压力仪表应用培训教程

1、罗建辉2012.11u第一章、压力仪表概述第一章、压力仪表概述u第二章、压力仪表的测量原理及分类第二章、压力仪表的测量原理及分类u第三章、各种类型的压力变送器介绍第三章、各种类型的压力变送器介绍u第四章、压力变送器的应用第四章、压力变送器的应用u第五章、主要竞争厂家介绍第五章、主要竞争厂家介绍用来测量流体压力的仪表用来测量流体压力的仪表 压力表压力表压力变送压力变送器器 压力是工业生产中的重要参数，如高压容器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，必须进的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。行测量和控制。 在某些工业生产过程中，压力还直接影响产在某些

2、工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率。品的质量和生产效率。 此外，在一定的条件下，测量压力还可间接此外，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。得出温度、流量和液位等参数。血压计血压计1 1、压力的基本概念、压力的基本概念 1 1.1.1、定义：压力是指均匀而垂直作用于单位、定义：压力是指均匀而垂直作用于单位 面积上的，物理学中也称之为面积上的，物理学中也称之为“压强压强 ” ” 在国际单位制中，压力的单位为帕斯卡在国际单位制中，压力的单位为帕斯卡 (Pa)(Pa)，简称，简称“帕帕(Pa)(Pa)。 压力用压力用P P表示：即表示：即 P=F/AP=F/A

3、式中式中：PP压力，压力， Pa Pa； F-F-垂直作用力，垂直作用力，N N； A-A-受力面积，受力面积，m m2 2 1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 2;1kPa=10;1kPa=103 3Pa; 1MPa=10Pa; 1MPa=106 6PaPa大气压力大气压力：指地球表面的空气因自重所产生的压力。指地球表面的空气因自重所产生的压力。大气压力用大气压力用P Pb b表示表示。绝对压力绝对压力：以绝对真空为参考零点的压力。绝对压以绝对真空为参考零点的压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力用力是指物体所受的实际压力。绝对压力用p pa a表示表示。表压力表压力：表压力是指用一

4、般压力检测仪表所测得的表压力是指用一般压力检测仪表所测得的压力，以大气压力为参考零点的压力，用压力，以大气压力为参考零点的压力，用p p表示。表示。三者之间的关系：三者之间的关系： 绝对压力表压力大气压力绝对压力表压力大气压力 表压力绝对压力大气压力表压力绝对压力大气压力 P= P P= Pa a- P- Pb b 高于大气压的表压力叫正压，反之叫高于大气压的表压力叫正压，反之叫负压，负压的绝对值也称真空。负压，负压的绝对值也称真空。 一般的压力检测仪表所指示的压力是一般的压力检测仪表所指示的压力是表压或真空度。表压或真空度。过去采用的压力单位“工程大气（kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmH

5、g）、“毫米水柱（mmH2O）、“物理大气压”（atm）、“巴”（bar）、“PSI” 等均应改成法定计量单位帕。 1 kgf/cm2 = 0.9807105Pa 1 mmH2O = 0.980710Pa 1 mmHg = 1.332102Pa 1 atm = 1.01325105Pa 1 bar=105Pa 1 PSI=6.89103Pa 1MM 1MM水水= = 1M1M水水=10KPA=10KPA 1 1公斤力公斤力=0.1MPa=0.1MPa 1 1巴（巴（barbar）=0.1MPa=0.1MPa 测量压力的仪表，按信号原理不同，主要分测量压力的仪表，按信号原理不同，主要分为以下几类

6、：为以下几类： 液柱式液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度。转换成液柱高度。 机械式机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移。被测压力转换成位移。 电气式电气式：将被测压力转换成各种电量，如电：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现压力的间接测量。小实现压力的间接测量。 电容式电容式 硅压阻式硅压阻式 硅谐振式硅谐振式 陶瓷压阻式陶瓷压阻式工作原理：工作原理：被测介质的压力直接作用于传感器的膜被测介质的压力直接作用于传感器的膜

7、片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。信号。 它是由检测和变送两个环节组成。检测环它是由检测和变送两个环节组成。检测环节感受被测压力的变化转换成电容量的变化节感受被测压力的变化转换成电容量的变化 。变送环节则将电容变化量转换成标准电流信号变送环节则将电容变化量转换成标准电流信号420mA DC420mA DC输出。输出。差压差压位移位移电容电容电流电流放大放大输出输

