第二节 压力测量

1、化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量第二章第二章 压力测量压力测量内容：压力的概念及压力检测仪表的分类；压内容：压力的概念及压力检测仪表的分类；压力检测及仪表：普通弹簧管压力表、电气式压力检测及仪表：普通弹簧管压力表、电气式压力计和压力表的选择和安装。力计和压力表的选择和安装。 要求：要求：1、掌握、掌握压力的概念及压力检测仪表的分类压力的概念及压力检测仪表的分类；2、掌握普通弹簧管压力表的工作原理、结构及安、掌握普通弹簧管压力表的工作原理、结构及安 装方法。装方法。3 3、理解各种电气式压力计的工作原理。、理解各种电气式压力计的工作原理。化工仪表及自动化化工仪表及自动

2、化第二章压力测量第二章压力测量第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表1、压力的概念、压力的概念 在工程上将介质（包括气体和液体）垂直作在工程上将介质（包括气体和液体）垂直作用在单位面积上的力。用在单位面积上的力。SFP 压力公式压力公式压力单位压力单位帕斯卡（帕斯卡（Pa）1 Pa=1N/1M Pa=1106 Pa化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量2、工程上各种压力单位换算关系（见表、工程上各种压力单位换算关系（见表2-1）压力单位压力单位帕帕（Pa）兆帕兆帕（M Pa）工程大气压工程大气压kgf/2毫米汞柱毫米汞柱mmHg巴巴bar帕帕（Pa）11106

3、1.01971057.5011031105兆帕兆帕（M Pa）1106110.1977.50110310工程大气压工程大气压kgf/9.8071049.8071021735.60.9807毫米汞柱毫米汞柱mmHg1.33321021.33321041.359510511.3332103巴巴bar1105011.0197750.11化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量3、各种压力表示方式的关系（考试范围）、各种压力表示方式的关系（考试范围）绝对压力绝对压力大气压力大气压力 指作用于物体表面上的全部压力，指作用于物体表面上的全部压力，其零点以绝对真空为基准，又称总压其零点以

4、绝对真空为基准，又称总压力或全压力，以力或全压力，以P绝绝表示。表示。 地面上的空气柱所产生的平均压地面上的空气柱所产生的平均压力，以力，以P大气压大气压表示。表示。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量表压表压 以以P表表表示，它是绝对压力与大气表示，它是绝对压力与大气压之差，即压之差，即 P表表P绝绝P大气压大气压。差压差压 任意两个压力之差称为差压。工业任意两个压力之差称为差压。工业上经常进行差压的测量。用上经常进行差压的测量。用Pd 表示。表示。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量P1绝对压力的零线绝对压力的零线大气压大气压P2P1绝绝P

5、1表表P2绝绝P2真真P表压表压=P绝绝P大大P真真=P大大P绝绝各种压力表示方式的关系各种压力表示方式的关系化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量注意注意 当被测压力低于大气压力时，一般用负压或当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示，真空度来表示， 它是大气压与绝对压力之差，即它是大气压与绝对压力之差，即P真空度真空度P大气压大气压P绝绝。12 工业上所用的工艺设备和测量仪表通常是处于工业上所用的工艺设备和测量仪表通常是处于大气之中，本身就承受着大气压力，所以，工程上大气之中，本身就承受着大气压力，所以，工程上经常用表压或真空度来表示压力的大小。经常用表压或

6、真空度来表示压力的大小。3 本书以后提到的压力，除特别说明外，均指表本书以后提到的压力，除特别说明外，均指表压或真空度。压或真空度。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量4、测量压力仪表的分类（转换原理）、测量压力仪表的分类（转换原理）1液柱式压力计液柱式压力计工作原理工作原理根据流体静力学原理来测量压力的。根据流体静力学原理来测量压力的。P1A=（ghP0）AhP1=ghP0P1表表=ghP1P1P0P0化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量工作介质工作介质 水银或水水银或水结构结构U型管、单管或斜管型管、单管或斜管适用场合适用场合低压、负压或压力

