發(fā)表于：2003/12/13 11:28:00
#0樓
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壓力檢測(cè)與變送
一、概述
壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)政黨運(yùn)行，必須對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，但需說明的是，這里所說的壓力，實(shí)際上是物理概念中的壓強(qiáng)，即垂直作用在單位面積上的力。
在壓力測(cè)量中，常用絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力或真空度之分。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào)pj表示。用來測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕對(duì)壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用符號(hào)pq表示。用來測(cè)量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。稱為表壓力，用符號(hào)pb表示。即pb=pj-pq。當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕對(duì)值，稱為真空度，用符號(hào)pz表示。用來測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。既能測(cè)量壓力值又能測(cè)量真空度的儀表叫壓力真空表。
二、壓力的測(cè)量與壓力計(jì)的選擇
壓力測(cè)量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等等。壓力計(jì)測(cè)量壓力范圍寬廣可以從超真空如133×10-13Pa直到超高壓280MPa。壓力計(jì)從結(jié)構(gòu)上可分為實(shí)驗(yàn)室型和工業(yè)應(yīng)用型。壓力計(jì)的品種繁多。因此根據(jù)被測(cè)壓力對(duì)象很好地選用壓力計(jì)就顯得十分重要。
1．就地壓力指示
當(dāng)壓力在2.6Kpa時(shí),可采用膜片式壓力表、波紋管壓力表和波登管壓力表。如接近大氣壓的低壓檢測(cè)時(shí)，可用膜片式壓力表或波紋管式壓力表。
2．遠(yuǎn)距離壓力顯示
若需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離壓力顯示時(shí)，一般用氣動(dòng)或電動(dòng)壓力變壓器，也可用電氣壓力傳感器。當(dāng)壓力范圍為140~280MPa時(shí)，則應(yīng)采用高壓壓力傳感受器。當(dāng)高真空測(cè)量時(shí)可采用熱電真空計(jì)。
3．多點(diǎn)壓力測(cè)量
進(jìn)行多點(diǎn)壓力測(cè)量時(shí)，可采用巡回壓力檢測(cè)儀。
若被測(cè)壓力達(dá)到極限值需報(bào)警的，則應(yīng)選用附帶報(bào)警裝置的各類壓力計(jì)。
正確選擇壓力計(jì)除上述幾點(diǎn)考慮外，還需考慮以下幾點(diǎn)。
（1）量程的選擇 根據(jù)被測(cè)壓力的大小確定儀表量程。對(duì)于彈性式壓力表，在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4；測(cè)波動(dòng)壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3。最低測(cè)量壓力值應(yīng)不低于全量程的1/3。
（2）精度選擇 根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測(cè)量誤差，以經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的原則確定儀表的精度級(jí)。一般工業(yè)用壓力表1.5級(jí)或2.5級(jí)已足夠,科研或精密測(cè)量用0.5級(jí)或0.35級(jí)的精密壓力計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)壓力表。
（3）使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮 環(huán)境條件惡劣，，如高溫、腐蝕、潮濕、振動(dòng)等，被測(cè)介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等，以此來確定壓力表的種類和型號(hào)。
（4）壓力表外形尺寸的選擇 現(xiàn)場(chǎng)就地指示的壓力表一般表面直徑為φ100mm，在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件關(guān)差的場(chǎng)合用表面直徑為φ200~φ250mm的，盤裝壓力表直徑為φ150mm，或用矩形壓力表。常用彈性式壓力表規(guī)格見表2-1-13。
表2-1-13常用彈性式壓力表規(guī)格
1．普通包端管壓力表
