压力元件演示教材

1、 压力测量仪表一.概述 垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力测量仪表是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。 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。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕，其他单位还有：工程大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 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

2、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。二.压力测量仪表的介绍 在我国的法定计量单位和国际单位制中，压力（或差压）的单位为帕斯卡（简称帕，用符号Pa表示）。即：1MPa=10kg=1000kPa 1kPa=1000Pa测量压力的仪表型号用“Y”表示产品所属的大类 下面就压力测量仪表具体介绍一下：一.液体压力计和玻璃管差压计 液体压力计和玻璃管差压计一般用玻璃管制成，用水或水银作为工作液体，利用液柱产生的重力与被测压力相平衡，从而可用液柱高度来反映被测压力或差压数值。二、弹性元件压力表 由弹性压力检出元件（下称弹性元件）制成的压力表，当承受压力时，弹

3、性元件在其弹性极限内产生一个可测量的变形。此变形经传动机构放大后，使指针在度盘上指示出相应的压力值。现根据不同的弹性元件，介绍几种压力表。1单圈弹簧管压力表单圈弹簧管压力表广泛用于测量对铜合金不起腐蚀作用的液体、气体和蒸汽的压力。它的弹性元件是自由端封闭的特殊成型管。当管内和管外承受不同压力时，自由端产生一定的直线位移，再通过连杆带动扇形齿轮进行角位移转换，由指针在度盘上指示出相应的压力值。压力表的型号组成及其代号的含义如下：用字母表示结构型式：不表示一I型；T-型；ZT-型；Z-型用数字表示外壳公称直径(mm)用字母表示名称：Y-压力表；Z-真空表；YZ-压力真空表此外，还有适于特殊介质用的

4、压力表，如YA型氨用压力表、YO型氧气压力表、YQ型氢气压力表和YTS型耐酸压力表等，其承受压力的部件由相应的特殊材料制成。测量氧和测量氢压力的仪表，在标度盘上的仪表名称下分别画一天蓝色或深绿色横线，氧表还应标以红色“禁油”字样。2膜片压力表膜片压力表的弹性元件是一膜片，被测介质通过接头或法兰进入膜片室，由于压力的作用，膜片产生位移，此位移再通过传动部件（动作过程与弹簧管压力表同），使指针指示被测压力值。常用的膜片压力表型号有YP型普通膜片压力表和YPF型耐腐蚀膜片压力表等，前者适用于测量对铜合金不起腐蚀作用的黏性介质压力；后者适用于测量腐蚀性较强、黏度较大的介质压力。膜片压力表有00.1，0

5、0. 16，00. 25，00.4，00.6；01，01.6，02. 5MPa等测量范围的压力表和-0.I0MPa测量范围的真空表。表壳外径有l00mm和150mm两种。 3隔膜式压力表 隔膜式压力表由膜片隔离器、连接管和普通压力表三部分组成，并且根据被测介质的要求，在其内腔填充以适当的工作液。被测介质的压力作用于隔膜片上，使之产生变形，压缩内部充填的工作液，借助于工作液的传导，压力表显示出被测压力值。它适用于测量有腐蚀性、高黏度、易结晶、含有固体状颗粒、温度较高的液体介质的压力或负压。 4膜盒压力表膜盒压力表的弹性元件为膜盒，适用于测量空气或其他无腐蚀性气体的微压或负压。被测介质一般由内径为

6、8mm的橡皮软管插到压力表接头上引入。常用的YEJ-IOI型矩形膜盒压力指示表用于指示；YEJ-11I型单限压力指示调节仪装有压力低于下限（或高于上限）给定值时进行开关量输出的附加装置；YEJ-121型双限压力指示调节仪装有可在压力低于下限和高于上限给定值时进行开关量输出的附加装置；YEM-101型集装式压力指示仪，是一种可密集安装多台机心的竖式压力指示仪。 5电接点压力指示控制仪表 (l) 电接点压力表：电接点压力表以弹簧管为测量元件，表壳直径一般为150mm，具有指示及控制电气信号通断功能，有直接作用（型号YX-150）和磁助直接作用两种方式。接点功率：直接作用式10V.A（最高工作电压3

7、80V、最大允许电流0.7A）：磁助直接作用式30V.A(最高工作电压380V、最大允许电流1A) (2) 压力指示控制仪表：YTK-04型压力控制器是由机械式压力指示与电接点机构组合而成的电接点压力指示控制仪表，外形尺寸如图1-21所示。其触点数可为一组（上限或下限）或二组（上、下限），触点电压220V、电流3A（或380V，2A），电线出口用航空插头引接。 三、远传压力表和压力变送器 远传压力表和压力变送器作为检测仪表，接受被测压力信号，并按一定规律转变为相应的电信号输出，与配套的显示仪表组成压力测量系统，前者自身还兼有机械显示装置。根据输出电信号的不同，与之配套的显示仪表亦各异。远传压力

8、表和压力变送器的弹性元件根据被测压力的大小，分别采用弹簧管、膜片、膜盒或波纹管等。它们的外形各异，有圆形、方形或其他形状。其安装方式基本上是垂直安装，由引入介质的仪表接头（一般螺纹为M201.5）与管路连接。四、双波纹管差压计 双波纹管差压计主要由测量和显示两部分组成，每台仪表还附有一个三阀组，有的还有附加装置，以构成各种型式的差压计。它通常用于与节流装置相配合测量流量，同时也可以用来测量差压及容器的液位。智能变送器 国外从80年代中期开始，随着微处理器技术和数字通信技术的发展，陆续推出了智能变送器，即采用数字处理方式、具有数字通信能力的新型变送器。国内电站从90年代开始应用 ，我们在近几年的

