3.压力测量仪表
压力测量仪表
压力变送器和差压变送器测量的参数不同, 但它们的结构和原理基本相同,只是测量敏感元 件和受力方式不同。压力变送器的敏感元件是弹 簧管和波纹管,而且是单侧受压。差压变送器的 敏感元件是膜盒或膜片等,且为双侧受压(在壳体 上标有“十”、 “一”符号)。
在DDZ型变送器系列中,DBY是压力变送器, DBC是差压变送器,DBL是流量变送器。
几种压力之间的关系
绝对压力
。
。 真空度
。 表压力
完 全 真 空
负压力
︵
☉
环大
境气
0 Pa
压压
力力
︶
。 表示标准压力
☉ 表示任意压力值
二、弹性压力计 弹簧管压力表
1、弹簧管压力表结构及工作原理
弹簧管在压力的作用下,其自由端产生 位移,并通过拉杆带动放大传动机构,使指 针偏转并在刻度盘上指示出被测压力值。
比例发生了变化,只要移动调整螺钉的位置,改变传动比,
就可将误差调整到允许的范围内。当被检表的误差为正值,
并随压力的增加而增大时,将调整螺钉向右移,降低传动
比。当被检表的误差为负值,并随压力的增加而增大时,
将调整螺钉向左移,增大传动比。弹簧管压力表的调校与
检修.doc
习题讲解:
检定一只测量范围为0~10MPa,准确度为1.5级 的弹簧管式压力表,所用的精密压力表的量程和准确 度等级为多少?
式中 p---压力,Pa; F---垂直作用力,N; S---受力面积,m2。
压力的单位也取法定计量单位,名 称是“帕斯卡”,简称“帕”,用符号
“Pa”表示。实际应用中,“Pa”的单 位太小,工程上习惯以“帕”的 1×106倍为单位,即“M Pa。
几种压力单位之间的换算:
第三章 压力检测仪表
mm m dyn/cm2 lb/in2
常见压力传感器外形
工业压力变送器 数字压力变送器 通用压力变送器 隔离压力变送器 高温压力变送器 隔离压差变送器 隔离液位变送器 微压变送器 电容压力变送器 隔膜压力变送器 绝压变送器 双膜压差变送器
微型探针压力计 暖风空调压力计 湿式压力变送器 本安压力变送器
§3.1 概 述 一、测量过程与测量误差
1.测量过程:不论检测方法和仪表结构多么不同, 测量的实质都是将被测参数与其所对应的测量 单位进行比较的过程,而测量仪表是实现这种 比较的工具。尽管测量原理各式各样,但都是 将被测参数经过一次或多次能量的转换,最终 获得一种便于显示和传递的信号形式的过程。 例如:采用热电偶进行温度的测量 (温度-> 电流信号->毫伏测量表指针偏转->与温度标 尺进行比较)
示值之比,即:Y= Δ/ X0=(X-X0)/X0
二、检测仪表的性能指标
1. 准确度与允许误差
• 准确度(精度):反映测量值与其真值的接近程度;
• 仪表的精度不仅与绝对误差(通常指各测量点绝对误 差中的最大值)有关,而且与仪表的测量范围有关, 因此,工业中不是用绝对误差来表示精度,而是用相 对百分误差δ或者允许误差δ允来表示, δ允越大,精度 越低,反之,精度越高。
OEM血压计
OEM压力芯片
压力计的分类与工作原理
工业压力计通常按敏感元件的类型及转换原 理的不同进行分类: • 液柱式压力计 • 活塞式压力计 • 弹性式压力计 • 电气式压力计
1. 液柱式压力计
测量原理: 根据流体静力学原理,将被测压力转换为液柱高度的 测量。 即:P=ρgh 所以 : h=P / ρg
该类传感器利用电阻应变原理构成。(金属、半导体应变片两类) (1)当应变片产生压缩应变时,其阻值减小; (2)当应变片产生拉伸应变时,其阻值增加。 应变片式压力计将应变片阻值的变化,通过桥式电路转换 成相应的毫伏级电势输出,并用毫伏计或其他仪表显示出 被测压力的大小。
压力测量仪表有哪几种
用于压力测量的仪表种类很多,按其转换原理可大致分为以下几种。
1、液柱式压力表液柱式压力表是根据静力学原理,将被测压力转换成液柱高度来进行压力测量的。
这类仪表包括U形管压力计、单管压力计、斜管压力计等。
常用的测压指示液体有酒精、水、四氯化碳和水银。
这类仪表的优点是结构简单,反应灵敏,测量准确;缺点是受到液体密度的限制,测压范围较窄,在压力剧烈波动时,液柱不易稳定,而且对安装位置和姿势有严格要求。
一般仅用于测量低压和真空度,多在实验室中使用。