型號(hào) 結(jié)構(gòu) 公 稱直 徑 測(cè)量范圍，MPa 精 度等 級(jí) 用途
Y40Y40Z 徑向軸向無邊 φ40 0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.6 1 2.5 測(cè)量對(duì)銅合金不起腐蝕的液體氣體、蒸汽壓力
Y60Y60T（Y60TQ）Y60ZY60ZQ 徑向徑向帶后邊軸向無邊軸向帶前邊 φ60 0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.60~1, 1.6, 2.5, 4, 6-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9-0.1~1.5,-0.1~2.4 測(cè)量對(duì)銅和鋼全金不超腐蝕的液體、氣體或蒸汽的壓力或真空度
Y100 徑向 φ100 0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.60~1, 1.6, 2.5, 4, 6-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9-0.1~1.5,-0.1~2.4 1．5
Y100T 徑向帶后邊
Y100ZQ 軸向帶前邊
Y100TQ 徑向帶前邊
Y150 徑向 φ150
Y150T 徑向帶后邊
Y150ZQ 軸向帶前邊
Y150TQ 徑向帶前邊
Y260 徑向 φ260
2．精密包端管壓力表（可作標(biāo)準(zhǔn)壓力表）
型號(hào) 結(jié)構(gòu) 公稱直 徑 測(cè)量范圍，MPa 精度等級(jí) 用途 備注
YB-160AYB-160B 徑向 φ160 -0.1~0,0~0.1,0,160.4,0.6,1,1.62.5,4,6,10,1625,40,60生產(chǎn)0~0.1—0~6 0.250.4 可校普通壓力表或精密測(cè)量液體氣體、蒸汽壓力和負(fù)壓 A一表示儀表零點(diǎn)可調(diào)B—表示儀表帶有鏡面C—帶鏡面且可調(diào)零
YB-160C 徑向中壓
YB-160 徑向
符號(hào)說明：儀表型號(hào)中，常用漢語拼音的第一個(gè)字母表示某種意義，如Y-壓力，Z—真空（阻尼），B—標(biāo)準(zhǔn)（防爆），J—精密（矩形），A—氨表，X—信號(hào)（電接點(diǎn)），P—膜片，E—膜盒，數(shù)字表示表面尺寸（mm），尺寸后的符號(hào)表示結(jié)構(gòu)或配接的儀表。
4．包裝管壓力表在測(cè)量運(yùn)行中的常見故障及處理方法。
包裝管壓力表常見故障及處理方法見表2-1-14。
表2-1-14包端管壓力表在運(yùn)行中的常見故障及處理方法
故障現(xiàn)象 可能原因 處理方法
壓力表無指示 導(dǎo)壓管上的切斷閥未打開 打開切斷閥
導(dǎo)壓管堵塞 拆下導(dǎo)壓管，用鋼絲疏通，用壓縮空氣或蒸汽吹洗干凈
彈簧管接頭內(nèi)污物淤積過多而堵塞 取下指針和刻度盤，拆下機(jī)芯，將彈簧管放到清洗盤清洗，并用鋼絲疏通
彈簧管裂開 更換新的彈簧管
中心齒輪與扇形齒輪牙齒磨損過多，以致不能嚙合 更換新的彈簧管
指針抖動(dòng)大 被測(cè)介質(zhì)壓力波動(dòng)大 關(guān)小閥門開度
壓力計(jì)的安裝位置震動(dòng)大 固定壓力計(jì)或在許可的情況下把壓力計(jì)移到震動(dòng)較小的地方，也可裝減震器
壓力表指針有跳動(dòng)或呆滯現(xiàn)象 指針與表面玻璃或刻度盤相碰有磨擦 矯正指針，加厚玻璃下面的墊圈或?qū)⒅羔樰S孱鉸大一些
中心齒輪軸彎曲 取下齒輪在鐵鐓上用木錘矯正敲直
兩齒輪嚙合處有污物 拆下兩齒輪進(jìn)行清洗
連桿與扇形齒輪間的活動(dòng)螺絲不靈活 用銼九銼薄連桿厚度
壓力去掉后，指針不能恢復(fù)到零點(diǎn) 指針打彎 用鑷子矯直
游絲力矩不足 脫開中心齒輪與扇形齒輪的嚙合，反時(shí)針旋動(dòng)中心軸以增大游絲反力矩
指針?biāo)蓜?dòng) 校驗(yàn)后敲緊
傳動(dòng)齒輪有磨擦 調(diào)整傳動(dòng)齒輪嚙合間隙
彈簧管變形失效 更換彈簧管
壓力指示值誤差不均勻 彈簧管自由端與扇形齒輪、連桿傳動(dòng)比調(diào)不整不當(dāng) 重新校驗(yàn)調(diào)整
指示偏高 傳動(dòng)比失調(diào) 重新調(diào)整
指示偏低 傳動(dòng)比失調(diào) 重新調(diào)整
彈簧管有滲漏 補(bǔ)焊或更換新的彈簧管
指針或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有磨擦 找出磨擦部位并加以消除
導(dǎo)壓管線有泄漏 逐段檢查管線，找出泄漏之處給予排除
指針不能指示到上限刻度 傳動(dòng)比小 把活節(jié)螺絲向里移
機(jī)芯固定在機(jī)座位置不當(dāng) 松開螺絲將機(jī)芯向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)
彈簧管焊接位置不當(dāng) 重新焊接
三、壓力傳感器
壓力傳感器是壓力檢測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測(cè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成容易測(cè)量的電信號(hào)作輸出，給顯示儀表顯示壓力值，或供控制和報(bào)警使用。
