弹性式压力计调研

1、弹簧式压力表调研 目录 弹性元件发展 弹簧式压力表的使用和工作原理 常见弹性式压力表介绍 弹簧管压力计的原理 弹簧管压力计的结构 使用说明以及注意事项 弹性元件介绍 波登管含义Bourdon tubes利用管的弯曲变化或扭转变形测 量压力的弹性敏感元件，又称弹簧管。波登管的一端固定， 一端活动，其截面形状为椭圆形或扁平形。非圆形截面的管 子在其内压力的作用下逐渐胀成圆形，此时活动端产生与压 力大小成一定关系的位移。活动端带动指针即可指示压力的 大小。最常用的波登管为C型，此外还有螺旋型、C型组合、 麻花型等类型（见图）。波登管的材料采用铜基或铁基合金。 它与其他压力敏感元件相比灵敏度小些，常用

2、于测量较大的 压力，往往与其他弹性元件组合使用。1852年E.波登取得波 登管的专利权。至今波登管仍在许多仪器中广泛应用，特别 是用于压力和力的测量方面。 单圈弹簧管其圆弧角一般为270，横截面主要是扁圆形。 4 .弹簧式压力表的使用和工作原理 . 概述： 在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械 式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以 及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来 越广泛的应用。 工作原理 ： 弹簧管在压力和真空作用下 ，产 生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动 机构进行放大，传递给指示装置，再由指针在刻 有法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真空 量值。 弹簧式压力

3、表的使用和工作原理 机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表 采用弹簧管（波登管），膜片，膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测 量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压 力作用下产生的弹性变形，通过压力表的齿轮传动机构放大，压力表就会显 示出相对于大气压的相对值(或高或低)。 在测量范围内的压力值由指针显示，刻度盘的指示范围一般做成270度。 常用的弹性压力表 1、弹簧管压力表、弹簧管压力表 单圈弹簧管压力表适用场合：测量对铜合金不起腐蚀作用的液体、气体和蒸汽的压力。 8 2.膜盒微压计 膜盒压力表的弹性元件为膜盒，适用于测量空气或其它无腐

4、蚀性气体的微压或负压。 No Image 3、膜片压力表 膜片压力表的弹性元件是膜片，被测介质通过接头或法兰进入膜片室，由于压力的作用，膜片产生 位移，此位移再通过传动部件（动作过程与弹簧管压力表同），使指针指示被测压力值。 常用的膜片压力表型号有YP型普通膜片压力表和YPF型耐腐蚀膜片压力表。 10 弹簧管压力计的原理分析 弹性弹性 压力计是根据弹性元件受到压力作用后，所产生压力计是根据弹性元件受到压力作用后，所产生 的变形与压力大小具有一一对应的确定关系的力平衡原理进的变形与压力大小具有一一对应的确定关系的力平衡原理进 行压力测量的。行压力测量的。 一：弹性一：弹性元件相关概念元件相关概念

5、 1.弹性元件弹性元件 是指在受到外力作用时产生变形，而撤去外力后能够恢是指在受到外力作用时产生变形，而撤去外力后能够恢 复原状的元件复原状的元件。 弹性元件原理 2.输出特性输出特性 弹性弹性元件在被测压力元件在被测压力px(差压差压)的作用下，产生弹性变形，同时它又力图恢的作用下，产生弹性变形，同时它又力图恢 复原状，产生反抗外力作用的弹性力复原状，产生反抗外力作用的弹性力F，当弹性力与作用力平衡时，变形停，当弹性力与作用力平衡时，变形停 止。弹性变形与作用力具有一定的关系，从而得知被测压力的大小。止。弹性变形与作用力具有一定的关系，从而得知被测压力的大小。 变形位移变形位移X与弹性力与弹

6、性力F、被测压力、被测压力px有如下关系：有如下关系： F=f(px) 或或 X=f(px) 以上两式称之为弹性元件的输出特性，简称输出特性。以上两式称之为弹性元件的输出特性，简称输出特性。 二、弹性元件特性 1. 不完全弹性特性不完全弹性特性 所加压力超过弹性极限后，元件会出现永久性变形，这一性质称为弹性元件的不完全弹性特性。 为了避免永久性变形，弹性元件的最大压力计算式： Pb 弹性元件的弹性极限 K 安全系数，一般取1.52.5。 2. 弹性后效及弹性滞后弹性后效及弹性滞后 （1）弹性后效弹性后效 13 K P P b max 定义：当弹性元件所受压力升高或降低到某一值时，弹性变形不能同

