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现场仪表的安装与维护 压力测量仪表及变送器的安装、校验与维护 任务四 ：压力测量仪表及变送器的安装、校验与维护 任务四 ：压力测量仪表及变送器的安装、校验与维护 工业生产中许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果。如高压聚乙烯要在150MPa或更高的压力下才能完成聚合；炼油厂减压蒸馏，则要在比大气压力低很多的负压条件下才能进行。但所有工艺设备的承压能力都是有限的，超过设备的额定压力容易造成设备的损坏，甚至造成爆炸事故。在工业生产中使用较多有弹性式压力计，电感式、应变式、压电式、电容式等压力、差压变送器等。 4.1压力的概念与压力单位 （一）压力的概念 工程上统称介质垂直作用在单位面积上的力为压力。压力是由分子的重量和分子运动对器壁撞击而产生的，它由受力面积和垂直作用力的大小决定，方向则指向受压物体，其数学表达式为 P=F/S (4.1) 式中 P—压力；F一垂直作用力；S一受力面积。 （二）压力的单位 在国际单位制中，定义1牛顿力垂直均匀地作用在1平方米面积上所形成的压力为1“帕斯卡”，简称“帕”，符号为Pa。我国规定帕斯卡为压力的法定单位。因帕斯卡的单位太小，工程上常用千帕（kPa）、兆帕（MPa）等单位。 根据流体静力学原理，对于密度为ρ、高度为H的流体由于其自身重力在底部所产生的压力为 P=Hρg (4.2) 式中，g为重力加速度。所以，对于密度一定的流体，可以用液柱高度表示压力的大小。实行国际单位制以前常用mmH2O、mmHg表示压力，以前使用的压力单位还有工程大气压、物理大气压、巴等。为了便于换算，下表给出了各压力单位之间的换算关系。 （三）压力的表示方法 压力测量中常有大气压力、表压力、绝对压力和负压力（或真空度）之分，如图所示。 ⑴ 绝对压力P以绝对真空为零点计算的压力，为介质的真实压力。 ⑵ 表压力p表压力为绝对压力与当地大气压力之差，即超出大气压力的那部分压力。表压力、绝对压力和大气压力之间的关系也可用数学式表示如下 p =P- Pa (4.3) ⑶ 负压力。由上式可见，当绝对压力低于当地大气压力时，表压将出现负值，此 时表压力称为负压力。负压力又称为真空，在数值上等于表压力的绝对值，表示如下 (4.4) 因为各种工艺设备和测量仪表都处于大气之中，为便于调零，压力仪表指示的压力均为表压力或真空，所以工程上都用表压力或真空表示压力的大小。如不特别说明，一般提到的压力均为表压力。需测量绝对压力时，可以将压力计表壳或差压变送器的低压室抽成真空来实现。 ⑷ 差压。两个压力之差，用表示。差压计和差压变送器广泛应用于节流式流量计和静压式液位计中。 4.2 压力仪表的分类 为了测量方便，习惯上会根据所测压力的高低不同，把压力划分成不同的区间。在不同的压力区间压力的测量方法有所不同，下面所列压力范围的划分不是绝对的。 （一）压力范围的划分 ⑴ 微压 0~0.1MPa。 ⑵ 低压 0.1~1.6MPa。 ⑶ 中压 1.6~10MPa。 ⑷ 高压 10~32MPa。 ⑸ 超高压＞32MPa。 （二）压力仪表的分类 按测量原理的不同，可以将压力仪表分为以下四类。 ⑴ 液柱式压力计。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。液柱式压力计有U型管压力计、单管压力计和斜管压力计三种。这类压力计结构简单，使用方便，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空或压力差。 ⑵ 弹性式压力计。利用弹性元件受到压力作用时产生的弹性变形的大小间接测量被测压力。弹性元件有多种类型，覆盖了很宽的压力范围，所以此类压力计在压力测量中的应用非常普遍。 ⑶ 活塞式压力计。根据流体静力学原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡祛码的质量进行测量。活塞式压力计的测量精度很高，可以达到0.05~0.02级。其结构复杂，价格较贵，一般作为标准仪表，校验其他压力计。 ⑷ 电测式压力计。通过机械和电气元件将被测压力转换成电压、电流、频率等电量进行测量，实现压力信号的远传。电测式压力计一般由压力敏感元件、转换元件、测量电路等组成。压力敏感元件一般是弹性元件，被测压力通过压力敏感元件转换成一个与压力有确定关系的非电量（如弹性变形、应变力或机械位移），通过转换元件的某种物理效应将这一非电量转换成电阻、电感、电容、电势等电量。测量电路则将转换元件输出的电量进行放大与转换，变成易于传送的电压、电流或频率信号