电接点压力表技术说明

电接点压力表技术说明一、概述（一）定义与基本功能电接点压力表是在普通弹簧管压力表的基础上，增设电接点装置而构成的一类压力测量仪表。它既保留了压力表对介质压力的就地指示功能，又能够依据预先设定的压力限值，在被测压力达到设定值时自动接通或断开电接点回路，向外输出开关量信号。该信号可用于压力越限的声光报警，也可接入控制回路，驱动泵组、压缩机的自动启停，实现位式调节，还可参与电气联锁，为工艺设备提供必要的安全保护。相较于单纯的压力指示仪表，电接点压力表将“测量显示”与“信号输出”集于一体，使操作人员既能直观读取实时压力，又能借助电气回路实现自动控制与报警，从而在功能与成本之间取得了良好平衡。（二）在工业自动化与安全联锁中的地位电接点压力表以其结构简单、运行可靠、无需外部供电即可就地指示、且可直接输出开关量信号等特点，成为工业过程压力监控中应用最广泛的仪表之一。在石油、化工、电力、冶金、制药、食品、给排水、暖通空调与消防等众多领域，电接点压力表既服务于工艺压力的日常连续观察，又承担着压力越限报警与联锁控制的关键职能。特别是在锅炉、压力容器、压力管道等承压设备上，压力表作为依法管理的安全附件，其正确选用、安装与维护，直接关系到设备运行安全与人员财产安全。（三）发展概况与选用价值随着自动化水平的不断提高，电接点压力表的型式与功能也在持续演进。除传统的磁助式电接点压力表外，还逐步发展出采用干簧管接点、电子式接点以及电接点与远传变送复合的多种型式，以适应不同工况对触点容量、动作可靠性、防爆防腐性能以及信号远传等方面的要求。相较于精度更高、速度更快的电子压力开关或压力变送器，电接点压力表以较低成本实现了“指示加报警联锁”的一体化功能，且不依赖外部供电即可读取压力，因而在大量非高精度、非高切换速度的位式控制场合仍具有突出的性价比与实用性，是工程选型中不可忽视的一类测量与保护器件。二、工作原理（一）压力—位移—电信号转换总体逻辑电接点压力表的核心工作过程，可概括为“压力—位移—电信号”的三级转换。被测介质压力首先作用于测压弹性元件，使其发生与压力大小相对应的形变与位移；该位移经传动放大机构放大后，驱动指示指针在表盘上偏转，实现压力数值的就地显示；与此同时，安装于传动机构上的活动触点随压力变化而移动，当压力达到设定值时，活动触点与设定触点接触或分离，接通或断开外部控制回路，完成电信号的输出。三个环节层层衔接，共同构成完整的测控功能。（二）弹簧管测压原理电接点压力表最常用的测压弹性元件是C形弹簧管，又称波登管。弹簧管为一端开口、另一端封闭、截面呈椭圆或扁圆形的弧形金属管。当管内通入被测压力时，管内壁受力，椭圆截面趋于圆形，迫使弹簧管自由端产生角位移。压力越高，自由端的位移量越大，且在一定测量范围内，位移量与被测压力近似成正比。自由端通过连杆与扇形齿轮机构相连，将位移传递给中心小齿轮，小齿轮带动指针轴旋转，指针即在分度表盘上指示出相应的压力值。弹簧管材料的弹性性能、管壁厚度与曲率半径等，共同决定了仪表的量程与测压能力。（三）电接点开关动作原理电接点压力表在传动机构上装有一个随压力转动的活动触点，该活动触点与指示指针同步动作。表盘下方另设上限设定指针和下限设定指针，各带一个设定触点，并可通过表盘上的设定机构在量程范围内调节其位置。使用时，操作人员按工艺要求将上限、下限设定指针置于预定压力值。当被测压力上升，活动触点随之转动并最终与上限设定触点接触时，上限回路接通，触发上限报警或停止加压动作；当压力下降至下限设定值时，活动触点与下限设定触点接通，触发下限报警或启动补压、停机等动作，由此实现对压力上下限的自动监视与控制。（四）磁助式电接点的改善作用在触点通断瞬间，若触点的接触与分离不够迅速，容易产生电弧放电和触点抖动，既会损坏触点表面，又可能造成信号误动。为克服这一缺陷，磁助式电接点压力表在电接点装置中设置了永久磁铁。当活动触点与设定触点接近到一定程度时，磁力会促使触点快速吸合；当两者趋于分离时，磁力又使其迅速弹开。磁力的引入大大缩短了触点的过渡过程时间，显著抑制了触点的弹跳与拉弧，从而提高了接点动作的可靠性，延长了仪表的使用寿命。