石油化工自动化及仪表教学全套课件第2版课件 第6章 压力检测及仪表.ppt

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1、第6章压力检测及仪表6.1压力及压力检测方法6.2常用压力检测仪表6.3压力检测仪表的选择及校验6.4压力检测系统6.1压力及压力检测方法（一）压力的定义及单位1.压力的定义压力是指垂直、均匀地作用于单位面积上的力。2.压力的单位◆工程大气压◆毫米汞柱（mmHg），毫米水柱（mmH2O）◆标准大气压◆国际单位（SI）制压力单位帕（Pa）1牛顿垂直均匀地作用在1平方米面积上所形成的压力为1“帕斯卡”，简称“帕”，符号为Pa。加上词头又有千帕（KPa）、兆帕（MPa）等。（二）压力的表示方法(1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部

2、压力称为绝对压力，用符号P绝表示。（2）大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。其值用气压计测定，用符号P大气压表示。（3）表压力通常压力测量仪器是处于大气之中，则其测量的压力值等于绝对压力和大气压力之差，称为表压力，用符号P表表示。P表=P绝－P大气压（6-1）常用压力测量仪表测得的压力值均是表压力。(4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值（负压力），其绝对值称为真空度，用符号表示。(6-2)用来测量真空度的仪器称为真空表。（5）差压设备中两处的压力之差称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数。差压的

3、测量还可作为流量和物位测量的间接手段。这几种表示方法的关系如图6-1所示（三）压力检测的主要方法及分类◆重力平衡方法◆弹性力平衡方法◆机械力平衡方法◆物性测量方法6.2常用压力检测仪表（一）液柱式压力计一般采用水银或水为工作液，用U型管、单管或斜管进行压力测量，常用于低压、负压或压力差的检测。如图6-2是用U形玻璃管检测的原理图。它的两个管口分别接压力P1和P2。当P1=P2时，左右两管的液体的高度相等，如图6-2(a)所示。当P2>P1时，U形管的两管内的液面便会产生高度差，如图6-2(b)所示。根据液体静力学原理，有(6-3)(

4、6-4)这说明U形管内两边液面的高度差h与两管口的被测压力之差成正比。如果将P1管通大气，即P1=P大气压，则(6-5)式中P为P2的表压。由此可见，用U形管可以检测两被测压力之间的差值（称差压），或检测某个表压。用U形管进行压力检测具有结构简单、读数直观、准确度较高、价格低廉等优点，它不仅能测表压、差压、还能侧负压、是科学实验研究中常用的压力检测工具。（a）(b)图6-2U型管压力计示意图但是，用U形管只能测量较低的压力或差压（不可能将U形管做得很长），测量上限不超过0.1-0.2MPa，为了便于读数，U形管一般是用玻璃做成，因此

5、易破损，同时也不能用于静压较高的差压检测，另外它只能进行现场指示。(二）活塞式压力计活塞式压力计是一种精度很高的标准器，常用于校验标准压力表及普通压力表。其结构如图6-3所示，它由压力发生部分和压力测量部分组成。1.压力发生部分螺旋压力发生器4，通过手轮7旋转丝杠8，推动工作活塞9挤压工作液，经工作液传压给测量活塞1。工作液一般采用洁净的变压器油或蓖麻油等。2.压力测量部分测量活塞1上端的托盘上放有砝码2,活塞1插入在活塞柱3内，下端承受螺旋压力发生器4向左挤压工作液5所产生的压力P的作用。当活塞1下端面因压力P作用所产生向上顶的力

6、与活塞1本身和托盘以及砝码2图6-3活塞式压力计示意图a,b,c,d-切断阀；1-测量活塞；2-砝码；3-活塞柱；4-螺旋压力发生器；5-工作液；6-压力表；7-手轮；8-丝杠；9-工作活塞；10-油杯；11-进油阀的重量相等时，活塞1将被顶起而稳定在活塞柱3内的任一平衡位置上，这时的力平衡关系为：(6-6)(6-7)可以方便而准确地由平衡时所加的砝码和活塞本身的质量得到被测压力P的数值。如果把被校压力表6上的示值P‘与这一准确的压力相比较，便可知道被校压力表的误差大小；也可以在阀上部接入标准压力表，由压力发生器改变工作液压力，比较

7、被校表和标准表上的示值进行校验，此时，阀应关闭。(三）弹性式压力计弹性式压力检测是用弹性元件作为压力敏感元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。1．测压弹性元件弹性元件在弹性限度内受压后会产生形变，变形的大小与被测压力成正比关系。如图6-4所示，目前工业上常用的测压用弹性元件主要是弹性膜片、波纹管和弹簧管等。1）弹性膜片膜片是一种沿外缘固定的片状圆形薄板或薄膜，有时也可以将两块膜片沿周边对焊起来，成一薄膜盒子，两膜片之间内充液体（如硅油），称为膜盒。平薄膜波纹膜波纹管单圈弹簧管多圈弹簧管图6-4弹性元件示意图当膜片两边压力不等时

8、，膜片就会发生形变，产生位移，当膜片位移很小时，它们之间具有良好的线性关系，这就是利用膜片进行压力检测的基本原理。图6-5单圈弹簧管结构示意图2）波纹管波纹管是一种具有同轴环状波纹，能沿轴向伸缩的测压弹性元件。当它受到轴向力作用时能产