7、差低压、负压或压力差特点特点 精度受工作液的毛细管作用，精度受工作液的毛细管作用，密度及视差等因素的影响，测量范密度及视差等因素的影响，测量范围较窄。围较窄。P1P0化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量 由于由于U形管压力形管压力计需两次读取液面高计需两次读取液面高度，为使用方便，设度，为使用方便，设计出一次读取液面高计出一次读取液面高度的单管压力计。度的单管压力计。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量液柱式压力计化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量应用应用测量孔板前后的差压测量孔板前后的差压化工仪表及自动化化工仪表及自动

8、化第二章压力测量第二章压力测量工作原理工作原理特点特点 弹性式压力表是弹性元件受压后所产生弹性式压力表是弹性元件受压后所产生的弹性变形作为测量基础。的弹性变形作为测量基础。 结构简单、价格低廉，现场使用和维护结构简单、价格低廉，现场使用和维护都很方便，又有较宽的压力测量范围和较高都很方便，又有较宽的压力测量范围和较高的测量精度。的测量精度。 2弹性式压力计弹性式压力计化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量3电气式压力计电气式压力计工作原理工作原理特点特点 通过机械和电气元件将被测压力转换成电通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。量（

9、电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。 测量范围较广，精度高，可以远距离传测量范围较广，精度高，可以远距离传送电信号，便于与计算机联接。送电信号，便于与计算机联接。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量4活塞式压力计活塞式压力计piston gaugepiston gauge化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量工作原理工作原理油油杯杯活塞活塞手轮手轮砝码砝码标准表标准表活活塞塞活活塞塞柱柱被校压力表被校压力表 根据水压机液体传送压力的原理，将被根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质

10、量来进行测量。进行测量。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量特点特点 精度高，允许误差小到精度高，允许误差小到0.05%0.02%，但结构复杂，价格，但结构复杂，价格较贵。较贵。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量弹性式压力计弹性式压力计工作原理工作原理特点特点 弹性式压力表是弹性元件受压后所产生弹性式压力表是弹性元件受压后所产生的弹性变形作为测量基础。的弹性变形作为测量基础。 结构简单、价格低廉，现场使用和维护结构简单、价格低廉，现场使用和维护都很方便，又有较宽的压力测量范围和较高都很方便，又有较宽的压力测量范围和较高的测量精度。的测量精度。

11、化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量弹性元件弹性元件1 弹性元件是一种简单可靠的测压传感元件。弹性元件是一种简单可靠的测压传感元件。 由虎克定律可知，弹性元件受压后所产生的位由虎克定律可知，弹性元件受压后所产生的位移与加在其上的力成正比，即：移与加在其上的力成正比，即：L=kP式中：式中： L弹性元件受压后所产生的位移弹性元件受压后所产生的位移 P加在弹性元件上的压力变化量加在弹性元件上的压力变化量 k弹性系数弹性系数化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量特点特点 采用不同材料、不同形状的弹性元件作为采用不同材料、不同形状的弹性元件作为感压元件，可

12、以适用于不同场合、不同范围的感压元件，可以适用于不同场合、不同范围的压力测量。弹性元件一般是由磷青铜、黄铜、压力测量。弹性元件一般是由磷青铜、黄铜、合金钢或不锈钢材料加工成形并进行适当的热合金钢或不锈钢材料加工成形并进行适当的热处理。目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波处理。目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波纹管和膜片等。纹管和膜片等。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量弹簧管式弹性元件弹簧管式弹性元件 单圈弹簧管是弯成圆弧形的金属管单圈弹簧管是弯成圆弧形的金属管子，它的截面做成扁圆形或椭圆形。子，它的截面做成扁圆形或椭圆形。 结构结构特点特点 弹簧管式弹性元件的测压范

