过程装备控制技术及应用2015第三章（2）

3 3 1概述压力是生产过程或过程装备中的一个重要参数 在过程设备测试与控制中 经常会遇到压力测量问题 例如 对压缩机进排气压力的测量 化工容器内的压力测量等 又如 对流量测量和液位测量 有时可以转化成对压力或压差的测量 由这些例子可以看出 压力测量在工业生产中应用十分广泛 因此 掌握压力测量的基本知识 对过程装备的测试与控制以及生产过程自动化将会起到重要的作用 3 3压力测量 压力检测方法 压力检测 重力平衡法 弹性力平衡方法 利用一定高度的工作液体产生的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理 将被测压力转为液柱高度或平衡砝码的重量来测量 机械力平衡方法 物性测量方法 利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而产生的弹性力与被测压力相平衡的原理 将压力转换成位移 被测压力经变换元件转换成一个集中力 外力与之平衡 通过测量平衡时外力获得被测压力 利用敏感元件在压力的作用下某特性变化与承受压力的关系 将被测压力直接转换为各种电量来测量 可进行电远传 应变式 压电式 电容式 液柱式 活塞式 弹簧管 波纹管 2 3 3 2U形管压力计 P1 P2左 右两管的液体的高度相等P1 P2U形管的两管内的液面产生高度差P2 P1 gh 工作液的密度 g 重力加速度 h U形管左右两管液面高度差 3 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 弹性压力计的基本构成如图所示 其中调整机构用于调整零点和量程 4 3 3 3弹性式压力检测 3 3 4电远传式压力检测仪表 作用 将检测压力参数送到控制室实现集中控制及显示 种类 力平衡式 电容式 电感式 电阻式 应变式 霍尔片式 压电式等 5 标准信号 气动 QDZ 输出信号 20 100kPa 气源压力 140kPa电动 DDZ 输出信号 0 10mA 电源 220VACDDZ 输出信号 4 20mA 电源 24VDC 6 力 矩 平衡式压力变动送器 例 DDZ 压力变送器结构 7 电远传式弹簧管压力仪表在弹性压力计结构上 弹簧管自由端 增加转换部分可以实现信号的远距离传送 这类仪表主要有电位计式 霍尔元件式 电感式和差动变压器式几种 应用特点 与弹簧管压力计具有相似的特点不直接指示被测压力 而输出电信号实现信号远传需要配备专门二次显示仪表 8 电位器式压力传感器 输出电势 参数 信号关系线性 取决于压力与弹簧管自由端位移关系 9 3 4 1概论温度是表征物体冷热程度的物理量 是测量中最常见 最基本的参数之一 温度测量的方法很多 一般可分为接触式测温法和非接触式测温法 接触式测温法是测量体与被测物体直接接触 两者进行热交换并最终达到热平衡 这时测量体的温度就反映了被测物体的温度 非接触式测温法由于测量元件与被测物质不接触 因而测量范围原则上不受限制 测温速度较快 还可以在运动中测量 3 4温度测量 温度检测分类 温度检测 接触式温度检测 非接触式检测方法 膨胀式 热电效应 亮度法 全辐射法 基于物体受热体积膨胀性质的膨胀式温度检测仪表 利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系 对物体的温度进行检测 热电阻 基于导体或半导体电阻值随温度变化的热电阻温度检测仪表 基于热电效应的热电偶温度检测仪表 比色法 11 3 4 2玻璃 液体 温度计 玻璃液体温度计基于物体受热膨胀的原理 是一种直读式仪表 12 3 4 3压力温度计 压力温度计是根据一定质量的液体 气体 蒸气在体积不变的条件下 其压力与温度呈确定函数关系的原理来实现测温功能的 13 3 4 4双金属温度计 线膨胀 双金属片向上翘 差别与温度的存在函数关系 固体长度随温度变化的描述式 14 双金属温度计 固体长度随温度变化 属于固体热膨胀式温度计 15 3 4 5热电偶测温 原理 热电效应 将两种不同的导体或半导体A B连接成闭环回路 并将他们的两个接点分别置于温度为T及T0的热源中 则在该回路内将产生电动势的现象称为热电效应 16 3 4 6热电阻测温 热电阻是利用电阻的热效应 金属导体或半导体的电阻值随温度变化 实现温度检测的元件 17 3 4 7辐射式温度计 能对被测物体热辐射能量进行检测 进而确定被测物体温度