压力、流量和物位检测技术
工业过程参数检测技术
3.1 温度检测
自然界中几乎全部旳物理化学过程都与温度紧密 有关，所以温度是工农业生产、科学试验以及日 常生活中需要普遍进行测量和控制旳一种主要物 理量。
温度只能经过物体随温度变化旳某些特征来间接 测量，而用来量度物体温度数值旳标尺叫温标。 它要求了温度旳读数起点（零点）和测量温度旳 基本单位。目前国际上用得较多旳温标有华氏温 标、摄氏温标、热力学温标.
接触不良等会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀 性介质影响感温元件旳性能和寿命。
3.1 温度检测
措施: 接触式、非接触式。 非接触式测温
感温元件不与被测对象相接触，而是经过 辐射进行热互换，故可防止接触测温法旳缺陷， 具有较高旳测温上限。另外，非接触测温法热 惯性小，可达千分之一秒，故便于测量运动物 体旳温度和迅速变化旳温度，以及腐蚀、有毒 介质旳温度。 缺陷：测量精度低、测量距离和中间介质影响 成果
3.1 温度检测
部分辐射温度计旳光路系统如图所示，一般 由主镜和次镜一组发射系统来完毕焦距旳调整， 使成像集中在热敏元件表面。
而目镜系统主要用于对目旳旳瞄准、热敏元 件旳输出信号经过测量电路来完毕信号旳放大 和整流。测量电路涉及测量桥路、前置放大、 选频、移相放大以及相敏整流等部分。
3.1 温度检测
热电效应及基本定律：两种不同材料 旳金属丝两端牢固地接触在一起，构成 图所示旳闭合回路，当两个接触点(称为 结点)温度t和t0不相同步，回路中既产生 电势，并有电流流通，这种把热能转换 成电能旳现象称为热电效应。
3.1 温度检测
均质导体定律 由均质材料构成旳热电偶、热电动势旳 大小只与材料及结点温度有关。与热电 偶旳大小尺寸、形状及沿电极温度分布 无关。如材料不均匀、因为温度梯度旳 存在，将会有附加电动势产生。
常用流量计选型及比较
常用流量计之间的比较流量测量是四大重要过程参数之一（其他的是温度、压力和物位）。
差压流量计（DP）这是最普通的流量技术，包括孔板、文丘里管和音速喷嘴。
DP流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。
DP流量计没有移动部分，应用广泛，易于使用。
但堵塞后，它会产生压力损失，影响精确度。
流量测量的精确度取决于压力表的精确度。
容积流量计（PD）PD流量计用于测量液体或气体的体积流速，它将流体引入计量空间内，并计算转动次数。
叶轮、齿轮、活塞或孔板等用以分流流体。
PD 流量计的精确度较高，是测量粘性液体的几种方法之一。
但是它也会产生不可恢复的压力误差，以及需装有移动部件。
涡轮流量计当流体流经涡轮流量计时，流体使转子旋转。
转子的旋转速度与流体的速度相关。
通过转子感受到的流体平均流速,推导出流量或总量。
涡轮流量计可精确地测量洁净的液体和气体。
像PD流量计，涡轮流量计也会产生不可恢复的压力误差，也需要移动部件。
电磁流量计具有传导性的流体在流经电磁场时，通过测量电压可得到流体的速度。
电磁流量计没有移动部件，不受流体的影响。
在满管时测量导电性液体精确度很高。
电磁流量计可用于测量浆状流体的流速。
超声流量计传播时间法和多普勒效应法是超声流量计常采用的方法，用以测量流体的平均速度。
像其他速度测量计一样，是测量体积流量的仪表。
它是无阻碍流量计，如果超声变送器安装在管道外测，就无须插入。
它适用于几乎所有的液体，包括浆体，精确度高。
但管道的污浊会影响精确度。
涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,游涡的速度与流体的速度成一定比例，从而计算出体积流量。
涡街流量计适用与测量液体、气体或蒸汽。
它没有移动部件，也没有污垢问题。
涡街流量计会产生噪音，而且要求流体具有较高的流速，以产生旋涡。
热式质量流量计通过测量流体的温度的升高或热传感器降低来测量流体速度。
热式质量流量计没有移动部件或孔，能精确测量气体的流量。
热质量流量计是少数能测量质量流量的技术之一，也是少数用于测量大口径气体流量的技术。
压力与流量的测量方法
研究误差在测量过程中的传递规律，以便更好地评估测量结果的准 确性。
误差修正
采取措施对误差进行修正，如设备校准、流体密度补偿等。
03
压力与流量的关系
压力与流量的测量方法
