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压力丈量的原理及运用

时间:2022-09-16 17:07:19 来源:华体会网页登录入口

  • 压力是指笔直效果在单位面积上的力。压力的单位是帕斯卡,符 号为Pa。压力P能够用公式表明为:

  • 在压力丈量中,常有肯定压力、表压力、负压或真空度之分。 • 肯定压力:是指被测介质效果在容器单位面积上的悉数压力,它

  是以肯定零压为基准来表明的压力,用符号Pj表明。 • 肯定真空下的压力称为肯定零压。用来丈量肯定压力外表称为绝

  表明。用来丈量大气压力的表叫气压表。 • 表压力:它是以大气压为基准来表明的压力。也便是肯定压力与

  • 真空度:当肯定压力小于大气压力是,表压力为负值(即负压 力),此负压力的肯定值,称为真空度,用符号Pz表明。用来测 量真空度的外表称为真空表。既能丈量压力值又能丈量真空度的 外表叫压力真空表。

  • 标准大气压:把纬度为45°的海平面上的大气压叫做标准大气压。 它相当于0℃时760mm高的水银柱底部的压力,即760mmHg (101325Pa)。

  • 压力的法定计量单位是帕(Pa),常用表明压力的单位还有千帕 (KPa)、兆帕(MPa)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱 (mmHg)、巴(bar)、标准大气压(atm)、工程大气压 (kgf/cm2)。它们的联系是:

  液柱式测压外表是依据流体静力学原理,运用液柱所发生的压 力与被测压力平衡,并依据液柱高度来确认被测压力巨细的压 力计。所用液体叫作封液,常用的有水、酒精、水银等。液柱 式压力计多用于丈量低压、负压和压力差。常用的液注式压力 计有U型管压力计、单管压力计和斜管微压计。

  当U型管内封液密度必定并已知时,液 柱高度差反映了压力的巨细。这便是液柱 式压力计丈量压力的根本作业原理。

  ,内径最好不小于10mm ② 运用时坚持笔直 ③ 减小两次读数差错,读数时眼睛与液面平齐,以

  p1  p2  gl sin 斜管压力计的刻度比U型管压力 计的刻度扩大了1/sinα倍。若采 用酒精作为封液,则更便于测 量微压,一般这种斜管压力计 适于丈量2~2000Pa规模的压力。

  弹性式压力计是以各种方式的弹性元件受压后发生的弹性变形 作为丈量的根底。常用的弹性元件有绷簧管、膜片和波纹管, 相应的有绷簧管压力计、膜式压力计和波纹管式压力 计。

  绷簧管是绷簧管压力计的首要测压元件。弹 簧管的横截面呈椭圆形或扁圆形,是一根空 心的金属管,其一端封闭为自在端,另一端 固定在外表的外壳上,并与被测介质相通的 管接头衔接,当具有压力的介质进入管的内 腔后,因为绷簧管的横截面是椭圆形或扁圆 形的。所以在压力的效果下它会发生变形。 短轴方向的内外表积比长轴方向的大,因此 受力也大,当管内压力比管外大时,短轴要 变长些,长轴要变短些,管子截面趋于更圆, 发生弹性变形。使弯成圆弧状的绷簧管向外 蔓延,在自在端发生位移。此位移经杆系和 齿轮组织带动指针,指出相应的压力值。

  •不同资料的绷簧管适用于不同的被测压力和被 测流体介质。当压力低于20MPa时,一般选用磷 铜;压力高于20MPa时,可选用不锈钢或高强度 合金钢。

  单圈绷簧管自在端的位移量一般不超越2~5mm;为添加自 由端位移量,进步绷簧管活络度,常选用螺旋形。 绷簧管横截面的纵横直径比愈大,活络度愈高。一般C型灵 敏度低;螺线形、螺旋形活络度高。绷簧管虽有较高丈量精 度,但因尺度和质量较大,固有频率较低且有显着滞后,故 不宜作动态压力丈量。

