控制工程师论坛

传感器

压力检测方法及仪表

常青树
常青树

2008-12-16

 

压力检测方法及仪表
在化工生产中, 压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。
在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。
压力的检测与控制,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。
第一节 压力单位及测压仪表
压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。



压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa）
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。
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
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
   
   
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。
　绝对压力、表压、负压（真空度）的关系


p表


P真


P绝


P绝


大气压力线



零线













测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为2类。
1、弹性式压力计
它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
2、电气式压力计

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。

第二节 弹性式压力计
一、弹性元件

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。



弹簧管式弹性元件如图(a)和(b)所示，波纹管式弹性元件如图(e)所示，薄膜式弹性元件如图(c)和(d)所示。
二、弹簧管压力表
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。



基本测量原理
单圈弹簧管是一根弯成270°圆弧的椭圆截面的空心金属管子。管子的自由端B封闭，另一端固定在接头９上。当通入被测的压力p后，由于椭圆形截面在压力p的作用下，将趋于圆形，而弯成圆弧形的弹簧管也随之产生扩张变形。同时，使弹簧管的自由端B产生位移。输入压力p越大，产生的变形也越大。由于输入压力与弹簧管自由端B的位移成正比，所以只要测得B点的位移量，就能反映压力p的大小。
注意：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。
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，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。
第三节 电气式压力计
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。
优点

1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至5×102MPa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。


组成

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。
电容式压力变送器

工作原理
先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量。


第四节 智能式变送器
智能型压力或差压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。
一、智能变送器的特点
①性能稳
电容式测量膜盒

1¡ª中心感应膜片 (可动电极)； 2¡ª固定电极； 3¡ª测量侧； 4¡ª隔离膜片

回帖

评论0

首页 | 登录 | 注册 | 返回顶部↑
手机版 | 电脑版
版权所有 Copyright(C) 2016 CE China