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目录
• 压力测量方法 • 流量测量方法 • 压力与流量的关系 • 压力与流量测量设备 • 压力与流量测量技术的应用 • 压力与流量测量技术的发展趋
势
01
压力测量方法
压力传感器的选择
01
02
03
根据测量范围选择
根据所需测量的压力范围 选择合适的压力传感器， 如高、中、低压力范围。
压力测量误差分析
误差来源
分析压力测量误差的来源 ，如传感器误差、环境干 扰误差等。
误差补偿
采取补偿措施减小误差， 如对传感器进行校准、改 善测量环境等。
误差计算
根据误差来源和补偿措施 计算压力测量的实际误差 。
02
流量测量方法
体积流量测量
涡街流量计
孔板流量计ຫໍສະໝຸດ 利用流体在涡街处产生的压力差来测 量体积流量。
精度要求
考虑测量要求和精度，选 择符合精度要求的压力传 感器。
环境因素
考虑温度、湿度、机械振 动等环境因素对传感器的 影响，选择适合环境的传 感器。
绝对压力与相对压力的测量
绝对压力测量
测量气体或液体的绝对压力，通 常以大气压为参考点，测量值为 绝对压力值。
相对压力测量
测量气体或液体的相对压力，通 常以某一参考压力为基准，测量 值为相对压力值。
利用流体通过孔板时产生的压差来测 量体积流量。
超声波流量计
通过测量超声波在流体中传播的时间 差来推算体积流量。
选矿工艺过程中的几大检测仪表
选矿工艺过程中的几大检测仪表选矿过程由于应用环境恶劣和影响因素多，对检测仪表有很高的要求。
检测仪表能否适用往往是控制系统成败的关键。
1流量检测流量检测是选矿过程中最重要的参数之一，生产考核和过程控制均要依靠检测出的流量数据。
流量的检测主要有矿流量的检测、水流量的检测、矿浆质量流量的检测等。
矿流量的检测主要有电子式和核子式两种流量检测仪。
水流量的检测仪表种类非常多，目前主要采用的是电磁流量计。
矿浆质量流量的检测仪表主要有两种：直接式质量流量计和推导式质量流量计。
2浓细度检测对于浓细度的检测有间接法和直接法。
间接法是通过对矿浆浓度的检测，直接检测矿浆的细度，直接法是直接采用粒度检测仪表进行矿浆粒度检测，如PSM-400和PSI200超声波粒度分析仪。
目前对于矿浆浓度的检测应用最多的是核子密度计。
3磨机负荷量检测磨机负荷指的是磨机中介质负荷、物料负荷及水量的总和，是磨矿过程的一个重要参数，直接影响磨矿的效果。
目前磨机负荷量的检测方法主要有电流法、声响法、振动法、有功功率法等。
用到的仪表如电流变送器、压力传感器、差动传感器、霍尔功率变送器等等。
4pH值检测pH值是浮选作业最重要的参数，它的值是否合理直接影响到工艺的指标。
进行pH值检测的仪表如pH值自动监控系统，它可以实现对pH值的精确稳定检测。
5物位检测选矿过程中的物位检测主要是料位检测、液位检测、泡沫层检测等。
目前我国用于物位检测的仪表主要有：雷达物位计、超声波物位计、电容式物位计、核子料位开关、浮子式液位开关等。
6品位检测在线式品位检测在我国应用并不多，离线式品位分析仪表技术比较成熟，精度也较高，但其不能用于选矿实时检测，目前有很多单位正在对其进行研究。
过程仪表基础知识
举例 PDT-2120 P—代表压力 D—代表差压 T—代表传送或变送器
三、仪表位号的表示方法 1、仪表位号的组成
2、被测变量和仪表功能的字母代号
第一节 热量传递的方式
本节的主要内容
一、热传导 二、对流传热 三、辐射传热
第二章、温度测量仪表
在环境工程中，很多过程涉及加热和冷却： 对水或污泥进行加热； 对管道及反应器进行保温以减少系统的热量散失； 在冷却操作中移出热量。
辐射传热
通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，仅发生在液体和气体中。通常认为是流体与固体壁面之间的热传递过程。
物体各部分之间无宏观运动
本节思考题
(1)什么是热传导？ (2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 (3)简述辐射传热的过程及其特点。 (4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 (5)若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？
11《传感与检测技术》课程标准