壓力傳感器的種類很多，常用壓力傳感器的性能比較如表2-1-15所示。
表2-1-15幾種常用的壓力傳感器的性能比較
類別 精度等級(jí) 測(cè)量范圍 輸出信號(hào) 體積 溫度影響 抗振動(dòng)沖擊性能 安裝維護(hù)
電位器式 1.5 低中壓 電阻 大 小 差 方便
應(yīng) 粘 膜片式 0.2 中壓 20mV 小 大 好 方便
變 貼 彈性粱式（波紋管） 0.3 負(fù)壓及中壓 24mV 較大 小 差 方便
式 式 應(yīng)變簡(jiǎn)式(垂鏈膜片) 1 中高壓 12mV 小 小 好 利用強(qiáng)制水冷,有較小的溫度誤差,測(cè)量方便
非粘貼式 張絲式 0.5 低壓 10mV 小 小 好 方便
霍爾式 1.5 低中壓 30mV 小 大 差 方便
氣膜式 0.5 低中壓 200mV 小 大 較好 復(fù)雜
差動(dòng)變壓器式 1 低中壓 100mA①(30mV①) 大 小 差 方便
壓電式 0.2 微低壓 1~5V① 小 小 較好 方便
壓阻式 0.2 低中壓 10mV 小 大 好 方便
電容式 1 微低壓 1~3V①(20 mA) 較大 大 好 復(fù)雜
振頻式 0.5 低中高壓 頻率 小 大 差 復(fù)雜
① 表示輸出信號(hào)經(jīng)過放大。
1．應(yīng)變式壓力傳感器
應(yīng)變式壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進(jìn)行測(cè)量的，應(yīng)變片是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的電阻體，其阻值隨壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化。對(duì)于金屬導(dǎo)體，電阻變化率 的表達(dá)式為：
（2-1-8）
式中μ—材料的泊松系數(shù)；
ε—應(yīng)變量。
圖2-1-9為國(guó)產(chǎn)BPR-2型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
應(yīng)變片R1、R2與另兩個(gè)固定電阻R3、R4組成一個(gè)橋式電路，見圖2-1-9（b），由于R1和R2的阻值變化使橋路失去平衡，從而獲得不平衡電壓作為傳感器的輸出信號(hào)，本傳感器橋路的電源為10V（直流），最大的輸出為5mV直流信號(hào)，再經(jīng)前置放大成為電動(dòng)單元組合儀表的輸入信號(hào)。
BPR-2型壓力傳感器有0~1MPa、0~10MPa、0~30MP等多種量程可供選用。選擇時(shí)測(cè)量上限一般以不超過儀表量程的80%為宜，本傳感器主要適用于變化較快的壓力測(cè)量，其非線性及滯后誤差小于±1%。
2．壓電式壓力傳感器
壓電式傳感器的原理是基于某些晶體材料的壓電效應(yīng)，目前廣泛使用的壓電材料有石英和鈦酸鋇等，當(dāng)這些晶體受壓力作用發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，在其相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上產(chǎn)生異性電荷，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”。
晶體上所產(chǎn)生的電荷的大小與外部施加的壓力成正比，即
（2-1-9）
式中：q—壓電量（電荷數(shù)）；
p—外部施加的壓力；
η—壓電常數(shù)。
這種壓力傳感器的特點(diǎn)是：體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需外
加電源，靈敏度和響應(yīng)頻率高，適用于動(dòng)態(tài)壓力的測(cè)量，廣泛
地應(yīng)用于空氣動(dòng)力學(xué)、爆炸力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量
等等。其測(cè)量范圍可從0~700pa到0~70Mpa精確度可達(dá)0.1%.
壓力式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-1-10所示.圖中,由受壓薄壁筒給
出預(yù)載力,并將一撓性材料制成非常薄的膜片進(jìn)行密封.預(yù)載筒
外的空腔可以連接冷卻系統(tǒng),以保證傳感器工作在環(huán)境溫度一定的條件下,這樣就避免了因溫度變化所造成的預(yù)載力變化而引起測(cè)量誤差.
3.光導(dǎo)纖維壓力傳感器
光導(dǎo)纖維壓力傳感器與傳統(tǒng)壓力傳感器相比,有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):利用光波傳導(dǎo)壓力信息,不受電磁干擾,電氣絕緣好,耐腐蝕,無電火花,可以在高壓、易燃易爆的環(huán)境中測(cè)量壓力、流量、液位等。它靈敏高度，體積小，可撓性好，可插入狹窄的空間是進(jìn)行測(cè)量，因此而得到重視，并且得到迅速發(fā)展。
圖2-1-11所示為Y型光導(dǎo)纖維壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理圖，它由金屬膜片杯、Y型光導(dǎo)纖維、光源、光接收器及支架等組成。膜片與Y型光導(dǎo)纖維端面間距離約為0.1mm。這種傳感器能測(cè)0~35MPa動(dòng)態(tài)壓力，也可測(cè)量低壓，輸出信號(hào)較大。