8、出工作原理工作原理: :被测压力作用于隔被测压力作用于隔离膜片，通过硅油使测量膜离膜片，通过硅油使测量膜片产生与压力成正比的位移片产生与压力成正比的位移，从而改变了可动极板与固，从而改变了可动极板与固定极板间的距离，引起电容定极板间的距离，引起电容的变化，此电容变化通过引的变化，此电容变化通过引线传给测量显示电路。线传给测量显示电路。 常见常见类型的压力变送器类型的压力变送器普通型压力变送器普通型压力变送器静压式液位变送器静压式液位变送器智能型压力变送器智能型压力变送器精小型压力变送器精小型压力变送器 应用行业：应用行业：航空、航天、石油、化工、冶金、电力、水利等工业过程现场压力测量和控制。

9、主要特点主要特点全不锈钢结构量程覆盖范围宽，10KPa100MPa压力接口形式多样具有齐平膜片、防腐蚀膜片具有本安防爆，等级Exia CT6具有煤安认证，等级Exib 测量精度高可带现场显示 缺点缺点过载压力差通用通用/ /智能压力变送器智能压力变送器 应用行业：应用行业：航空、航天、石油、化工、冶金、电力、水利等工业过程现场压力测量和控制。 主要特点主要特点全不锈钢结构量程覆盖范围宽，10KPa100MPa压力接口形式多样具有齐平膜片、防腐蚀膜片具有本安防爆，等级Exia CT6具有隔爆认证，等级Exd CT6测量精度高可带现场显示AK智能变送器带HART通讯 缺点缺点过载压力差缆式静压液位

10、变送器缆式静压液位变送器 应用行业：应用行业：它可广泛应用于测量水池、河流、水库的水位。 主要特点主要特点灵敏度高，长期稳定性好可靠性强抗干扰能力强适用性广，安装简便 使用场合使用场合无法测量高温或具腐蚀性的介质30513051智能型压力变送器智能型压力变送器压力压力/ /差压变送器差压变送器 应用行业：应用行业：它可广泛应用于差压、流量、表压、绝压、真空度、液位和比重的测量场合。 主要特点主要特点量程0.1kPa至40MPa长期稳定性好量程比可达100:1按键设定量程420mA或平方根输出，带HART通讯精度，最高0.075级单法兰压力变送器单法兰压力变送器 应用对象：应用对象：用于测量高温

11、、腐蚀性或粘性液体。 主要特点主要特点 量程6kPa至2MPa液位测量精度0.25%3/4英寸平膜片式或插入式膜片多种灌充液选择，可满足各种应用要求接液位材料：316L、哈氏合金C-276和钽420mA带HART协议输出远传压力远传压力/ /差压变送器差压变送器 应用对象：应用对象：用于测量高温腐蚀性或粘性液体。 主要特点主要特点 量程6kPa至2MPa液位测量精度0.25%3/4英寸平膜片式或插入式膜片多种灌充液选择，可满足各种应用要求接液位材料：316L、哈氏合金C-276和钽420mA或平方根输出，带HART协议1、量程改变时可以不引入压力 2、带现场总线HART协议通信3、精度高，温度

12、影响小，可靠性好4、测量范围比大5、带LCD数字带按键量程显示或百分比显示6、故障自诊断、远程设定通讯、远程控制 被测介质：液体、气体、蒸气等被测介质：液体、气体、蒸气等 被测介质的性质被测介质的性质 介质温度介质温度 压力范围压力范围 最大工作压力最大工作压力 接口接口 安装方式安装方式 其他要求其他要求1 1）取压口应与工质流速方向垂直，与设）取压口应与工质流速方向垂直，与设备内壁平齐。备内壁平齐。 2 2）防止仪表感受件与高温和有害的被测）防止仪表感受件与高温和有害的被测介质接触。高温介质要冷凝，含尘气体要介质接触。高温介质要冷凝，含尘气体要设灰尘捕集器；腐蚀介质应加装隔离容器。设灰尘捕

13、集器；腐蚀介质应加装隔离容器。 3 3）仪表与取压口如不在同一水平上，应注）仪表与取压口如不在同一水平上，应注意校正由于高度差对仪表造成的额外的读意校正由于高度差对仪表造成的额外的读数误差。数误差。4 4）压力取出口位置，测量气体介质应在工）压力取出口位置，测量气体介质应在工艺管道的上部，测量蒸汽应在工艺管道的艺管道的上部，测量蒸汽应在工艺管道的两侧，测量液体压力应在工艺管道的下部。两侧，测量液体压力应在工艺管道的下部。钢铁钢铁/ /有色金属有色金属/ /陶瓷陶瓷*用于炉膛压力测量等用于炉膛压力测量等要求高稳定性，高精度测量要求高稳定性，高精度测量等场合。等场合。* *用于在严格控制（温用于在

