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文档简介
1、内容提要压力的概念与压力单位压力仪表种类及工作原理压力、差压变送器种类及工作原理压力、差压变送器种类及工作原理压力计的选择、校验与安装压力计的选择、校验与安装 1化工检测仪表及自动化 压力检测及仪表压力检测及仪表压力测量的意义 化工生产中,通常遇到压力和真空度的测量。若压力不符合要求,不仅会影响生产效率,降低产品质量,还会造成严重生产事故。化学反应中,压力既影响物料平衡关系,也影响化学反应速度。所以,压力的测量与控制,对保证生产过程正常进行,达到高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。测量压力的仪表常称压力表或压力计,测量真空度的仪表称为真空表或负压计。根据生产工艺的不同要求,测压仪表可对被测压
2、力进行指示、记录,也可以带有远传报警控制等装置。压力的概念与压力单位工程上统称介质垂直作用在单位面积上的力为压力工程上统称介质垂直作用在单位面积上的力为压力2压力的单位压力的单位国际单位制法定单位:帕斯卡国际单位制法定单位:帕斯卡(Pa)。)。常用压力单位换算关系。常用压力单位换算关系。1MPa=10.1972 Kgf/cm21atm=101.325 kPa=760 mmHg1mmH2O=9.80662 Pa1压力的概念压力的概念 为了使大家了解国际单位制中的压力单位(Pa或MPa)与过去的单位之间的关系,下面给出几种单位之间的换算关系表。 2526压力单位帕/Pa兆帕/ MPa工程大气压/
3、(kgf/cm2)物理大气压/ atm汞柱/ mmHg水柱/ mH2O(磅/英寸2)/ (1b/in2)巴/bar帕111061.019710-59.86910-67.50110-31.019710-41.45010-4110-5兆帕1106110.1979.8697.5011031.01971021.45010210工程大气压9.8071049.80710-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1.01331050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.359510-31.315810-310
4、.01361.93410-21.333210-3水柱9.8061039.80610-30.10000.0967873.5511.4220.09806(磅/英寸2)6.8951036.89510-30.070310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1 各种压力单位换算表3 3压力的表示方法压力的表示方法在压力测量中,压力的的表示方法有4种:大气压力、绝对压力、表压力、负压力或真空度(1)绝对压力P :介质的真实压力。(2)表压力: aPPp (3)负压力: PPpa 大气压力绝对压力表压ppp27p表
5、P真P绝P绝大气压力线大气压力线绝对压力的零线绝对压力的零线绝对压力大气压力真空度ppp当被测压力低于大气压力时,一般用负压或真空度来表示。当被测压力低于大气压力时,一般用负压或真空度来表示。图3-4绝对压力、表压、负压(真空度)的关系4、压力测量仪表的分类(1)液柱式压力计(2)弹性式压力计 (3)活塞式压力计(4)电测式压力计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。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。28 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。 有U形管压力计、单管压力计等 这类压力计结构简单、使用方便 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视
6、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。 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量(如电压、电流、频率等)来进行测量的仪表。 29 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。 测量精度很高,允许误差可小到0.05%0.02%。 结构较复杂,价格较贵。 30二、弹性式压力计31 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。