當(dāng)被測(cè)壓力作用于膜片杯時(shí)，膜片發(fā)生位移，從而改變了光導(dǎo)纖維與膜片之間的距離，使光導(dǎo)纖維接收到反射光量變化，這光量由光電元件接收器接收，并且轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)放大器放大后，顯示被測(cè)壓力值。
傳感器要求光源穩(wěn)定，否則要采取補(bǔ)償措施，以消除光源波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
四、壓力變壓器
需要在控制室內(nèi)顯示壓力的儀表，一般選用壓力變壓器或壓力傳感器，對(duì)于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，常選用氣動(dòng)壓力變壓器、防爆型電動(dòng)Ⅱ型或Ⅲ型壓力變壓器；對(duì)于微壓力的測(cè)量，可采用微差壓變壓器；對(duì)粘稠、易堵、易結(jié)晶和腐蝕強(qiáng)的介質(zhì)，宜選用帶法蘭的膜片式壓變壓器；在大氣腐蝕場(chǎng)所及強(qiáng)腐蝕性等介質(zhì)測(cè)量中，還可選用1151系列或820系列壓力變送器。
壓力變送器主要技術(shù)性能見表2-1-16。
表2-1-16壓力變送器主要技術(shù)性能
QBY氣動(dòng)壓力變送器是QDZ系列氣動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)品種，
它用來測(cè)量生產(chǎn)過程中各種液體、蒸汽以及氣體的壓力、負(fù)壓和絕對(duì)壓力。
氣動(dòng)壓力變送器的結(jié)構(gòu)除了測(cè)量部分外，轉(zhuǎn)動(dòng)換部分與氣動(dòng)差壓變送器相
同。
壓力變送器測(cè)量部分的測(cè)壓敏感元件所產(chǎn)生的測(cè)量力的大小范圍約
為50~100N，最高不超過150N。根據(jù)這一要求，敏感元件的選擇依據(jù)
由制成的波紋管，其結(jié)構(gòu)原理如圖2-1-12所示。當(dāng)被測(cè)壓力p進(jìn)入測(cè)量
室后，經(jīng)測(cè)量波紋管轉(zhuǎn)換成測(cè)量力，通過推桿用在主杠桿上，傳遞到氣
動(dòng)轉(zhuǎn)換部分。測(cè)量中、高壓（2.5~10MPa,10~60 MPa）的敏感元件一般采
用鉻釩鋼制成的包端管,它的測(cè)量原理是利用包端管末端產(chǎn)生的徑向
分力,通過推桿2作用在主杠桿3的下端,帶動(dòng)變送器的氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分動(dòng)
作.圖2-1-13為中高壓壓力變送器測(cè)量部分的結(jié)構(gòu)原理示意圖.
圖2-1-14為絕對(duì)壓力變送器測(cè)量部分的結(jié)構(gòu)原理圖,主要由兩個(gè)不銹鋼波紋管組成.波紋管1為測(cè)量波紋管,波紋管2為補(bǔ)償波紋管,被抽成真空.兩個(gè)波紋管的有效面積相等,即A1=A2
當(dāng)被測(cè)壓力P1進(jìn)入測(cè)量波紋管1時(shí)，在被測(cè)壓力p1與大氣壓力p2的差壓作用下，測(cè)量波紋管產(chǎn)生一個(gè)推力：
由于補(bǔ)償波紋管已被抽成真空，所以它僅僅受到周圍大氣壓力p2的作用，它所產(chǎn)生的壓縮力為：
F2=p2A2
則作用在主杠桿4上的合力（即測(cè)量力）為：
（2-1-10）
從上式知，測(cè)量力F與被測(cè)壓力p1成正比，而與大氣壓力p2無關(guān)，所以測(cè)得的壓力為絕對(duì)壓力，無論大氣壓力如何變化，大氣壓力對(duì)波紋管1與對(duì)波紋客2作用所產(chǎn)生的力總是相互抵消的，這樣就補(bǔ)償了由于大氣壓力變化而引起的測(cè)量誤差，它的測(cè)量范圍最小約為1.4kpa,最大可達(dá)220kpa。
表2-1-17 DBY矢量壓力變送器型號(hào)規(guī)格表
名稱 型號(hào) 量程范圍，MPa 基本誤差% 用途
矢量壓力變送器 DBY-111A-Ⅲ 0~0.008…0~0.03 ±1 DBY矢量壓力變送器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中,主要用于檢測(cè),可連續(xù)測(cè)量蒸汽、氣體、液體等介質(zhì)的壓力或負(fù)壓力（真空吸力），并將被測(cè)量值轉(zhuǎn)換為4~20mA直流信號(hào)輸出
DBY-112A-Ⅲ 0~0.025…0~0.1 ±1
* DBY-121A-Ⅲ 0~0.08…0~0. 3 ±0.5
* DBY-122A-Ⅲ 0~0.250~1.0 ±0.5
* DBY-131A-Ⅲ 0~0.6…0~2.5 ±0.5
DBY-132A-Ⅲ 0~2.5…0~10 ±0.5
DBY-141A-Ⅲ 0~10…0~25 ±0.5
DBY-142A-Ⅲ 0~25…0~60 ±0.5
DBY-011A-Ⅲ 0~-0.008…0~-0.03 ±1
DBY-012A-Ⅲ 0~-0.025…0~-0.1 ±1
DBY-321A-Ⅲ 0~60kpa…0~200 kpa ±1
注:帶*者為可以生產(chǎn)防腐型(與介質(zhì)接觸部分為一般不銹鋼).
