第二节压力检测及仪表

Δα
指针、面板
P
（2）弹簧管压力表的工作原理
弹簧管的作用：将压力信号P转换成 位移信号ΔX 扇形齿轮、中心齿轮组成二次放大 系统，其作用是：将位移信号ΔX放 大成角位移Δα 指针、面板是指示部分，其作用是 指示压力P
（1）弹簧管
山东师范大学化工系仪表教研室
截面为扁圆或椭圆的空心管 子，将其弯成2700，
对于侵润型工作液（水、酒精等）应在最低点 读数（切线） 对于非侵润型工作液（水银）应在最高点读数 （切线）
山东师范大学化工系仪表教研室
二、弹性式压力计
弹性式压力计是以弹性元件受压后所 产生的弹性形变为测量基础的。 特点：结构简单，使用可靠，读数清晰 ，价格低廉，测量范围广有足够精度之 优点。另外增加附加装置，可实现压力 的记录，远传、信号报警、自动控制等 。在工业上应用最广。
2、用弹性元件的弹性力与被测介质的作用力相平衡的测 量方法 （平衡法）
弹性式压力计
弹簧管式 膜盒式
单圈式 多圈式
波纹管式
山东师范大学化工系仪表教研室
3、用通过机械和电气元件把压力信号转换成电量的测量 方法 （偏差法）
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
如果压力不符合要求，不仅会影响生产效率， 降低产品质量，有时还会造成严重的生产事故。
此外，压力测量的意义还不局限于它自身，有 些其他参数的测量，如物位、流量等往往是通过测 量压力或差压来进行的，即测出了压力或差压，便 可确定物位或流量。
山东师范大学化工系仪表教研室
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
山东师范大学化工系仪表教研室
1、弹性元件 弹性元件是一种简单可靠的测压敏感元件，其 作用是将压力信号转换成位移信号。
当测量范围不同所用的测量元件也不一样。
常见的弹性元件有；弹簧管、膜片、膜合和波 纹管。
山东师范大学化工系仪表教研室
2、弹簧管式压力计
（1）弹簧管压力表的组成
P
弹簧管 ΔX 二次放大系统
山东师范大学化工系仪表教研室
第二节 压力检测及仪表
电动压力（差压）变送器
电接点压力表
数
字
压
力
表
弹簧管压力表
乙炔表
山东师范大学化工系仪表教研室
在工业生产过程中，特别是在化工、炼油等 生产过程中，压力是重要的操作参数之一。经常 会遇到压力和真空度的测量，其中包括比大气压 力高很多的高压、超高压和比大气压力低很多的 真空度的测量。
山东师范大学化工系仪表教研室
（1）U型管式压力计
U型管式压力计是由带有刻度的 U型玻璃管和工作液组成。
P＝PA＋gh g(h1 h2 )
当 g 为常数时
PA＝0（大气压）
P＝f(h)
因此可以用工作液的液位高度H 表示压力P的大小。
山东师范大学化工系仪表教研室
U型管压力计可以用来侧压力P 也可以用来测差压 ΔP＝P－PA 由于U型管压力计存在二次读数问题，我们可以用单管 式压力计。
c、管内压力不为零。 （2）二次放大原理
弧放大
角放大
二次放大是通过扇形齿轮和中心齿轮实现的。
i、弧放大
α
山东师范大学化工系仪表教研室
L b
a ΔX
Δ X为弹簧管产生的位移量 L为放大后的位移量
Lb Xa
L＝
b a
x＝K1
ii 角放大
山东师范大学化工系仪表教研室
角放大是通过扇形齿轮和中心齿轮实现的。
一端为密封端（自由端）， 另一端为敞开端（固定端） 。当压力作用于弹簧管内部 时由于弹簧管的特殊结构， 在自由端就会产生位移，且 位移量与压力成比例，如能 测出位移量，就能测出压力 的大小。
山东师范大学化工系仪表教研室
弹簧管产生位移的条件：
a、截面为椭圆或扁圆的空心管子。
b、要弯成一定弯度，一端密封（自由端）一端敞开 （固定端）
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
山东师范大学化工系仪表教研室
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。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
特点：结构简单、使用方便。 缺点：精度受工作液的毛细管作用、密度及视 差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测量 校低压力、真空度或压力差。
（2）单管式压力计
P＝PA＋gh g(h1 h2 )
PA＝0
h1＋h 2 h 2
P＝gh gh2
（3）斜管式压力计
P＝gh2 gLsin
P＝f(L)
因为L>h
山东师范大学化工系仪表教研室
因此提高了仪 表的灵敏度。
一般我们可以用斜管式压力计测微压。
山东师范大学化工系仪表教研室
液柱式压力计在读数时应当注意：
P表
P绝
P真
P绝
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
大气压力线
绝对压力的零线
山东师范大学化பைடு நூலகம்系仪表教研室
压力的测量方法及压力表的分类
1、用已知压力去平衡未知压力的方法（平衡法 ）
液柱式压力计 活塞式压力计
U 型管式压力计 单管式压力计
斜管式压力计 平衡介质是砝码
平衡介质 是工作液
应用电接点压力表，可以将 压力控制在一定范围内。
Pmin P Pmax
可以调整压力下限和压 力上限两个静触点。指 针连接动触点。
例如 压力测量与报警系统
山东师范大学化工系仪表教研室
当压力 P Pmax 时，上限报警电路接通，上限报警灯亮 当压力 P Pmin 时，下限报警电路接通，下限报警灯亮 这样就实现了压力的测量与报警。
山东师范大学化工系仪表教研室
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
P＝ F S
P 表示压力 F 表示垂直作用力 S 表示受力面积
1Pa
1N 1m2
1MPa= 103 KPa
1KPa= 103 Pa
山东师范大学化工系仪表教研室
1、大气压力、表压力和绝对压力
大气压力是大气作用在地球表面的压力。
显然：
α 为中心齿轮产生的角位移 β 为扇形齿轮的圆心角
c 为中心齿轮的半径
b c
b α= β
c
将 β=
1
ΔX
代入α=
b
β
a
c
调整a 即可调 整放大系统的 放大倍数。
则
＝
b c
1 a
＝
b a
1 c
k1k
2
k
山东师范大学化工系仪表教研室
三、电接点压力表
电接点压力表就是在普通弹簧管压力表的基础 上，增加了一个动触点，两个静触点。常用于压力 测量、压力报警和压力控制。