13、围较宽，弹簧管式弹性元件的测压范围较宽，可测量高达可测量高达1000MPa的压力。的压力。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量薄膜式弹性元件薄膜式弹性元件 薄膜式弹性元件根据其结构的不同还可以分薄膜式弹性元件根据其结构的不同还可以分为膜片式和膜盒式等。为膜片式和膜盒式等。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量膜片式弹性元件膜片式弹性元件 PP膜盒式弹性元件膜盒式弹性元件 由金属或非金属由金属或非金属材料做成的，有平膜片材料做成的，有平膜片和波纹膜片两种形状，和波纹膜片两种形状，其受压后可产生变形，其受压后可产生变形，从而引起位移。从而引起位移。

14、 由两张金属膜片沿周由两张金属膜片沿周口对焊成一薄壁盒子，内口对焊成一薄壁盒子，内充液体（通常是硅油），充液体（通常是硅油），则成为膜盒则成为膜盒 。结构结构化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量波纹管式弹性元件波纹管式弹性元件 波纹管式弹性元件是一个周围制成波纹波纹管式弹性元件是一个周围制成波纹状的薄壁金属筒体状的薄壁金属筒体 。结构结构特点特点 波纹管易于变形，可产生较大位移，故波纹管易于变形，可产生较大位移，故常用于微压和低压的测量（一般不超过常用于微压和低压的测量（一般不超过1MPa）。）。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量双波纹管压差计

15、化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量弹簧管压力表弹簧管压力表2分类分类精密压力表、标准压力表、精密压力表、标准压力表、普通压力表普通压力表 双面压力表、电接点压力表、双面压力表、电接点压力表、远传压力表、数字式压力表远传压力表、数字式压力表 防爆压力表、耐震压力表、防爆压力表、耐震压力表、耐酸压力表耐酸压力表 按精度分按精度分按信号显示分按信号显示分按现场使用条件分按现场使用条件分化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量各种压力表各种压力表化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章

16、压力测量化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量结构与工作原理结构与工作原理化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量压力表的内芯压力表的内芯化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量压力表的内芯压力表的内芯化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量电接点压力表电接点压力表 电接点压力表与普通电接点压力表与普通压力表不同之处：压力表不同之处：指

17、针上指针上有动触点，表盘上另有两有动触点，表盘上另有两根可调节的指针，其上分根可调节的指针，其上分别接有静触点，当压力超别接有静触点，当压力超过上限给定值时，动触点过上限给定值时，动触点和静触点接触，高限报警和静触点接触，高限报警电路接通。若压力低于下电路接通。若压力低于下限给定值时，动触点与静限给定值时，动触点与静触点接通，使低限报警电触点接通，使低限报警电路接通。静触点指针的位路接通。静触点指针的位置可根据需要进行调节。置可根据需要进行调节。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量第三节第三节 电气式压力计电气式压力计工作原理工作原理特点特点 通过机械和电气元件将被测

18、压力转换成电通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。 测量范围较广，精度高，可以远距离传测量范围较广，精度高，可以远距离传送电信号，便于与计算机联接。送电信号，便于与计算机联接。(如如DCS控制）控制）化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量工作原理工作原理 应变片式压力传感器是根据电阻应变原理应变片式压力传感器是根据电阻应变原理制成的。它利用应变片作为转换元件，把被测制成的。它利用应变片作为转换元件，把被测压力压力P转换成应变片的电阻值的变化，然后经过转换成应变片的电阻值的变化，然后经过桥式电

19、路取得桥式电路取得mV 级的电量输出。级的电量输出。 一、应变片式压力传感器一、应变片式压力传感器化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量金属的金属的电阻应变效应电阻应变效应 当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种效应称为电阻应变效应。发生变化，这种效应称为电阻应变效应。AlR 设有一段长为设有一段长为l，截面积为截面积为A A，电阻率为，电阻率为的导体的导体( (如金属丝如金属丝) )，它具有的电阻为，它具有的电阻为当它受到轴向力当它受到轴向力F F而被拉伸而被拉伸( (或压缩或压缩) )时，其时，其l和

