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壓力檢測與變送
一、概述
        壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一,為了保證生產(chǎn)政黨運行,必須對壓力進行監(jiān)測和控制,但需說明的是,這里所說的壓力,實際上是物理概念中的壓強,即垂直作用在單位面積上的力。
        在壓力測量中,常用絕對壓力、表壓力、負壓力或真空度之分。所謂絕對壓力是指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力,用符號pj表示。用來測量絕對壓力的儀表稱為絕對壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力,用符號pq表示。用來測量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對壓力與大氣壓力之差。稱為表壓力,用符號pb表示。即pb=pj-pq。當絕對壓力值小于大氣壓力值時,表壓力為負值(即負壓力),此負壓力值的絕對值,稱為真空度,用符號pz表示。用來測量真空度的儀表稱為真空表。既能測量壓力值又能測量真空度的儀表叫壓力真空表。

二、壓力的測量與壓力計的選擇
        壓力測量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等等。壓力計測量壓力范圍寬廣可以從超真空如133×10-13Pa直到超高壓280MPa。壓力計從結(jié)構上可分為實驗室型和工業(yè)應用型。壓力計的品種繁多。因此根據(jù)被測壓力對象很好地選用壓力計就顯得十分重要。
1.就地壓力指示
        當壓力在2.6Kpa時,可采用膜片式壓力表、波紋管壓力表和波登管壓力表。如接近大氣壓的低壓檢測時,可用膜片式壓力表或波紋管式壓力表。
2.遠距離壓力顯示
        若需要進行遠距離壓力顯示時,一般用氣動或電動壓力變壓器,也可用電氣壓力傳感器。當壓力范圍為140~280MPa時,則應采用高壓壓力傳感受器。當高真空測量時可采用熱電真空計。
3.多點壓力測量
        進行多點壓力測量時,可采用巡回壓力檢測儀。
        若被測壓力達到極限值需報警的,則應選用附帶報警裝置的各類壓力計。
        正確選擇壓力計除上述幾點考慮外,還需考慮以下幾點。
        (1)量程的選擇 根據(jù)被測壓力的大小確定儀表量程。對于彈性式壓力表,在測穩(wěn)定壓力時,最大壓力值應不超過滿量程的3/4;測波動壓力時,最大壓力值應不超過滿量程的2/3。最低測量壓力值應不低于全量程的1/3。
        (2)精度選擇 根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測量誤差,以經(jīng)濟、實惠的原則確定儀表的精度級。一般工業(yè)用壓力表1.5級或2.5級已足夠,科研或精密測量用0.5級或0.35級的精密壓力計或標準壓力表。
        (3)使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮 環(huán)境條件惡劣,,如高溫、腐蝕、潮濕、振動等,被測介質(zhì)的性能,如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等,以此來確定壓力表的種類和型號。
        (4)壓力表外形尺寸的選擇 現(xiàn)場就地指示的壓力表一般表面直徑為φ100mm,在標準較高或照明條件關差的場合用表面直徑為φ200~φ250mm的,盤裝壓力表直徑為φ150mm,或用矩形壓力表。常用彈性式壓力表規(guī)格見表2-1-13。

三、壓力傳感器
        壓力傳感器是壓力檢測系統(tǒng)中的重要組成部分,由各種壓力敏感元件將被測壓力信號轉(zhuǎn)換成容易測量的電信號作輸出,給顯示儀表顯示壓力值,或供控制和報警使用。
1.應變式壓力傳感器
        應變式壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進行測量的,應變片是由金屬導體或半導體制成的電阻體,其阻值隨壓力所產(chǎn)生的應變而變化。
2.壓電式壓力傳感器
        壓電式傳感器的原理是基于某些晶體材料的壓電效應,目前廣泛使用的壓電材料有石英和鈦酸鋇等,當這些晶體受壓力作用發(fā)生機械變形時,在其相對的兩個側(cè)面上產(chǎn)生異性電荷,這種現(xiàn)象稱為“壓電效應”。
3.光導纖維壓力傳感器
        光導纖維壓力傳感器與傳統(tǒng)壓力傳感器相比,有其獨特的優(yōu)點:利用光波傳導壓力信息,不受電磁干擾,電氣絕緣好,耐腐蝕,無電火花,可以在高壓、易燃易爆的環(huán)境中測量壓力、流量、液位等。它靈敏高度,體積小,可撓性好,可插入狹窄的空間是進行測量,因此而得到重視,并且得到迅速發(fā)展。
四、壓力變送器
        需要在控制室內(nèi)顯示壓力的儀表,一般選用壓力變送器或壓力傳感器,對于爆炸危險場所,常選用氣動壓力變送器、防爆型電動Ⅱ型或Ⅲ型壓力變送器;對于微壓力的測量,可采用微差壓變送器;對粘稠、易堵、易結(jié)晶和腐蝕強的介質(zhì),宜選用帶法蘭的膜片式壓力變送器;在大氣腐蝕場所及強腐蝕性等介質(zhì)測量中,還可選用1151系列或820系列壓力變送器。
        壓力變送器測量部分的測壓敏感元件所產(chǎn)生的測量力的大小范圍約為50~100,最高不超過150N。根據(jù)這一要求,敏感元件的選擇依據(jù)由制成的波紋管,其結(jié)構原理如圖2-1-12所示。當被測壓力p進入測量室后,經(jīng)測量波紋管轉(zhuǎn)換成測量力,通過推桿用在主杠桿上,傳遞到氣動轉(zhuǎn)換部分。測量中、高壓2.5~10MPa,10~60 MPa)的敏感元件一般采用鉻釩鋼制成的包端管,它的測量原理是利用包端管末端產(chǎn)生的徑向分力,通過推桿2作用在主杠桿3的下端,帶動變送器的氣動轉(zhuǎn)換部分動作。
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