《传感与检测技术》课程标准（一）课程性质与任务《传感与检测技术》是飞机机电设备维修、电子技术应用、无人机应用技术等专业必修的一门理实一体化专业课程。
该课程是根据多家企业岗位调研分析、相关专业人才培养方案和岗位能力需求而开设，以培养学生识别和应用各类常用传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的应用原理和综合实操技能，为后续无线电调试工的高级、技师职业资格证书考试、毕业设计、顶岗实习等专业职业技能的培养打下良好基础，促进学生职业未来发展空间，提升学生综合运用能力。
（二）课程教学目标1.素质目标（1）培养学生的爱国精神、遵纪守法意识、团队协作精神（2）培养学生的独立分析能力和应变能力;（3）锻炼学生的沟通交流能力，培养学生的书面表达能力；2.知识目标通过对本课程的学习，要求学生熟悉常用传感器的种类、组成结构，掌握常用传感器的工作原理、工作特性、测量电路等，了解传感器的发展趋势及在工业生产和科学技术方面的广泛应用。
3.能力目标学生能具有识别各种常用传感器的能力，并根据工程系统需要正确选择和应用传感器，会正确测试常见传感器的性能，并学会正确分析实验数据。
（三）参考学时：72 学时（四）课程学分：4学分（五）课程内容和要求（六）实施建议1.教学方法（1）在教学过程中，应立足于加强学生实际动手操作能力的培养，采用项目教学，以项目引领、工作任务驱动，提高学生学习兴趣和主动性，激发学生的成就动机。
（2）本课程的教学关键是现场教学，在教学过程中，教师示范和学生操作训练相结合、学生疑问与教师指导相结合。
（4）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。
2.学生考核评价方法（1）改变传统的学生评价方法，采用过程性评价、项目评价、理实一体化评价模式。
（2）评价主体多元化，采用学生自评、学生互评、教师点评相结合的评价方法。
3.教学实施和保障建立开放式实验实训中心，建立开放式实验实训中心，使之具备职业技能证书考证实验实训、现场教学的功能，将教学与培训合一，教学与实训合一，满足学生综合职业能力培养的要求。
流体管道压力流速流量测定实验原理
流体管道压力流速流量测定实验原理流量测量方法名词与术语瞬时流量：单位时间内流过管道横截面的流体量（m3/h、t/h）。
累计流量：在一段时间内流过管道横截面的流体总量（m3、t）。
流量计：用于测量管道中流量的计量器具称为流量计。
主要的质量指标流量范围：最大与最小可测范围，该范围内误差不超过容许值。
量程和量程比：量程是最大流量与最小流量之差；量程比是最大流量与最小流量之比，又称范围度。
测量误差基本误差：准确度：流量计示值接近被测流量真值的能力，称为流量计的准确度。
准确度等级有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0级。
重复性：流量计在同一工作条件下，多次重复测量，其示值一致性的程度，反映仪表随机性误差的大小。
按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
流量计简介流量测量方法和仪表的种类繁多。
工业用的流量仪表种类达100多种。
品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。
本文按照目前最流行、最广泛的分类法,分别介绍各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。
序号流量计种类全球产量百分比1 差压式流量计（孔板、文丘里）45～55％2 浮子流量计（又称玻璃转子流量计）13～16％3 容积式流量计（椭圆、腰轮、螺旋）12～14％4 涡轮流量计9～11％5 电磁流量计5～6％6 流体振荡流量计（涡街、旋进）2.2～3％7 超声流量计（时差式、多普勒）1.6～2.2％8 热式流量计2～2.5％9 科里奥利质量流量计0.9～1.2％10 其他流量计（插入式流量计1.6～2.2％1.1差压式流量计差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
一文读懂化工仪表的分类方式
