学习情境四压力测量仪表的安装与检修.ppt

,学习情境四压力测量仪表的安装与检修,任务一弹簧管压力表的安装与检修,任务二电容式压力（差压）变送器的安装与检修,上篇检测仪表,任务描述：根据工业生产的工艺要求、精度要求合理选择压力表的类型、量程与精度等级。,任务一弹簧管压力表的安装与检修,子任务一弹性式压力表的认识与选用,思考问题,给出压力的定义，描述压力大小的单位有哪些？压力测量的方法有哪些？弹簧管压力表的结构及测压原理。通常，在压力表的采购和订货中应明确哪些事项？,压力是指物体单位表面积所承受的垂直作用力，在物理学上称为压强，这里所讨论的压力均指流体对器壁的压力，在国际单位制(SI)和我国法定计量单位中，压力的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为“Pa”。,知识点：弹性式压力表的认识,一、什么是压力，如何表示？,压力单位换算表,资讯,（1）绝对压力指作用于物体表面积上的全部压力，其零点以绝对真空为基准，又称总压力或全压力，一般用大写符号P表示。（2）大气压力指地球表面上的空气柱重量所产生的压力，以P0表示。（3）表压力指绝对压力与大气压力之差，一般用p表示。测压仪表一般指示的压力都是表压力，表压力又称相对压力。当绝对压力小于大气压力，则表压力为负压，负压又可用真空度表示，负压的绝对值称为真空度。如测炉膛和烟道气的压力均是负压。（4）差压任意两个压力之差称为差压。如静压式液位计和差压式流量计就是利用测量差压的大小来知道液位和流体量的大小的。差压测量时，习惯上把较高一侧的压力称为正压，较低一侧的压力称为负压。,一、什么是压力，如何表示？,一、什么是压力，如何表示？,二、压力测量仪表的类型,二、压力测量仪表的类型,弹性元件是仪表的核心部分，其作用是感受压力并产生弹性变形，弹性元件要采用何种形式要根据测量要求选择和设计；在弹性元件与指示机构之间的变换放大机构，其作用是将弹性元件的变形进行变换和放大；指示机构主要是指针与刻度标尺，用于给出压力指示值；调整机构适用于调整仪表的零点和量程。,三、弹性式压力表的结构与工作原理,弹性压力计的组成框图,1.弹簧管压力表,三、弹性式压力表的结构与工作原理,1.弹簧管压力表,截面为非圆形（椭圆形或扁圆形），并弯成圆弧状的空心管子。一端为封闭（自由端），一端为开口（固定端）。,当开口端受到压力作用时，自由端向伸直趋势变化，弹簧管截面有变圆趋势。即弹簧管自由端向外扩张。压力越大，弹簧管自由端向外扩张位移越大。位移与压力成单值函数关系，测出位移的大小，就可知压力的高低，这就是弹簧管测压原理。,（1）弹簧管测压原理,三、弹性式压力表的结构与工作原理,1.弹簧管压力表,（2）弹簧管压力表的结构,弹簧管压力表的结构1-弹簧管；2-支管；3-外壳；4-接头；5-带有铰轴的销子；6-拉杆；7-扇形齿轮；8-小齿轮；9-指针；10-游丝；11-刻度盘,三、弹性式压力表的结构与工作原理,三、弹性式压力表的结构与工作原理,1.弹簧管压力表,（3）弹簧管压力的型号,单圈弹簧管压力表的型号和规范如下。型号由4部分组成:第一方格:Y单圈弹簧管压力表;Z单圈弹簧管真空表;YZ单圈弹簧管压力、真空表。第二方格:X电接点;O氧用、禁油;B标准表;Q氢用;A氨用;C耐酸。第三方格:表示表壳直径,有40、60、100、120、150、160、200、250mm等几种。第四方格:表示结构形式,空位径向无边;T径向有边；Z轴向无边;ZT轴向有边。例如:YZ-60ZT,表示轴向有边的弹簧管压力、真空表。,1.弹簧管压力表,（4）压力表的色标颜色,三、弹性式压力表的结构与工作原理,1.弹簧管压力表,（5）检定压力表用的工作介质测量上限不超过0.25MPa的压力表,工作介质为清洁的空气,或无毒、无害和化学性能稳定的气体。测量上限(0.25250)MPa的压力表，工作介质为无腐蚀性的液体。测量上限(4001000)MPa的压力表，为药用甘油和乙二醇混合液或根据标准器所要求使用的工作介质。注：标准器与压力表使用液体为工作介质时，它们的受压点应在同一水平面上，否则应考虑由液柱高度差所产生的压力误差。,三、弹性式压力表的结构与工作原理,2.膜盒式微压计,三、弹性式压力表的结构与工作原理,膜盒式微压计常用于火电厂锅炉风烟系统的风、烟压力测量及锅炉炉膛负压测量。测量范围为1504000Pa，精度等级一般为2.5级，较高的可达到1.5级。,2.膜盒式微压计,膜盒微压计原理结构图1-膜盒；2-推杆；3-铰链块4-拉杆；5-曲柄；6-转轴7-指针；8-游丝；9-刻度盘,仪表工作时，压力信号从引压口、导压管引入膜盒1内，使膜盒产生变形。膜盒中心处向上的位移，通过推杆2使铰链块3作顺时针转动，从而带动拉杆4向左移动。,三、弹性式压力表的结构与工作原理,3.