护过,程,程,使,维,维护和,使,使用都,十,十分方,便,便。,41,第四节,智,智能,式,式变送,器,器,二、智,能,能变送,器,器的结,构,构原理,从整体上来看,由,由硬件,和,和软件,两,两大部,分,分组成,。,。,从电路结,构,构上来看,包括,传,传感器,部,部件和,电,电子部,件,件两部,分,分。,42,第四节,智,智能,式,式变送,器,器,举例,以美国费希尔-罗斯蒙特公司的3051C型智能差压变送器为例介绍其工作原理。,图2-9 3051C型智能差压变送器（420mA）方框图,43,第四节,智,智能,式,式变送,器,器,3051C型,智,智能差,压,压变送,器,器,所用的,手,手持通,信,信器为275,型,型，带,有,有键盘,及,及液晶,显,显示器,。,。可以,接,接在现,场,场变送,器,器的信,号,号端子,上,上，就,地,地设定,或,或检测,，,，也可,以,以在远,离,离现场,的,的控制,室,室中，,接,接在某,个,个变送,器,器的信,号,号线上,进,进行远,程,程设定,及,及检测,。,。,实现的功能,图2-10 手持通信器的连接示意图,（1）组态,（2）测量范围的变更,（3）变送器的校准,（4）自诊断,44,第四节,智,智能,式,式变送,器,器,要对智能型差压变送器每五年校验一次，智能型差压变送器与手持通信器结合使用，可远离生产现场，尤其是危险或不易到达的地方，给变送器的运行和维护带来了极大的方便。,注意,45,智能压,力,力变送,器,器,HAKK-3851,高,高精度,智,智能变,送,送器,46,第五节,压,压力,计,计的选,用,用及安,装,装,一、压,力,力计的,选,选用,压力计,的,的选用应根据,工,工艺生,产,产过程,对,对压力,测,测量的,要,要求，,结,结合其,他,他各方,面,面的情,况,况，加,以,以全面,的,的考虑,和,和具体,的,的分析,，,， 一,般,般考虑,以,以下几,个,个问题,。,。,仪表类,型,型的选,用,用,仪表精,度,度级的,选,选取,仪表测,量,量范围,的,的确定,47,第五节,压,压力,计,计的选,用,用及安,装,装,1.测,压,压点的,选,选择应能反,映,映被测,压,压力的,真,真实大,小,小。, 要,选,选在被,测,测介质,直,直线流,动,动的管,段,段部分,，,，不要,选,选在管,路,路拐弯,、,、分叉,、,、死角,或,或其他,易,易形成,漩,漩涡的,地,地方。, 测,量,量流动,介,介质的,压,压力时,，,，应使,取,取压点,与,与流动,方,方向垂,直,直，取,压,压管内,端,端面与,生,生产设,备,备连接,处,处的内,壁,壁应保,持,持平齐,，,，不应,有,有凸出,物,物或毛,刺,刺。, 测,量,量液（,气,气）体,压,压力时,，,，取压,点,点应在,管,管道下,（,（上）,部,部，使,导,导压管,内,内不积,存,存气（,液,液）体,。,。,48,二、压,力,力计的,安,安装,第五节,压,压力,计,计的选,用,用及安,装,装,2.导,压,压管铺,设,设, 导,压,压管粗,细,细要合,适,适，一,般,般内径,为,为610,mm,，长度,应,应尽可,能,能短，,最,最长不,得,得超过50,m,，以减,少,少压力,指,指示的,迟,迟缓。,如,如超过50,m,，应选,用,用能远,距,距离传,送,送的压,力,力计。, 导,压,压管水,平,平安装,时,时应保,证,证有1:10,1:20的,倾,倾斜度,，,，以利,于,于积存,于,于其中,之,之液体,（,（或气,体,体）的,排,排出。, 当,被,被测介,质,质易冷,凝,凝或冻,结,结时，,必,必须加,设,设保温,伴,伴热管,线,线。, 取,压,压口到,压,压力计,之,之间应,装,装有切,断,断阀，,以,以备检,修,修压力,计,计时使,用,用。切,断,断阀应,装,装设在,靠,靠近取,压,压口的,地,地方。,49,第五节,压,压力,计,计的选,用,用及安,装,装,3.,压,压力计,的,的安装,压力,计,计应安,装,装在易,观,观察和,检,检修的,地,地方。,安装,地,地点应,力,力求避,免,免振动,和,和高温,影,影响。