2、弹性式压力表弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理,将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。
常见的有弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片(或膜盒)式压力表。
这类测压仪表结构简单,牢固耐用,价格便宜,工作可靠,测量范围宽,适用于低压、中压、高压多种生产场合,是工业中应用最广泛的一类压力测量仪表。
不过弹性式压力表的测量精度不是很高,且多数采用机械指针输出,主要用于生产现场的就地指示。
当需要信号远传时,必须配上附加装置。
3、压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器是利用物体某些物理特性,通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量信号,并根据这些信号的变化来间接测量压力的。
根据转换元件的不同,压力传感器和压力变送器可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等形式。
这类压力测量仪表的最大特点就是输出信号易于远传,可以方便地与各种显示、记录和调节仪表配套使用,从而为压力集中监测和控制创造条件。
在生产过程自动化系统中被大量采用。
扩展资料:用途:压力表可以指示、记录压力值,并可附加报警或控制装置。
仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力(习惯上称表压)、负压(习惯上称真空)和差压。
工程技术上所测量的多为表压。
压力的国际单位为帕,其他单位还有:工程大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。
压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。
压力检测仪表检测原理
大气压力线
绝对压力:相对0压力(绝对真 空)所测的压力
P绝
P真 P绝 绝对压力的零线
表压:绝对压力与当地大气压之差。
p表压 p绝对压力 p大气压力
绝对压力、表压、负压 (真空度)的关系
当被测压力低于大气压力时,一般用负压或真空度来表示。
p真空度 p大气压力 p绝对压力
2.2液柱式压力计 它根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱 高度进行测量。 按其结构形式的不同 有U形管压力计、单管压力计等
1 0
1.2KHz 2.2KHz 叠加在信号上,平均值为0
扩散硅式压差变送器(美.霍尼韦尔ST3000) 压阻式力传感器 压差 (压力) 净压 ROM 多 路 开 关 A/D PROM CPU RAM EEPROM D/A I/O V/I 4~20mA
温度
现场通讯器
ROM:固化程序,通用程序 PROM:“个性”程序,每台的参数可能有所不同 RAM:用于计算 EPROM:用于掉电保护、修改量程、报警信息等
优点
1.弹性元件
弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。当测压范围不 同时,所用的弹性元件也不一样。
图2-5 弹性元件示意图
弹簧管式弹性元件如图(a)和(b)所示,波纹管式弹性元件如 图(e)所示,薄膜式弹性元件如图(c)和(d)所示。
弹簧管压力计
弹簧管压力表
分 类 使用的测压元件 单圈弹簧管压力表与多圈弹簧管 压力表。 用途 普通弹簧管压力表,耐腐蚀的氨用压力表、 禁油的氧气压力表等。
液柱式压力计的原理 原理:利用液柱所产生的 压力与被测压力平衡封液: 水、酒 精、水银 特点:结构简单,物理本质清晰。
p1 − p2 = ρgh
液柱式压力计的原理 原理:利用液柱所产生的 压力与被测压力平衡封液: 水、酒 精、水银 特点:结构简单,物理本质清晰。
简述仪表的分类
简述仪表的分类一、按照测量物理量的类型分类1. 电气仪表:用于测量电流、电压、电阻、功率等电气物理量的仪表。
常见的电气仪表有电压表、电流表、电能表等。