电接点压力表,电接点压力计1-低压给定指针及接点；2-指针及接点；3-绿灯；4-高压给定指针及接点；5-红灯,三、弹性式压力表的结构与工作原理,压力计类型的选择必须满足工业生产的要求,例如是否需要远传变送、自动记录或报警;被测介质的性质(温度、黏度、腐蚀性、易燃易爆性)是否对仪表提出特殊要求;现场环境条件（湿度、温度、磁场、振动)对仪表的类型有无限制。因此根据工业要求正确地选用压力计类型是保证仪表正常工作及安全生产的重要前提。普通弹簧管压力表可用于大多数压力测量场合。压力表的弹簧管多采用铜合金、合金钢,而氨用压力计弹簧管不允许采用铜合金,因为氨对铜的腐蚀性极强。,1.仪表类型的确定,任务引导1：弹簧管压力表的选用,为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作,压力表量程的选择不仅要根据被测压力的大小,还应考虑被测压力变化的速度。被测压力P应满足下列范围：测量平稳压力：测量波动压力：,2.仪表量程的确定,所选压力表的量程范围数值应与国家标准规定的数值相一致。我国的测压仪表按系列生产，其标尺上限的刻度值为1.0，1.6,2.5,4.0,6.010nMPa，其中n为整数。为了减小相对误差，仪表的标尺上限值不能取得过大，考虑到弹性元件有滞后效应，仪表的标尺上限由不能取得太小。,例已知测点压力约为100MPa，试选用测压仪表的标尺上限值。,2.仪表量程的确定,解若属平稳压力，可得此外根据以上计算范围，选用标尺上限系列值：0160MPa或0250MPa若属波动压力，可得根据这个范围，选用标尺上限系列值：0250MPa,目前我国规定的精度等级，标准仪表有0.05,0.1,0.16,0.2,0.25,0.35；工业仪表有0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。实际选用时应按被测参数的测量误差要求和仪表的量程范围来确定。,3.仪表精度等级的确定,选择精确度等级的计算方法如下:根据测量最小压力时相对误差的要求,精确度的计算公式为根据允许基本误差选择精确度的计算公式为,根据以上讨论，对于300MW机组的饱和蒸汽压力17.93Mpa的检测通常选用弹簧管压力测量仪表。精度为1.5级，外径为150mm，径向接头，压力表的标尺上限为25MPa。,3.仪表精度等级的确定,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1选择压力表类型；2计算压力的量程；3计算压力表的精度；4确定压力表型号；5交工作任务单和成果报告。,检查与评价,评价方法,教师评价：学生考勤，满分10分；对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分；能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分；以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间内圆满完成任务，满分20分；小组组长评价：考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量，满分20分。小组成员互评：考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,做一做,识读压力表或压力变送器的铭牌，查阅压力表和压力变送器的产品手册，弄清楚每种压力表、压力变送器的特点。思考一下实训装置中为何选择这些仪表和传感器？了解当前压力检测技术的进展情况。,任务描述：对普通压力表进行示值校验，判断其是否合格，不合格者则进行调整，直到合格为止。,子任务二弹簧管压力表的校验与调整,测压仪表的校验方法有两种：标准表比较法；标准砝码比较法。其中，普通弹簧管压力表用标准表比较法校验，而精密压力表用标准砝码比较法校验。常用校验压力表的标准仪器为活塞式压力计。,一、压力表的校验,任务引导2：弹簧管压力表的校验与调整,1活塞式压力计的使用活塞式压力计的精度等级有002、005和02级，可用来校准025级精密压力表，亦可校准各种工业用压力表，被校压力的最高值有06，6，60MPa三种。,资讯,一、压力表的校验,1活塞式压力计的使用,活塞式压力计是利用静力平衡原理工作的，它由压力发生系统（压力泵）和测量活塞两部分组成。,活塞式压力计1手轮；2丝杠；3加压泵活塞；4工作液体；5活塞缸；6托盘；7砝码；8活塞；9标准压力表；10被校压力表；11进油阀；12油杯,可以方便而准确地由平衡时所加祛码的重量求出被测压力值。,一、压力表的校验,2校验方法与步骤,（1）先检查外观有无破损，表盘刻度和数字符号是否清晰，指针是否变形等。（2）将被检定表安装在压力校验仪的右边、标准表安装在左边，接头内放置密封垫，以防止泄漏。