7、可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。 32 弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。当测压范围不同时,所用的弹性元件也不一样。 图3-5 弹性元件示意图 弹簧管式弹性元件波纹管式弹性元件薄膜式弹性元件1、弹性元件的种类(1)弹簧管 结构简单,测量范围很广,最高可达109Pa。(2)波纹管 刚度小、位移量大,灵敏度高,用来测量较低的压力。(3)膜片膜盒 膜片刚度大、位移量小,灵敏度低。2、弹性元件的材料:有色金属(铜基、铁基、镍基、铌基弹性合金合金)、石英、陶瓷和硅材料等。3、弹性元件的基本特性:刚度:产生单位位移所需要的压力。弹性滞后:是指弹性材料在加载、卸载的正反行程中,相同压力下变形不同
8、,位移曲线是不重合的。弹性后效:是指载荷在停止变化之后,弹性元件在一段时间之内还会继续产生类似蠕动的位移。温度系数:温度改变1度引起的刚度的变化。1弹簧管测压原理弹簧管测压原理被测压力p作用于弹簧管内腔后,其截面变形-变园。但是,弹簧管弧长度拉伸变形可以忽略不计,弹簧管微元截面绕管轴心逆时针方向转动。所有弹簧管截面微元变形累积的结果,使整个弹簧管中心角减小,弹簧管产生向外挺直的扩张变形,自由端向右上方位移。图2.3 弹簧管的测压原理PKPabbhRE22222)1 (1、弹簧管材料的泊松系数和弹性模量; R弹簧管圆弧外半径;a、b弹簧管截面长半轴、短半轴;h弹簧管的壁厚; k弹簧管的几何参数,
9、 系数; k与弹簧管结构、尺寸、材料有关的常数。 结论(1)弹簧管变形与弹簧管结构及尺寸有关。(2)弹簧管变形与弹簧管材料性能有关。(3)弹簧管变形与被测压力P成正比。弹簧管的截面形状:有扁圆形、椭圆形、D型、双零形、8字形。弹簧管的材料:磷锡青铜(QSn4-0.3)、弹簧铜(50CrVA);不锈钢(1Cr18Ni9Ti)或恒弹性合金钢(N42CrTi,Ni42Cr6Ti)。2弹簧管的结构和材料弹簧管的结构和材料 图2.4 常见弹簧管截面形状33使用的测压元件使用的测压元件 单圈弹簧管压力表与多圈单圈弹簧管压力表与多圈弹簧管压力表。弹簧管压力表。 用途用途 普通弹簧管压力表,耐腐蚀的氨用压普通
10、弹簧管压力表,耐腐蚀的氨用压力表、禁油的氧气压力表等。力表、禁油的氧气压力表等。 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 工作原理:工作原理:被测压力由接头9通入弹簧管内腔,使弹簧管1产生弹性变形,自由端B向右上方位移。通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转,进而带动中心齿轮4作顺时针偏转,于是固定在中心齿轮上的指针5也作顺时针偏转,从而指出被测压力的数值。由于自由端B的位移量与被测压力之间成正比例关系,因此弹簧管压力表的刻度标尺是均匀的。量程调整:量程调整:改变调整螺钉8在扇形齿轮的槽孔中位置,以改变传动放大机构的放大倍数,实现压力表
11、量程的调整。变差校正:变差校正:游丝7始终给中心齿轮施加一个微小的力矩,使中心齿轮和扇形齿轮始终有一侧齿面啮合,以克服齿轮传动啮合间隙而产生的仪表变差。 在化工生产过程中,常需要把压力控制在某一范围内,在化工生产过程中,常需要把压力控制在某一范围内,即当压力低于或高于给定范围时,就会破坏正常工艺条件,即当压力低于或高于给定范围时,就会破坏正常工艺条件,甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或控制触点的压甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或控制触点的压力表。将普通弹簧管压力表稍加变化,便可成为电接点信号力表。将普通弹簧管压力表稍加变化,便可成为电接点信号压力表,它能在压力偏离给定范围时,及时
