压力仪表工作原理、选型、安装注意事项

仪表网 20210517

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常见九大压力仪表工作原理


1、液柱式压力计 
        
2、活塞式压力计
 
活塞式压力计是基于静压平衡的原理工作的，一般有单活塞和双活塞两种。活塞压力计根据其精度分为一等、二等、三等，精度等级误差分别为0.02级，0.05级，0.2级。活塞的有效面积一般取1cm2、0.5cm2或0.1cm2。传压介质常用的有变压器油和蓖麻油。
 
3、弹性式压力计
 
弹性式压力计有弹簧管式、膜片式、膜盒式和波纹管式等；工业上常用的弹性测压元件有弹簧管、波纹管及膜片三类。弹性式压力计是根据弹性元件的变形和所受压力成比例的原理来工作的。当作用于弹性元件上的被测压力越大时，弹性元件的变形也越大。常用的弹性式压力表有弹簧管式压力表、膜片式压力表、波纹管式压力表，其中弹簧管式压力运用最广。

弹性元件的钢度就是指弹性元件变形的难易程度。钢度大的弹簧管受压变形后形变小。用不锈钢、合金钢制作的钢度大，一般用来测量大于20MPa以上压力；磷铜、黄铜制作的钢度小，一般测量小于20MPa以下的压力。
弹簧压力表一般由弹簧管、连接杆、扇形齿轮、游丝、指针和刻度盘等几部分组成。

弹簧管压力表中弹簧管都是由一根弯成270°圆弧状、截面呈椭圆形的金属管制成。因为椭圆形截面在介质压力的作用下将趋向圆形，使弯成圆弧形的弹簧管随之产生向外挺直扩张的变形，使弹簧管的自由端产生位移，并通过连接带动扇形齿轮进行放大，带动指针转动，指针转动的角度和压力程线性关系，这样就通过刻度盘读出被测压力的大小。游丝的作用是产生一个反作用力。膜片式压力表一般由测量膜片、传动系统、指示系统和表壳接头几部分组成。
 
4、电远传式压力表
 
当需要远传压力信号时，为了安全、方便和减少延迟时，广泛采用把就地压力计弹性元件的位移或力变化量转换为电信号，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％；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。
 
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。
 
5、霍尔片式压力传感器
 
霍尔片式压力传感器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。 
 
6、应变片压力传感器
 
应变片压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化进行测量的。应变片是金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随压力所产生的应变而变化对于金属导体。
 
7、 压阻式压力传感器
 
压阻式压力传感器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。 
 
8、力矩平衡式压力变送器
 
力矩平衡式压力变送器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。
 
9、电容式压力变送器
 
 电容式压力变送器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4～20mA（DC）电流信号。

压力仪表的选型考虑事项


为了保护压力表，一般在被测压力较稳定的情况下，其最高压力值不应超过仪表量程的2/3；若被测压力波动较大，其最高压力值应低于仪表量程的1/2。
为了保证实际测量的精度，被测压力的最小值不应小于仪表量程的1/3。还需要考虑以下情况：
       
1、  被测介质兼容性
       
在选型时要考虑它的介质对压力接口及敏感元件，一定要考虑压力接口及敏感元件材质，否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏，被腐蚀坏造成设备和人身事故，所以材质选择非常重要。
 
2、介质温度和环境温度对产品的影响
         
在选型时要考虑被测介质的温度和环境温度，如果温度高于产品本身温度补偿，容易引起产品测量数据漂移，选择时一定要考虑变送器的的实际工作环境，避免温度对压敏芯体造成测量不准。
 
3、压力量程的选型
     
在选型时要考虑设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。
 
 4、 压力接口的选型
      
在选型过程中，严格落实用户所使用压力接口尺寸，选用合适正确螺纹连接形式，并出产品外形图确认，或厂家提供样品也可以。
 
5、 电气接口的选型

在选型时要再三确认用户信号采集方式及现场布线情况，传感器信号要与用户采集接口对接；选用合适正确电气接口及信号方式的。
 
6、压力类型选型

测量绝对压力的仪表称为绝压表。对于普通的工业压力表测量的都是表压值，也就是绝对压力与大气压的压差值。当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值，称为正表压；当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值，称为负表压，即真空度。测量真空度的仪表称为真空表。
 
7、压力表受振动的影响

压力表在振动的环境下也会出现指示不准的情况，剧烈的振动会直接引起压力表弹性元件的变形，影响压力表的灵敏度、准确度及使用者对压力表指示值的读取。压力表防振动的措施主要是安装缓冲装置和减震装置。
压力表安装三大注意事项


1、测压点的选择　应能反映被测压力的真实大小。 

①、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。

②、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。

③、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。

2、 导压管铺设 

①、导压管粗细要合适，一般内径为6～10mm，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。

②、 导压管水平安装时应保证有1:10～1:20的倾斜度，以利于积存于其中之液体（或气体）的排出。

③、当被测介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。

④、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。

3、压力计的安装

①压力计应安装在易观察和检修的地方。

②安装地点应力求避免振动和高温影响。

③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
；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。

④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。

⑤当被测压力较小，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Δp＝±Hρg进行修正。式中H为高度差，ρ为导压管中介质的密度，g为重力加速度。

⑥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。


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