《压力测量仪表》PPT课件.ppt

压力检测与变送,压力是垂直均匀作用于单位面积上的力，它的法定计量单位是帕斯卡。符号为Pa压力是物理概念上的压强。1Pa等于1牛顿的力作用在1平方米面积上产生的压力。即：1Pa=1N/m2 1毫米水柱=9.81Pa1毫米汞柱=133.3Pa,压力的概念,1工程大气压=9.80665*104Pa9.81*104Pa1物理大气压=101325Pa1.0133*105Pa1巴（bar)=105 Pa,绝对真空下的压力称为绝对零压。以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。表压是以大气压为基准来表示的压力，所以它和绝对压力相差一个大气压。如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表测得的压力为负压，其值称为真空度。绝对压力写法：50KPa(a)a=absolute表压写法：50 Kpa(g)或50kpa g=gauge,绝对压力、大气压、表压、真空度的含义,P1,P2,1,0,大气压,绝对零压,压力测量的原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等，压力计测量压力范围宽广，可以从超真空如133*10-13Pa直到超高压280MPa。压力计从结构上可分为实验室型和工业应用型。就地压力指示：当压力在2.6kPa69MPa时，可采用膜片式压力表、波纹管压力表和博登管压力表。，如接近大气压的低压检测时，可用膜片式或波纹管式压力表。远距离压力显示：若需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变送器，也可用电气压力传感器。当压力范围140280MPa时，则应采用高压压力传感器。当高真空测量时可采用热电真空计。,弹簧管就地压力指示表介绍,是最常见的压力指示表，弹簧管的截面呈（扁圆）形和（椭圆）形。低压用的压力计弹簧管用（焊接法）固定在插座内，高压用的压力计弹簧管用（丝扣）连接的。io为了保证压力表的连接处严密不漏，安装时，应根据被测压力的特点和介质性质加装适当的密封垫片。测氧气压力时，不得使用浸（油）垫片、（有机）化合物垫片；测量乙炔压力时，不得使用（铜）垫片。注意：一些测量特殊介质的压力表，采用不同颜色加以区别：氢气压力表深绿色；乙炔压力表-白色；燃料气压力表-红色；氯气压力表褐色；氨气压力表黄色；氧气压力表天蓝色,弹簧管压力表测得的是表压还是绝压？表压是以大气压力为基准的压力。而弹簧管压力表测的压力就是以大气压为基准的。如图示：设被测压力为P1,它作用在弹簧管内部；大气压力为P大，它作用在弹簧管外部。当P1=P大时，P表=P1-P=0,仪表指零；当P1P大时，P表=P1-P0，仪表指示正压力，即表压；当P1P大时，P表=P1-P0，仪表指示真空度，也是表压。即弹簧管压力表测的是被测压力与大气压之差，所以是表压。,压力测量的,提问：利用弹簧管压力表测压力，在大气中测得压力为P,如果把压力表移到真空中，指示会不会变？答：会变。弹簧管压力表在大气压下测得的是 表压，在真空中测得的是绝对压力了，故示值应为P加大气压力。,LRV(Lower Range Value)URV（Upper Range Value)正确选择压力计要考虑以下几点：1、量程的选择 根据被测压力的大小确定仪表量程。对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4，测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3，最低测量压力值应不低于全量程1/32、精度选择 根据生产允许的最大测量误差，以经济、实用的原则确定仪表的精度级。一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够。,压力表的选用,3、使用环境及介质性能的考虑 环境条件恶劣，如高温、腐蚀、潮湿、振动等；被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等。以此来确定压力表的种类和型号。4、压力表的外形的选择 现场就地指示的压力表一般表面直径为100mm，在标准较高或照明条件差的场合用表面直径为200250mm的，盘装表直径为150mm,有的压力表背后有个小圆孔这是起什么作用的？当压力表测量气体或有毒液体时，在它的表壳背后有一个安全孔（有黑色的橡胶垫堵着），这样当弹簧管或连接处渗漏，损坏时，表壳内的压力会把安全阀顶开，防止壳体内的压力冲破正面的玻璃伤人。,小知识,压力传感器是压力检测系统的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警作用应变式压力传感器压电式压力传感器光导纤维压力传感器,（也叫压力传感器）,罗斯蒙特3051C智能变送器的传感器是硅电容式，它将被测参数转换为电容变化，然后通过测电容的方法来得到被测的差压或压力。霍尼韦尔ST3000系列智能变送器的传感器是复合半导体式，它将被测参数转换成硅芯片电阻值的变化，然后通过测电阻的方法来得到被测差压或压力。横河EJA智能变送器的传感器是硅谐振式，它将被测参数转换为硅梁的振动频率，然后通过测频率来得到被测差压或压力值。富士FCX-A/C智能变送器的传感器是硅微电容式，它将被测参数转换为静电容量，然后通过测硅电容来得到被测差压或压力值。,罗斯蒙特3051C、霍尼韦尔ST3000、横河EJA、富士FCX-A/C的传感器有何区别？,智能变送器构成及工作原理?智能变送器，它由复合传感器和微处理器两个主要部分构成。