12、发出信号,以提压力表,它能在压力偏离给定范围时,及时发出信号,以提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。 35:弹簧管自由端B的位移量一般很小,直接显示有困难,所以必须通过放大机构才能指示出来。 图3-7 电接点信号压力表1,4 静触点;2 动触点;3 绿灯;5 红灯 原理:原理:压力表指针上有动触点2,表盘上另有两根可调节指针,上面分别有静触点1和4。当压力超过上限给定数值时,2和4接触,红色信号灯5的电路被接通,红灯发亮。若压力低到下限给定数值时,2与1接触,接通了绿色信号灯3的电路。1、4的位置可根据需要灵活调节。 36电接点
13、压力表作用:作用:压力越限报警、控制。结构:结构:在普通弹簧管压力表上附加触点机构而成三、电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。 371. 该仪表的,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。 图3-8 电气式压力计组成方框图 一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。 38 是根据霍尔效应制成的,即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势,从而实现压力的测量。 图3-
14、9 霍尔效应 可用下式表示 BIRUHH 式中,UH为霍尔电势;RH为霍尔常数,与霍尔片材料、几何形状有关;B为磁感应强度;I为控制电流的大小。 3939 霍尔电势与磁感应强度和电流成正比。提高B和I值可增大霍尔电势UH,但两者都有一定限度,一般I为320mA,B约为几千高斯,所得的霍尔电势UH约为几十毫伏数量级。 导体也有霍尔效应,不过它们的霍尔电势远比半导体的霍尔电势小得多。 40 将霍尔元件与弹簧管配合,就组成了霍尔片式弹簧管压力传感器,如图3-10所示。 图3-10 霍尔片式压力传感器1弹簧管;2 磁钢;3 霍尔片 当被测压力引入后,在被测压力作用下,弹簧管自由端产生位移,因而改变了霍
15、尔片在非均匀磁场中的位置,使所产生的霍尔电势与被测压力成比例。 利用这一电势即可实现远距离显示和自动控制。4142 利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金属和半导体应变片两类,被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩(拉伸)应变时,其阻值减小(增加),再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出,并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力,从而组成应变片式压力计。 图3-11 应变片压力传感器示意图1应变筒;2 外 壳 ;3密封膜片 利用单晶硅的压阻效应而构成。 采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于传感器腔内。 当压
16、力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化,再由桥式电路获得相应的电压输出信号。 43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 精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸小、重量轻、结构简单; 便于实现显示数字化; 可以测量压力,稍加改变,还可以测量差压、高度、速度、加速度等参数。 4444 是一种典型的自平衡检测仪表,它利用负反馈的工作原理克服元件材料、加工工艺等不利因素的影响,使仪表具有较高的测量精度(一般为0.5级)、工作稳定可靠、线性好、不灵敏区小等一系列优点。 45 图3-13DDZ-型电动力矩平衡
17、压力变送器示意图1测量膜片;2轴封膜片;3主杠杆;4矢量机构 5量程调整螺钉;6连杆;7副杠杆;8检测片(衔铁);9差动变压器;10反馈动圈;11放大器;12调零弹簧;13永久磁钢 DDZ-型系列为直流24V供电,输出420mA(DC),两线制,安全防爆。 fpFi 被测压力p作用在测量膜片1上,通过膜片的有效面积转变成集中力Fi,即 f为膜片的有效面积。 (3-13)464621lFlFiipKfpllF1211 该变送器是按工作的。根据主、副杠杆的平衡条件可以推导出被测压力p与输出信号I0的关系。 (3-14)式中, 、 分别为Fi、F1离支点O1的距离。1l2l(3-15)将式(3-13