一文读懂化工仪表的分类方式化工仪表分类方式有很多，按照测量参数可以分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、液位测量仪表和过程分析仪表；按照仪表驱动能源可以分为气动仪表、电动仪表、液动仪表；按照仪表在自动控制系统中的作用可以分为检测仪表、显示仪表、控制仪表和执行器。
本文按照测量参数对化工仪表进行分析。
1、温度测量仪表温度是化工生产中最基本、最重要的参数之一，与化工生产的产品质量、产量，生产效率以及生产装置的安全和使用寿命等息息相关。
温度测量仪表可分为接触式和非接触式两大类，接触式仪表包括热膨胀式温度计、热电阻温度计及热电偶温度计。
非接触式温度计包括光辐射式温度计、红外吸收式温度计。
大多数化工温度测量仪表选用接触式温度计。
化工生产中腐蚀介质的温度测量，温度传感器通常安装在温度计套管内，与设备或管道法兰连接，温度计套管的材质依据测量介质的不同选用不同的材质。
2、压力测量仪表压力是化工生产过程的必要条件和动力，对化工生产过程压力的监测是保证生产装置的安全稳定运行的重要条件。
化工压力测量仪表就地压力仪表一般选用弹簧管压力表、膜盒压力表、隔膜压力表，远传压力仪表一般选用短安装压力变送器、隔膜密封压力变送器、差压变送器等。
对于腐蚀性介质的压力测量，选用隔膜压力表或隔膜密封压力变送器，隔离膜片材质根据被测介质的理化性质可选用不锈钢、钢衬四氟、贵金属等材质。
3、流量测量仪表流量是指在单位时间内流体流经通道某一截面的流体数量，计量单位可以是体积流量，也可以是质量流量。
流体流量测量是化工生产过程中常见的测量参数之一。
流量测量仪表可用于生产过程种的原料配比控制、能源计量以及三废排放的管理和控制。
流量测量仪表可大致分为容积式、速度式和质量式三大类。
容积式流量仪表主要包括椭圆齿轮流量计、双转子流量计、往复活塞式流量计、腰轮流量计、刮板流量计等。
速度式流量计主要包括涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计、差压式流量计、靶式流量计、水表等。
化工仪表培训资料
原理
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。
优点
具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固 可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精 度等优点。
可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压 力。
压力检测及仪表
（2）弹性元件
弹性元件
弹簧管式 波纹管式
E（t, t0）=E (t, t1)+E (t1, t0) E（t, t1）= E (t, t0)-E (t1, t0) 补偿电桥法 补偿热电偶法
温度检测及仪表
（4）热电极材料的选择
对热电极材料的要求： 物理性能稳定，能在较宽的温度范围内使用，其热
电特性不随时间变化； 化学性能稳定，不易氧化和电极间不相互渗透； 热电势和热电势率要大（温度变化1℃引起的热电
4. 热电偶温度计
（1）热电偶工作原理
由两种不同的导体（或半导体）A、B组成的闭合回路，当接
点1、2处于不同温度时，回路就会出现电动势，称为热电
动势，简称为热电势。 这一由温度产生电动势的现象称为热电现象。 这两根导体（或半导体）称为热电极。
温度检测及仪表
热电势是由温差电势和接触电势组成。 • 温差电势
9
第二章 压力检测及仪表
压力检测及仪表
压力检测的意义还不局限于自身，有些其 他参数的测量，如物位，流量等往往是通 过测量压力或压差来进行的，即测出了压 力或压差，便可确定物位或流量。
压力检测及仪表
1.压力单位
（1）常见压力单位
国际单位制（SI）---帕（Pa）， 工程大气压---at 标准大气压---atm 毫米汞柱---mmHg 毫米水柱---mmH2O
仪表检修规程、压力仪表、温度仪表、流量、物位等(Word)