  膜式压力计分为膜片压力计和膜盒压力计两种。前者首要用于测 量腐蚀性介质或非凝聚、非结晶的粘性介质的压力;后者常用于 丈量气体的微压或负压。它们的活络元件分别是膜片和膜盒 。

  膜片压力计的膜片可分为弹性膜片和挠性膜片两种。 膜片呈圆形,一般由金属制成,常用的弹性波纹膜 片是一种压有环状同心波纹的圆形薄片,它的四周 被固定起来。通入压力后,膜片将向压力低的一面 曲折,其中心发生必定的位移(即挠度),经过传 动组织带动指针滚动,指示出被测压力。

  膜片是用金属或许非金属制成的圆形薄片;按工 作面形状分为:平膜片和波纹膜片。 常用的资料:锡锌青铜、磷青铜、铍青铜、高弹性 合金、恒弹性合金、碳素铜、不锈钢等。 膜片的厚度一般在0.05~0.3mm。 膜片受压力效果发生位移,可直接带动传动组织指 示,因为膜片的位移较小,活络度低,指示精度也 不高,一般为2.5级。 注:平膜片丈量压力时位移很小,常用来丈量高压 。波纹膜片常用来丈量低压。

  1-调零螺杆; 2-机座; 3-刻度板; 4-膜盒; 5-指针; 6-调零板; 7-限位 螺钉; 8-弧形连杆; 9-双金属片; 10-轴; 11-杠杆架; 12-连杆; 13指针轴; 14-杠杆; 15-游丝; 16-管接头; 17-导压管

  因为波纹管的位移相对较大,故 一般可在其顶端设备传动组织, 带动指针直接读数。一般紧缩使 用。线性好

  特色:活络度高(特别是在低压 区),常用于检测较低的压力 (1.0~106Pa),但波纹管迟滞差错 较大,精度一般只能到达1.5级

  电气式压力计一般是将压力的改动转换为电阻、电感或电势等 电量的改动,构成各种压力传感器。因为它输出的是电量,便 于信号远传,尤其是便于与计算机衔接组成数据自动收集体系, 所以得到了广泛的运用,极大地推进了试验技能的开展。

  从压力转换成电量的途径来看,可分为电阻式、电容式、电感 式等等;还有电磁效应、压阻效应、压电效应、光电效应等等。

  从压力对电量的操控方法来分能够分为自动式和被动式两大类, 自动式是压力直接经过各种物理效应转化为电量的输出,而被 动式则有必要从外界输入电能,而这电能又被所丈量的压力以某 种方法所操控。

  被测压力效果于弹性活络元件上,使它发生变形,在其变形的 部位张贴有电阻应变片,电阻应变片感触被测压力的改动,按 这种原理规划的传感器称为电阻应变片式压力传感器。

  导体或半导体资料在外力效果下发生机械变形时,它的电阻值 也相应地发生改动,这一物理现象称为电阻应变效应。

  设在外力效果下,电阻丝各参数的改动相应为dl、dA、dρ、 dR,把上式微分并除以R,可得电阻的相对改动:

  K0称为单根电阻丝的活络度系数,其含义为单位应变所引起的电阻的相对 改动。 K0是经过试验取得的,在弹性极限以内,大多数金属的K0是常数。

  当金属丝制作成电阻应变片后,电阻应变片的活络系数K将不同于单根金 属丝的活络系数K0 ,需求从头经过试验测定。试验证明,应变片电阻的 相对改动与应变的联系在很大规模内仍然是线性的,即 dR  K

  定论:在K是常数的情况下,只需丈量出应变片电阻值的相对 改动,就能够直接得知其应变量,从而求得被测压力。

  电感式压力传感器以电磁感应原理为根底,运用磁性资料和空气的导磁率 不同,把弹性元件的位移量转换为电路中电感量的改动或互感量的改动, 再经过丈量线路转变为相应的电流或电压信号。