18、)代入式(3-14),有式中, 为一比例系数。fllK21147tantan112pKFF02IKFf0302342IKIKllFtan0KpI 31KKK 而432lFlFf式中, 、 分别为F2及电磁反馈力 离支点O2的距离。3l4lfF将式(3-18)代入式(3-17),得(3-18)(3-17)(3-19)(3-16)联立式(3-16)与(3-19),得(3-20)式中, 为转换比例系数。48 是一种开环检测仪表,具有结构简单、过载能力强、可靠性好、测量精度高等优点,其输出信号是标准的420mA(DC)电流信号。 图3-14 电容式差压变送器原理图49先将压力的变化转换为电容量的变化,
19、然后进行测量。 结构原理组成:由检测部分和转换部分组成。图2.34 电容式差压变送器1差动电容膜盒;2-低压室压盖3低压侧导压孔;4连接螺栓;5-“O”型密封圈; 6高压室压盖;7高压侧导压口;8排气螺钉;9电容膜盒联结头;10-引线;11-中心壳座;12-前壳盖;13-表玻璃;14-显示表头;15、17-电路板;16-出线孔;18-后壳盖1、检测部分、检测部分结构:检测部分的核心是差动电容膜盒。基座8内嵌一对柱形绝缘玻璃体3,其球冠形表面镀金形成电容的固定电极。中间夹一测量膜片2,作为电容的可动电极板。基座两边分别焊接隔离膜片6将基座密封,内充工作液(硅油)。图2.36 差动电容膜盒1固定极
20、板(镀金薄膜);2-测量膜片(可动极板);3绝缘玻璃体;4硅油;5-焊接密封; 6隔离膜片;7引线;8-基座原理:测量膜片和两边固定电极分别形成电容CH和CL。压力P1、P2通过隔离膜片、硅油传递到测量膜片上。使测量膜片向低压测凸起。从而使高压侧电容极板间距增大,电容CH减小,低压侧电容极板间距减小,电容CL增大。这一电容量变化经引出线送往传送部分放大,转换为420mA DC信号输出可以有效地保护测可以有效地保护测量膜片,当差压过大并超过允许测量范围时,测量膜片,当差压过大并超过允许测量范围时,测量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上,因此不易量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上,因此不易损坏,过载后的
21、恢复特性很好,这样大大提高了损坏,过载后的恢复特性很好,这样大大提高了过载承受能力。与力矩平衡式相比,电容式没有过载承受能力。与力矩平衡式相比,电容式没有杠杆传动机构,因而尺寸紧凑,密封性与抗振性杠杆传动机构,因而尺寸紧凑,密封性与抗振性好,测量精度相应提高,可达好,测量精度相应提高,可达0.20.2级。级。 50四、智能型压力变送器是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表。 可进行远程通信 利用手持通信器,可对现场变送器进行各种运行参数的选择和标定;其精确度高,使用与维护方便。 51图3-15 3051C型智能差压变送器(420mA)方框图52图3-16 手持通信
22、器的连接示意图所用的手持通信器为275型,带有键盘及液晶显示器。可以接在现场变送器的信号端子上,就地设定或检测,也可以在远离现场的控制室中,接在某个变送器的信号线上进行远程设定及检测。 实现的功能实现的功能(1)组态(2)测量范围的变更(3)变送器的校准(4)自诊断53 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。 54五、压力计的选用及安装 压力计的选用压力计的选用应根据工艺生产过程对压力测量的要应根据工艺生产过程对压力测量的要求,结合其他各方面的情况,加以全面的考虑和具体的求,结
23、合其他各方面的情况,加以全面的考虑和具体的分析,分析, 一般考虑以下几个问题。一般考虑以下几个问题。55压力计类型的选择压力计类型的选择压力计类型的选择必须满足工业生产对远、记录、报警要求;满足介质性质、环境条件的限制。(1)压力表的选择 在腐蚀性较强、粉尘较多和淋液等环境恶劣的场合,宜选用密闭式不锈钢及全塑压力表。测量弱酸、碱、氨类及其它腐蚀性介质,应选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压力表。测量具有强腐蚀性、含固体颗粒、结晶、高粘粘稠液体介质时,可选用隔膜压力表。在机械振动较强的场合,应选用耐震压力表或船用压力表。在易燃、易爆的场合,如需电接点讯号时,应选用防爆电接点压力表。测量氨、氧、