甲醇仪表检修规程( 试用 )仪表组编制审核批准2009年12月9日目录第一篇总纲 (1)第一节压力仪表 (1)一．压力表 (1)二．电接点压力表 (2)三．压力(差压)开关 (4)四．智能压力(差压)变送器 (5)第二节温度仪表 (7)一．双金属温度计 (7)二．热电偶 (8)三．热电阻 (10)第三节流量仪表 (12)一．节流装置 (12)二．椭圆齿轮流量计 (13)三．流量开关 (14)四．转子流量计 (15)五．电磁流量计 (16)六．质量流量计 (17)七．V锥流量计 (19)第四节物位仪表 (21)一．料位开关 (21)二．射频导纳物位计 (22)三．双法兰式差压变送器 (23)四．浮筒液位计 (25)五．磁性浮子液位计 (25)第三篇单元组合仪表 (26)第一节辅助单元 (26)一．隔离栅 (26)二．闪光报警器 (29)第四篇执行器 (29)第一节气动薄膜调节阀 (30)第二节电动执行机构 (30)第三节气缸式执行机构 (32)第四节附件 (34)一．阀门定位器 (34)二．电磁阀 (36)第五篇在线分析仪表 (37)第一节CO2红外分析仪检修规程 (37)第二节磁氧分析仪检修规程 (42)第三节微量水分析仪检修规程 (50)第四节微量氧分析仪检修规程 (57)第五节智能氧分析仪检修规程 (62)第六节总碳氢分析仪检修规程 (68)第七节PGS-06型在线氧分析仪系统检修规程 (76)第八节可燃气体监测报警器 (83)第一节轴振动和轴位移检测仪 (84)第七篇系统维护 (87)第一节联锁保护系统 (87)第二节仪表系统联校 (88)第一篇总纲1适用范围本规程适用于甲醇项目部甲醇装置、空分装置、压缩机组自动化仪表设备的日常维护和检修。
2编制说明本规程所有仪表技术指标和规格详见仪表台账。
第二篇检测仪表第一节压力仪表一．压力表1.概述：压力表生产厂家为北京布莱迪仪表厂，压力表是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，用弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表2．使用和维护仪表在正常使用情况下，应予定期校验。
热工仪表
3、热电偶的类形 S B K J R E T ：铂铑10-铂 –20～1300℃ ：铂铑30-铂铑6 300～1600 ℃ ：镍铬-镍硅（镍铬-镍铝） -50～1000 ℃ ：铁-康铜 -40～750 ℃ ：铂铑13-铂 -0～1600 ℃ ：镍铬-康铜 -40 ～1000 ℃ ：铜-康铜 -40 ～350 ℃
华氏温标（°F）规定：在标准大气压下，冰的融点为32℃，水的沸点为 212℃，中间划分180等分，没等分为华氏1度，符号位°F。
摄氏温标（ ℃ ）规定：在标准大气压下，冰的融点为0℃，水的沸点为100℃， 中间划分100等分，没等分为华氏1度，符号位℃。
摄氏温度值t和华氏温度值tF有如下关系： t=5/9(tF-32) ℃
热电阻丝材料受腐蚀变质
更换热电阻
4、选型要点 连接方式：螺纹连接、法兰连接等。 量程范围：对于温度的测量，应保证工作温度在仪表量程的2/3 ～ 3/4处。 外护套材质：是否耐高温、耐腐蚀、耐磨等。 信号传输方式：2、3、4线制，电阻信号。 分度号选择：PT100、CU50等；电阻特性：如PT100特征为在标准条件下0度 时的测量电阻为100欧姆。 测量方式：表面式、插入式等，如为插入式还需对插入深度进行选择。
• 热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度 为绝对零度，符号为K。热力学温度是基本的物理量，它的单位为开尔文，热 力学温标和华氏温标有如下关系： • t/℃=T/K-273.15 t/℃——分子为摄氏温度，分母为摄氏温度的单位； T/K——分子为开尔文温度，分母为开尔文温度的单位。
热工仪表概述
1、概述 热工测量技术包括热工参数的测量方法和实现测量的仪表。热工测量参数 包括温度、压力、流量、物位、成分（如气体分析仪）等。 在工业锅炉运行中，通过热工参数的测量，可以及时反映热力设备的运行 工况，为运行人员提供操作依据；为锅炉控制系统准确及时地提供信号。因此， 热工测量是保证热力设备安全、经济运行及实现自动化的基础条件。 目前我国电动仪表中并存着两种标准信号制度，在DDZ-Ⅰ和DDZ-Ⅱ型仪 表中采用0~10毫安直流电流作为标准信号，而在DDZ-Ⅲ型仪表中，采用目前 国际上统一的4~20毫安直流电流作为标准信号。从安全防爆、减少损耗、节 省能量考虑，信号电流的满度值都希望选小一些。但太小也有困难，起点电流 太小将会给两线制仪表带来困难，因为它将要求降低整个仪表在零信号时消耗 的总电流。而在目前的元器件水平下，起点电流比4mA再小有时将发生困难。 因此，目前国际上采用4～20mA作为标准信号。有利于识别仪表断电、断线 等故障，且为现场变送器实现两线制提供了可能。
