石油工程测控基础-隋秀香 测 控 基 础-2压力课件.ppt

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1、变送器是单元组合仪表中不可缺少的基本单元之一。变送器的任务是把各种非电量的工艺参数（如压力、流量、温度、液位等），变换成统一标准信号，然后根据系统的需要，传送到有关单元控制和显示或记录。变送单元根据被测参数的不同，可分为压力变送器、差压变送器、液位变送器和温度变送器等。根据能源来分，有气动变送器和电动变送器，下面我们先介绍气动变送器。第五节压力、差压变送器（一）气动仪表基本元部件气动仪表中常遇到的元件及组件：1．气阻：在气动单元组合仪表中，如同电子线路中“电阻”的作用一样，气阻在气动管路中起着压力降和改变气体流量的作用。气阻按其结构，可分为恒气阻与可调气阻两类。①恒气阻：在气动单元组合仪表中称

2、为恒节流孔。即流通截面积不能调整的节流元件，在气路中恒气阻用下列符号表示。压力、差压变送器（续）气动仪表基本元部件（续）恒气阻的结构一般有三种形式，如下图所示。②可调气阻：即流通截面积可以调整、气体通过时压力降可以改变的节流元件。在气路中可调气阻用下列符号表示。在气动单元组合仪表中是个关键元件。通过它可以整定微分时间、积分时间、比例度和配比值。可调气阻的结构形式很多，常见的结构形式如图所示气动仪表基本元部件（续）气阻对空气流动的阻碍程度，一般用气阻R来定量的表示。气阻值的大小等于每增加单位质量流量的气体所需要增加的压力差，即：式中：ΔP—气阻前后的压降；M—流过气阻的质量流量；R—气阻值。气动

3、仪表基本元部件（续）2．气容凡是气体流过时，能储存或放出气体的气室称为气容。气容在气动仪表中起缓冲、防止振荡的作用。气容在数值上仿效电容的定义有：使气室内压力增加（或减少）单位数值，所需要增加（或减少）的空气量。可表示为在气动仪表中很少单独使用气容，往往与气阻组成阻容藕荷组件气动仪表基本元部件（续）3、节流通室由一个变气阻、一个气容和一个恒气阻串联而成的组件叫节流通室。如图所示。在稳定的状态下，单位时间内流过气阻R1的流量M1，应等于单位时间流过气阻R2的流量M2。由于所以节流通室示意图气动仪表基本元部件（续）当P3通大气，即P3（表压）=0上式整理可得式中可见，当可调气阻R1一定时，即K为定

4、值时，P2随P1成比例变化。改变R1的阻值，就可以改变P1与P2的比例关系。气动仪表基本元部件（续）4．喷嘴—挡板机构喷嘴挡板机构是气动仪表中的气动控制元件，也是最基本的元件之一，一般用下面符号表示。喷嘴挡板机构是由恒气阻、气容和喷嘴挡板构成的变气阻串联而成的节流通室，其机结构如右图所示喷嘴后的气容称为喷嘴背压室，室内压力称为喷嘴背压P背，此压力即为喷嘴挡板机构的输出压力。压缩空气（约0.14MPa）作为气源，经恒气阻进入背压室后，再由喷嘴挡板间隙排出（一般排入大气）。气动仪表基本元部件（续）气动仪表基本元部件（续）气流经过恒气阻时，由于恒节流孔孔径很小（一般为0.15～0.3mm），它将对压

5、缩空气的流动造成很大的阻力，只是很少流量的气流通过恒节流孔进入背压室。而背压室中的压力是随喷嘴挡板间的相对位移而变化的。当挡板靠近喷嘴时，气阻增大，背压室内的气体不易排出，则P背上升；反之，挡板离开喷嘴时，气阻减小，由于喷嘴内径（一般为0.8～1.2mm）比恒节流孔径大，所以压缩空气很自由地跑到大气中，则P背下降。因此喷嘴挡板间的距离h不同，就有不同的P背，从而完成了挡板的微小位移转换成气压信号的任务。喷嘴挡板间的距离h与背压室内的压力P背间的关系一般由实验求得。特性曲线如图所示。从特性曲线可以看出，喷嘴挡板机构的灵敏度与线性均不好。常常只用中间a～b段。在此段，挡板位移h与P背的变化比较符合

6、线性规律，并且斜率也较陡。在此段内各点均有较稳定的放大倍数，机构工作既灵敏又稳定.与曲线a至b这一段相应的位移hb～ha，一般只有百分只几毫米。压力变化范围Pa～Pb只有0.008MPa，但经放大器放大10倍后，输出压力在0.02～0.1MPa范围内变化。气动仪表基本元部件（续）5．功率放大器利用喷嘴挡板机构，可以将挡板微小的位移量转换成相当大的喷嘴背压P背，而且在一定的工作范围内，两者近似成线性关系。在输出气压之前，要先把背压进行功率放大（压力和流量都放大），使它变为标准统一信号并有足够的功率将信号远传。因此，功率放大器是气动仪表的主要部件之一，功率放大器一般用符号表示。气动仪表基本元部件（

7、续）耗气型功率放大器原理图1一阀杆；2一膜片：3一弹簧片：4一球阀耗气型功率放大器：主要由金属膜片2、阀杆1、弹簧片3和球阀4组成。阀杆的上下端各构成一个变气阻。一个是圆球－圆柱形，一个是圆锥—圆柱型组成的节流通室。功率放大器的输入是喷嘴背压室的压力。而通室B中的压力就是功率放大器输出的压力。气动仪表基本元部件（续）通室压力的变化取决于两个变节流阀的开度比。当挡板靠近喷嘴时，背压增大，作用于金属膜