24、氢气、氯气、乙炔、硫化氢等介质应选用专用压力表。(2)变送器、传感器的选择需要标准信号(4-20mA )传输时,应选变送器。易燃易爆场合,选用气动变送器或防爆型、本安型电动变送器。对易结晶、堵塞、粘稠或有腐蚀性的介质,可选用法兰型变送器。根据测量环境、测量精度选取变送器类型。2测量范围的选择测量范围的选择压力计量程范围的选择根据被测压力的大小确定。 被测压力比较平稳时 被测压力波动较大时 测量高压压力时 minpmaxP3SP23 minpmaxP3SP2 minpmaxP3SP35 式中 maxP 被测压力的最大值;minP 被测压力的最小值。 3压力计精度的选取压力计精度的选取所选压力计的
25、精度等级值:100 pmaxcSeA式中 maxe 工艺允许的最大误差; 所选压力计量程。 pS将被校压力计与标准压力计通以相同的压力,用标准表的示值作为真值,比较被校表的示值,以确定被校表的误差、精度、变差等性能。所选标准表的允许最大绝对误差起码应小于被校表允许最大绝对误差的三分之一。认为标准表的读数就是真实压力的数值。压力计校验仪器:活塞式压力计。压力计的校验1.压力发生部分压力发生部分压力发生部分是一种螺旋液压泵。工作液一般用变压器油或蓖麻油。 测量活塞及砝码将被顶起而稳定在某一平衡位置上时,可由砝码确定压力2.测量部分测量部分AgMM)(0式中 测量活塞的截面积; 被测压力;M、M0砝
26、码和测量活塞(包括托盘)的质量。图2.47 活塞式压力计 1测量活塞;2砝码;3测量活塞筒;4工作活塞筒;5工作液; 6压力表;7手轮;8丝杠;9工作活塞;10油杯;11进油阀;a、b、c、d锥阀一般使各个砝码的质量满足MgA为单位值,如lkPa、0.lMPa等,就可以根据平衡时所加砝码的个数方便地确定校验压力。操作步骤:1)装好被校压力表。打开油杯阀门d,反旋手轮使工作活塞右移,将油杯内的工作液吸入活塞筒中,关闭油杯阀门。MPapp562282max1例例3 3 某台往复式压缩机的出口压力范围为某台往复式压缩机的出口压力范围为25252828MPa,测量误差不得大于,测量误差不得大于1 1M
27、Pa。工艺上。工艺上要求就地观察,并能高低限报警,试正确选用一要求就地观察,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。台压力表,指出型号、精度与测量范围。 解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,由本章附录一,可查得选用YX-150型电接点压力表,测量范围为060MPa。 56316025 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
28、为060MPa,精度等级为1.5级。%67. 1%10060157 应能反映被测压力的真实大小。 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(气)体压力时,取压点应在管道下(上)部,使导压管内不积存气(液)体。 58 导压管粗细要合适,一般内径为610mm,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1:101:20的倾斜度,以利于积存于其中之液体
29、(或气体)的排出。 当被测介质易冷凝或冻结时,必须加设保温伴热管线。 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。59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响。60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图3-17(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,右图(b)表示了被测介质密度2大于和小于隔离液密度1的两种情况。图3-17 压力计安装示意图压力计;切断阀门;凝液管;取压容器61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,