  电感式压力传感器的特色是活络度高、输出功率大、结 构简略、作业牢靠,但不适合于丈量高频脉动压力,且 较粗笨。精度一般为0.5~1级。

  把一半导体单晶薄片放在磁感应强度为B的磁场 中,在它的两个端面上通以电流I,则在它的另两 个端面上发生电势UH,这种物理现象称为霍尔效 应。电势UH称为霍尔电势;电流I称为操控电流; 能发生霍尔效应的片子称为霍尔元件。

  当被测压力为零时,霍尔元件处于非均匀磁场的正中,其输出电势 为零;当被测压力不为零的时分,霍尔元件被弹性元件带动违背中 间方位,则有正比于位移的电势输出。若弹性元件的位移与被测压 力成正比,则传感器的输出电势也与被测压力成正比。

  电容器的电容量由它的两个极板的巨细、形状、相对方位和电介质的介电常 数决议。假如一个极板固定不动,另一个极板感触压力,并跟着压力的改动 而改动极板间的相对方位,电容量的改动就反映了被测压力的改动。

  若电容的动极板感触压力发生位移Δδ,则电容量将随 之改动,其改动量ΔC为 C  S  S  C  /

  长处:输入能量小而活络度高;电参量相对改动大;动态特性好;结构简略,适应性好。 缺陷:非线性大;电缆分布电容影响大。

  压电式压力传感器是运用压电资料的压电效应,将压力转换为相应的电信号, 经扩大器、记录仪而得到被测的压力参数。

  压电效应,一些物质在必定方向上受外力效果而发生变形时, 在它们的外表上会发生电荷;当外力去掉后,它们又从头回到 不带电状况,这种现象称为压电效应。

  发生压电效应的资料可分为两类,一类是天然或人工的单晶 体,如石英等。另一类是人工多晶体压电陶瓷,如钛酸钡等。

  (5)、压电式压力计 依据压电理论,压电晶体外表上的电荷密度即极化强度与晶体片 的机械变构成正比,也便是说在弹性变形规模内,极化强度与压 力成正比,其数学表达式如下   K Fx

  S 式中:Π为极化强度,即在压电晶体外表上的电荷密度;K为压电系数;Fx为 平行于轴方向的效果力;S为笔直于轴的晶片面积。

  因极化强度表明的是压电晶体外表的电荷密度,则面积为S的面积 上的电荷总量等于 Q  S  KFx

  1、称号解说:压力、线 、运用U形管压力计时应留意的问题有哪些? 3 、1物理大气压(atm)= 10325 Pa

  ① 依据被测介质挑选适宜的压力表,如挑选氧气、氢 气、乙炔等专用压力表,带腐蚀性的压力应挑选隔 膜防腐蚀压力表。

  ③ 依据被测介质的压力,挑选适宜量程的压力表。在 被测压力较安稳的情况下,最大作业压力不该超越 外表满量程的2/3 ;在压力动摇较大时,不该超越 外表满量程的1/2;为确保丈量的精确度,最小工 作压力不该小于满量程的1/3。

  (2)测压点的挑选 ① 所挑选的测压点能反映被测压力的真实情况。 ② 要选在被测介质直线活动的管段部分,不要选在管

  路拐弯、分叉、死角或其它易构成漩涡的当地。 ③ 丈量活动介质的压力时,应使取压力点与活动方向

  ① 压力表的设备方位应契合设备状况的要求,表盘一般不该水平放置,设备方位 的凹凸应便于作业人员观测,设备地址应力求防止振荡和高温影响。

  ③ 在设备的压力表前端应有缓冲器;为便于查验,在外表下方应装有切断阀;当 介质较脏或有脉冲压力时,可选用过滤器、缓冲器和稳压器等。

  ④ 丈量蒸汽压力时应加装凝液管,以防止高温蒸汽直接和测压元件触摸;关于有 腐蚀介质时,应加装充有中性介质的阻隔罐等。

  ⑤ 压力表的衔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。别的还要考虑介质的影 响,例如测氧气的压力表不能用带油或有机化合物的垫片,丈量乙炔压力时禁 止用铜垫。