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壓力檢測(cè)與變送
一、概述
壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)政黨運(yùn)行，必須對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，但需說明的是，這里所說的壓力，實(shí)際上是物理概念中的壓強(qiáng)，即垂直作用在單位面積上的力。
在壓力測(cè)量中，常用絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力或真空度之分。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào)pj表示。用來測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕對(duì)壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用符號(hào)pq表示。用來測(cè)量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。稱為表壓力，用符號(hào)pb表示。即pb=pj-pq。當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕對(duì)值，稱為真空度，用符號(hào)pz表示。用來測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。既能測(cè)量壓力值又能測(cè)量真空度的儀表叫壓力真空表。
二、壓力的測(cè)量與壓力計(jì)的選擇
壓力測(cè)量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等等。壓力計(jì)測(cè)量壓力范圍寬廣可以從超真空如133×10-13Pa直到超高壓280MPa。壓力計(jì)從結(jié)構(gòu)上可分為實(shí)驗(yàn)室型和工業(yè)應(yīng)用型。壓力計(jì)的品種繁多。因此根據(jù)被測(cè)壓力對(duì)象很好地選用壓力計(jì)就顯得十分重要。
1．就地壓力指示
當(dāng)壓力在2.6Kpa時(shí),可采用膜片式壓力表、波紋管壓力表和波登管壓力表。如接近大氣壓的低壓檢測(cè)時(shí)，可用膜片式壓力表或波紋管式壓力表。
2．遠(yuǎn)距離壓力顯示
若需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離壓力顯示時(shí)，一般用氣動(dòng)或電動(dòng)壓力變壓器，也可用電氣壓力傳感器。當(dāng)壓力范圍為140~280MPa時(shí)，則應(yīng)采用高壓壓力傳感受器。當(dāng)高真空測(cè)量時(shí)可采用熱電真空計(jì)。
3．多點(diǎn)壓力測(cè)量
進(jìn)行多點(diǎn)壓力測(cè)量時(shí)，可采用巡回壓力檢測(cè)儀。
若被測(cè)壓力達(dá)到極限值需報(bào)警的，則應(yīng)選用附帶報(bào)警裝置的各類壓力計(jì)。
正確選擇壓力計(jì)除上述幾點(diǎn)考慮外，還需考慮以下幾點(diǎn)。
（1）量程的選擇 根據(jù)被測(cè)壓力的大小確定儀表量程。對(duì)于彈性式壓力表，在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4；測(cè)波動(dòng)壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3。最低測(cè)量壓力值應(yīng)不低于全量程的1/3。
（2）精度選擇 根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測(cè)量誤差，以經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的原則確定儀表的精度級(jí)。一般工業(yè)用壓力表1.5級(jí)或2.5級(jí)已足夠,科研或精密測(cè)量用0.5級(jí)或0.35級(jí)的精密壓力計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)壓力表。
（3）使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮 環(huán)境條件惡劣，，如高溫、腐蝕、潮濕、振動(dòng)等，被測(cè)介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等，以此來確定壓力表的種類和型號(hào)。
（4）壓力表外形尺寸的選擇 現(xiàn)場(chǎng)就地指示的壓力表一般表面直徑為φ100mm，在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件關(guān)差的場(chǎng)合用表面直徑為φ200~φ250mm的，盤裝壓力表直徑為φ150mm，或用矩形壓力表。常用彈性式壓力表規(guī)格見表2-1-13。
表2-1-13常用彈性式壓力表規(guī)格
1．普通包端管壓力表
型號(hào) 結(jié)構(gòu) 公 稱直 徑 測(cè)量范圍，MPa 精 度等 級(jí) 用途