（3）零点检查。无压力时或泄压后，其指针应在零点误差内。（4）均匀增压至刻度上限，保持上限压力3min，然后均匀降至零压，主要观察指示有无跳动、停止、卡塞现象。,一、压力表的校验,2校验方法与步骤,（5）指示值检定。零点合格后，进行示值检定，并做好校验记录，检定点按标有数字的分度线进行（包括零点），检验点应在测量范围内均匀选取34个点，加上刻度下限和刻度上限，一般应选在带有刻度数字的大刻度点上。单方向增压至校验点后读数，轻敲表壳再读数。在每一检定点，标准表应对准整刻度，读被检表。被检表示值应读两次，轻敲前后各读一次，其差值记录为轻敲位移。然后再单方向缓慢降压至每一校验点进行校验。在同一检定点，上升和下降时读数之差记为变差。被检表的基本误差、变差和轻敲位移均应符合要求。,二、压力表的调整,1零位调整,所谓零位调整指的是如何安放弹簧管式压力表，压力真空表，真空表的指针。（1）对于有挡针柱的仪表，应加压到满刻度的1/3处(压力看标准表)进行指针安放,指针的安放要对准刻度线,去除压力,指针应紧靠挡针柱。（2）对于没有挡针柱的仪表,指针的安放只能在没有压力的情况下进行。（3）对于有挡针柱的仪表,也可以借指针来调整误差,如果误差一致偏大或偏小,则指针的安放可对准接近标准值的压力点,安上再回零,则已达到调整的目的。,二、压力表的调整,2量程调整,量程调整主要指的是两种误差的调整。压力表的两种误差是指：一是被检表总是增加或减少一个固定值；二是被检表误差成比例地增加或减少。造成被检表误差总是增加或减少一个固定值的原因是由于指针安装不正确而引起的系统误差，只要重新起针调整指针的安装位置，就可以消除误差。被检表误差成比例的增加或减少，主要是传动比有了变化而产生的。只要移动一下示值调节螺钉就能解决。被检表误差逐步增大时，将示值调节螺钉往右移，扩大扇形齿轮短臂的臂长，将传动比调低。被检表误差逐渐减小时，应将示值调节螺钉往左移，缩小扇形齿轮短臂的臂长，将传动比调高。,数据记录,误差计算,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1准备仪器仪表设备工具；2安装并初步校验压力表是否合格；3不合格的压力表要进行零位调整、满刻度调整；4再校验并计算误差是否合格；5不合格则再调整，直至合格为止；6交工作任务单和成果报告；7整理、整顿、清扫。,检查与评价,评价方法,教师评价：学生考勤，满分10分；对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分；能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分；以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间内圆满完成任务，满分20分；小组组长评价：考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量，满分20分。小组成员互评：考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,做一做,根据子任务一中选用的普通压力表，合理选择校验调整方法和校验用的标准表，对上述普通压力表进行示值校验，判断其是否合格，不合格者则进行调整，直到合格为止。请校验一台标准弹簧管压力表，并回答以下问题：（1）如何选择校验点？对各校验点读数时是读被校表还是标准表？为什么？（2）如何调整弹簧管压力表的零位、量程、线性度？（3）使用砝码比较法校验压力表时应注意哪些?为什么？,任务描述：安装压力测量仪表，使其能显示出压力大小；投运和调试压力测量仪表，使之能正常显示出压力大小。,子任务三压力测量仪表的安装与投运,思考问题,如何选取取压点位置和方向？如何确定取压装置的形式？引压管敷设时有什么要求？压力测量仪表安装包括哪些工序？压力测量仪表投运之前要做哪些检查？如何操作压力测量仪表使之投入运行？压力测量仪表的一般故障有哪些？,所选择的取压点应能反映被测压力的真实大小。要选在被测介质流束稳定的直管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其他易形成漩涡的地方。,一、压力取样口的选择,任务引导3：压力测量仪表的安装,水平或倾斜管道上压力测点的安装方位(a)流体为气体时;(b)流体为液体时;(c)流体为蒸汽时,资讯,1.取压装置的形式和安装,二、压力信号管路敷设与安装,测量蒸汽、液体压力的取压装置示意图1-被测管道；2-取压插座；3-导压管；4-取源阀门,测量蒸汽、水、油等介质压力的取压装置由取压插座、导压管和取源阀门组成,如图所示。,1.