正因如此，磁助式电接点结构在工业现场应用最为普遍。三、结构组成（一）测压与指示系统测压与指示系统是电接点压力表的基础部分，主要包括弹簧管、连杆、扇形齿轮、中心齿轮、指针、表盘及游丝等。弹簧管感测压力并产生位移，齿轮传动机构将位移放大并转换为指针的角位移，游丝用于消除齿轮啮合间隙，保证指针回程平稳。表盘按量程与精度分度，其上刻有压力数值刻线，并标注相应的测量单位。（二）电接点装置电接点装置是电接点压力表区别于普通压力表的关键部件，通常由上限设定触点、下限设定触点、活动触点以及设定指针、调定机构和磁助装置等组成。设定触点固定于可绕轴转动的设定指针上，可在量程内调整位置；活动触点安装于传动机构的绝缘支架上，随压力变化而转动。电接点触点多采用银合金等导电耐磨材料制成，以保证通断可靠并具有较长的使用寿命。电接点装置通过绝缘件与传动机构及表壳相隔离，并引出接线端子，供外部回路连接。（三）外壳与防护结构仪表外壳通常采用铸铁、碳钢或不锈钢等材料制成，内部设有隔板，将机械传动部分与电接点部分合理分隔。表壳正面镶有玻璃或透明塑料表盘窗，便于读数；壳体背部或侧面设有供电气引线的出线口。为适应不同工况，外壳可制成普通型、防水型、防尘型以及具有防爆结构的隔爆型等，防护等级依产品而别。部分耐震型产品还在壳内充注阻尼液或设置耐震机构，以减小振动对指示与触点动作的影响。（四）电气接线端子电接点压力表通过接线端子将电接点回路引至外部。接线端子安装于表壳背面或专用接线盒内，按接点数量与功能分别标注。上下限电接点压力表一般引出上限、下限与公共端等接线端子，供外部继电器、接触器或报警装置连接。接线端子应具有足够的绝缘强度与防护能力，并留有清晰的接线标记，便于安装、接线与维护。四、主要类型与分类（一）按电接点形式分类按电接点结构的不同，电接点压力表主要有磁助式、干簧管式与电接触式等类型。磁助式电接点借助永磁体改善触点通断特性，动作可靠，应用最广；干簧管式以干簧管作为触点元件，触点密封、耐腐蚀、体积小，适合小容量开关信号；电接触式结构简单，但触点抖动与烧蚀相对明显，多用于要求不高的场合。（二）按测压元件与介质适配分类按测压元件及被测介质性质，可分为普通型、耐震型、防腐型等。普通型适用于常温、无腐蚀性气体或液体的测量；耐震型通过充注阻尼介质或采用耐震机构，适应有振动的场合；防腐型采用耐腐蚀材料（如耐蚀合金、氟塑料隔离膜片等）制作接触介质的部件，适用于强酸、强碱等腐蚀性介质。（三）按适用环境与安全要求分类按使用环境的安全要求，可分为普通型与防爆型。在存在易燃易爆气体或粉尘的场所，如化工装置、加油站、矿井等，应采用符合相应防爆标准的隔爆型或本安型电接点压力表，其外壳与电气结构能够有效限制或隔离点燃能量，防止因触点火花引发爆炸事故。（四）按电气功能分类按电接点数量与功能，可分为单上限、单下限以及上下限（双限）电接点压力表。单上限表只在压力达到上限值时动作，单下限表在压力降至下限值时动作，上下限双限表则可同时对上限与下限进行监控，满足更为完整的报警与联锁需求。五、主要技术参数（一）测量范围与精度等级电接点压力表的测量范围根据量程系列选定，涵盖真空、正压以及真空正压联程等多种形式，常见上限值从不足零点一兆帕直至数十兆帕不等，具体以产品铭牌与说明书为准。指示精度等级一般为一点零级、一点六级或二点五级，其对应的允许基本误差分别为测量上限值的正负百分之一、正负百分之一点六与正负百分之二点五。选用时，应使常用工作压力落在量程的三分之一至三分之二之间，以保证测量准确并延长仪表寿命。（二）电接点参数电接点参数主要包括接点数量、设定范围、触点容量与动作误差等。接点数量有单限、双限之分；设定范围一般覆盖仪表量程的主要区段，可在量程内调整；触点容量表示接点允许承载的电压与电流大小，常见为数百伏、数安培量级，具体须以铭牌标注为准，并据此选取相应的中间继电器或接触器；动作误差即设定点处实际动作压力与设定值的偏差，一般以测量上限的百分数考核，具体指标按产品技术条件执行。（三）环境与防护参数仪表的工作环境温度、相对湿度以及外壳防护等级等参数，决定了其适用的环境条件。