30、而压力计与取压口又不在同一高度时,对由此高度而引起的测量误差应按pHg进行修正。式中H为高度差,为导压管中介质的密度,g为重力加速度。为安全起见,测量高压的压力计除选用有通气孔的外,安装时表壳应向墙壁或无人通过之处,以防发生意外。 621、HART,DE2、HART,DE3、HART,DE压力表上面的字母Y、B、A、X等分别表示什么意思?振弦式检测元件 振弦式检测元件利用弹性元件在力或压力作用下,使共固有频率发生变化即由于振动而切割它周围由永久磁铁形成的磁力线,从而在振弦上产生交变的感应电势此电势的频率等于钢弦的振动频率。一般钢弦的长度和密度可视为常数,所以感应电势的频率就与所加的力或应力有关
31、。然后作用力转换为频率信号输出。便于数据的传输、处理和存储,具有体积小重量轻、分辨率高等特点,是很有发展前途的一类检测元件。工作原理工作原理振弦式检测元件的结构原理如图 2 . 8 所示,它是由钢弦 2 、支承 1 、膜片几和永久磁铁 3 所组成钢弦 2 的一端被固定在支承 1 上,另一端固定在膜片 4 上。整个钢弦处在永久磁铁 3 所形成的磁场之中。当膜片 4 的 F 部受到力的作用时,钢弦的原始张力发生变化,从而导致钢弦的固有频率发生变化钢弦的固有频率几为式中 1 为钢弦长度; 为钢弦所受应力;T为钢弦所受张力:为钢弦材料密度;,为钢弦的线密度即单位弦长的质量钢弦激振后按固有频率振动。振筒
32、式压力检测电阻式工作原理动画力矩平衡原理动画力矩平衡原理动画霍尔效应动画霍尔效应动画膜盒式压力传感器动画膜盒式压力传感器动画扩散硅压力变送器扩散硅压力变送器硅单晶材料在受到外力作用产生极微小应变时(一般步于400微应变),其内部原子结构的电子能级状态会发生变化,从而导致其电阻率剧烈变化(G因子突变)。用此材料制成的电阻也就出现极大变化,这种物理效应称为压阻效应。利用压阻效应原理,采用集成工艺技术经过掺杂、扩散,沿单晶硅片上的特点晶向,制成应变电阻,构成惠斯凳电桥,利用硅材料的弹性力学特性,在同一切硅材料上进行各向异性微加工,就制成了一个集力敏与力电转换检测于一体的扩散硅传感器。给传感器匹配一放
33、大电路及相关部件,使之输出一个标准信号,就组成了一台完整的压力变送器。工作原理工作原理 技术特点技术特点1、 灵敏度高 扩散硅敏感电阻的灵敏因子比金属应变片高5080倍,它的满量程信号输出在80-100mv左右。对接囗电路适配性好,应用成本相应较低。由于它输入激励电压低,输出信号大,且无机械动件损耗,因而分辩率极高。2、 可靠性高 扩散硅敏感膜片的弹性形变量在微应变数量级,膜片最大位移量在来微米数量级,且无机械磨损,无疲劳,无老化。平均无故障时间长,性能稳定,可靠性高。3、 精度高 扩散硅压力传感器的感受、敏感转换和检测三位一体,无机械动件连接转换环节,所以不重复性和迟滞误差很小。由于硅材料的
34、刚性好莱坞,形变小,因而传感器的线性也非常好。因此综合表态精度很高。4、频响高 由于敏感膜片硅材料的本身固有频率高,一般在50KC。制造过程采用了集成工艺,膜片的有效面积可以很小,配以刚性结构前置安装特殊设计,使传感器频率响应很高,使用带宽可达零频至100千赫兹。5、 抗电击穿性能好 由于采用了特殊材料和装配工艺,扩散硅传感器不但可以做到130正常使用,在强磁场、高电压击穿试验中可抗击1500V/AC电压的冲击压力变送器。6、 度性能好 随着集成工艺技术进步,扩散硅敏感膜的四个电阻一致性得到进一步提高,原始的手工补偿已被激光调阻、计算机自动休整技术所替代,传感器的零位和灵敏度温度系数已达10-
35、5/数量级,工作温度也大幅度提高。7、 耐腐蚀性好 由于扩散硅材料本身优良的化学防腐性能好,即使传感器受压面不隔离,出能在普通使用中适应各种介质。硅材料又与硅油有良好的兼容性,使它在采用防腐材料隔离时结构工艺更易于实现。加之它的低电压、低电流、低功耗、低成本和本质安全防爆的特点,可替代诸多同类型的同功能产品,具有最优良的性能价格比选型1、 传感器、变送器的选择 用户根据自己所测压力的性质,首先应确定选择表压(相对于当地大气压)、差压、绝对压力或负压品种。如果测量液位,还要确定液位上方是自由大气压还是密封容器压力。如果测量密封承压容器内的液位就应该选用差压产品。2、 产品量程的确定 从产品绝对安
36、全考虑,一般选择使工作压力值在标准量程值的60%-80%为宜,整个测量系统中可能出现的异常情况所导致的过载压力不得超过产品允许的最大过载。测量动态管路液体压力时,还应考虑水垂效应,适当增大产品载量,亦可向我所进行技术咨询。3、 产品精度选择 产品等级按多项参数分档,档级越高,价格越贵。用户可依据所检测工况要求各项和某单项参数精度指标,以便用较低的价格实现较高的精度要求。产品给出的三项精度指标是采用国际最小二乘法或端基平移法计算的。选用传感器时。精度等级确定应根据测量系统分配发给传感器的最大误差选项取。有时还应考虑零位时漂、零位和满度温度系数带入的附加误差。4、 差压传感器、变送器的选择 通用差