2. 液位仪表:用于测量液体的液位高度,常见的液位仪表有浮子液位计、电容液位计、压力式液位计等。
3. 温度仪表:用于测量温度的仪表,常见的温度仪表有温度计、温度传感器等。
4. 压力仪表:用于测量气体或液体的压力,常见的压力仪表有压力计、压力传感器等。
5. 流量仪表:用于测量流体的流量,常见的流量仪表有流量计、涡街流量计等。
6. 频率仪表:用于测量频率的仪表,常见的频率仪表有频率计、频率传感器等。
二、按照工作原理分类1. 机械仪表:采用机械结构和机械运动来测量物理量的仪表,如指针式仪表、机械计时器等。
2. 电子仪表:采用电子元器件和电子技术来测量物理量的仪表,如数字仪表、电子计时器等。
3. 光学仪表:采用光学原理来测量物理量的仪表,如光电测距仪、光谱仪等。
4. 气动仪表:采用气体流动原理来测量物理量的仪表,如气动控制仪表、气动计量仪表等。
5. 磁性仪表:采用磁性原理来测量物理量的仪表,如磁流量计、磁力计等。
三、按照用途分类1. 检测仪表:用于检测和监测物理量的仪表,如检测仪、监测仪等。
2. 控制仪表:用于控制和调节物理量的仪表,如控制器、调节器等。
3. 计量仪表:用于计量和统计物理量的仪表,如计量仪、统计仪等。
4. 分析仪表:用于分析和测试物理量的仪表,如分析仪、测试仪等。
四、按照使用环境分类1. 室内仪表:适用于室内环境使用的仪表,如室内温湿度计、室内气体检测仪等。
2. 室外仪表:适用于室外环境使用的仪表,如室外温度计、室外风速仪等。
3. 特殊环境仪表:适用于特殊环境使用的仪表,如高温仪表、防爆仪表等。
以上是仪表的常见分类,不同的分类具有不同的特点和应用领域。
通过对仪表的分类了解,可以更好地选择和使用适合的仪表。
仪表的发展和应用将继续推动各行各业的进步和发展。
压力检测仪表课程设计
压力检测仪表课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解压力检测仪表的基本原理和结构,掌握其工作方式和应用领域。
2. 使学生掌握压力单位及换算,了解不同类型压力传感器的特点及适用场合。
3. 让学生了解压力检测仪表在工业、日常生活和科学研究中的应用,理解其在保障安全、提高效率等方面的重要性。
技能目标:1. 培养学生能够正确操作压力检测仪表,进行简单的压力测量和数据处理。
2. 提高学生运用压力检测仪表解决实际问题的能力,例如分析压力异常的原因并提出解决方案。
3. 培养学生通过查阅资料、进行实验等方法,对压力检测仪表进行深入研究的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对压力检测仪表的兴趣,培养其探索精神和动手实践能力。
2. 培养学生关注安全生产,提高其安全意识和责任心。
3. 通过课程学习,使学生认识到科技在现实生活中的重要作用,增强其创新意识和团队合作精神。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合理论知识与实践操作,培养学生对压力检测仪表的全面了解和应用能力。
学生特点:考虑到学生所在年级的特点,课程内容将结合学生的认知水平和兴趣,注重理论联系实际,提高学生的动手能力和解决问题的能力。
教学要求:教师应充分准备课程资源,注重启发式教学,引导学生主动参与课堂讨论和实践活动,确保学生能够达到课程目标。
同时,关注学生的学习进度和个体差异,给予个性化指导,使学生在课程学习中获得最佳成果。
二、教学内容1. 压力检测仪表基本概念:包括压力定义、压力单位及换算、压力传感器类型等,对应教材第一章内容。
2. 压力检测仪表原理与结构:详细讲解各种压力检测仪表的工作原理、结构特点及应用场合,对应教材第二章内容。
3. 压力检测仪表的使用与维护:教授压力检测仪表的正确操作方法、维护保养技巧和故障排除,对应教材第三章内容。
4. 压力检测仪表在实际应用中的案例分析:分析工业、日常生活和科学研究中压力检测仪表的应用案例,对应教材第四章内容。
航空仪表基本知识
概述-—航空仪表的分类:发动机仪表、大气数据仪表、陀螺仪表。
第一章压力测量仪表.压力表……测量飞机上气体或液体压力的仪表,叫做压力表。
按动作原理分:机械式、电动机械式和电动式;按仪表供电的电源形式分为直流压力表和交流压力表。