14、严格控制（温度、湿度等）条件下要求稳度、湿度等）条件下要求稳定测量的场合。定测量的场合。5、产品应用场合、产品应用场合车辆及发动机维护车辆及发动机维护赛赛 车车车载测试车载测试引擎引擎& &动力测试动力测试* *用于在严格控制（温用于在严格控制（温度、湿度等）条件下要度、湿度等）条件下要求稳定测量的场合。求稳定测量的场合。电力电力/ /城市煤气城市煤气/ /环保环保* *要求高稳定度和高要求高稳定度和高精度的测量等场合。精度的测量等场合。石油石油/ /石化石化/ /化工化工* *与节流孔板配套，提供与节流孔板配套，提供精确的流量测量和控制。精确的流量测量和控制。* *可测量管道

15、和贮罐的压可测量管道和贮罐的压力和液位。力和液位。 应用场合：淬火炉压力应用场合：淬火炉压力 介质温度：介质温度：4 4台台750750，8 8台台450 450 压力量程：压力量程：-100 Pa-+100Pa-100 Pa-+100Pa介质温度这么高怎么办介质温度这么高怎么办? ? 其实这个根本无需担心，由于其实这个根本无需担心，由于是烟气散热很快，把引压管加长就是烟气散热很快，把引压管加长就可以了。可以了。压力这么小能不能测到？压力这么小能不能测到？ 改变传统单点取压方法，在每个取改变传统单点取压方法，在每个取压点附近再找一个取压点，然后两根管压点附近再找一个取压点，然后两根管道汇合在一

16、起，这样压力更平均，也更道汇合在一起，这样压力更平均，也更准确。准确。如图显示的差压变送器是如图显示的差压变送器是配合孔板测量流量的配合孔板测量流量的通过导压管把压力引入变通过导压管把压力引入变送器的高低压侧送器的高低压侧通过流量积算仪表我们就通过流量积算仪表我们就可得到准确的流量可得到准确的流量 应用场合：鼓风机出口压力应用场合：鼓风机出口压力 介质温度：常温介质温度：常温 压力量程：压力量程：0-700Pa0-700Pa显示值与实际压力值偏差很大怎么办？显示值与实际压力值偏差很大怎么办？ 三阀组的平衡阀没有关死三阀组的平衡阀没有关死显示值跳动频繁怎么办？显示值跳动频繁怎么办？ 经检查发现压

17、力变送器的量程很小，经检查发现压力变送器的量程很小，0-700Pa0-700Pa，而鼓风机管道的压力本来就波，而鼓风机管道的压力本来就波动比较频繁，当把阻尼时间稍微调大后动比较频繁，当把阻尼时间稍微调大后就很好的解决这个问题。就很好的解决这个问题。n应用场合：油罐液位应用场合：油罐液位n测量介质：材油测量介质：材油n介质温度：常温介质温度：常温n测量目的：油的质量测量目的：油的质量6.36.3、单法兰压力变送器在龙岩龙化化工中的应用、单法兰压力变送器在龙岩龙化化工中的应用对已确定的被测介质及地点，对已确定的被测介质及地点，、g g 为常数，故被测点为常数，故被测点到液面的位置的变化只与被测的压

18、力到液面的位置的变化只与被测的压力( ( 压强压强) ) 有关。有关。测量原理：测量原理： 由于是规则的圆柱形罐体，我们可以通过测量压力直接得到质量因为根据公式: M=V=r*2*h P=gh 代入可得 M=r*2*P g 通过计算的公式可以发现M只与现场的压力有关，与密度无关，因此通过这种方法测得的质量更准确，因为它没有密度参与运算，排除了温度的影响。介质有粘性还有杂质怎么办？介质有粘性还有杂质怎么办？ 因此在这里我们选用单法兰因此在这里我们选用单法兰液位变送器。液位变送器。变送器的安装位置离罐底还有一变送器的安装位置离罐底还有一点点距离？点点距离？ 把默认的零油位提高，以变送器把默认的零油

19、位提高，以变送器的安法兰的中心线为油位的零点。的安法兰的中心线为油位的零点。 压力、差压变送器是自动化仪表中最重要一类，应用范围很广压力、差压变送器是自动化仪表中最重要一类，应用范围很广 ，因此，因此肯定是兵家必争之地，竞争局面也是百花齐放。肯定是兵家必争之地，竞争局面也是百花齐放。 上世纪六十年代至七十年代末期，我们通常使用的是国产力平衡式电动上世纪六十年代至七十年代末期，我们通常使用的是国产力平衡式电动IIII型、型、IIIIII型变送器，精确度很低，性能也不稳定，故障率较高。型变送器，精确度很低，性能也不稳定，故障率较高。 八十年代初期，西安仪表厂与美国罗斯蒙特公司合作，在西仪生产八十年