20、和A A均发均发生变化，因而导体的电阻随之发生变化。生变化，因而导体的电阻随之发生变化。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量应变片的结构应变片的结构电阻丝应变片是用直径为电阻丝应变片是用直径为0.025mm具有高电阻率的具有高电阻率的电阻丝制成的。为了获得高的阻值，将电阻丝排列成栅电阻丝制成的。为了获得高的阻值，将电阻丝排列成栅网状，称为敏感栅，并粘贴在绝缘的基片上，电阻丝的网状，称为敏感栅，并粘贴在绝缘的基片上，电阻丝的两端焊接引线。敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层。如两端焊接引线。敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层。如图：图：(a)(a)丝式丝式 (b)(b)箔式箔式 (

21、c)(c)半导体半导体1 1敏感栅敏感栅 2 2基底基底 3 3引线引线 4 4盖层盖层 5 5粘结剂粘结剂 6 6电极电极化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量(1)(1)敏感栅敏感栅应变计中实现应变应变计中实现应变- -电阻转换的敏感元件。电阻转换的敏感元件。它通常由直径为它通常由直径为0.0150.0150.05mm0.05mm的金属丝绕成栅状，或的金属丝绕成栅状，或用金属箔腐蚀成栅状。图中用金属箔腐蚀成栅状。图中l l表示栅长，表示栅长，b b表示栅宽。其表示栅宽。其电阻值一般在电阻值一般在100100以上。以上。(2)(2)基底基底为保持敏感栅固定的形状、尺寸和

22、位置，为保持敏感栅固定的形状、尺寸和位置，通常用粘结剂将它固结在纸质或胶质的基底上。应变计通常用粘结剂将它固结在纸质或胶质的基底上。应变计工作时，基底起着把试件应变准确地传递给敏感栅的作工作时，基底起着把试件应变准确地传递给敏感栅的作用。为此，基底必须很薄，一般为用。为此，基底必须很薄，一般为0.020.020.04mm0.04mm。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量(3)(3)引线引线它起着敏感栅与测量电路之间的过渡连接和引导它起着敏感栅与测量电路之间的过渡连接和引导作用。通常取直径约作用。通常取直径约0.10.10.15mm0.15mm的低阻镀锡铜线，并用钎焊的低

23、阻镀锡铜线，并用钎焊与敏感栅端连接。与敏感栅端连接。(4)(4)盖层盖层用纸、胶作成覆盖在敏感栅上的保护层；起着防用纸、胶作成覆盖在敏感栅上的保护层；起着防潮、防蚀、防损等作用。潮、防蚀、防损等作用。(5)(5)粘结剂粘结剂在制造应变计时，用它分别把盖层和敏感栅固在制造应变计时，用它分别把盖层和敏感栅固结于基底；在使用应变计时，用它把应变计基底再粘贴在试结于基底；在使用应变计时，用它把应变计基底再粘贴在试件表面的被测部位。因此它也起着传递应变的作用。件表面的被测部位。因此它也起着传递应变的作用。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量结构结构应变筒应变筒外壳外壳密封膜片密封

24、膜片r1r2 应变筒应变筒l的上端与外壳的上端与外壳2固定在一起，下端与不锈钢密固定在一起，下端与不锈钢密封膜片封膜片3紧密接触，两片康铜丝应变片紧密接触，两片康铜丝应变片r1和和r2用特殊胶合用特殊胶合剂剂(缩醛胶等缩醛胶等)贴紧在应变筒的外壁。贴紧在应变筒的外壁。r1沿应变筒轴向贴放，沿应变筒轴向贴放，作为测量片，作为测量片，r2沿径向贴放，作为温度补偿片。应变片与沿径向贴放，作为温度补偿片。应变片与筒体之间不发生相对滑动，并且保持电气绝缘。筒体之间不发生相对滑动，并且保持电气绝缘。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量r1r2r3r4输出信号输出信号当被测压力当被测

