第八章压力仪表.pptVIP

第八章压力检测及仪表 压力是工质热力状态的主要参数之一。火电厂中为设备的安全经济运行，需测量压力。 在火力发电厂中，待测压力的范围比较宽，约从103Pa到24MPa，且压差测量也广泛应用在液位和流量测量中作为中间变换 电厂中使用的压力计和差压计主要是弹性的，低压和试验时用液柱式；另外压力和差压的测量受管路限制，一般用压力或差压变送器将信号转换成电信号进行远传。 均匀而垂直作用在单位面积上的力称压力。在国际单位制（SI）和我国法定计量单位中，压力的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为“Pa”。 即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成的压力值为1Pa。 1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力 2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小 3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化 压力传感器从其原理及结构来看可分为：液柱式、机械式及电气式 测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为四类： 液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度 机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移 电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现压力的间接测量 活塞式：根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量 第一节液柱式压力计 利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力的大小 优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度，在本专业中应用很广泛 缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管容易损坏及读数不方便 一、U型管压力计 采用水银或水为工作液，用U形管或单管进行测量，常用于低压、负压或压力差的检测 被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段压力、通风空调系统各段压力的测量 注意事项 为减小毛细现象，U型管的内径一般为5-20mm, ，内径最好不小于10mm 使用时保持垂直 减小两次读数误差，读数时眼睛与液面平齐，以封液弯月面顶部切线为准读取液面高度。 应选择密度小的封液，以增大左右管液体的高度差，减小读数误差。（水，汞，四氯化碳） 环境温度变化 重力加速度变化 二、单管式压力计 三、斜管式微压计 Δ p＝L(sinα+ d2/D2) ρ1 g=kL 优点： 因为L比h2放大了1/sinα倍，所以读数得相对误差小 改变α可改变k值，但不得小于150 三、斜管式微压计 第二节 弹性式压力计 用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压后产生的形变输出（力或位移），可以通过传动机构直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）信号的远传。 第二节 弹性式压力计 根据弹性元件受压后产生变形和压力大小有确定关系的原理制成。适用范围（0-103Mpa),结构简单，广泛应用。 包括：金属膜片式（包括膜片式）、波纹管式和弹簧管式。 第二节 弹性式压力计 弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形，变形大小与被测压力成正比关系。 弹簧管 截面为非圆形（椭圆形或扁圆形），并弯成圆弧状的空心管子 一端为封闭（自由端），一端为开口（固定端） 弹簧管压力表的误差分析 第三节 压力变送器 压力传感器：能够感受压力（压差）并能按一定规律将压力（压差）转换成同种或别种性质输出量的仪表。 其方法很多，如电阻式、电感式、电容式、应变式、力平衡式、霍尔式、振弦式、光纤式等。目前工业生产使用的电变送后的压力信号都是标准化的电流或电压信号，其变送器都是定型的产品。 三、霍尔压力传感器 P131 霍尔元件的结构及工作原理 半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。 磁感应强度B 较大时的情况 作用在半导体薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。霍尔电势EH可用下式表示： EH=KH IB 霍尔效应演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，向内侧偏移，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。 二、电容式差压变送器 被测压力作用于隔离膜片，通过硅油使测量膜片产生与压力成正比的位移，从而改变了可动极板与固定极板间的距离，引起电容的变化，此电容变化通过引线传给测量显示电路。 好处 比值CL-CH/CL+CH与压力成正比。 比值CL-CH/CL+CH介电