37、压传感器、变送器通常使用在高压端压力高于低压端压力的正差压情况下,虽然扩散硅传感器都可同样用于负差压,一般两引压端基本对称,但负压端一般不另标定,如用户要求两引压端高对称性,需特别告知。低压端在系统中有可能出现的超负量程使用,此时需与我公司协商。5、频响特性 扩散硅传感器固有频率相对于其它产品较高,除此之外更多的情况是传感器结构的引压腔结构参数影响和传感器结构基体刚体的尺寸影响,后者不可能不限长,故主要还是引压腔影响,用户定货时可与我公司协商解决。6、与被测介质的匹配 传感器、变送器接囗和电子壳体由多种不同的结构材料生产。具有不同的介质兼容性,为了获得最优的使用效果,不致因介质不匹配而使产品损
38、坏,用户在选型定货时应明白介质的准确名称、浓度、温度。弹簧管压力表弹簧管式压力表是利用各种不同类型的弹性元件在压力作用下的变形来测量压力或真空。这个变形量通过传动机构,最后由指针的传动指示出来。这种压力表具有结构简单、耐寒、耐热、使用方便、测量范围广、准确度较高等优点,广泛适用于生产生活中。工作原理工作原理压力表无指示压力表故障导压管上的切断阀未打开导压管上的切断阀未打开打开切断阀打开切断阀导压管堵塞拆下导压管用钢丝疏通,用压缩空气或蒸汽吹洗干净弹簧管街头内污物淤积过多而堵塞取下指针和刻度盘拆下机芯,将弹簧管放到清洗盘清洗,并用铁丝通弹簧管裂开更换新的弹簧管中心齿轮与扇形齿轮牙齿磨损过多,以至
39、于不能咬合更换齿轮指针抖动指针抖动A、游丝损坏B、旋塞或存水弯管通道局部被堵塞C、中心轴两端弯曲,轴两端转动不同心。指针在无压时回不到零位指针在无压时回不到零位A、弹簧弯管产生永久变形失去弹性B、指针与中心轴松动,或指针卡住C、旋塞、压力表连管或存水弯管的通道堵塞。指示不正确,超过允许误差指示不正确,超过允许误差A、弹簧管因高温或过载而产生过量变形B、齿轮磨损松动C、游丝紊乱D、旋塞泄漏压力去掉后,指针不能恢复到零点压力去掉后,指针不能恢复到零点。1)指针打弯或松动,可用镊子矫正,校验后敲紧。2)游丝力矩不足,可脱开中心齿轮与扇形齿轮的啮合,反时针旋动中心齿轮轴以增大游丝反力矩。3)传动齿轮有
40、摩擦。调整传动齿轮啮合间隙。压力表指针有跳动或呆滞不转动现象压力表指针有跳动或呆滞不转动现象1)指针与表面玻璃或刻度盘相碰有磨擦。可矫正指针,加厚玻璃下面的垫圈或将指针轴孔绞大一些。2)中心齿轮轴弯曲,轴径不同心,不吻合,可取下齿轮用木锤矫正敲直或以平口钳矫直;3)两齿轮啮合处有污物,可拆下两齿轮进行清洁。4)连杆与扇形齿轮间的活动螺丝不活动或活动螺丝松脱,可用锉刀锉薄连杆厚度。仅某一检定点超差仅某一检定点超差1)在哪一刻度上发现超差,就停在哪一刻度上。检查该刻度点上各零件配合情况,传动轴孔有否受阻;连杆是否灵活;齿牙啮合点有无损伤、异物等加以排除。2)某点出现正误差时,常因齿牙啮合点有污物、
41、毛刺;出现负误差时,多由于齿牙的形损或伤齿。齿牙损伤严重者,应更换新件。无新件更换时,中心轮有伤齿可变动啮合位置,使伤齿避开传动。扇形轮有伤齿则无法调修,必须更换新件。在使用中,示值不能稳定,压力明显下降。在使用中,示值不能稳定,压力明显下降。此时首先检查压力表与压力表校验器的连接处是否漏油。如果没有漏油,校验器完好,说明弹簧管内部渗漏,应拆下刻度板作进一步检查。1)机座本身有砂眼,经长期使用后逐渐产生渗漏。需更换相同规格的机座,测量低压力可以补焊。2)长期经受脉冲压力作用,弹簧管产生疲劳或两端密封部位有渗漏。可以补焊两密封部位或重新拧紧,破裂则报废弹簧管。3)长期受到被测介质的腐蚀作用,弹簧
42、管引起泄露。需要选用耐腐蚀作用的压力表,必要时更换弹簧管。4)由于弹簧管质量问题,有明显裂纹或破裂。需更换同规格的优质弹簧管,采取相应保护措施。5)选用规格不当,被测压力接近表的测量上限,长期的压力作用产生疲劳而破裂。应该认真选用合适规格的压力表,若弹簧管破裂则更新相同规格的管子。压力指示值误差不均匀压力指示值误差不均匀1)弹簧管变形失效,位移与压力不成正比例关系,需要更换弹簧管。2)弹簧管自由端与扇形齿轮、轮杆传动比调整不当,需要重新加以检验调整。3)齿轮夹板与底板结合位置不对。应松脱结合螺丝将夹板向反时针方向传动。4)指针位移大小,致使偏前或偏后,游丝松紧不一,可调整游丝松紧,把中心齿轮转