1检测仪表基本知识
检测仪表的品质指标
举例
例3 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时 得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分误 差与准确度等级。
解 该仪表的相对百分误差为
4 10 % 00.8%
70 2 000
如果将该仪表的δ去掉“±பைடு நூலகம்号与“％”号，其数值为 0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该 仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这 台测温仪表的精度等级为1.0级。
2020/3/28
★ 测量方法---按照测量方式分类
1、直接测量
用标定的仪器、仪表进行测量，从而直接测得待测量的数值 优点：测量过程简单迅速。 缺点：测量精度不高。
2、间接测量 被测量本身不易直接测量，但可以通过与被测量有一定有关系 的其他量（一个或几个），来求出被测量的数值。 例如测量某固体的密度时，可以通过称重、量出其几何尺 寸，计算出体积，再计算密度。
标尺 x x 标 上 0 尺 限 1 下 值 % 0 0 限 Sx p 1值 % 00
δ——引用误差 SP ——仪表量程
■ 最大引用误差(满度误差)—用于确定仪表的精度
m a x X Y m a x 1 0 0 % , Y Y m a x Y m in
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概述
4、按误差出现的原因分类
温度计、标准仪器、测试带（语音、图象） （4）、标称值 测量器具上所标定的数值。灯泡：220V100W 标称值并不一定等于他的真值或实际值
（5）、示值/测量值(X) 由测量器具指示的被测量的值。
2020/3/28
3、误差的表示方法
绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的 差值，即
压力计量器具在线检测方法的实现
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald84DOI：10.16660/ki.1674-098X.2006-4959-6062压力计量器具在线检测方法的实现井凤燕（德州市产品质量标准计量研究院 山东德州 253034）摘 要：压力计量主要应用于我国的国防建设之中，并在其中发挥着无可厚非的作用。
一般来说，保证工业生产质量和安全的主要过程参数分别为温度、密度、成分、物位、流量、压力，所以来说，压力计量是工业生产中必不可少的一项工作。
现有的检测技术存在许多，但是或多或少都存在一些问题，所以本文对此引入了压力计量器具在线检测的方法，希望能够提高压力检测的工作效率。
关键词：压力计量器具 在线检测 方法 问题中图分类号：TH812 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)09(b)-0084-03Realization of On-line Testing Method for PressureMeasuring InstrumentJING Fengyan(Dezhou Institute of Product Quality Standards and Metrology, Dezhou, Shandong Province, 253034 China)Absrtact : The pressure measurement is mainly applied in the national defense construction of our country, and plays an unquestionable role in it. Generally speaking, the main process parameters to ensure the quality and safety of industrial production are temperature, density, composition, material level, f