2BYY—1A 功能:用来测量歼八飞机助力液压系统和收放液压(又叫主液压)系统的液压油压力.组成:两个GYY-1传感器、两个完全相同装在一个表壳的2ZYY—1A指示器,测量范围0-250公斤/厘米²。
原理:测量压力时,弹簧管在压力作用下自由端产生位移、压力越大、位移量越大、当自由端向外移动时,经过曲臂连杆和活动摇臂改变电位器电刷在电阻上的位置从而改变指示器中两线框的电流比值,使指针在刻度盘上指出相应的压力数值。
当仪表不通电时,指针轴上的小磁铁受拉回磁铁的作用,使指针停在刻度以下的限制柱处。
弹簧管……由于弹簧管的横截面为椭圆形,所以弹簧管受流体压力作用后,压力沿短轴b方向的作用面积大于沿a方向作用的总面积,因而沿短轴方向的作用力也就大于沿长轴方向的作用力。
流体压力对弹簧管横截面积作用的结果,使长轴变短,短轴变短,即横截面由椭圆形向圆形转化。
在弹簧管的横截面由椭圆向圆形转化的过程中,弹簧管外管壁受到拉伸,内管壁受到压缩,因而外管壁产生反抗拉伸的拉应力,内管壁产生反抗压缩的压应力,这两个应力在自由端形成一对力偶,使弹簧管伸直变形,在自由端产生位移。
第二章温度测量仪表.热电极:一般把组成热电偶的两种金属导体又叫做热电极,所产生的电势叫热电势。
热端:热电偶温度高的一端叫热端或测量端.冷端:温度低的一端叫冷端或参考端。
几种常用的热电偶①铂铑—铂热电偶……属于贵重金属热电偶,分度号为LB-3热电性能稳定,测量温度范围大,精度高,可以在氧化性或中性介质中长期使用.由于这种热电偶电势率较低,金属材料价格昂贵,故一般只用这种热电偶作为标准热电偶使用。
②镍镉—镍铜热电偶……这种热电偶属于廉价金属热电偶,其分度号为EA。
钢厂常用仪表介绍
钢厂常用仪表介绍钢厂是大型工业生产设施,涉及到复杂的工艺流程和设备运行监控,因此会使用到多种仪表以确保生产过程的安全、稳定和高效。
以下是一些钢厂中常用的仪表类型:1.温度测量仪表:1)热电偶:用于测量高温区域如炉膛内部的温度,例如S型、K型热电偶。
2)红外测温仪:非接触式测量钢坯或钢材表面温度。
2.压力测量仪表:1)压力变送器:监测高炉、转炉、连铸机等设备中的气体、液体压力,包括差压变送器(用于流量计算)、绝对压力变送器等。
2)压力表:直观显示各部位的压力值。
3.流量测量仪表:1)电磁流量计:测量冷却水、煤气等流体流量。
2)超声波流量计:无阻碍地测量管道内流体流量。
3)涡街流量计、孔板流量计:用于空气、蒸汽、水以及其他流体的流量测量。
4.物位测量仪表:1)雷达液位计:用于储罐、炉内的液位检测。
2)超声波液位计:通过发射超声波并接收回波来判断容器内物料的高度。
3)浮球液位计:利用浮力原理检测液体高度。
5.分析仪表:1)气体分析仪:监测燃烧废气成分,如氧含量分析仪、一氧化碳分析仪、二氧化硫分析仪等。
2)炉渣或金属样品成分分析仪:快速分析炉渣碱度、钢水成分等。
6.电参数测量仪表:1)电流表、电压表:监测电力系统中的电流、电压数值,确保电气设备正常工作。
2)功率因数表、电能表:计量能源消耗及效率。
7.安全仪表系统(SIS)组件:1)可编程逻辑控制器(PLC)与分布式控制系统(DCS):用于整个生产线的数据采集、控制和报警处理。
2)安全开关、急停按钮、火焰探测器等:确保操作安全。
8.振动、磨损监测仪表:机械设备状态监测仪:实时监测风机、电机、泵等关键设备的振动情况,预防机械故障。
以上列举的是一些典型的钢厂常用仪表,实际应用中根据具体生产工艺和设备需求,可能会用到更多类型的仪表以及集成化程度更高的自动化控制系统。
化工仪表基础知识概述
化工仪表基础知识概述1. 引言化工仪表是化学工程中至关重要的一部分,它用于监测和控制工业过程中的各种物理和化学参数。
本文旨在概述化工仪表的基础知识,包括其定义、分类、工作原理以及在化学工程中的应用。
通过对这些基础知识的了解,可以帮助读者更好地理解和应用化工仪表。
2. 定义和分类化工仪表是指用于监测和控制化学工程过程中的各种物理和化学参数的仪器和设备。
它可以测量温度、压力、流量、液位、浓度等参数,并将这些参数转化为可读取或可处理的信号,用于监控和控制工业过程。
根据测量原理和功能,化工仪表可以分为以下几类:2.1 温度测量仪表温度测量仪表用于测量物体的温度。