7、时达到相应值，而要经过一段时 间之后才能达到应有的变形 。 表现：在弹性极限之内对弹性元件加压力，在很快去掉压力后，弹性元件不能马上恢复到原状， 而是残余一个变形，且这一变形要经过一段时间才能消失。 弹性后效现象的存在使得压力有瞬时变化时，仪表示值会产生一定的动态误差。 （2）弹性滞后）弹性滞后 定义：弹性滞后是指给弹性元件加压力和减压力时，输出特性曲线不重合的现象。 表现：在增加到和减小到某一定压力时，弹性元件的变形量不同。如当负载由小增大到PX时的变形 为X1，由大减小到PX时的变形量为X2，则将有一差值XX2X1，该值的存在将使仪表 产生变差。 14 弹性后效及弹性滞后现象同时产生，与弹

8、性元件的材料及加工后的热处理有关，也与压力的最大 值有关。误差可达1%1.5%，少数仪表为0.1%0.2%。 (3)弹性模量受温度的影响弹性模量受温度的影响 弹性模量随温度的变化而变化。一般当温度上升时弹性模量变小，从而使仪表呈现正的测量误差。 即：T K （4）刚度与灵敏度）刚度与灵敏度 刚度刚度是使弹性元件产生单位变形所需要的负荷。 灵敏度灵敏度是在单位负荷作用下产生的变形。 刚度大的弹性元件，其灵敏度小，适用于大量程测压仪表；刚度小的弹性元件，易于制成检测微 小波动压力的仪表。 刚度和灵敏均为常数。 15 弹簧式压力计的结构 弹簧管压力表是一种应用非常广泛的压力表，通常用于测量真空或弹簧

9、管压力表是一种应用非常广泛的压力表，通常用于测量真空或 0.11000Mpa的压力。的压力。 弹簧弹簧管是压力表中的敏感元件，它是一根弯成圆弧形或螺旋形的金属管是压力表中的敏感元件，它是一根弯成圆弧形或螺旋形的金属 管，管子截面是扁圆形或椭圆形的。管，管子截面是扁圆形或椭圆形的。 弹簧管的开口固定在仪表的接头座上，称为固定端，被测介质由固定弹簧管的开口固定在仪表的接头座上，称为固定端，被测介质由固定 端引入弹簧管内。弹簧管的另一端封闭，称为自由端，自由端与仪表的机端引入弹簧管内。弹簧管的另一端封闭，称为自由端，自由端与仪表的机 械传动机构相连。当弹簧管压力表内通入被测介质时，弹簧管受压变形，械

10、传动机构相连。当弹簧管压力表内通入被测介质时，弹簧管受压变形， 自由端位移，再通过机械传动机构带动压力表的指针偏转，指示被测介质自由端位移，再通过机械传动机构带动压力表的指针偏转，指示被测介质 的压力。的压力。 弹簧式压力计的结构 当弹簧管中通入正压时（大于大气压）， 弹簧管的截面是椭圆形的，和方形管变形 相似，椭圆形截面有变成圆形的趋势，即 长轴变短和短轴变成长。 弹簧管在通入正压时的变形是自 由端外伸。 同理可以理解当通入的压力是负 压时,自由端会向内移动。 弹簧管的中心角变化就代表外界 压力的变化。 越大同样压力引起的中心角 变化就越大,所以要提高测量的灵 敏度可以使用多圈弹簧管压力表；

11、 另外与b也成正方向变，即弹 簧管越扁通入压力后变形越明显。 常见的弹簧式压力计 单圈弹簧管压力表是电厂中常见的一单圈弹簧管压力表是电厂中常见的一 种压力表，其机械传动有两种形式，种压力表，其机械传动有两种形式， 一种是杠杆传动。这种弹簧管自由端一种是杠杆传动。这种弹簧管自由端 的位移通过杠杆直接带动指针转动，的位移通过杠杆直接带动指针转动， 指针的最大转角为指针的最大转角为1800，通常为，通常为900。 这种压力表结构简单、抗振性能好、这种压力表结构简单、抗振性能好、 适合于测量脉动压力，但受转角偏小适合于测量脉动压力，但受转角偏小 的限制灵敏度不高。的限制灵敏度不高。 常见的弹簧压力计