复合传感器是将差压、温度、静压三个传感器采用集成电路的扩散工艺生成在一片单晶硅片上，三个传感器的检测信号周期的读入微处理器，经微处理器综合运算处理，完成精确的压力、差压计算；再经D/A转换输出420mADC直流信号,智能压力变送器,变送器量程比：最大测量范围/最小测量范围,何为变送器量程比?,是根据变电容原理工作的压力检测仪表，是利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量，从而实现压力-电容的转换。电容式压力变送器具有结构简单、体积小、动态性能好、电容相对变化大、灵敏度高等特点。电容式压力变送器由检测环节和变送环节组成。检测环节感受被测压力的变化转换成电容量的变化；变换环节则将电容变化转换成标准电流信号420mADC输出。,智能压力变送器,变送器图形,举例：1151GP压力变送器的测量范围原为0100kpa，现零位迁移100%，则1、仪表的测量范围变为多少？2、仪表的量程是多少？3、输入多少压力时，仪表的输出为4、12、20mA？答 仪表的原测量范围为0100kpa,现零位正迁移了100%，所以：测量范围成为100200kpa;仪表的量程是200-100=100kpa;输入为100kpa时，仪表的输出为4mA；输入为150kpa时，仪表的输出为12mA;输入为200kpa时，仪表的输出为20mA.,零点迁移,什么是法兰变送器，它和普通变送器的区别：法兰变送器是在普通变送器的基础上增加了一个远传密封装置构成的，所以叫远传式变送器或隔膜密封式变送器。远传密封装置有法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分组成。工作时，被测介质作用在法兰膜盒的隔离膜片上，使膜片产生变形，然后通过毛细管内填充液，将压力传到变送器的敏感元件上，经转换，仪表便输出相应的信号。法兰变送器和普通变送器相比，有如下区别：1、在普通的变送器中，被测介质通过导压管而进入变送器测量室。如果被测介质是粘稠液体，则容易堵塞导压管。现在用毛细管代替导压管，堵塞现象便不会存在。因为毛细管是密封的，它里面的填充液是经过挑选的，化学物理性能稳定，不会像导压管内的介质那样，易凝冻、汽化。这样，测量精度便可提高，维护工作量可减少。,法兰式变送器,因法兰膜盒离变送器本体远，所以仪表的接液温度可提高，应用范围可以扩大。对于仪表本身来说，由于法兰变送器比普通变送器多了一个远传密封装置，因此仪表的结构较为复杂，精度下降，故障的可能性增加。,膜盒内部需要充灌填充液以传递压力，变送器对填充液的要求是：热膨胀系数小，低温时不冻凝，高温时不挥发，不汽化，其粘度不因温度的变化而有较大的改变，这样仪表的性能才能稳定。通常膜盒内充灌硅油或氟油。硅油有低温硅油和高温硅油之分，低温硅油最低温度可达-40，高温硅油最高温度可达315。根据变送器的使用温度不同，选用不同牌号的硅油。氟油为惰性液体，化学性质不活泼，所以使用在测氧或测氯的变送器内，其使用温度在-45250之间，粘度较低，价格较硅油高。,变送器膜盒内的填充液应具有哪些性能？硅油氟油有什么区别？,答：法兰变送器和普通变送器不同，它的毛细管、法兰膜盒是一个密闭系统，相当于一个大温包。当周围环境发生变化时，系统内的填充液会发生膨胀收缩，从而引起系统的压力变化，它作用到变送器的敏感元件，使仪表产生附加误差。而在一般变送器中，引压导管不是密闭系统，它由温度变化而引起压力变化，可以由介质扩散到工艺流程，因而不影响仪表输出。法兰变送器安装时，一定不要使变送器和法兰膜盒系统暴露在阳光底下，以免太阳直晒，使环境温度发生剧烈变化。另外，差压变送器的两根毛细管应处于同一环境温度下，这样，一定范围内的温度变化可以互相抵消。,法兰变送器安装时，为什么一定要选择周围环境温度比较恒定的地方？,绝压变送器测的是设备内介质的绝对压力，它和大气压力没有关系，而表压力变送器测的是以大气压为基准的压力，它和大气压力有关。在结构上：绝压变送器通压力的测压元件的另一边是绝对真空，而表压力变送器通压力测压元件的另一边是大气。,绝压变送器与表压变送器的区别,法兰变送器的接液温度主要由法兰膜盒内的填充液的性质来决定。当被测介质的温度超过仪表额定接液温度上限时，则会产生两种情况。1）填充液因受热而体积发生膨胀，甚至蒸发。如果膨胀过大，压力超过允许值，则隔离膜会产生永久变形，填充液会从连接处、焊缝处挤出来。2）填充液是油性物质，里面或多或少含有气体。另外，充灌前的密闭系统，也不可能抽成绝对真空，还有气体。它们虽然量很少，但因热膨胀系数大，如温度过高，也会造成隔离膜片永久变形。综上所述，被测介质温度如超过仪表额定范围上限，轻者使仪表的技术性能变次，重者使仪表损坏，所以在选购仪表时，一定哟考虑它的接液温度不能低于被测介质的最高温度。如果被测介质的温度低于仪表额定温度下限，则填充液会冻凝而不能动。这样当被测介质的压力变化时，仪表的输出变化将缓解，甚至不变。但一般仪表不会损坏，当被测介质的温度恢复正常时，仪表又会正常工作。,有一法兰变送器的额定接液温度为-15250，如果被测介质短时间超过这个范围，则仪表会损坏吗？,因为法兰变送器比普通变送器多了一个远传法兰膜盒,多了一个转换环节,因此误差在原有误差的基础上,增加了法兰膜盒的转换误差。,为什么法兰变送器的精度比普通变送器的精度低?,在普通的变送器中，被测介质通过导压管而进入变送器测量室，如果被测介质是粘稠液体，则容易堵塞导压管。现在用毛细管代替导压管，堵塞现象便不会存在。因为毛细管是密封的，它里面的填充液是经过挑选的，化学物理性能稳定，不会像导压管内的介质那样，易凝冻，易汽化，因而不必象普通变送器那样加灌隔离液，安装隔离器、冷凝器等辅助设备。这样，测量精度便可提高，维护工作量便可减少。,法兰变送器与普通变送器的区别？,