  ④ 管路沿水平敷设时应有必定的斜度,管路歪斜斜度及歪斜方向应能确保扫除气 体或凝聚液,不然应在管路的最高或最低点装设排气或排水阀门。

  2、压力开关的设备 (1)压力开关的挑选 ① 依据被测介质挑选适宜的丈量类型压力开关,如挑选

  ① 将压力开关设备在振荡、温度变化起伏最小的当地。合 适的设备方位能有用的防止湿汽漫进外壳里。假如元件 部件将被设备在恶劣工况下时,有必要以笔直(压力衔接 器向下方 )的方法设备。肯定不要将其设备在超越规 定温度规模之外环境。

  ② 不要尝试用外壳来将压力开关衔接处绷紧。用扳手将压 力衔接器紧扣至导管上。在进行外表设备时,为防止损 坏压力传感器。

  ④ 管路沿水平敷设时应有必定的斜度(压力丈量管路斜度一般大于1:100, 差压管路斜度应大于1:12 ),管路歪斜斜度及歪斜方向应能确保扫除 气体或凝聚液,不然应在管路的最高或最低点装设排气或排水阀门。

  ⑤ 压力开关设备后,一次门及二次门有必要翻开投入,防止阀门封闭导致 压力开关不能正确指示及联锁动作。

  标为准,以节省资金、便于设备和保护为参阅。 ② 在选型时要考虑到被测介质的温度,假如温度高,到达

  200℃~400℃,要选用高温型,不然硅油会发生汽化胀大,使 丈量不精确。 ③ 在选型时要考虑设备的作业压力等级,变送器的压力等级有必要 与运用场合相契合。从经济角度上讲,外膜盒及刺进部分原料 比较重要,要选适宜,但衔接法兰能够下降原料要求,如选用 碳钢、镀铬等,这样会节省许多资金。 ④ 阻隔型压力变送器最好选用螺纹衔接方式,这样既节省资金, 设备也便利。

  ② 变送器设备在保温(护〉箱内时,导管引进处应密封, 应在箱外装备排污阀,排污阀宜会集安置:露天设备的 外表保温箱,箱内的加热设备作业应正常。

  ④ 丈量蒸汽或液体微作业压力的压力变送器,设备方位与 测点的标高差引起的水柱压力应小于变送器的零点搬迁 最大值 。

  ④ 管路沿水平敷设时应有必定的斜度( 压力丈量管路斜度一般大于 1:100,差压管路斜度应大于1:12),管路歪斜斜度及歪斜方向应能保 证扫除气体或凝聚液,不然应在管路的最高或最低点装设排气或排水 阀门。

  ⑤ 管路敷设时,应考虑主设备的热胀大,特别是大容量机组的锅炉。因 此,管路应尽量防止敷设在胀大体上。如有必要在胀大体上装设取源装 置时,其引出管需加补偿设备。

  差压变送器的投入进程: (1)查看差压变送器的正、负压门是否封闭,平衡门是否翻开; (2)敞开排污门。慢慢翻开一次阀门冲刷导管,冲刷后封闭排污门,一 般冲刷不少于两次; (3)待导管冷却后,才可发动外表,若管路中装有空气门应先敞开一下 空气门,扫除空气后方可发动外表;(4)逐步敞开变送器正压门,当测 量介质为蒸汽或液体时,待充溢凝聚水或液体时,松开变送器正、负丈量 室排污螺钉,待介质逸出并排净空气后拧紧螺钉,然后查看是否渗透漏并 查看外表零点; (5)封闭平衡门,逐步翻开负压门。

  差压变送器的停运进程: (1)先封闭负压侧二次门; (2)再翻开平衡门; (3)最终封闭正压侧二次门。

  1、压力表量程怎么挑选? 2 、压力管路水平段敷设的斜度要求? 3 、25.一根管道内取样点处的的表压为1.2MPa,压力 表装在取样点下方5m处,求压力表的示值。 4、设备完成后的压力变送器怎么投运?

  1、热控工程施工 2、电力建造施工及检验技能规范第4部分-热工外表及操控设备 3、电力建造施工质量检验及祸患规程 第4部分:热工外表及操控 设备

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