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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,压力检测方法与仪表,压力检测方法,液柱测压法,弹性变形法,电测压力法,压力检测仪表,弹簧管压力表,霍尔式压力表,差压（压力）变送器,力平衡式压力变送器,微位移式变送器,智能差压（压力）变送器,主要内容,压力的基本概念,垂直而均匀地作用在单位面积上的力,式中,压力（,Pa,）,均匀垂直作用力（,N,）,受力面积（,m,2,）,1Pa =1,*,10,-3,KPa,=1*10,-6,MPa,单位,:,牛顿,/,米,2,（,N/m,2,），简称,“,帕,”,，用符号,“,Pa,”,压力的几种表示形式,被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）,表压（正压）,绝对压力的零线,大气压力线,绝对压力,绝对压力,真空度,测量压力和真空度的仪表很多，按照其转换原理的不同，大致可分为四大类。,1,液柱式压力计,2,弹性式压力计,3,电气式压力计,4,活塞式压力计,压力检测方法及仪表,液柱测压法,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,h,h,1,2,2,1,1,p,1,p,2,h,2,P,0,h,1,h,2,1,1,p,2,0,0,常用的压力表有,U,形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。,测量原理,弹性变形法,压力检测方法及仪表,将被测压力转换成弹性元件变形的位移,测量原理,P,弹簧管式弹性元件,P,膜片式弹性元件,压力检测方法及仪表,当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩位移，即,式中,F,轴向外力,S,位移,C,弹性元件的刚度系数,式中,A,弹性元件承受压力的有效面积,P,被测压力,测量原理,S,P,弹性元件结构和特点,弹簧管压力表,压力检测方法及仪表,弹簧管,拉杆,指针,中心齿轮,扇形齿轮,接头,游丝,刻度盘,调整螺钉,电接点信号压力表,压力表指针上有动触点,2,，表盘上另有两个可调节的指针，上面分别有静触点,1,和静触点,4,。当压力超过上限给定数值,(,此数值由静触点,4,的指针位置确定,),时，动触点,2,和静触点,4,接触，红色信号灯,5,的电路被接通，使红灯发亮，若压力低到下限给定数值时，动触点,2,与静触点,1,接触，接通了绿色信号灯,3,的电路。静触点,1,、,4,的位置可根据需要灵活调节。,电测压力法,利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变换为电信号来进行测量的。,压力检测方法及仪表,测量原理,1.,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成相应的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等；,2.,非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等,。,电测压力法,压力检测方法及仪表,电容式测压原理,采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量，然后通过测量电容量,C,便可以知道被测压力的大小，从而实现压力,-,电容转换的。,定极板,弹性元件,动极板,被测压力,测量原理,电容器极板间绝缘介质的介电,常数，,F/m,A,电容器两平行板覆盖的面积，,m,2,d,两平行板之间的距离，,m,C,电容量，,F,电测压力法,压力检测方法及仪表,压电式测压原理,根据“压电效应”把被测压力变换为电信号的。,（,a,）单晶体,（,b,）剖面图,（,c,）,X,截割的石英片,受力面积,作用在受力面积上的压力,压电常数,电荷数,电测压力法,应变片式测压原理,压力检测方法及仪表,l,5,4,3,2,1,1,敏感栅,2,基片,3,粘合剂,4,引线,5,覆盖片,敏感栅 直径为,0.025mm,左右的合金电阻丝,基 底 绝缘,覆盖层 保护,位移、力、力矩、加速度、压力,应变,弹性敏,感元件,外力作用,被测对象表面产生微小机械变形,应变片敏感栅随同变形,电阻值发生相应变化,应变片,组成,压力检测仪表,霍尔式压力表,压力检测方法及仪表,霍尔式压力表属于电气式压力表。,测压原理：利用霍尔片式传感器（根据半导体材料的霍尔效应的原理）实现压力,-,位移,-,霍尔电势的转换。,霍尔片：是一种半导体或化合物半导体转换元件。霍尔效应：把一块霍尔元件置于均匀磁场中，并使霍尔片与磁感应强度,B,的方向垂直，在沿着霍尔片的左右两个纵向端面上通入恒定的控制电流,I,，则会在霍尔片的两个横向端面之间形成电位差,V,H,，此电位差称为霍尔电势。