常见的温度测量仪表有温度传感器、温度计和温度调节器。
2.2 压力测量仪表压力测量仪表用于测量流体的压力。
常见的压力测量仪表有压力传感器、压力表和压力控制器。
2.3 流量测量仪表流量测量仪表用于测量流体的流量。
常见的流量测量仪表有流量传感器、流量计和流量控制器。
2.4 液位测量仪表液位测量仪表用于测量容器内液体的高度。
常见的液位测量仪表有液位传感器、液位计和液位控制器。
2.5 浓度测量仪表浓度测量仪表用于测量溶液中溶质的浓度。
常见的浓度测量仪表有浓度传感器和浓度计。
3. 工作原理化工仪表的工作原理基于相关的物理和化学原理。
在测量过程中,仪表通过传感器收集到的信号,并经过适当的转换和处理,最终将其转化为可读取或可处理的结果。
不同类型的化工仪表有不同的工作原理。
例如,温度传感器可以基于热电效应、电阻效应或热敏效应来测量温度;压力传感器可以基于压阻效应、弹性元件或压电效应来测量压力;流量传感器可以基于涡轮、超声波或磁性效应来测量流量等等。
4. 在化学工程中的应用化工仪表在化学工程中有着广泛的应用。
它们在生产过程中起到了关键的监测和控制作用,可以提高工艺的稳定性和可靠性,保证产品质量和生产效率。
在化学反应过程中,温度、压力和浓度是非常重要的参数。
化工仪表可以监测这些参数,并根据需要进行相应的调节,以保持反应过程的稳定性和安全性。
仪表安装规范及验收
4.2.5 质量流量计的安装要求如下:
(1) 质量流量计应安装于被测介质完全充满的管道上。(2) 质量流量计宜安装于水平管道上;当在垂直管道上安装时,流体宜自下而上流动,且出口留有适当的直管长度。(3) 当用于测量易挥发性液体(如轻烃,液化气等),应使流量计出口处压力高于液体的饱和蒸汽压力:流量计不宜安装于泵入口管道上;当安装于垂直管道上时,应安装于管道的最低处。(4) Ω管型 质量流量计在水平管道上的安装,应符合以下规定:A 测 量 气 体 时 , Ω型管应置于管道上方:B 测 量 液 体 时 , Ω型管应置于管道下方。
(5) 直管型质量流量计在水平管道上安装时,应充分考虑介质温度对变送器的影响.变送器处的环境温度不应高于60'C e(6) 直径大于等于80mm的质量流量计应加支撑。(7) 被测液体中可能含有气体时,应加除气器.(8) 质量流量计宜加前后切断阀和旁路阀.4.2.6 超声波流量计应按照制造厂的规定进行安装设计。
2.2.4 对于直径较小的管道,温度计可在弯头处安装,或扩大管径后安装。对热电偶、热电阻和双金属温度计,管道直径应扩大为80mm或l00mm:压力式温度计的扩管管径根据计算后的浸没长度决定:扩大管径部分的长度为250-300mm.2.2.5 测炉膛温度的热电偶保护管末端超过炉管的长度应为50-100mm:水平安装的热电偶插入炉内的悬臂长度不宜超过600mm;安装在回弯头箱内的热电偶的接线盒应在回弯头箱的隔热层外面。2.2.6 炉管测温用表面热电偶的安装应符合以下要求:a热电偶与炉膛之间应采用法兰或螺纹连接;b热电偶的长度应充分考虑炉管的受热膨胀因素;c 热电偶的刀刃状端部应紧密焊接固定于炉管上,刀刃长度不少于50mm,靠近刀刃处应用适当的金属卡子 将 热 电偶焊接固定于炉管上.
题库-汽机简答题
(4)将机组启、停所得波得图进行对比,可以确定运行中转子是否发生热弯曲。
20、单元制主蒸汽系统有何优缺点?适用何种形式的电厂?
火力发电机组计算机监控系统输入信号分为模拟量输入信号、数字量输入信号和脉冲量输入信号。
15、何谓疲劳和疲劳强度?
金属部件在交变应力的长期作用下,会在小于材料的强度极限,甚至在小于屈服极限的应力下断裂,这种现象称为疲劳。金属材料在无限多次交变应力作用下,不致引起断裂的最大应力称为疲劳极限或疲劳强度。
(1)主蒸汽单元制系统的优点是系统简单、机炉集中控制,管道短、附件少、投资少、管道的压力损失小、检修工作量小、系统本身发生事故的可能性小;
(2)主蒸汽单元制系统的缺点是:相邻单元之间不能切换运行,单元中任何一个主要设备发生故障,整个单元都要被迫停止运行,运行灵活性差;
(3)该系统广泛应用于高参数大容量的凝汽式电厂及蒸汽中间再热的超高参数电厂。
30、离心水泵启动前为什么要先灌水或将泵内空气抽出?