25、压力P作用于膜片而作用于膜片而使应变筒作轴向受压变形时，沿使应变筒作轴向受压变形时，沿轴向贴放的应变片轴向贴放的应变片r1也将产生轴也将产生轴向压缩应变向压缩应变 1，于是，于是r1的阻值变的阻值变小；而沿径向贴放的应变片小；而沿径向贴放的应变片r2，由于本身受到横向压缩将引起纵由于本身受到横向压缩将引起纵向拉伸应变向拉伸应变2，于是，于是r2阻值变大。阻值变大。但是由于但是由于 2比比 1要小，故实际要小，故实际上上r1的减少量将比的减少量将比r2的增大量为的增大量为大。大。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量二、压阻式压力变送器二、压阻式压力变送器工作原理工作原理

26、压阻式压力变送器是利用单晶硅的压压阻式压力变送器是利用单晶硅的压阻效应而构成的阻效应而构成的 。结构结构单晶硅片单晶硅片等效电阻等效电阻化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量特点特点 精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸小、重量轻和结构简单。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量三、电容式压力变送器三、电容式压力变送器工作原理工作原理结构结构 先将压力的变化转换为电容量的变化，先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量。然后进行测量。ABUqCdS0化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量 高可靠性；高可靠性； 量程可迁

27、移，零点、量程可迁移，零点、满度可外部连续调节；满度可外部连续调节； 介质兼容性强，介质兼容性强，适用范围广泛。适用范围广泛。特点特点化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量电容式压力变送器外形电容式压力变送器外形化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量第四节第四节 智能式压力变送器智能式压力变送器 智能型压力或差压变送器是在普通压力或差压智能型压力或差压变送器是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路。传感器的基础上增加微处理器电路。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量一、智能变送器的特点一、智能变送器的特点1性能稳定，可

28、靠性好，测量精度高，基本误差仅性能稳定，可靠性好，测量精度高，基本误差仅为为0.1%。2量程范围可达量程范围可达100：1，时间常数可在，时间常数可在036s内调整，内调整，有较宽的零点迁移范围有较宽的零点迁移范围。3具有温度、静压的自动补偿功能，在检测温度时，具有温度、静压的自动补偿功能，在检测温度时，可对非线性进行自动校正。可对非线性进行自动校正。4具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数据具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数据通讯，可以与现场总线网络和上位计算机相连。通讯，可以与现场总线网络和上位计算机相连。5可以进行远程通讯，通过现场通讯器，使变送器可以进行远程通讯，通过现场通

29、讯器，使变送器具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功能，简化了调整、校准与维护过程，使维多种功能，简化了调整、校准与维护过程，使维护和使用都十分方便。护和使用都十分方便。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量A/D转换转换微处理器微处理器传感器线性化传感器线性化量程范围调整量程范围调整传递函数传递函数工程单位变换工程单位变换阻尼阻尼 通信通信诊断诊断数字通讯数字通讯本机量程本机量程和零点和零点调整调整传感膜头传感膜头修正系数修正系数膜头信息膜头信息温温度度传传感感器器电子板模电子板模块内存块内存量程值量程值变送器组态变送

30、器组态D/A转换转换P1P2二、智能变送器的结构原理二、智能变送器的结构原理化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量特点特点硬件硬件 检测部件中，除了传感元件外，检测部件中，除了传感元件外，还装有补偿用的测温元件；内部电还装有补偿用的测温元件；内部电路采用了超大规模集成电路，将微路采用了超大规模集成电路，将微处理器、存储器、通讯电路、数模处理器、存储器、通讯电路、数模（）等集成在一块专用的集（）等集成在一块专用的集成电路板上。因而，变送器的结构成电路板上。因而，变送器的结构紧凑，可靠性提高。紧凑，可靠性提高。以美国费希尔以美国费希尔罗斯蒙特的罗斯蒙特的3075C型差压变送器