一般压力表的使用环境温度多在零下四十摄氏度至零上七十摄氏度范围（不同产品有所差异），相对湿度、腐蚀性气氛及振动条件均应在产品允许范围内。防护等级如IP54、IP65等，反映仪表对外来固体与水的防护能力，应按安装环境选用。（四）结构与安装参数结构与安装参数包括表盘直径、外壳尺寸、连接方式与连接螺纹等。常见表盘直径有Φ100、Φ150等；连接方式有径向、轴向之分；连接螺纹常见为M20×1.5等公制螺纹，亦有其他螺纹规格或卡箍等连接形式。被测介质与弹簧管、接头的接触材料，应根据介质性质选用相应材质。六、选型原则与方法（一）测量范围选择选型首先要确定测量范围。测量上限应略高于被测工艺可能出现的最大压力，同时应保证正常工况压力稳定落在量程的三分之一至三分之二区间，兼顾测量准确度与弹性元件使用寿命。对脉动压力，测量上限一般取脉动峰值的约一点五倍，必要时配合阻尼装置使用。（二）精度等级选择精度等级应根据工艺对压力测量准确度的实际需求确定。电接点压力表主要用于指示与位式报警控制，一般不追求高精度测量。对测量准确度要求较高的场合，应选用精度等级更高的仪表，或改用精密压力表、压力变送器等。（三）电接点形式与触点容量选择应根据所带负载的性质与容量，以及动作可靠性要求，确定电接点的型式与触点容量。触点容量必须大于负载的工作电流，并留有适当裕量，必要时通过中间继电器隔离放大，避免触点直接带动大负载造成烧蚀。对需要频繁动作或要求触点稳定可靠的场合，优先选用磁助式电接点。（四）介质与工况适配必须根据被测介质的性质，如腐蚀性、粘度、温度、有无固体颗粒等，以及现场环境条件，如温度、湿度、振动、防爆要求等，选用相应型式的仪表。腐蚀性介质选用防腐型，振动场合选用耐震型，易燃易爆环境选用防爆型，卫生要求高的场合选用满足卫生要求的接口型式。任何情况下都不得将普通型仪表用于超出其耐介质与耐环境能力的场合。（五）安装方式与接口选配根据安装位置与工艺连接要求，选择径向或轴向、螺纹或法兰等安装连接型式。应确保仪表安装方向便于读数与维护，取压口位置合理，接口规格与工艺管路匹配，必要时配置三通旋塞、针形阀、存水弯管等附件。七、安装与接线（一）安装位置与方向要求仪表应安装在便于观察、读数清晰、振动小且远离热源与腐蚀性气氛的位置，安装高度一般以操作人员平视或微俯视可见为宜。压力表安装时应保持表盘正面朝向操作人员，避免因安装偏斜影响读数与设定操作。安装过程中不得直接用手扳动表壳或用管钳夹持表体旋紧，以免损伤内部机构。（二）取压管路与隔离要求取压位置应选择在介质流动平稳、能真实反映被测压力的管段，避免安装在弯头、阀门等流动扰动明显的位置。对蒸汽介质或高温介质，压力表与取压点之间应装设存水弯管或冷凝管，以隔离高温蒸汽、保护仪表；对一般介质，可装设三通旋塞或针形阀，便于拆装与校验。依据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21-2016）的相关要求，压力容器上的压力表与容器之间应装设便于观察和清洗、具有开启标记与锁紧装置的连接附件，并不得连接其他无关接管。取压管路应尽量短而直，避免积聚水、气形成测量误差。（三）电气接线、隔离与接地电气接线应严格按产品说明书与接线图进行，确认各接线端子功能后再接线。电接点回路所接负载的电压、电流不得超过触点容量，必要时经中间继电器隔离放大。接线应采用合适的绝缘导线，接头牢固可靠，防止松动、短路或误接。在爆炸性危险场所，接线须符合相应防爆规定，并由具备资质的专业人员实施。仪表外壳及金属构件的接地，按现场电气安全要求执行。（四）触点设定与整定原则上限、下限设定值应依据工艺要求的安全范围整定。一般应使上限报警值低于设备允许最高工作压力并留有适当裕量，下限报警值高于设备允许最低压力并留有适当余度，既保证及时报警，又避免频繁误动。设定值确定后，应锁紧设定机构，防止运行中因振动而漂移。八、调试与使用（一）投运前检查仪表投运前应进行外观检查，确认表壳、表窗、指针、表盘完好，电接点触点接触正常，接线正确牢固。应对照产品铭牌核对量程、精度、触点容量与介质适用性。