,线性非均匀磁场,压力检测仪表,霍尔式压力表,压力检测方法及仪表,弹簧管,霍尔片,K,霍尔式压力传感器输出系数,自由端霍尔元件的位移量,磁钢,霍尔片,+,弹簧管,电动单元组合仪表（简称为,DDZ,仪表）,差压（压力）变送器,作用：将各种物理量转换成统一的标准信号,差压变送器 力平衡式变送器,位移平衡式变送器,气动单元组合仪表（简称为,QDZ,仪表）,DDZ-,型仪表为,0,10mADC,DDZ-,型仪表为,4,20mADC,20,100KPa,压力检测仪表,压力检测方法及仪表,力平衡式压力变送器,1,低压室,2,高压室,3,测量元件（膜盒、膜片）,4,轴封膜片,5,主杠杆,6,过载保护片,7,静压调整螺钉,8,矢量机构,9,零点迁移弹簧,10,平衡锤,11,量程调整螺钉,12,检测片（衔铁）,13,差动变压器,14,副杠杆,15,放大器,16,反馈动圈,17,永久磁钢,18,电源,19,负载,20,调零弹簧,测量机构,杠杆机构,检测放大 机构,反馈 机构,压力检测仪表,压力检测方法及仪表,主杠杆,矢量机构将,F1,分解成,F2,和,F3,，,副杠杆平衡：,l,1,l,4,l,3,l,0,l,f,l,2,F,1,F,3,F,2,F,f,F,0,H,M,F,i,5,4,8,12,14,压力检测仪表,微位移式变送器,压力检测方法及仪表,I,0,（,1,）,测量部分,测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等,.,测量原理,:,将被测压力的变化转换成电容量的变化。,填充液（硅油）,固定电极,可动电极,P,1,转换放大单元,P,2,电容式压力传感器,隔离膜片,压力检测仪表,智能差压（压力）变送器,压力检测方法及仪表,在普通压力传感器上增加微处理器,特点：具有远程通讯的功能,依靠手操通信器，用户可在现场或控制室设定变送器各种参数,使用维护方便,长期稳定工作，每,5,年才需校检一次,。,以,3051C,为例：,组成：传感膜头：被测压力,-A/D,转换,-,数字信号,电子线路板：对信号进行修正，线性化处理,-D/A,转换,-4,20mA,信号,压力检测方法及仪表,A/D,转换器,温度,传感器,电容,传感器,传感膜头内存,修正系数,膜头信号,微处理器,传感器线性化,重设量程,诊断,工程单位,通信,电子板内存,量程值,变送器组态信息,D/A,转换,数字通信,本机量程和,零点调整,手操器,传感膜头,电子线路板,4,20mA,3051C,型智能变送器原理图,压力测量仪表的选用,压力检测方法及仪表,仪表种类和型号的选择,工艺要求,现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警,介质性质,温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性,现场环境,温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性,仪表量程的确定,化工自控设计技术规定,被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的,2/3,；,被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的,1/2,被测压力的最小值也不应低于全量程的,1/3,仪表精度等级的选择,压力计的安装,测压点的选择,要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其他易形成漩涡的地方。,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。,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，取压点应在管道上方，使导压管内不积存液体。,导压管铺设,导出管粗细要合适，一般内径为,6,lOmm,，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。,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,),的排出。,当被测介质易冷凝或冻结时，必须加保温伴热管线。,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。,压力计的安装,压力计应安装在易观察和检修的地方。,安装地点应力求避免振动和高温影,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,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,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。,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=Hpg,进行修正,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,压力检测方法及仪表,有一台空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为,13.5,16 MPa,，工艺要求最大测量误差为,0.8 MPa,，并可就地观察及高低限报警。试选一合适的压力表（包括测量范围、精度等级）。,例题,解,空压机的缓冲罐的压力视为脉动压力,根据就地观察及能进行高低报警的要求，可选用,YX-150,型电接点压力表，测量范围为,0,40MPa,。,检验量程下限,被测压力的最小值不低于满量程的,1/3,，符合要求。,仪表量程选择,最大引用误差,所以选择测量范围为,0,40 Mpa,，精度等级为,1.5,级的,YX-150,型电接点压力表。,
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