取压装置的形式和安装,二、压力信号管路敷设与安装,锅炉烟、风压取压装置的安装1-可拆卸管接头；2-取压管；3-丝扣堵头；4-石棉垫；5-锅炉烟（风）道,测量含有微量灰尘的气体压力时,取压装置应有吹洗用的堵头和可拆卸的管接头。水平安装时,取压管应倾斜向上(在炉墙和烟道上安装的取压管与水平线所成夹角一般大于30。,1.取压装置的形式和安装,二、压力信号管路敷设与安装,带有直立沉淀器的风压取压装置的安装(a)安装在水平管道上;(b)安装在垂直管道上1-可拆卸管接头；2-直立沉淀器取压管,测量气、粉混合物压力时,取压装置必须带有足够容积的沉淀器将煤粉与空气分离后,靠煤粉重量返回气、粉管道。,1.取压装置的形式和安装,二、压力信号管路敷设与安装,带疏水容器的凝汽器真空取压装置1-扩容管;2-疏水容器；3-回水管,带疏水容器的凝汽器真空取压装置如图所示,包括扩容管、疏水容器、回水管等部分。,2.导压管的敷设与安装,二、压力信号管路敷设与安装,（1）压力信号导管(导压管)的选择与安装在被测压力变化时,导压管的长度和内径会影响整个测量系统的动态性能。工程上规定导压管的长度一般不超过60m,测量高温介质时不应短于3m。,导压管内径与其长度及被测介质的关系,2.导压管的敷设与安装,二、压力信号管路敷设与安装,（1）压力信号导管(导压管)的选择与安装,导压管的敷设至少要有3/l00的倾斜度;在测量差压时,两根导压管应平行布置,并尽量靠近,使两管内介质的温度相等。当导压管内为液体时,应在其最高点安装排气装置;当管内为气体时,应在最低点安装排液装置,以免形成气塞或水塞,如图所示。,压力信号导管的布置示意图1-被测对象；2-压力信号导管3-仪表(或变送器);4-排液罐5-排气罐;6-排水(气门),2.导压管的敷设与安装,二、压力信号管路敷设与安装,（2）导压管路中的附件及其配置,在进行压力或差压测量时,导压信号管路中经常装设的附件有一次、二次阀门,排气、排液阀门,泄压阀门,环形盘管,隔离容器,集气器,沉降器,沉淀器,平衡容器等。,导压信号管路附件的配置1-被测管道；2-平衡容器3-信号管道,2.导压管的敷设与安装,二、压力信号管路敷设与安装,（3）导压管敷设,导压管粗细要合适，内径为610mm，长度不超过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，以利于排出其中积存的液体或气体。当被测介质易冷凝或冻结时，须加保温或伴热管线。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。切断阀应装在靠近取压口的地方。,1.压力仪表安装原则,三、弹簧管压力表的安装,弹性元件对温度的变化较敏感,如弹性元件与温度较高的介质接触或受到高温的辐射,弹性就要改变,而使测量时产生误差。当测量介质温度大于70时,就地压力表仪表阀门前应装如图所示的环形管或U形管,使仪表与高温介质间有一缓冲冷凝液。,就地压力表的安装,1.压力仪表安装原则,三、弹簧管压力表的安装,对于测量高温高压介质的压力表,其配管可采用不锈钢毛细管(此方法也适用于就地盘内配管和变送器配管),管路连接方式如图所示。,带毛细管压力表管理的连接方式1-压力表接头；2-毛细管；3-接头；4-仪表阀门；5-无缝钢管(142)；6-取源阀门;7-焊接短管；8-取压短管,1.压力仪表安装原则,三、弹簧管压力表的安装,对于测量高温高压介质的压力表,其配管可采用不锈钢在测量剧烈波动的介质压力时,应在仪表阀门后装设缓冲装置,如下图所示。,(a)缓冲器;(b)节流垫缓冲器与节流垫1-节流孔,2.就地仪表安装要点,（1）仪表与支持点的距离应尽量缩短,最大不应超过600mm。（2）导管的外径不应小于14mm。（3）不宜在有震动的地点采用此方式。（4）带有电气接点或电气传送器的压力表不宜采用此方式。（5）在可以短时间停用的设备或管路上采用此法安装压力表时,可取消其仪表阀门。,三、弹簧管压力表的安装,3.远传压力表安装要点,三、弹簧管压力表的安装,压力表与支持点距离超过600mm时,应采用如图所示的支架图。,用支架固定的压力表1-填料；2-角钢支架;3-抱箍；4-螺丝;5-支座;6-压力表;7-仪表阀门;8-环形管,3.远传压力表安装要点,三、弹簧管压力表的安装,压力表与支持点距离超过600mm时,应符合下列各点要求：（1）仪表导管可在仪表阀门前或后用支架固定,导管中心线离墙距离应在120150BFH之间。（2）当两块仪表并列安装时,仪表外壳间距离应保持3050mm。（3）在有震动的地点安装时,应采用铸铁型压力表支架，并在支架与固定壁间衬入厚度约10mm的胶皮垫,且铸铁的减震性能较好。两块以上压力表安装在同一地点时,应尽量把压力表固定在表板型、表箱型或立柱型的支座上。,4.压力表的安装高度,三、弹簧管压力表的安装,（1）测量低压的压力表或变送器的安装高度宜与取压点的高度一致。