因为离心泵所以能吸水和压水,是依靠充满在工作叶轮中的水作回转运动时产生的离心力。如果叶轮中无水,因泵的吸入口和排出口是相通的,而空气的密度比液体的密度要小得多,这样不论叶轮怎样高速旋转,叶轮进口都不能达到较高的真空,水不会吸入泵体,故离心泵在启动前必须在泵内和吸入管中先灌满水或抽出空气后再启动。
由一台或两台锅炉直接向配用的汽轮机供汽,组成一个单元,各单元间无横向联系的母管,单元中各辅助设备的用汽支管与本单元的蒸汽总管相连,这种系统称为单元制系统。
化工仪表分类及功能
化工仪表分类及功能
化工仪表是用于化工、石油、制药等工业生产过程中进行测量、控制、监测和管理的自动化设备。
根据用途和功能,化工仪表可以分为以下几类:
1.压力仪表:用于测量流体压力的仪表,包括压力传感器、压力变送器和压力
表等。
2.温度仪表:用于测量流体温度的仪表,包括热电阻、热电偶、温度传感器等。
3.流量仪表:用于测量流体流量的仪表,包括涡街流量计、超声波流量计、差
压流量计等。
4.物位仪表:用于测量液体或固体物料在容器中的液位或高度的仪表,包括浮
球液位计、雷达液位计、超声波液位计等。
5.过程分析仪器:用于分析工业生产过程中各种气体和液体的成分和含量的仪
器,包括气相色谱仪、质谱仪、光谱仪等。
6.执行器与驱动器:用于控制工业生产过程中的各种阀门、调节阀、驱动器等
设备的仪表。
7.控制系统与装置:用于工业生产过程中的各种控制系统的仪表,包括可编程
控制器(PLC)、集散控制系统(DCS)、监控与数据采集系统(SCADA)等。
这些化工仪表具有不同的功能和应用范围,可以在工业生产过程中进行测量、控制、监测和管理,对于保证生产的安全、稳定和高效运行具有重要的作用。
化工仪表分类及功能
化工仪表分类及功能
化工仪表可以根据其测量原理和用途分类。
常见的化工仪表有以下几类:
1. 压力测量仪表:用于测量流体压力,常见的有压力传感器、压力变送器和压力表等。
其功能是测量流体的压力、监控系统的压力变化,用于控制和保护系统的安全运行。
2. 温度测量仪表:用于测量物体的温度,常见的有温度传感器、温度变送器和温度计等。
其功能是测量流体或物体的温度变化,用于控制和调节系统的温度。
3. 流量测量仪表:用于测量流体的流量,常见的有流量计和流量变送器等。
其功能是测量流体的流量变化,用于控制和优化系统的流体运行。
4. 液位测量仪表:用于测量容器内的液位高度,常见的有液位传感器、液位变送器和液位计等。
其功能是测量容器内液体的高度变化,用于监控和控制系统的液位。
5. 分析仪表:用于分析流体或物体中的化学成分和性质,常见的有pH计、溶解氧仪、气体色谱仪等。
其功能是分析流体或
物体中的化学成分,用于质量控制和过程优化。
6. 控制仪表:用于监控和调节化工过程中的各个参数,常见的有PID控制器、PLC和DCS系统等。
其功能是根据测量仪表
的信号进行自动或手动控制,保持化工过程的稳定和优化。
压力检测仪表的分类
压力检测仪表的分类压力检测仪表是一种广泛应用于各种工业领域的仪器设备,其作用是测量流体管道中的压力和流量等参数。
根据其使用场景和测量对象的不同,压力检测仪表可以分为多种不同的类型。
下面将为您介绍几种常见的压力检测仪表分类。
1. 机械式压力计机械式压力计是一种使用物理原理来测量压力的仪表。
其工作原理是利用弹性元件(例如弹簧)受到物理量的作用而产生变形,通过变形的大小来推算出压力的大小。
机械式压力计的测量范围通常在0-5000bar之间,适用于大多数常规压力测量应用。
2. 电子式压力计电子式压力计是一种利用电子技术来实现压力测量的仪表。
其工作原理是将物理量转换为电信号,并通过电路和芯片的处理和计算来实现压力的测量和显示。
相较于机械式压力计,电子式压力计具有更高的精度和更广泛的应用范围。
3. 智能型压力计智能型压力计是一种集成了多种功能的高级压力测量仪表。
除了具有压力测量功能以外,它还能够进行数据存储、数据处理、报警功能、远程通讯等。
智能型压力计通常具有更高的精度和更强的稳定性,并适用于更复杂的工业场景,如油气、化工等领域。
4. 差压传感器差压传感器是一种应用于流量测量的压力检测仪表。
其工作原理是在管道两侧放置压力传感器,并由差压传感器测量两侧压力差来推算出流量的大小。
差压传感器的测量范围通常比较低,适用于小口径、低速度的流体测量。
5. 液位传感器液位传感器是一种特殊的压力检测仪表,用于测量流体中的液位高度。
液位传感器通常是一种内置在容器内部的仪表,通过测量容器顶部和底部的压力差,推算出液位高度的大小。
液位传感器适用于各种液态媒介的液位测量,如水、油、酸碱液等。
压力检测仪表
第三章压力检测仪表压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。
许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行,才能取得预期的效果;压力的监控也是安全生产的保证。
压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。
压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。
1.压力概念和单位压力概念:在工程上,“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力,通常用P表示,对应于物理学中的压强。
单位:国际标准单位为帕斯卡,简称为帕,符号为Pa,加上词头又有千帕、兆帕等,我国规定帕斯卡为压力的法定单位.目前,工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。
在工程上,压力有几种不同的表示方法,并且有相应的测量仪表.(1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。
用来测量绝对压力的仪表,称为绝对压力表。
(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力,称为大气压力。
它随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化,其值用气压计测定。