12、第二第二种种是利用齿轮传动，。弹簧管的是利用齿轮传动，。弹簧管的 自由端通过拉杆自由端通过拉杆4带动扇形齿轮带动扇形齿轮5转动，转动， 扇形齿轮推动和指针固定在一个轴上扇形齿轮推动和指针固定在一个轴上 的小齿轮的小齿轮10转动，指针在标尺上指示转动，指针在标尺上指示 被测压力。游丝被测压力。游丝6用来消除齿轮传动间用来消除齿轮传动间 隙引起的示值变差。这种压力表不适隙引起的示值变差。这种压力表不适 用于测量波动大的压力。用于测量波动大的压力。 使用说明 1.弹性压力表的量程选择弹性压力表的量程选择 使用弹性压力表测量压力，首先要根据生产过程提出的技术要求，合理使用弹性压力表测量压力，首先要根据

13、生产过程提出的技术要求，合理 地选择压力表的型号、量程和精度等级。我国的测压仪表标尺上限的刻度地选择压力表的型号、量程和精度等级。我国的测压仪表标尺上限的刻度 值为值为1.010N、1.610N、2.510N、4.010N、6.310NMPa。 为了保证弹性元件在弹性形变的安全范围内工作，选择压力表量程时，为了保证弹性元件在弹性形变的安全范围内工作，选择压力表量程时， 要考虑被测测压力的变化情况。要考虑被测测压力的变化情况。 一般在被测压力较稳定的情况下，被测压力的最大数值不应超过仪表量一般在被测压力较稳定的情况下，被测压力的最大数值不应超过仪表量 程上限的程上限的2/3。若被测压力波动较大时

14、，则被测压力的最大数值应不高于仪。若被测压力波动较大时，则被测压力的最大数值应不高于仪 表量程上限的表量程上限的1/2。同时，为了保证测量的准确度，被测压力的最小数值应。同时，为了保证测量的准确度，被测压力的最小数值应 不低于仪表示值范围的不低于仪表示值范围的1/3。即被测压力。即被测压力p应满足下列范围：应满足下列范围： 测量平稳压力测量平稳压力 测量波动压力测量波动压力 2.弹性压力表的精度等级弹性压力表的精度等级 测压仪表的精度等级是按国家标准系列化规定和仪表的质量确定的。目测压仪表的精度等级是按国家标准系列化规定和仪表的质量确定的。目 前我国规定的精度等级，标准仪表前我国规定的精度等级

15、，标准仪表0.05,0.1,0.16,0.2,0.25,0.35；工业仪表有；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。量程范围来确定。 压力表的安装： 1 压力表的安装位置应符合安装状态的要求，表盘不应水平放置，安装位置 的高低应便于工作人员观测。 2 压力表安装处与测压点的距离应尽量短，要保证完好的密封性， 不能出现泄漏现象。 3 在安装的压力表前端应有缓冲弯或者冷凝器；为便于检验，在仪 表下方应装有截止阀；当介质较脏或有脉冲压力过高时，可采用过滤器、缓 冲器和稳压气等

16、。 4 压力表应安装在易观察和检修的地方。 5 安装地点应力求避免振动和高温影响。 6测量蒸汽压力时应加装冷凝圈，以防止高温蒸汽直接和测压元件接 触；对于有腐蚀介质时，应加装充有中性介质的隔离罐等。总之，针对具体 情况（如高温、低温、腐蚀、结晶、沉淀、粘稠介质等），采取相应的防护 措施。 压力表的安装： 压力表的连接处应加装密封垫片，一般低于80及2MPa压力用石棉纸板或铝 片，温度及压力更高时（50MPa）用退火紫铜或铅垫。平常用得最多的就是 用聚四氟乙稀垫。另外还要考虑介质的影响，例如测氧气的压力表不能用带 油或有机化合物的垫片，否则会引起爆炸。测量乙炔压力时禁止用铜垫。 注意事项 压力表

17、要定期进行检修维护压力表要定期进行检修维护 1 1 经过一段时间的使用与受压，压力表机芯难免会出现一些变形和磨损， 压力表就会产生各种误差和故障。为了保证其原有的准确度而不使量值传递 失真，应及时更换，以确保指示正确、安全可靠。 2 压力表要定期进行清洗。因为压力表内部不清洁，就会增加各机件 磨损，从而影响其正常工作，严重的会使压力表失灵、报废。 3 在检修前，应对压力表进行检查性校准，观察仪表是否有泄漏、卡涩、 指针跳动等现象，并作好记录；压力表解体检修后，应作耐压试验 3.1 压力表的表盘应平整清洁，分度线、数字以及符号等应完整、清 晰。 3.2 3.2 表盘玻璃完好清洁，嵌装严密。 3.3 压力表接头螺纹无滑扣、错扣，紧固螺母无滑方现象。 3.4 压力表指针平直完好，轴向嵌装端正，与铜套铆接牢固，与表盘或 玻璃面不碰擦。 3.5 测量特殊