31、来说明：型差压变送器来说明：化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量技术性能技术性能 由于采用了微处理器，变送器的由于采用了微处理器，变送器的输入输出非线性补偿不仅可以由硬件输入输出非线性补偿不仅可以由硬件来实现，又可靠软件来补偿，提高了来实现，又可靠软件来补偿，提高了变送器的精度。变送器的精度。远程通讯远程通讯 传统的变送器必须在实验室使用传统的变送器必须在实验室使用标准仪表进行校验、量程调整，而智标准仪表进行校验、量程调整，而智能变送器可以通过手持通信器或计算能变送器可以通过手持通信器或计算机控制系统与变送器远程通迅，可对机控制系统与变送器远程通迅，可对1500之内的现

32、场变送器进行工作参之内的现场变送器进行工作参数的设定、量程调整以及向变送器加数的设定、量程调整以及向变送器加入信息数据。入信息数据。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量电源电源控制室控制室现场现场变送器的连接：变送器的连接：化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量HART通信器通信器化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量手持通信器能够实现下列功能：手持通信器能够实现下列功能：1组态组态。2测量范围的变更测量范围的变更。3变送器的校准。变送器的校准。4自诊断。自诊断。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量变送

33、器的装配图变送器的装配图化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量压力计的选用及安装压力计的选用及安装 一、压力计的选用一、压力计的选用 对压力计类型的选用主要从以满足工艺生产的对压力计类型的选用主要从以满足工艺生产的要求和价格两方面来考虑。要求和价格两方面来考虑。信号形式信号形式被测介质的物理化学性质被测介质的物理化学性质现场环境条件现场环境条件1、仪表类型的选用、仪表类型的选用化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量压力表的常规型号压力表的常规型号型号型号说明说明测量范围测量范围/MPa精度精度Y-60径向径向1.010n1.610n2.510n4.0

34、10n6.010n1.5Y-100径向径向Y-100T径向带后边径向带后边Y-100ZQ轴向带前边轴向带前边Y-150径向径向YA-100氨气压力表氨气压力表YX-150电接点压力表电接点压力表YB-200标准表标准表0.4YS-60活塞式压力计活塞式压力计0.1600.02化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量 仪表测量范围仪表测量范围是指被测量可按规定是指被测量可按规定精确度进行测量的范围，它是根据操作中精确度进行测量的范围，它是根据操作中需要测量的参数大小来确定的。需要测量的参数大小来确定的。 根据根据“化工自控设计技术规定化工自控设计技术规定”：在测量稳：在测量稳

35、定压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的定压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的23；测量脉动压力时，最大工作压力不应超过测量上限值测量脉动压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的的12；测量高压压力时，最大工作压力不应超过测；测量高压压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的量上限值的35。为了保证测量的准确度，所测的压。为了保证测量的准确度，所测的压力值不能太接近仪表的下限值，一般被测压力的最小力值不能太接近仪表的下限值，一般被测压力的最小值不低于仪表满量程的值不低于仪表满量程的13。 定义定义2、仪表测量范围的确定、仪表测量范围的确定化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章

36、压力测量 仪表的精度等级是根据工艺生产中所允许的最仪表的精度等级是根据工艺生产中所允许的最大绝对误差来确定的。大绝对误差来确定的。 %100max量程 按国家统一规定划分的等级有按国家统一规定划分的等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、 0.5、1.0、1.5、2 .5、4 .0 一般工业用压力表一般工业用压力表1.5级或级或2.5级已足够级已足够,科研或科研或精密测量用精密测量用0.5级或级或0.4级的精密压力计或标准压力级的精密压力计或标准压力表。表。3、仪表精度等级的选取、仪表精度等级的选取化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量例：某工厂的一