必要时先进行静压试验与设定值校验，确认指示准确、接点动作正常后方可投运。（二）设定值整定步骤整定时，先在无压或低压状态下松开设定机构的锁紧装置，转动上限设定指针至所需上限值并锁紧，再转动下限设定指针至所需下限值并锁紧。随后缓慢升压、降压，观察活动触点与设定触点接触瞬间的指示值，核对实际动作压力与设定值的偏差是否符合要求，必要时反复微调直至满足。（三）使用中的观察、记录与巡检要点运行中应定期观察指示值是否正常、有无明显跳动或卡滞，电接点回路动作是否可靠，报警与控制功能是否正常实现。对关键设备与承压设备上的压力表，应按巡检制度记录指示压力，发现指示异常、接点失灵、表盘渗水或指针不回零等异常，应及时处理。长期运行的仪表应结合检定周期做好定期校验与维护记录。九、检定与校准（一）计量管理与强制检定依据依据《中华人民共和国计量法》及其实施细则，用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等方面的压力表属于强制检定范围的计量器具，须按规定进行强制检定。用于锅炉、压力容器等承压设备安全防护场合的压力表，其检定管理更应严格，检定合格并加贴合格标志后方可投入使用。（二）检定周期与项目压力表检定周期一般不超过六个月，具体按使用条件与管理要求确定。依据《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程（JJG52-2013），检定项目通常包括外观与标志检查、零位误差、示值误差、回程误差、轻敲位移、指针偏转平稳性等；对电接点压力表，还需考核接点动作误差与触点通断功能。检定应在标准计量条件下，用精密压力表或活塞式压力计等标准器进行。（三）检定方法与合格判定检定时，通过升压、降压逐点比较被检压力表指示值与标准器示值，计算示值误差、回程误差与轻敲位移，均不得超过相应精度等级允许的限值；电接点压力表的接点动作压力偏差亦应符合要求。全部项目合格方可判定为检定合格。不合格仪表应送修或报废，不得带病使用。十、常见故障与排除（一）常见故障现象、可能原因与处理故障现象可能原因处理方法指针不动作或指示偏低弹簧管破裂或渗漏；齿轮卡滞；取压管路堵塞检修或更换弹簧管；清理传动机构；疏通取压管路指针不回零游丝损坏或齿轮间隙异常；弹簧管残余变形更换游丝并调整；校验或更换弹簧管指示明显跳动或摆动系统压力脉动；管路内有气体；阻尼失效增设阻尼装置；排尽管路气体；检修阻尼机构接点不动作或误动作触点氧化烧蚀或间距不当；设定机构松动漂移；接线故障清洁或更换触点；重新整定并锁紧；检查接线触点烧蚀或粘连负载电流超限；动作过于频繁；电弧未有效消除降低负载或加装中间继电器；优化控制逻辑；更换触点表壳进水或渗漏密封件老化；防护等级不足更换密封件；选用更高防护等级仪表指示误差超差弹簧管疲劳；齿轮磨损；未按期检定校验或更换；重新检定校准（二）故障预防措施预防故障应抓住“正确选型、规范安装、合理使用、按期检定”四个环节。选用与工况匹配的仪表型式，安装符合要求并设置必要的取压附件，运行中避免超压、冲击与频繁剧烈振动，按检定周期送检并及时更换老化部件，能够显著降低故障发生率，保证仪表长期可靠工作。十一、安全注意事项与日常维护（一）使用安全注意事项使用电接点压力表必须严格遵守安全规定。在承压设备与爆炸危险场所，不得随意拆卸带压仪表，处理故障前应先泄压并切断电源。电气回路检修须在断电状态下进行，防止触电与触点火花引燃易燃介质。严禁超过量程上限或超过介质耐温范围使用仪表。发现仪表异常或超期未检，应立即停止使用并处理。防爆型仪表不得擅自更换非防爆部件，损坏后应送具备资质的单位检修。（二）维护保养要点日常维护应保持表壳与表窗清洁，及时擦拭灰尘与污物；定期检查接线端子是否松动、触点有无烧蚀、指针是否回零；注意防潮、防振、防腐蚀性气体侵蚀。长期不用的仪表应妥善存放于干燥清洁处，必要时加防尘罩。（三）报废更换判据仪表出现下列情况之一时，应予报废或更换：弹簧管严重破裂或永久变形且无法修复；指针卡死或传动机构损坏无法修复；示值误差经检定无法调整合格；电接点