43、动位置。当所加压力达到压力表测量上限刻度值当所加压力达到压力表测量上限刻度值时,压力表的指针仍不动或很少移动时,压力表的指针仍不动或很少移动说明压力未传到弹簧管。应先检查压力表说明压力未传到弹簧管。应先检查压力表校验器连接的密封垫片是否将接头处通道校验器连接的密封垫片是否将接头处通道堵死。若连接处没有问题,则证明压力表堵死。若连接处没有问题,则证明压力表内部堵塞,应予清洗。内部堵塞,应予清洗。 在加压过程中出现压力表指针跳动,呆滞,变差大在加压过程中出现压力表指针跳动,呆滞,变差大等现象等现象 说明传动机构有摩擦,须拆开仪表检查传动机构啮说明传动机构有摩擦,须拆开仪表检查传动机构啮合情况,进行
44、必要处理。合情况,进行必要处理。被检表误差总是增加或减少一个固定值被检表误差总是增加或减少一个固定值这种误差的特征,被检表随压力的增大,误差成等量地增加或减少,在整个测量范围内,指针读数总是与标准示值相差某一固定值。它是由于指针安装不正确而引起的系统误差。调整这种误差很容易,只要重新起针调整指针的安装位置,就可以消除,如果误差极小,微量转动一下度盘也能解决。1管内污物淤积而阻塞 洗掉簧管内污物,用钢丝疏通2扇形齿轮与小齿轮阻力过大 调整配合间隙至适中3两齿轮磨损过多,无法啮合 更换两齿轮指针回转迟钝或跳动指针回转迟钝或跳动1传动件的配合间隙过小,传动不灵活增大配合间隙,或加点钟表油2传动件间活
45、动部位有积污,传动不灵 清洗除锈,除污物或更换传动件3自由端与连杆连接不灵活 调整连接方式至灵活为止4指针与表盘、表蒙有摩擦 矫正指针,加厚玻璃下面的衬圈指针转动不平稳指针转动不平稳1扇形齿轮倾斜 矫正或更换齿轮2指针轴弯曲 校直针轴3夹板弯曲 校正夹板平直度4支柱倾斜,引起上下夹板不平行 校正支柱,加减垫圈使夹板平行。指针抖动大指针抖动大1被测介质压力波动大 关小阀门开度2齿轮间配合不好 调整齿轮配合状态3指针套与轴配合不好 调修指针套与轴的配合间隙指针偏离零位示值误差超过允许值指针偏离零位示值误差超过允许值 1传动机构的紧固螺钉松动传动机构的紧固螺钉松动 拧紧固定螺钉拧紧固定螺钉 2降压速
46、度快,指针碰弯或松动,降压速度快,指针碰弯或松动, 装紧修整更新指装紧修整更新指针,缓慢降压针,缓慢降压3弹簧管产生永久变形弹簧管产生永久变形 重装指针,必要时更换新弹重装指针,必要时更换新弹簧管簧管指示偏高指示偏高1传动比例失调传动比例失调 重调传动比例重调传动比例2正零位示值偏大正零位示值偏大 使指针在零位至负零位允许使指针在零位至负零位允许范围范围指示偏低指示偏低1传动比例失调 重新调整传动比例2弹簧管有渗漏 补焊或更换弹簧管3指针或传动机构有摩擦 找出摩擦部位并加以消除4导压管线有泄漏 找出管线泄漏处给与排除 指针不能指示上限刻度指针不能指示上限刻度1传动比小 把活节螺钉往里移 2机芯
47、固定在饥座位置不当 松开螺钉将机芯向反时针方向旋转一点3弹簧管焊接位置不当 重新焊接压力表表面模糊不清或出现水珠压力表表面模糊不清或出现水珠 1、压力表弹簧弯管有泄漏的地方。 2、弹簧弯管与支座焊接不良,有泄漏现象。 3、表壳与玻璃板结合面没有橡皮垫圈或橡皮垫老化,使表壳和玻璃板密封不好。电接点压力表由测量系统、指示系统、磁助电接点装置、外壳、调整装置和接线盒(插头座)等组成。电接点压力表的工作原理是基于测量系统中的弹簧管在被测介质的压力作用下,追使弹簧管之末端产生相应的弹性变形一位移,借助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大,由固定齿轮上的指示(连同触头)逐将被测值在度盘上指示出来。与此同时,当
48、其与设定指针上的触头(上限或下限)相接触(动断或动合)的瞬时,致使控制系统中的电路得以断开或接通,以达到自动控制和发信报警的目的。 工作原理工作原理电接点压力表因其结构简单,所以,很少出现特殊故障,但是因其为机械与电气开关的结合体,所以常见故障也为分为两个方面:即液压指示故障和开关接触不良故障液压指示故障一般为漏油或指示不准,这些故障一般都不可维修,需更换新表;而对于接点接触不良的故障,则处理的方法极为简单,就是旋动表罩中心的旋钮(高低压限定调整机构),使相应的触点碰触几次,即可排除,如电接点污损严重,则拆下表罩用细砂纸打磨一下触点即可恢复使用。电容式压力变送器 被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。工作
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