Y40Y40Z 徑向軸向無邊 φ40 0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.6 1 2.5 測(cè)量對(duì)銅合金不起腐蝕的液體氣體、蒸汽壓力
Y60Y60T（Y60TQ）Y60ZY60ZQ 徑向徑向帶后邊軸向無邊軸向帶前邊 φ60 0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.60~1, 1.6, 2.5, 4, 6-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9-0.1~1.5,-0.1~2.4 測(cè)量對(duì)銅和鋼全金不超腐蝕的液體、氣體或蒸汽的壓力或真空度
Y100 徑向 φ100 0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.60~1, 1.6, 2.5, 4, 6-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9-0.1~1.5,-0.1~2.4 1．5
Y100T 徑向帶后邊
Y100ZQ 軸向帶前邊
Y100TQ 徑向帶前邊
Y150 徑向 φ150
Y150T 徑向帶后邊
Y150ZQ 軸向帶前邊
Y150TQ 徑向帶前邊
Y260 徑向 φ260
2．精密包端管壓力表（可作標(biāo)準(zhǔn)壓力表）
型號(hào) 結(jié)構(gòu) 公稱直 徑 測(cè)量范圍，MPa 精度等級(jí) 用途 備注
YB-160AYB-160B 徑向 φ160 -0.1~0,0~0.1,0,160.4,0.6,1,1.62.5,4,6,10,1625,40,60生產(chǎn)0~0.1—0~6 0.250.4 可校普通壓力表或精密測(cè)量液體氣體、蒸汽壓力和負(fù)壓 A一表示儀表零點(diǎn)可調(diào)B—表示儀表帶有鏡面C—帶鏡面且可調(diào)零
YB-160C 徑向中壓
YB-160 徑向
符號(hào)說明：儀表型號(hào)中，常用漢語拼音的第一個(gè)字母表示某種意義，如Y-壓力，Z—真空（阻尼），B—標(biāo)準(zhǔn)（防爆），J—精密（矩形），A—氨表，X—信號(hào)（電接點(diǎn)），P—膜片，E—膜盒，數(shù)字表示表面尺寸（mm），尺寸后的符號(hào)表示結(jié)構(gòu)或配接的儀表。
4．包裝管壓力表在測(cè)量運(yùn)行中的常見故障及處理方法。
包裝管壓力表常見故障及處理方法見表2-1-14。
表2-1-14包端管壓力表在運(yùn)行中的常見故障及處理方法
故障現(xiàn)象 可能原因 處理方法
壓力表無指示 導(dǎo)壓管上的切斷閥未打開 打開切斷閥
導(dǎo)壓管堵塞 拆下導(dǎo)壓管，用鋼絲疏通，用壓縮空氣或蒸汽吹洗干凈
彈簧管接頭內(nèi)污物淤積過多而堵塞 取下指針和刻度盤，拆下機(jī)芯，將彈簧管放到清洗盤清洗，并用鋼絲疏通
彈簧管裂開 更換新的彈簧管
中心齒輪與扇形齒輪牙齒磨損過多，以致不能嚙合 更換新的彈簧管
指針抖動(dòng)大 被測(cè)介質(zhì)壓力波動(dòng)大 關(guān)小閥門開度
壓力計(jì)的安裝位置震動(dòng)大 固定壓力計(jì)或在許可的情況下把壓力計(jì)移到震動(dòng)較小的地方，也可裝減震器
壓力表指針有跳動(dòng)或呆滯現(xiàn)象 指針與表面玻璃或刻度盤相碰有磨擦 矯正指針，加厚玻璃下面的墊圈或?qū)⒅羔樰S孱鉸大一些
中心齒輪軸彎曲 取下齒輪在鐵鐓上用木錘矯正敲直
兩齒輪嚙合處有污物 拆下兩齒輪進(jìn)行清洗
連桿與扇形齒輪間的活動(dòng)螺絲不靈活 用銼九銼薄連桿厚度
壓力去掉后，指針不能恢復(fù)到零點(diǎn) 指針打彎 用鑷子矯直
游絲力矩不足 脫開中心齒輪與扇形齒輪的嚙合，反時(shí)針旋動(dòng)中心軸以增大游絲反力矩
指針?biāo)蓜?dòng) 校驗(yàn)后敲緊
傳動(dòng)齒輪有磨擦 調(diào)整傳動(dòng)齒輪嚙合間隙
彈簧管變形失效 更換彈簧管
壓力指示值誤差不均勻 彈簧管自由端與扇形齒輪、連桿傳動(dòng)比調(diào)不整不當(dāng) 重新校驗(yàn)調(diào)整
指示偏高 傳動(dòng)比失調(diào) 重新調(diào)整
指示偏低 傳動(dòng)比失調(diào) 重新調(diào)整
彈簧管有滲漏 補(bǔ)焊或更換新的彈簧管
指針或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有磨擦 找出磨擦部位并加以消除
導(dǎo)壓管線有泄漏 逐段檢查管線，找出泄漏之處給予排除
指針不能指示到上限刻度 傳動(dòng)比小 把活節(jié)螺絲向里移
機(jī)芯固定在機(jī)座位置不當(dāng) 松開螺絲將機(jī)芯向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)
彈簧管焊接位置不當(dāng) 重新焊接
三、壓力傳感器
壓力傳感器是壓力檢測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測(cè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成容易測(cè)量的電信號(hào)作輸出，給顯示儀表顯示壓力值，或供控制和報(bào)警使用。
壓力傳感器的種類很多，常用壓力傳感器的性能比較如表2-1-15所示。