(3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中,则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差,称为表压力.一般地说,常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。
(4)真空度当绝对压力小于大气压力时,表压力为负值(负压力),其绝对值称为真空度,用来测量真空度的仪表称为真空表。
(5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。
生产过程中有时直接以差压作为工艺参数,差压测量还可作为流量和物位测量的间接手段。
压力检测的主要方法及分类:根据不同工作原理,主要的压力检测方法及分类有如下几种。
(1)重力平衡方法液柱式压力计基于液体静力学原理。
被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡,将被测压力转换为液柱高度来测量,其典型仪表是U形管压力计。
这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉,但—般为就地测量,信号不能远传;可以测量压力、负压和压差;适合于低压测量,测量上限不超过0.1~0。
2 Mpa;精确度通常为0.02%~±0.15%。
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三压力测量仪表压强是垂直而均匀作用在单位面积上的力。
在压力测量中,常用表压、绝对压力、负压或真空度来(如图3—1)表示:P表压=P绝对压力-P大气压力P真空度=P大气压力-P绝对压力压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,根据工业对象的特点,通常有三种检测压力的方法,即液柱测压法,弹性变形法和电测压力法。
下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。
(一)弹性式压力计弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件 , 在被测介质压力的作用下 , 使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。
如图3—2所示,弹性元件分别为弹簧管(a)(b),膜片(c),膜盒(d),波纹管(e)。
图3—2 常用弹性元件弹簧管压力表的结构原理如图3—3所示。
弹簧管l是压力表的测量元件。
图中所示为单圈弹簧管,它是一根弯成 270o圆弧的椭圆截面的空心金属管子。
管子的自由端 B 封闭,管子的另一端固定在接头9上。
当通入被测的压力 p 后, 椭圆形截面在压力p的作用下,将趋于圆形,弹簧管也随之产生向外挺直的扩张变形。
使弹簧管的自由端 B 产生位移。
由于输入压力与弹簧管自由端B的位移成正比,所以只要测得B点的位移量,就能反映压力p的大小,这就是弹簧管压力表的基本测量原理。
图3—3 压力表的结构弹簧管自由端B的位移量一般很小, 必须通过放大机构才能指示出来。
放大过程如下:弹簧管自由端B的位移通过拉杆2(见图3—3)使扇形齿轮3作逆时针偏转,于是指针5通过同轴的中心齿轮4的带动而作顺时针偏转,在面板6的刻度标尺上显示出被测压力的数值。
由于弹簧管自由端的位移与被测压力之间具有正比关系,因此弹簧管压力表的刻度标尺是线性的。
游丝7用来克服因扇形齿轮和中心齿轮间的传动间隙而产生的仪表变差。
改变调整螺钉8的位置(即改变机械传动的放大系数),可以实现压力表量程的调整。
(二)霍尔式远传压力表1.霍尔效应在霍尔片的Z 轴方向加一磁感应强度为B 的恒定磁场,在Y 轴方向加一外电场(接入直流稳压电源),便有恒定电流沿Y 轴方向通过。
电子在霍尔片中运动时,由于受电磁力的作用,而使电子的运动轨道发生偏移,造成霍尔片的一个端面上有电子积累,另一个端面上正电荷过剩,于是在霍尔片的X 轴方向上出现电位差,这一电位差称为霍尔电势,这样一种物理现象就称为“ 霍尔效应 ”。
如图3—4所示,霍尔片为一半导体(如锗)材料制成的薄片。
在霍尔片的长度方向通入控制电流I ,在平面法线方向外加磁场B ,于是电子在磁场中受洛伦兹力,而向宽度方向偏移,因此在霍尔片两侧分别积累正负电荷并沿宽度方向产生霍尔电场。
这一电场对电子产生的力阻止电子偏移。
当电场力f E 与洛伦兹力f L 相平衡时,霍尔输出端电荷积累达到平衡,这就是霍尔效应。
当磁感应强度B 方向与霍尔片平面法线夹角为θ时,霍尔电压V=KIB cos θ,其中K 为霍尔元件灵敏度。
当载流子为空穴时,它与电子运动方向相反,而洛伦兹力方向相同,所以产生的霍尔电压极性相反。
霍尔元件主要用于磁场、转速、微小位移、加速度等的测量,是放音磁头、磁接近开关、同步传动装置、无刷直流电机、函数发生器、运算器、功率计、调制器、解调器、频谱分析、回转器、隔离器中的重要器件。
图2—11 霍尔效应原理2.霍尔压力传感器如图3—5所示,它将霍尔元件固定于弹性敏感元件上,在压力的作用下霍尔元件随弹性敏感元件的变形而在磁场中产生位移,从而输出与压力成一定关系的电信号。
保持霍尔元件的激励电流不变,而使它在一个均匀梯度的磁场中移动时,它输出的霍尔电势大小就取决于它在磁场中的位移量(如图所示)。
磁场梯度越大,灵敏度就越高;梯度变化越均匀,霍尔电势与位移的关系就图3—5 霍尔压力传感器越接近于线性。
霍尔元件结构简单、形小体轻、无触点、频带宽、动态特性好、寿命长,而且已经商品化。
霍尔元件用于压力传感器,按照弹性敏感元件的不同有多种结构形式。
图a、b中的压力传感器分别采用膜盒和弹簧管作为弹性敏感元件,并由两块半环形五类磁铁产生梯度均匀的磁场。
(三)应变片式压力传感器电阻应变片有金属应变片(金属丝或金属箔)和半导体应变片两类。
当应变片产生压缩或拉伸应变时,其阻值减小或增加。