,50,第五节,压,压力,计,计的选,用,用及安,装,装,测量,蒸,蒸汽压,力,力时，,应,应加装,凝,凝液管,，,，以防,止,止高温,蒸,蒸汽直,接,接与测,压,压元件,接,接触,图,图3-17（,a,）；,对,对于有,腐,腐蚀性,介,介质的,压,压力测,量,量，应,加,加装有,中,中性介,质,质的隔,离,离罐，,右,右图（,b,）表示,了,了被测,介,介质密,度,度,2大于,和,和小于,隔,隔离液,密,密度,1的两,种,种情况,。,。,图2-11 压力计安装示意图,压力计；切断阀门；,凝液管；取压容器,51,第五节,压,压力,计,计的选,用,用及安,装,装,压力,计,计的连,接,接处，,应,应根据,被,被测压,力,力的高,低,低和介,质,质性质,，,，选择,适,适当的,材,材料，,作,作为密,封,封垫片,，,，以防,泄,泄漏。,当被,测,测压力,较,较小，,而,而压力,计,计与取,压,压口又,不,不在同,一,一高度,时,时，对,由,由此高,度,度而引,起,起的测,量,量误差,应,应按,p,Hg,进行修,正,正。式,中,中,H,为高度,差,差，,为导压,管,管中介,质,质的密,度,度，,g,为重力,加,加速度,。,。,为安,全,全起见,，,，测量,高,高压的,压,压力计,除,除选用,有,有通气,孔,孔的外,，,，安装,时,时表壳,应,应向墙,壁,壁或无,人,人通过,之,之处，,以,以防发,生,生意外,。,。,52,例题分,析,析,举例,1.某台往复式压缩机的出口压力范围为2528,MPa,，测量误差不得大于1,MPa,。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,P1=Pmax2=282=56(MPa),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060,MPa,。,53,例题分,析,析,由于,，,，,故,故被测,压,压力的,最,最小值,不,不低于,满,满量程,的,的,1/3,，,，这是,允,允许的,。,。另外,，,，根据,测,测量误,差,差的要,求,求，可,算,算得允,许,许误差,为,为,所以，,精,精度等,级,级为1.5级,的,的仪表,完,完全可,以,以满足,误,误差要,求,求。至,此,此，可,以,以确定,，,，选择,的,的压力,表,表为,YX,-150型电,接,接点压,力,力表，,测,测量范,围,围为0,60,MPa,，精度,等,等级为1.5,级,级。,54,例题分,析,析,2.,如,如果某,反,反应器,最,最大压,力,力为0.6,MPa,，允许,最,最大绝,对,对误差,为,为0.02,MPa,。现用,一,一台测,量,量范围,为,为01.6,MPa,，准确,度,度为1.5级,的,的压力,表,表来进,行,行测量,，,，问能,否,否符合,工,工艺上,的,的误差,要,要求？,若,若采用,一,一台测,量,量范围,为,为01.0,MPa,，准确,度,度为1.5级,的,的压力,表,表，问,能,能符合,误,误差要,求,求吗？,试,试说明,其,其理由,。,。,解：对于测,量,量范围,为,为01.6,MPa,，准确,度,度为1.5级,的,的压力,表,表，允,许,许的最,大,大绝对,误,误差为,1.6,1.5%= 0.024(,MPa,),55,例题分,析,析,因为此,数,数值超,过,过了工,艺,艺上允,许,许的最,大,大绝对,误,误差数,值,值,所,以,以是不,合,合格的,。,。对于,测,测量范,围,围为0,1.0,MPa,，准确,度,度亦为1.5,级,级的压,力,力表,允,允许的,最,最大绝,对,对误差,为,为,1.0,1.5%= 0.015(,MPa,),因为此,数,数值小,于,于工艺,上,上允许,的,的最大,绝,绝对误,差,差,故,符,符合对,测,测量准,确,确度的,要,要求,可,可以采,用,用。,该例说,明,明了选,一,一台量,程,程很大,的,的仪表,来,来测量,很,很小的,参,参数值,是,是不适,宜,宜的。,56,END,演讲完,毕,毕，谢,谢,谢观看,！,！,