表2-1-15幾種常用的壓力傳感器的性能比較
類別 精度等級(jí) 測(cè)量范圍 輸出信號(hào) 體積 溫度影響 抗振動(dòng)沖擊性能 安裝維護(hù)
電位器式 1.5 低中壓 電阻 大 小 差 方便
應(yīng) 粘 膜片式 0.2 中壓 20mV 小 大 好 方便
變 貼 彈性粱式（波紋管） 0.3 負(fù)壓及中壓 24mV 較大 小 差 方便
式 式 應(yīng)變簡(jiǎn)式(垂鏈膜片) 1 中高壓 12mV 小 小 好 利用強(qiáng)制水冷,有較小的溫度誤差,測(cè)量方便
非粘貼式 張絲式 0.5 低壓 10mV 小 小 好 方便
霍爾式 1.5 低中壓 30mV 小 大 差 方便
氣膜式 0.5 低中壓 200mV 小 大 較好 復(fù)雜
差動(dòng)變壓器式 1 低中壓 100mA①(30mV①) 大 小 差 方便
壓電式 0.2 微低壓 1~5V① 小 小 較好 方便
壓阻式 0.2 低中壓 10mV 小 大 好 方便
電容式 1 微低壓 1~3V①(20 mA) 較大 大 好 復(fù)雜
振頻式 0.5 低中高壓 頻率 小 大 差 復(fù)雜
① 表示輸出信號(hào)經(jīng)過放大。
1．應(yīng)變式壓力傳感器
應(yīng)變式壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進(jìn)行測(cè)量的，應(yīng)變片是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的電阻體，其阻值隨壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化。對(duì)于金屬導(dǎo)體，電阻變化率 的表達(dá)式為：
（2-1-8）
式中μ—材料的泊松系數(shù)；
ε—應(yīng)變量。
圖2-1-9為國(guó)產(chǎn)BPR-2型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
應(yīng)變片R1、R2與另兩個(gè)固定電阻R3、R4組成一個(gè)橋式電路，見圖2-1-9（b），由于R1和R2的阻值變化使橋路失去平衡，從而獲得不平衡電壓作為傳感器的輸出信號(hào)，本傳感器橋路的電源為10V（直流），最大的輸出為5mV直流信號(hào)，再經(jīng)前置放大成為電動(dòng)單元組合儀表的輸入信號(hào)。
BPR-2型壓力傳感器有0~1MPa、0~10MPa、0~30MP等多種量程可供選用。選擇時(shí)測(cè)量上限一般以不超過儀表量程的80%為宜，本傳感器主要適用于變化較快的壓力測(cè)量，其非線性及滯后誤差小于±1%。
2．壓電式壓力傳感器
壓電式傳感器的原理是基于某些晶體材料的壓電效應(yīng)，目前廣泛使用的壓電材料有石英和鈦酸鋇等，當(dāng)這些晶體受壓力作用發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，在其相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上產(chǎn)生異性電荷，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”。
晶體上所產(chǎn)生的電荷的大小與外部施加的壓力成正比，即
（2-1-9）
式中：q—壓電量（電荷數(shù)）；
p—外部施加的壓力；
η—壓電常數(shù)。
這種壓力傳感器的特點(diǎn)是：體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需外
加電源，靈敏度和響應(yīng)頻率高，適用于動(dòng)態(tài)壓力的測(cè)量，廣泛
地應(yīng)用于空氣動(dòng)力學(xué)、爆炸力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量
等等。其測(cè)量范圍可從0~700pa到0~70Mpa精確度可達(dá)0.1%.
壓力式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-1-10所示.圖中,由受壓薄壁筒給
出預(yù)載力,并將一撓性材料制成非常薄的膜片進(jìn)行密封.預(yù)載筒
外的空腔可以連接冷卻系統(tǒng),以保證傳感器工作在環(huán)境溫度一定的條件下,這樣就避免了因溫度變化所造成的預(yù)載力變化而引起測(cè)量誤差.
3.光導(dǎo)纖維壓力傳感器
光導(dǎo)纖維壓力傳感器與傳統(tǒng)壓力傳感器相比,有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):利用光波傳導(dǎo)壓力信息,不受電磁干擾,電氣絕緣好,耐腐蝕,無電火花,可以在高壓、易燃易爆的環(huán)境中測(cè)量壓力、流量、液位等。它靈敏高度，體積小，可撓性好，可插入狹窄的空間是進(jìn)行測(cè)量，因此而得到重視，并且得到迅速發(fā)展。
圖2-1-11所示為Y型光導(dǎo)纖維壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理圖，它由金屬膜片杯、Y型光導(dǎo)纖維、光源、光接收器及支架等組成。膜片與Y型光導(dǎo)纖維端面間距離約為0.1mm。這種傳感器能測(cè)0~35MPa動(dòng)態(tài)壓力，也可測(cè)量低壓，輸出信號(hào)較大。