9、工程中最常用的是美国罗斯蒙特公司生产的3501型智能压力变送器。智能化(smart)变送器的检测原理主要有电容式、扩散硅式和电感式三种，以前两种型式为主，它们的输出信号有模拟(420mA)的和数字的两种，模拟信号除线性和平方根输出信号外，有的产品还可以有PID运算输出信号，因此也称为智能变送控制器。 智能变送器的技术条件和性能指标与常规模拟变送器相比，具有下列优点： 1)测量精确度较常规变送器的高，大部分为0. 1%或更高。 2)具有更大的量程比（量程比一最大量程使用量程；最大量程比一最大量程最小可使用量程），因此可减少变送器的规格品种。例如，ST3000压力变送器仅用三种规格，即可覆盖35k

10、Pa42MPa测量范围，而普通压力变送器需六种规格。3) 一般都有可靠的温度补偿和静压补偿，使用稳定性好。 4)具有双向通信能力，可以通过手持式智能终端（现场通信器），或者采用现场总线和DCS以通信方式联网，通过运行员站，对变送器进行远距离诊断、标定和组态。 5)具有自诊断能力，当有故障时可以正确清晰地在智能终端或DCS屏幕上显示故障信息，方便维修人员迅速地排除故障，提高系统的可靠性和可用率。6)使用带PID功能的智能变送控制器，可直接完成现场简单调节回路的控制（电动基地调节）。 三.就地压力表的选型和安装 （1）量程的选择 根据被测压力的大小确定仪表量程。对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最

11、大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3。最低测量压力值应不低于全量程的1/3。（2）精度选择 根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。（3）使用环境及介质性能的考虑 环境条件恶劣，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号。 （4）压力表外形尺寸的选择 现场就地指示的压力表一般表面直径为100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为200250m

12、m的，盘装压力表直径150mm，或用矩形压力表。 四.压力和差压变送器（1）压力变送器是测量介质压力的，我们可以大致把它分为两部分，传感器部分和信号转换部分，由于变送器的应用领域不同所以他们的种类很多。特别是传感器的结构不同，有电阻式的、有电容式的、还有频率式的。但是他们的工作原理都相近，传感器的隔离膜片是直接接触被测介质的它会因为介质的压力变化自己产生形变，这形变通过隔离液传送给测量膜片，测量膜片会产生相应的变形，（如果是电阻式的，这个形变会改变电阻值，其他形式的同理）然后信号转换部分会根据此形变所产生的信号变送出相应的电信号。 （2）差压变送器：他是测量两组介质压力差的，一般配用于差压式流

13、量计或液位计，也有测量微小压力用的，但价格比较高。差压变送器比压力变送器多一个测量压室，多一组测量膜片，他的测量值是通过正、负亚侧的压力差的到的，所以称它为差压变送器。 （3）压力变送器的选择:1.压力变送器按工作环境不同可分为三类：一、本安型，二、隔爆型，三、普通性。本安型和隔爆型都具有防暴功能，只是由于防暴等级不同他们的工作领域也不同。下面我们先了解一下第一类本安型：本安型变送器是采用本质安全电路，一般用于测量易燃易爆介质，他对外部电源要求很严格，电源电流不允许超过165mA，电压不允许超过直流30V，功率不允许超过0.9W，并联电容不允许超过0.02uF，并连电感不允许超过0.73mH,

14、在这种情况下只有使用安全栅才能满足要求。二、隔爆型也采用本质安全电路，但是它本体的严密性很好，一般工作在易燃易爆的场所中，他只要求外部电源电压不超过30V。在安装时一定要根据防暴等级的要求和给出的图示进行操作，以免出现事故。2.膜盒的选择要根据被测介质的化学成分和环境温度还有测量范围来选择。3.要根据需要选择输出信号，管道接口，电气接口，显示表头，安装方式等。 （4）、变送器的安装时要注意取压点的选择：1、对于一般气体压力的取样（如图a所示），变送器要布置在的取压点的上方，取压导管要向上引，避免由于管道有灰尘或潮湿，影响变送器测量数据。如果条件不允许，取压时必须加除尘装置。比如，锅炉的炉膛压力、制粉系统中粉管的压力、烟风道压力取样，都需要加装防堵装置。2、对于一般液体的压力的取样(如图b所示），变送器要布置在取压点的下方，取压管要向下引且必须要有坡度，避免有气体的存在，给测量造成误差。如果是在室外安装时，一次门前取压管路要尽量短，伴热保温要做好。3、对于蒸汽管道的压力取样，变送器要布置在取压点的上部，取压管路一定要向上的爬坡、因为蒸汽向上走，可以将取压管里多余的冷凝水回流。一定要有冷凝的作用，因为一般变送器的膜盒最大承受温度为60，EJA系列的为80。还有尽可能缩短一次门前取压管路，同时还要注意测量时产生的误差，因为取压管里有冷凝水，所以在压力测量时要消除这段压力 。测量蒸汽