[工学]8 压力及压差测量仪表.ppt

8 压力及压差测量 压力是工质热力状态的主要参数之一。火电厂中，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。 8.1 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，常用来测低压、负压和差压。 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 常用柱式压力计有：U型管压力、单管式压力计、斜管式微压计 一、U型管压力计 U型管压力计两端差压与液柱高度h间有如下关系: Δp=p1-p2=h(ρ1- ρ2)g =(h1+h2)(ρ1- ρ2)g 式中 ρ1 ρ2—封液密度和封液上面的介质密度 H-两侧封液的高度差=h1+h2 g—重力加速度。 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） 常用于低压、负压或压力差的检测,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。 二、单管式压力计 三、斜管式微压计 特点： 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，倾斜角度越小，l越长，测量灵敏度就越高；但不可太小，否则液拉长且易冲散，读数较困难，误差增大。 斜管式微压计应用范围：一般100~2500pa 四、液柱式压力计的测量误差及其修正 1. 环境温度变化 8.2 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。 适用范围（0-103Mpa),结构简单，广泛应用。 一、弹性元件的特性 1）弹性特性：是指作用在弹性元件上的负载(力或压力或力矩)与元件相应的变形之间（位移或转角）的关系。s=f(p) 或 s=f(F) 或φ＝f(M) 弹性元件产生单位变形所需要的负荷叫作刚度k。 单位负荷作用引起的变形，叫弹性元件的灵敏度S。 弹性元件的刚度和灵敏度互为倒数，即K=1/S。弹性特性为线性其刚度和灵敏度相同，为一常数，弹性特性为非线性，各点相应的刚度或灵敏度不同。 弹性滞后和弹性后效现象是在工作中同时发生的，是造成仪表指示误差（回差和零位误差）的主要因素。 二、膜片和膜盒 原理：膜片是一个圆形薄片和薄膜，当膜片两存在压差时，膜片将发生弯曲，膜片中心产生位移，由此得到被测的流体的压力。 三、波纹管 波纹管是一种轴对称的管状波纹薄壳，受到轴向作用力时，在其线性特性内能产生较大的位移。波纹管可分为两类：无缝波纹管，有缝波纹管 四、弹簧管 结构组成如图所示，它主要由弹簧管、传动机构、游丝、指针、表盘等组成。扇形齿轮、中心齿轮、游丝安装在彼此平行的夹板之中。 弹簧管通入压力后，其自由端的位移可通过杠杆机构带动指针转动，齿轮传动机构的作用是把自由端的线位移转换成指针的角位移，使指针能明显地指出被测值． 8.3 压力（差压）传感器和变送器 传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成 .当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。  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。 弹性元件检测压力的输出只是机械位移信号，该信号可以就地显示，也可以变换为电信号以供远传。这种变换一般称为电变送。其方法很多，如电阻式、电感式、电容式、压阻式、力平衡式、霍尔式等。 原理：以电磁感应原理为基础，把弹性元件的位移量转换为电路中电感量或互感量的变化，再通过测量线路转变为电流或电压信号。 原理： 当线圈W1-被输入有交流电流i1时，在线圈W2中则产生感应电动势e12，其大小正比于电流i1的变化率： M为比例系数，也称互感（H），是两线圈W1和W2之间耦合程度的度量，其大小与两线圈的相对位置及周围介质的导磁率诸因素有关。 8.4 压力和差压测量仪表的校验和使用 二、压力（差压）表使用注意事项 1、仪表的选型 2、仪表的测量范围 3、安装时，取压管应与流速方向垂直，且连接要平滑。仪表与取压口不在同一个水平面上时，则应校正两者高度差产生的误差。 4、对腐蚀性或脏污介质的压力测量，应加装隔离装置。