37、台压缩机的出口压力范围为例：某工厂的一台压缩机的出口压力范围为911MPa，工艺要求测量误差不能大于工艺要求测量误差不能大于0.5MPa。试选择一台就地。试选择一台就地显示的压力计（指出型号、测量范围和精度）。显示的压力计（指出型号、测量范围和精度）。解：解： 根据题意，选择一台普通弹簧管压力表就能满根据题意，选择一台普通弹簧管压力表就能满足要求，型号为：足要求，型号为：Y100。 由于压缩机的出口压力波动大，应选择仪表的由于压缩机的出口压力波动大，应选择仪表的上限值为：上限值为：PPMAX211222 MPa化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量根据附录一，应选择压力表

38、的测量范围为：根据附录一，应选择压力表的测量范围为： 025 MPa由于由于92513， 被测压力的最小值不低于满被测压力的最小值不低于满量程的量程的13，这是允许的。，这是允许的。根据工艺的测量误差要求得：根据工艺的测量误差要求得： %2%1000255.0%100max量程确定该压力表的精度等级为确定该压力表的精度等级为1.5。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量二、压力计的安装二、压力计的安装1、测量点的选择、测量点的选择 测压点要选在被测介质直线流动的管段上，测压点要选在被测介质直线流动的管段上，不可选在管路拐弯、分岔、死角或其容易形成不可选在管路拐弯、分岔、死

39、角或其容易形成漩涡的部分。漩涡的部分。 测量流动介质的压力时，应使取压点与流测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直，并保证管内端面与生产设备连接动方向垂直，并保证管内端面与生产设备连接处的内壁光滑。处的内壁光滑。 测量液体压力时，取压点应选在管道下部，测量液体压力时，取压点应选在管道下部，使导压管内不存积气体；测量气体压力时，取压使导压管内不存积气体；测量气体压力时，取压点应在管道上方，使导压管内不积存液体。点应在管道上方，使导压管内不积存液体。123化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量2、导压管的铺设、导压管的铺设123 导压管粗细要合适，一般内径为导压管粗细

40、要合适，一般内径为610。长度应尽。长度应尽可能短，最长不宜超过可能短，最长不宜超过50m，以减少压力指示的延迟。如，以减少压力指示的延迟。如超过超过50m，应选用能远传的压力变送器。，应选用能远传的压力变送器。 导压管有必要作水平安装时应保证有导压管有必要作水平安装时应保证有1：101：20的倾斜度，以利于积存液体（气体）的排出。的倾斜度，以利于积存液体（气体）的排出。 当被测介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。当被测介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。 取压口到压力表之间应装有切断阀，以备检修压力取压口到压力表之间应装有切断阀，以备检修压力表时使用。切断阀的位置应靠近取压口。表

41、时使用。切断阀的位置应靠近取压口。4化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量3、压力表的安装、压力表的安装123压力表应垂直安装在易观察和检修的地方。压力表应垂直安装在易观察和检修的地方。安装地点应力求避免振动和高温的影响。安装地点应力求避免振动和高温的影响。 压力表与导压管的连接处应加装合适的密封垫压力表与导压管的连接处应加装合适的密封垫片。片。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量4 测量蒸汽压力时，应测量蒸汽压力时，应加装回形冷凝管，以防加装回形冷凝管，以防止高温蒸汽直接与测压止高温蒸汽直接与测压元件接触元件接触 ；对于测量腐；对于测量腐蚀、高