low rate and pressure, so pressure measurement is an essential work in industrial production. There are many existing detection technologies, but more or less there are some problems, so this paper introduces a pressure measuring instrument on-line detection method, hoping to improve the efficiency of pressure detection.Key Words : Pressure measuring instrument; On-line detection; Method; Problem这里的“压力”通常指的是气压，因此压力的主要来源可大概包括为气体、液体、蒸汽等，通过一系列的反应最终会导致压力的形成，所以为了保证工业的安全生产那么必须就需要一定的压力计量器具对压力进行检测和显示。
压力、流量和物位传感器及应用
式
式(垂链
膜片)
非粘 贴式
张丝式
霍尔式
气隙式 电 感 式 差动变压器式
精确 度等
级 1.5 0.2
0.3
1.0
0.5 1.5 0.5
1.0
测量范 围
输出信 号
温度影 响
抗振动冲 击性能
体积
安装维护
低 中 压 电阻
小
中 压 20mV
大
差
大
好
小
方便 方便
负压及 中压
24mV
小
差
较大
方便
中 高 压 12mV 小
Nova Sensor 公司NPI 系列，将固态集成工艺与隔离膜片技术 相结合，扩散硅芯片被封装在充油腔体内，并通过不锈钢膜片 和外壳将其与测量介质隔离开来，向用户提供性价比良好的产 品。。 标准产品提供了多种压力接口，可满足焊接密封和侧密 封设计要求正如Nova Senso
NPC/410/1210/1220系列
1—磁铁 2—霍尔器件 3—波纹膜盒 4—杠杆 5—外壳
6.1.3 集成压力传感器的应用电路
图5-13 压力测量电路
图5-14 压力/频率变换电路
德国
NPH系列 用于非腐蚀性气体兼容介质； 量程范围：2.5KPａ~700KPa ， 具有绝压表压和差压测量形式； 标准TO-8封装，可用于印 刷电路板(PCB)安装； 恒流1.5mA (标称)供电； 0~70℃温 度补偿，温度系数±0.75%FSO(最大值)
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0.4， 0.6， 1， 1.6， 2.5， 4， 6， 10， 16， 25， 40，
60(MPa)等。
第8章 压力、流量和物位检测技术 （3） 信号远传式压力表： 利用变频控制进行恒压供水已 经广泛应用。 在弹簧管压力表中装入电触点， 可构成具有上、
下限指示与控制的电接点信号压力表； 与电位器配合， 可构
图8-3 板式压力传感器
第8章 压力、流量和物位检测技术 （2） 筒式压力传感器：当被测压力较大时，多采用筒式 压力传感器，如图 8-4 所示。图中工作应变片 R1 贴在空芯的筒 臂外感受应变，补偿应变片R2贴在不发生变形的实芯部位作为 温度补偿用。 这种传感器可用来测量机床液压系统的压力(几 十公斤 /厘米 2～几百公斤 /厘米 2)和枪、 炮筒腔内的压力 (几 千公斤/厘米2)(1 kgf/cm2 =0.098 MPa)。 （3） 扩散硅固体压力传感器： 如图8-5所示， 扩散硅固体 压力传感器是在一块圆形膜片上集成四个等值电阻并串接成电
于液柱高度与液体重度的乘积。
第8章 压力、流量和物位检测技术
图8-1 液柱压力示意图
第8章 压力、流量和物位检测技术
2. 压力的单位
在国际单位制中， 压力的单位是帕斯卡， 简称帕， 代号 为Pa。 它的定义是在每平方米面积上垂直作用1牛顿的力， 即
1Pa 1N/m2
帕斯卡与其它压力单位的换算关系见表8-1。
大气压力之差。 当绝对压力大于大气压力时， 其相对压力称 为表压力； 当绝对压力小于大气压力时， 其相对压力称为真 空度或负压力。 因此， 有
P表 P绝 P气
式中，P表为表压力；P绝为绝对压力；P气为大气压力。
第8章 压力、流量和物位检测技术
8.1.2 压力传感器及其类别