（2）就地安装的压力表不应固定在振动较大的工艺设备或管道上。（3）测量高压的压力表安装在操作岗位附近时,宜距地面1.8m以上,或在仪表正面加保护罩。（4）当取压口与压力表不在同一高度时,应对仪表读数进行高度差的修正，修正公式如下:,仪表在测点上方：,仪表在测点下方：,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1准备仪器仪表设备工具；2选择取压点，进行开孔；3选择并安装取压装置；4敷设安装引压管；5安装压力表；6交工作任务单和成果报告；7整理、整顿、清扫。,检查与评价,评价方法,教师评价：学生考勤，满分10分；对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分；能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分；以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间内圆满完成任务，满分20分；小组组长评价：考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量，满分20分。小组成员互评：考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,（1）检查一、二次门，管路及接头处应连接正确牢固，二次门排污门已关闭，接头锁母不渗漏，盘根添加适量，操作手轮和紧固螺丝与垫圈齐全完好；（2）压力表及固定卡子应牢固；（3）电触点压力表应检查和调整信号装置部分。,一、压力表投入前的工作,任务引导4：压力测量系统的投用与故障排除,二、压力表用,应先关闭排污阀，然后缓慢打开根部阀，以免造成仪表受冲击而损坏，根部阀全开后要倒回半圈，方便下次检修。,资讯,三、压力表的故障排除,三、压力表的故障排除,三、压力表的故障排除,三、压力表的故障排除,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1准备仪器仪表设备工具；2进行投运前的检查；3进行投运操作；4进行调试与故障排除；5交工作任务单和成果报告；6整理、整顿、清扫。,检查与评价,评价方法,教师评价：学生考勤，满分10分；对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分；能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分；以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间内圆满完成任务，满分20分；小组组长评价：考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量，满分20分。小组成员互评：考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,思考与训练,安装一台弹簧管压力表，并使其投入运行。,学习情境四压力测量仪表的安装与检修,任务一弹簧管压力表的安装与检修,任务二电容式压力（差压）变送器的安装与检修,上篇检测仪表,任务描述：针对过程检测与控制情境教学实训装置的罐03底部与顶部之间压力差的远传变送要求，选择一台合适的压力变送器。,任务二电容式压力（差压）变送器的安装与检修,子任务一电容式压力（差压）变送器的认识与选用,思考问题,压力变送器的作用是什么？结合实物描述电容式压力（差压）变送器的结构，并分析测量原理，回答输入输出信号、供电电源各是多少？选用压力变送器主要考虑哪些因素？通常，在压力表的采购和订货中应明确哪些事项？,知识点：电容式压力变送器的认识,一、电容式压力变送器的特点,电容式压力变送器用于连续测量流体介质的压力、差压、流量、液位等热工参数。其类型分为差动电容式和单端电容式两种。尤以前者发展较快，品种较多。,资讯,一、电容式压力变送器的特点,结构框图,一、电容式压力变送器的特点,（1）结构方面。因为采用微位移式工作原理，并以差动电容作为检测元件，整个变送器无机械传动和机械调整部分。感测部分零部件很少，测量电路也不复杂。整个仪表重量大约只有力平衡式变送器的三分之一，体积约为二分之一，因此结构简单，体积小，重量轻。（2）性能方面。变送器除中央测量膜片作为可动电极产生微小位移之外，无其它可动零部件，而且电容的相对变化量较大，测量膜片采用预先张紧工艺，所受压力与位移呈线性关系。故准确度高（0.2%0.5%）,线性度好。由于结构简单，测量膜片的质量小，故动态响应快，耐震动、冲击。（3）使用方面。电容式变送器品种齐全，测量范围为0.123KPa7MPa，最高工作压力为32MPa；被测压力最高可达到42MPa。