应变片阻值的变化,再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出,并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力,从而组成应变片式压力计。
1.应变式压力传感器金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
金属电阻应变片的内部结构如图3—6所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。
根据不同的用途,电阻应变片的阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。
而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。
一般均为几十欧至几十千欧左右。
图3—6 应变片的结构图金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示:R=ρ×L/S式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm/m)S——导体的截面积(cm2)L——导体的长度(m)我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。
只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。
如图3—7所示为应变式压力传感器。
采用金属导体应变片。
图3—7 应变式传感器的结构原理2.压阻式压力传感器通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。
如图3—9所示的是压阻变式压力传感器。
图3—8 半导体应变片图3—9 压阻式压力传感器 2—半导体敏感条;2—基底;3—引线;4—引线连接片;5—内引线压阻式传感器是采用集成电路制造技术在半导体基片上直接生成扩散电阻并组成电桥半导体材料通常为硅材料所以压阻式传感器又常称为扩散硅压力传感器。
(四)压电压力传感器1.压电效应对某些电介质沿着一定方向加力而使其变形时,在一定表面上产生电荷,当外力撤除后,又恢复到不带电状态,这种现象称为正压电效应。
在电介质的极化方向施加电场,电介质会在一定方向上产生机械变形或机械压力,当外电场去除后,变形或应力随之消失,此现象称为逆压电效应。
图3—10石英晶体的压电效应如图3—10所示的石英晶体的压电效应,(a)正负电荷是互相平衡的,所以外部没有带电现象。
(b)在X轴方向压缩,表面A上呈现负电荷、B表面呈现正电荷。
(c)沿Y轴方向压缩,在A和B表面上分别呈现正电荷和负电荷压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。
实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
图3—11压电压力传感器的结构优点:转换效率和转换精度高、线性范围宽、重复性好、固有频率高、动态特性好、工作温度高达550℃(压电系数不随温度而改变)、工作湿度高达100%、稳定性好。
2.瓷压力传感器原理及应用抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥闭桥,由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。
通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。
陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。
陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40~135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。
电气绝缘程度大于2kV,输出信号强,长期稳定性好。
高特性,低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势,在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。
(五)横河川仪压力变送器EJA430A 压力变送器、EJA110A差压变送器、EJA530A压力变送器采用的是单晶硅谐振式传感器技术,适用于测量液体、气体或蒸汽的压力,将测量压力转换成4~20mA DC电流信号输出。
采用微电子加工技术(MEMS)在一个单晶硅芯片表面的中心和边缘制作两个形状、尺寸、材质完全一致的H形状的谐振梁,谐振梁在自激振荡回路中作高频振荡。
单晶硅片的上下表面受到的压力不等时,将产生形变,导致中心谐振梁因压缩力而频率减小,边缘谐振因受拉伸力而频率增加。
两频率之差信号直接送到CPU进行数据处理,然后经D/A转换成4-20mA输出信号。
横河压力变送器接线图(六)霍尼韦尔压力变送器ST3000/900系列 SmartLine智能压力变送器STG7001.型号说明每一台变送器都带一个铭牌,上面表明了该变送器的特定“型号号码”。
例如:基本类型仪表本体法兰组件选项工厂标示关键号表1 表2 表3 表4 STG735 —— E1H —— 0000 —— SB,1C —— ####查看关键号码的第三位和第四位,确认产品的系列和基本类型。
第三位上的字母代表的下面的变送器基本类型:A = 绝对压力D= 压差F= 法兰安装G= 表压力R= 远传压力2.精度性能指标通过将绝压与传感器芯片上的静压和温度补偿相结合,可在大范围内的静压和温度下提供极高的测量精确度和稳定性。
精度高达0.065%,稳定性0.025%满量程,保持5年量程比100:1 响应时间100ms3.连接电源及SCT/SFC警告:在松开变送器壳体上的端盖螺母之前,请不要拧开端盖。
(1)使用1.5mm的内六角扳手拧松壳体终端侧的端盖螺母,然后卸下端盖。
(2)观察极性,将DC25V电源接到信号端子上,既使用SIGNAL。
如下图:+ TEST -- SIGNAL +注意:确保通讯在电源和变送器之间要有一个最小为250欧姆的回路阻抗。