1. 压力传感器类别 压力传感器的主要类别有电位器式、应变式、霍尔式、电感 式、压电式、压阻式、电容式及振弦式等，测量范围为7×10-5～ 5×108 Pa；信号输出有电阻、电流、电压、频率等形式。 压力 测量系统一般由传感器、测量线路和测量装置以及辅助电源所组 成。常见的信号测量装置有电流表、 电压表、 应变仪以及计算 机等。
所示。 圆薄板直径为10 mm， 厚度为1 mm，和壳体连接在一起，
等且最大。因此，在贴片时，一般在薄板中心处沿切向贴两片R2
和R3，在边缘处沿径向贴两片 R1 和R4。将应变片按 R1 、 R2、R4、 R3的顺序接成闭合回路，便构成差动电桥， 可以提高灵敏度和进
行温度补偿。
第8章 压力、流量和物位检测技术
两个因素所决定， 即受力面积和垂直作用力的大小， 用数学式 表示为
F P S
(8-1)
式中，P为压力；F为垂直作用力；S为受力面积。
第8章 压力、流量和物位检测技术
压力也可以用相当的液柱高度来表示，如图8-1所示。根
据压力的概念， 有
F hS P h S S
（8-2）
式中，γ为压力计中液体的重度；h为液柱的高度。可见压力等
（8-3）
第8章 压力、流量和物位检测技术 表8-1 常用压力单位的换算表
第8章 压力、流量和物位检测技术
3. 大气压力、绝对压力、表压力与真空度
（ 1 ） 大气压力：指由于空气的重量垂直作用在单位面 积上所产生的压力。 （ 2 ） 绝对压力：它是指流体的实际压力，它以绝对真 空为零压力。
（3） 相对压力： 它是指流体的绝对压力与当时当地的
第8章 压力、流量和物位检测技术
第8章 压力、流量和物位检测技术
8.1 压力检测技术 8.2 流量测量技术 8.3 物位检测与控制 思考与练习
第8章 压力、流量和物位检测技术
8.1 压力检测技术
8.1.1 压力的基本概念及单位 1. 压力的基本概念
压力是垂直而均匀地作用在单位面积上的力。 它的大小由
目前，利用压阻效应、压电效应或其他固体物理特性的压力 传感器已实现小型化、数字化、集成化和智能化，直接把压力转 换为数字信号输出，并可与计算机连接，从而实现工业过程的现 场控制。
第8章 压力、流量和物位检测技术 表8-2 几种常见的压力传感器性能比较表
第8章 压力、流量和物位检测技术 2. 常用压力传感器 1）
成电位器式远传压力表， 如YCD-150型压力传感器， 它结构 简单， 价格便宜。
第8章 压力、流量和物位检测技术
2）
（1） 板式压力传感器： 该类传感器分为薄板式、 膜片式和 组合式。 测量气体或液体压力的薄板式压力传感器如图8-3（a） 引线自上端引出。工作时将传感器的下端旋入引压管， 压力均 匀地作用在薄板的下表面。薄板受压变形后表面上应变分布如图 8-3（b）所示。 在薄板周边上， 其切向应变为零， 径向应变为 负应变， 且绝对值最大， 而在中心处其切向应变与径向应变相
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。
第8章 压力、流量和物位检测技术 （2） 材料：弹簧管的材料因被测介质的性质和被测压力 的高低而不同，一般当P＜20 MPa(约200 kgf/cm2)时，采用磷 铜；当P＞20 MPa时， 则采用不锈钢或合金钢。但是，在选用 压力表时，必须注意被测介质的化学性质。例如，测量氨气压 力必须采用不锈钢弹簧管，而不能采用易被腐蚀的铜质材料； 测量氧气压力时，则严禁沾有油脂，以免着火甚至爆炸。 目前， 我国出厂的弹簧管压力表量程有0.1， 0.16， 0.25，
（1） 结构： 弹簧管压力表的结构如图8-2所示。它主要
由ห้องสมุดไป่ตู้簧管和一组传动放大机构（简称机芯， 其中包括拉杆、
扇形齿轮、 中心齿轮）及指示机构(包括指针、面板上的分度
标尺)所组成。
第8章 压力、流量和物位检测技术
图8-2 弹簧管压力表
第8章 压力、流量和物位检测技术 3被测压力由接头9通入，迫使弹簧管1的自由端B向右上方 扩张。自由端B的弹性变形位移通过拉杆 2使扇形齿轮 3作逆时 针偏转，进而带动中心齿轮4作顺时针偏转，使与中心齿轮同 轴的指针5也作顺时针偏转，从而在面板6的刻度标尺上显示出 被测压力P的数值。由于自由端的位移与被测压力之间具有比 例关系，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间隙而产生的