仪表的调整使用也方便。,二、测量部分的结构原理,电容变送器采用球面形结构。测量膜片与固定结构两个电容器CH和CL。当被测差压进入变送器的高低压室时，测量膜片发生挠曲，产生与差压成比例的微小位移。因此测量膜片与固定电极之间距离发生变化使CH减小，CL增大。这样就将被测差压转换成电容量的变化。,测量部分结构示意图1-测量膜片（可动极板）；2、3-固定引线；4、5-隔离膜片；6-工作液体；7-引线,1.测量部分的结构,二、测量部分的结构原理,设测量膜片位移为，被测差为，则有,2.差压位移转换,式中，K1为与膜片结构尺寸的材料性质有关的比例数。,二、测量部分的结构原理,差动平行板电容器如图所示，其电容量可表示为：,3.位移电容转换,式中，极板间介质的介电常数A电容极板的有效面积d0极板间初始距离d可动电极的位移,二、测量部分的结构原理,3.位移电容转换,如果取电容之差比电容之和，则,将代入上式，可得,由此可得出结论：（1）比值与被测差压成正比。（2）比值与介常数无关。（3）如果差动电容结构完全对称，可得到良好的线性转换关系。,三、转换部分的工作原理,转换电路方框图,转换部分的作用是将电容比的变化转换成标准输出电流信号（420mA，DC），同时还具有零点调整、零点迁移、量程调整和阻尼调整、线性调整等功能。转换部分电路又可分为测量电路和放大输出电路两部分组成。,气体、液体或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料，以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。,任务引导1：电容式压力变送器的选用,1压力介质的特性,通常变送器会标定两个温度范围：正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补范围时，可能会达不到其应用的性能指标。温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作，变送器肯定会达到其应有的性能指标。,2工作的温度范围,先确定系统中要确认测量压力的最大值，一般要选被测最大压力的1.5倍左右作为压力变送器的量程。这主要是考虑到压力峰值的持续不规则波动，避免瞬间的峰值导致压力变送器损坏，延长变送器的寿命。,3所测的压力量程,安装螺纹的要求，公制、英制、螺距等。,4安装接口形式,一定要考虑到将来变送器的工作环境，湿度如何，会不会存在强烈的撞击或振动等。上述五点基本上决定了所选压力变送器原理，变送器机械结构形式。,5工作环境,决定精度的有：非线性、迟滞性、重复性，灵敏度、零点偏置的温度的特性等。但主要是：非线性、迟滞性、重复性。精度越高，价格也就越高。,6需要的精度,变送器输出信号分为：mV、V、mA、频率输出、数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号，是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备，采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法。,7需要得到怎样的输出信号,许多放大变送器有内置的稳压装置，允许一定程度的电源电压拉偏。,8选择怎样的电源电压,变送器在经过超时工作后会产生“漂移”，因此很有必要在购买前了解变送器的时漂，这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。,9工作后需要保持稳定度时漂,确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统，这一点很重要。如果产品具有良好的互换性，那么即使是改变所用的变送器，也不人影响整个系统的使用效果。,10用户方需要考虑变送器的互换性,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1根据工艺参数选择类型，包括量程、精度；2确定仪表规格型号；3提交工作任务单和成果报告；,检查与评价,评价方法,教师评价：学生考勤，满分10分；对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分；能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分；以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间内圆满完成任务，满分20分；小组组长评价：考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量，满分20分。