當(dāng)被測(cè)壓力作用于膜片杯時(shí)，膜片發(fā)生位移，從而改變了光導(dǎo)纖維與膜片之間的距離，使光導(dǎo)纖維接收到反射光量變化，這光量由光電元件接收器接收，并且轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)放大器放大后，顯示被測(cè)壓力值。
傳感器要求光源穩(wěn)定，否則要采取補(bǔ)償措施，以消除光源波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
四、壓力變壓器
需要在控制室內(nèi)顯示壓力的儀表，一般選用壓力變壓器或壓力傳感器，對(duì)于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，常選用氣動(dòng)壓力變壓器、防爆型電動(dòng)Ⅱ型或Ⅲ型壓力變壓器；對(duì)于微壓力的測(cè)量，可采用微差壓變壓器；對(duì)粘稠、易堵、易結(jié)晶和腐蝕強(qiáng)的介質(zhì)，宜選用帶法蘭的膜片式壓變壓器；在大氣腐蝕場(chǎng)所及強(qiáng)腐蝕性等介質(zhì)測(cè)量中，還可選用1151系列或820系列壓力變送器。
壓力變送器主要技術(shù)性能見表2-1-16。
表2-1-16壓力變送器主要技術(shù)性能
QBY氣動(dòng)壓力變送器是QDZ系列氣動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)品種，
它用來測(cè)量生產(chǎn)過程中各種液體、蒸汽以及氣體的壓力、負(fù)壓和絕對(duì)壓力。
氣動(dòng)壓力變送器的結(jié)構(gòu)除了測(cè)量部分外，轉(zhuǎn)動(dòng)換部分與氣動(dòng)差壓變送器相
同。
壓力變送器測(cè)量部分的測(cè)壓敏感元件所產(chǎn)生的測(cè)量力的大小范圍約
為50~100N，最高不超過150N。根據(jù)這一要求，敏感元件的選擇依據(jù)
由制成的波紋管，其結(jié)構(gòu)原理如圖2-1-12所示。當(dāng)被測(cè)壓力p進(jìn)入測(cè)量
室后，經(jīng)測(cè)量波紋管轉(zhuǎn)換成測(cè)量力，通過推桿用在主杠桿上，傳遞到氣
動(dòng)轉(zhuǎn)換部分。測(cè)量中、高壓（2.5~10MPa,10~60 MPa）的敏感元件一般采
用鉻釩鋼制成的包端管,它的測(cè)量原理是利用包端管末端產(chǎn)生的徑向
分力,通過推桿2作用在主杠桿3的下端,帶動(dòng)變送器的氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分動(dòng)
作.圖2-1-13為中高壓壓力變送器測(cè)量部分的結(jié)構(gòu)原理示意圖.
圖2-1-14為絕對(duì)壓力變送器測(cè)量部分的結(jié)構(gòu)原理圖,主要由兩個(gè)不銹鋼波紋管組成.波紋管1為測(cè)量波紋管,波紋管2為補(bǔ)償波紋管,被抽成真空.兩個(gè)波紋管的有效面積相等,即A1=A2
當(dāng)被測(cè)壓力P1進(jìn)入測(cè)量波紋管1時(shí)，在被測(cè)壓力p1與大氣壓力p2的差壓作用下，測(cè)量波紋管產(chǎn)生一個(gè)推力：
由于補(bǔ)償波紋管已被抽成真空，所以它僅僅受到周圍大氣壓力p2的作用，它所產(chǎn)生的壓縮力為：
F2=p2A2
則作用在主杠桿4上的合力（即測(cè)量力）為：
（2-1-10）
從上式知，測(cè)量力F與被測(cè)壓力p1成正比，而與大氣壓力p2無關(guān)，所以測(cè)得的壓力為絕對(duì)壓力，無論大氣壓力如何變化，大氣壓力對(duì)波紋管1與對(duì)波紋客2作用所產(chǎn)生的力總是相互抵消的，這樣就補(bǔ)償了由于大氣壓力變化而引起的測(cè)量誤差，它的測(cè)量范圍最小約為1.4kpa,最大可達(dá)220kpa。
表2-1-17 DBY矢量壓力變送器型號(hào)規(guī)格表
名稱 型號(hào) 量程范圍，MPa 基本誤差% 用途
矢量壓力變送器 DBY-111A-Ⅲ 0~0.008…0~0.03 ±1 DBY矢量壓力變送器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中,主要用于檢測(cè),可連續(xù)測(cè)量蒸汽、氣體、液體等介質(zhì)的壓力或負(fù)壓力（真空吸力），并將被測(cè)量值轉(zhuǎn)換為4~20mA直流信號(hào)輸出
DBY-112A-Ⅲ 0~0.025…0~0.1 ±1
* DBY-121A-Ⅲ 0~0.08…0~0. 3 ±0.5
* DBY-122A-Ⅲ 0~0.250~1.0 ±0.5
* DBY-131A-Ⅲ 0~0.6…0~2.5 ±0.5
DBY-132A-Ⅲ 0~2.5…0~10 ±0.5
DBY-141A-Ⅲ 0~10…0~25 ±0.5
DBY-142A-Ⅲ 0~25…0~60 ±0.5
DBY-011A-Ⅲ 0~-0.008…0~-0.03 ±1
DBY-012A-Ⅲ 0~-0.025…0~-0.1 ±1
DBY-321A-Ⅲ 0~60kpa…0~200 kpa ±1
注:帶*者為可以生產(chǎn)防腐型(與介質(zhì)接觸部分為一般不銹鋼).
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