42、粘度、有结晶介蚀、高粘度、有结晶介质的压力时，应加装有质的压力时，应加装有中性介质的隔离罐。隔中性介质的隔离罐。隔离罐内的隔离液应选择离罐内的隔离液应选择沸点高、凝固点低、化沸点高、凝固点低、化学与物理性质稳定的液学与物理性质稳定的液体，如甘油、乙醇等。体，如甘油、乙醇等。 管道化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量、压力表的使用和维护 （1）压力表在投运时应缓慢地升压，不能使指针猛然上升，以免损坏压力表。（2）定时巡查，查看压力表的表体、连接管路、线路、阀门是否有泄漏、损坏、腐蚀；压力表应保持洁净，表盘上的玻璃应明亮清晰，使表盘内指针指示的压力值能清楚易见，表盘玻璃破碎

43、或表盘刻度模糊不清的压力表应停止使用。（3）压力表的取压管要定期吹洗，以免堵塞。特别是用于有油垢、粘性物质或纤维介质的压力表取压管，更应经常吹洗。 （4）要经常检查压力表指示是否平稳，是否有跳动或卡住现象，分析其故障原因，当确认不是由工艺操作引起时，及时维修或更换压力表。更换压力表时注意一定要在无压力的情况下拆除。（5）在无压力时，指针不能回到零位的压力表要及时更换。（6）定期检查取压管上的切断阀是否处于全开位置。 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量、压力表的校验化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量工作原理工作原理油油杯杯活塞活塞手轮手轮砝码砝

44、码标准表标准表活活塞塞活活塞塞柱柱被校压力表被校压力表 根据水压机液体传送压力的原理，将被测根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量。测量。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量（二）压力变送器的使用和维护压力（差压）变送器在使用过程经常会出现一些故障，工艺人员掌握一些使用和维护知识对正在进行的生产来说是至关重要的。（1）压力变送器内部是弱电，要注意防水和与强电隔离，而且保持变送器及其附件的清洁。（2）经常检查取压管路及阀门接头处有无渗漏现象，如有渗漏现象应尽快处理。（3）对压力（差压）变送器

45、的取压管定期进行排污、排凝或放空，对易堵介质的导压管定期进行吹扫，以免发生正负导压管堵塞现象。（4）保证取压管的切断阀打开，如测量差压，要安装三阀组，并正确使用三阀组，避免差压变送器单向受压，因故差压变送器单向受压要立刻消除压力，校对零点；差压变送器工作时，不能打开平衡阀。（5）经常检查压力变送器零点和显示值的准确性，当发现压力变送器指示不符合工艺要求时，可参照压力变送器取压点附近的压力表，及时判断是压力变送器的故障还是工艺操作造成的。（6）根据JJG8822004压力变送器检定规程，压力变送器要定期检定，检定周期可根据使用环境条件，使用频繁程度和重要程度来确定，一般不超过一年。化工仪表及自动

46、化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量例题分析例题分析 2、 如果某反应器最大压力为如果某反应器最大压力为0.6MPa,允许最大绝对误差允许最大绝对误差为士为士0.02MPa。现用一台测量范围为。现用一台测量范围为01.6MPa，准确度为，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求?若采用一台测量范围为若采用一台测量范围为01.0MPa，准确度为，准确度为1.5级的压力级的压力表，问能符合误差要求吗表，问能符合误差要求吗?试说明其理由。试说明其理由。解：对于测量范围为解：对于测量范围为01.6MPa，准确度为，准确度为

47、1.5级的压力表级的压力表,允允许的最大绝对误差为许的最大绝对误差为:因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值，所因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值，所以是不合格的。以是不合格的。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量对于测量范围为对于测量范围为01.0MPa，准确度亦为，准确度亦为1.5级的压力级的压力表，允许的最大绝对误差为：表，允许的最大绝对误差为：因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差，故因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差，故符合对测量准确度的要求，可以采用。符合对测量准确度的要求，可以采用。该例说明了选一台量程很大的仪表来测该例说明了选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的。量很小的参数值是不适宜的。化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二章压力测量第二章压力测量压力表常见故障及处理方法（一）压力表常见故障及处理方法（一） 故障现象故障现象故障原因故障原因处理方法处理方法压压力力表表无无指指示示导压管上