小组成员互评：考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,做一做,识读压力变送器的铭牌，查阅压力变送器的产品手册，弄清楚每种压力变送器的特点，思考一下实训装置中为何选择这些仪表和传感器？了解当前压力检测技术的进展情况。,任务描述：对压力（差压）变送器进行调校和测试，使其符合现场安装的要求。,子任务二电容式压力（差压）变送器的调校,思考问题,差压变送器一般检查的内容是什么？差压变送器调校的项目各有哪些？差压变送器的量程迁移分哪几种？如何迁移？阅读仪器仪表使用说明书，了解仪表应用要求；,电容式差压变送器采用差动电容作为检测无件，各项调整都是由电气元件调整来实现的。实质上是一种将输入差压信号pi线性地转换成标准的420mA直流电流信号输出的转换器。,任务引导2：电容式压力变送器的调校与测试,一、电容差压变送器的调校原理,资讯,1.接线,电容式压力变送器调校接线图1-加压设备；2-差压显示仪表；3-变送器4-0.2级直流毫安表；5-24VDC,二、调校内容与步骤,（1）在调校前，应先观察仪表的结构，熟悉零点、量程、阻尼调节、正负迁移等的调整位置。零点和量程电位器调整螺钉位于变送器电气壳体的铭牌后面，移开铭牌既可进行调校。当顺时针转动调整螺钉，使变送器输出增大。标记Z为调零螺钉，标记R为调量程螺钉，标记L为线性调整，标记D为阻尼调整。（2）零点迁移插头位于放大器板元件侧。当插件插在SZ侧，则可进行正迁移调整，当插件插在EZ侧，则可进行负迁移调整。,二、调校内容与步骤,2.一般检查,关闭阻尼：将阻尼电位器W4(标记D)按逆时针方向旋到底。取消迁移：将迁移插件插到元迁移的中间位置。零点调整：打开变送器的负压室针阀，调整定值器，使输入压差信号pi为零，调整零点电位器W2(标记Z)，使输出电流为4mA。满量程调整：关闭变送器的负压室针阀，调整定值器，使输入压差i为满量程值，调整量程电位器W3(标记R)，使输出电流为20mA。,二、调校内容与步骤,3.零点和量程的调整,将输入差压信号pi的测量范围平均分成五点（测量范围的0%、25%、50%、75%、100%），对仪表进行精度测试。其相对应的输出电流值I0应分别为4、8、12、16、20mA。测试方法为：用手动压力定值器缓慢加压力产生相应的输入差压信号pi，先依次读取正行程时对应的输出电流值I0正，并记录之；再缓慢减小压力，读取反行程时相对应的输出电流值I0反，并记录之。计算出相应的基本误差和变差。如果基本误差和变差不符合要求，则要重新调整零点和量程，直到满足要求为止。当零点、量程、线性都调整好后，仍要进行精度检验，最后画出差压变送器的输入(pi)输出(I0)特性曲线。,二、调校内容与步骤,4.仪表精度校验,（1）在调整好零点和量程后，输入压差pi测量范围的50%，记下此时输出信号I0为实际值，并算出偏差值。（2）求出线性调整偏差值，即用6乘量程下降系数，再乘步骤（1）中记下的偏差值。（3）输入满量程的压差信号pi上，调整标有“L”的线性微调器。若是正线性偏差值，则从满量程输出电流I0减去这个值，反之加上这个值。例如：量程下降系数为4，量程50%点输出电流偏差值为-0.05A，则调整线性微调器，使满量程输出电流增加(640.05)=1.2mA即可。,二、调校内容与步骤,5.线性调整,建议将测量范围调整为20-60KPA。如果零点迁移量小于300%,则可直接调节零点螺钉电位器W2；如果迁移大于300%，则将迁移插件插至SZ（或EZ）侧。调整气动定值器，使输入压差信号pi为测量范转下限值pi下，调整零点螺钉，使输出电流I0为4mA。调整气动定值器，使pi为测量范围上限值pi上，调整量程调节螺钉（电位器W3），使输出电流I0为20mA。然后，零点、满量程反复调整，直到合格为止。,二、调校内容与步骤,6.零点迁移调整及改变量程,变送器有故障时，一般不能在现场修理，只有更换。如果没有发现诸如隔离膜片损坏、漏油等现象，则对变送器组件可按下列步骤来检测:,三、电容式压力变送器组件的测试,（1）小心地从插头座上拔出变送器组件引出线插座。（2）检查内部二极管电路的正、反向偏置:一个回路是红线与黄线，另一个回路是绿线与蓝线，其原理如图所示。（3）检查变送器组件外壳和此四线的电阻，也就是检查电容极板和接外壳的传感膜片之间的电阻，其阻值应大于10M。,变送器的正、负压室与容器的取压点安装在同一水平面上，设A点的压力为P-，B点的压力为P+，则P=P+-P-=gh+P-P-=gh；如果为敞口容器，P-为大气压力，P=P+=gh。,四、电容式压力变送器的迁移,1.无迁移,无迁移原理图,由此可见，如果差压变送器正压室和取压点相连，负压室通大气，通过测B点的表压力就可知液面的高度。