20、代初期，西安仪表厂与美国罗斯蒙特公司合作，在西仪生产11511151系列变送器，从而开创了国外高性能变送器快速进入中国市场的先例；随后系列变送器，从而开创了国外高性能变送器快速进入中国市场的先例；随后日本富士日本富士(Fuji)(Fuji)公司公司FCFC系列变送器、日本日立系列变送器、日本日立(HITACHI)(HITACHI)公司公司EDR/EPREDR/EPR系列变系列变送器也在我国上海自动化仪表一厂、兰炼仪表厂、大连仪表厂引进生产。送器也在我国上海自动化仪表一厂、兰炼仪表厂、大连仪表厂引进生产。 随着国外仪器仪表公司变送器产品的大量涌入，我们逐步接受了包括美随着国外仪器仪表公司变送器产

21、品的大量涌入，我们逐步接受了包括美国霍尼威尔国霍尼威尔(Honeywell)(Honeywell)公司、美国罗斯蒙特公司、日本横河公司、德国公司、美国罗斯蒙特公司、日本横河公司、德国E+H(Endress+Hauser)E+H(Endress+Hauser)公司、美国福克斯波罗公司、美国福克斯波罗(Foxboro)(Foxboro)公司、日本富士公司、日本富士(Fuji)(Fuji)公司、日本日立公司、美国摩尔（公司、日本日立公司、美国摩尔（MooreMoore）公司、美国斯玛）公司、美国斯玛(Smar)(Smar)公公司等生产的产品。司等生产的产品。 九十年代初期，四川仪表总厂与横河公司合资

22、成立重庆川仪横河九十年代初期，四川仪表总厂与横河公司合资成立重庆川仪横河公司（后改成重庆横河川仪公司），生产公司（后改成重庆横河川仪公司），生产EJAEJA系列变送器，同时通过系列变送器，同时通过川仪总厂及横河公司在华的销售网络大力推销，年销售额快速增长，川仪总厂及横河公司在华的销售网络大力推销，年销售额快速增长，其风头甚至盖过罗斯蒙特公司的变送器类产品。其风头甚至盖过罗斯蒙特公司的变送器类产品。 ABB ABB公司公司19991999年推出年推出MV2000TMV2000T智能变送器后，也采用了与罗斯蒙特智能变送器后，也采用了与罗斯蒙特公司、横河公司几乎相同的方式，在中国寻求合作伙伴公司、横

23、河公司几乎相同的方式，在中国寻求合作伙伴上海威尔上海威尔泰公司，合资建立生产线，并已经取得了年销售数万台的业绩。泰公司，合资建立生产线，并已经取得了年销售数万台的业绩。 近年来，由于跨国公司在中国变送器的销售量大幅增长，除了日近年来，由于跨国公司在中国变送器的销售量大幅增长，除了日本富士公司与浙大中控仪表公司合作生产本富士公司与浙大中控仪表公司合作生产CXTCXT变送器之外，德国西门变送器之外，德国西门子公司、德国子公司、德国E+HE+H公司、公司、ABBABB公司均已在中国建立自己的变送器生产线。公司均已在中国建立自己的变送器生产线。由此可见，在中国变送器市场上的竞争将越来越激烈。由此可见，

24、在中国变送器市场上的竞争将越来越激烈。 精确度提高精确度提高 部分产品的量程比扩大部分产品的量程比扩大 稳定性和可靠性提高稳定性和可靠性提高 通讯协议更全通讯协议更全uABBABB公司的公司的2600T2652600T265系列变送器为系列变送器为 0.04% 0.04%u霍尼威尔公司的霍尼威尔公司的ST3000 100ST3000 100变送器为变送器为0.0375%0.0375%，u罗斯蒙特公司的罗斯蒙特公司的3051S3051S变送器、横河公司的变送器、横河公司的EJXEJX变送器为变送器为0.025%0.025%。 横河公司的横河公司的EJAEJA差压变送器差压变送器L L、M M、H

25、 H量量程分别为程分别为0.50.510 kPa10 kPa、1 1100 kPa100 kPa、5 5500 kPa500 kPa，量程比分别为，量程比分别为2020：1 1、100100：1 1、100100：1 1。 EJXEJX变送器变送器L L、M M、H H量程分别为量程分别为 0.1 0.110 kPa10 kPa、0.50.5100 kPa100 kPa、2.52.5500 kPa500 kPa，量程比分别为量程比分别为100100：1 1、200200：1 1、200200：1 1。 如如ABBABB公司的公司的2600T2600T变送器、霍尼威尔公司的变送器、霍尼威尔公司的ST3000/100ST3000/100变送器为变送器为5 5年，横河公司的年，横河公司的EJXEJX变送器、罗斯蒙特公司的变送器、罗斯蒙特公司的3051S305