当液面由h=0变化为h=hmax时，差压变送器所测得的差压由P=0变为P=ghmax，输出由4mA变为20mA。,为了防止密闭容器内的液体或气体进入差压变送器的取压室，造成引压管线的堵塞或腐蚀，在差压变送器的正、负压室与取压点之间分别装有隔离液罐，并充以隔离液，其密度为1。,四、电容式压力变送器的迁移,2.负迁移,负迁移原理图,为了使仪表输出和实际液面相对应，就必须把负压室引压管线这段H液柱产生的静压力1gH消除掉，要想消除这个静压力，就要调校差压变送器,也就是对差压变送器进行负迁移，1gH这个静压力叫做迁移量。,在实际测量中，变送器的安装位置往往与最低液位不在同一水平面上。当H=0时，P=gh，在差压变送器正压室存在一静压力，使其输出大于4mA。当H=Hmax时，P=gH+gh，变送器输出也远大于20mA，因此，也必须把gh这段静压力消除掉，这就是正迁移。,四、电容式压力变送器的迁移,3.正迁移,正迁移原理图,差压变送器的测量范围等于量程和迁移量之和，即测量范围=量程范围+迁移量。如图所示，a量程为30kPa，无迁移量，测量范围等于量程为30kPa；b量程为30kPa，迁移量为-30kPa，测量范围为-300kPa；c量程为30kPa，迁移量为30kPa，测量范围为3060kPa。,四、电容式压力变送器的迁移,4.测量范围、量程范围和迁移量的关系,（1）正迁移故障：判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确，首先应关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室，打开平衡阀及仪表放空堵头，此时仪表输出应低于4mA。如果输出不低于4mA，可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次，关闭正压室取压点，打开放空开关，这时输出应为4mA。如果输出低于4mA，可能是迁移量变小或零位偏低；若灌有隔离液，可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉；如果输出高于4mA，说明迁移量变大或零位偏高。,四、电容式压力变送器的迁移,5.带迁移的差压变送器故障分析,（2）负迁移故障：判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确，首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室，打开平衡阀及仪表放空堵头，仪表输出应为20mA。其次，关闭正、负压室取压点，打开放空开关，此时，仪表输出应为4mA，如果不为20mA或4mA，应检查正、负压室引线是否堵，迁移量是否改变，零位是否准确，隔离液是否流失等。,四、电容式压力变送器的迁移,5.带迁移的差压变送器故障分析,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1准备仪器仪表设备工具；2对变送器进行一般检查；3对变送器进行调校；4对变送器组件进行测试；5根据现场工艺要求进行变送器量程迁移；6交工作任务单和成果报告；7整理、整顿、清扫。,检查与评价,评价方法,教师评价：学生考勤，满分10分；对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分；能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分；以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间内圆满完成任务，满分20分；小组组长评价：考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量，满分20分。小组成员互评：考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,做一做,如果将量程扩大一倍，请调整压力变送器。,任务描述：对压力（差压）变送器进行安装，使其符合现场压力（差压）变送的要求；对压力变送器进行投运与调试，使其符合现场压力（差压）变送的要求。,子任务三电容式压力（差压）变送器的安装与投运,思考问题,压力变送器的安装地点和附件如何选择？压力变送器安装前的准备工作有哪些？压力变送器安装的基本原则是什么？压力测量仪表投运之前要做哪些检查？差压变送器投运的具体步骤有哪些？电容式压力（差压）变送器的故障现象主要有哪些，如何检修？,压力检测点应选在能准确及时地反映被测压力的真实情况的位置。因此，取压点不能处于流束紊乱的地方，即要选在管道的直线部分，即离局部阻力较远的地方。测量高温蒸汽压力时，应装回形冷凝液管或冷凝器，以防止高温蒸汽与测压元件直接接触。测量腐蚀，高粘度，有