石油工程测控基础-隋秀香 测 控 基 础-压力课件.ppt

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1、第二章压力测量及变送第一节概述压力是工业生产中的重要参数，在生产过程中，对压力的检测是保证工艺要求、设备和人身安全并使设备经济运行的必要条件。例如氢气和氮气合成氨气的压力32MPa；而炼油厂中的减压蒸馏，则要在比大气压低约93kPa的真空下进行。压力测量仪表简称压力计或压力表。它根据生产工艺过程的不同要求，可以有指示、记录和带有远传变送、报警、调节装置等。被测压力的显示方式多采用指针机械位移，也有的采用数字显示形式。工程上所说的压力即压强，是垂直作用于物体单位面积上的力。压力的单位：帕斯卡，1帕斯卡=1牛顿／米2，符号：pa压力的表示方法：表压、绝对压力、负压或真空度第一节概述（续）工程上所

2、用的压力指示值，大多为表压（绝对压力的指示值除外）。表压是绝对压力和大气压力之差，即：P表压=P绝对压力-P大气压力当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示，它是大气压力对于绝对压力之差P真空度=P大气压力-P绝对压力以绝对压力零线作起点计算的压力称为绝对压力第一节概述（续）常用的测压仪表液柱式压力计－根据流体静力学的原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。如：U型管压力计、单管压力计弹性式压力计－将被测压力转换成弹性形变的位移进行测量。如：弹簧管压力计、波纹管压力计、薄膜式电气式压力计—将被测压力转换成各种电量进行测量。如：电容式、应变片式、电感式第一节概述（续）第二节液柱式压力

3、计（1）∪型管压力计A—∪型管内孔截面积；ρ—∪型管内所充工作液的密度；P大—大气压力；h—左右两边液面高度差，h＝h1＋h2P—作用在2-2截面处液面上的被测压力PA＝（hρg+P大）A液体密度(kg/m3)和重力加速度(m/s2)为常数，被测压力与液面高度差成正比。在玻璃管外设置刻度标尺，便可直接读出表压力p测的值，如：mmHg或mmH2O。液柱式压力计常用于测气体压力，气体密度远小于液体，故管内气柱的重力影响可以忽略。U型管里的液体可以选择：酒精、水、四氯化碳、汞。第二节液柱式压力计（续）（2）单管压力计在压力差（P－P大）的作用下，右边杯内工作液体积减小，并始终与左边管内工作液体积的

4、增加量相等，所以右边液面的下降将远小于左边液面的上升（即h2≤h1）。即可求出液面高度差h和压力p的大小为：第二节液柱式压力计（续）（3）斜管压力计将单管压力计的直管倾斜放置，就成为斜管压力计。上式说明在同样的压力差（P－P大）条件下，斜管压力计的读数l比单管压力计的读数h1大倍。读数标尺同单管一起倾斜放置，使刻度标尺的分度间距放大。第二节液柱式压力计（续）在同样压力差（p-patm)条件下，斜管压力计的读数l比单管压力计的读数h1大倍。一般可用于测量到十分之一毫米水柱的微压。液柱式测压原理有难以克服的缺点：（1）量程受到液体密度限制（2）不适合测量剧烈变动的压力（3）对安装位置和姿势有要求

5、但在科学实验中仍较常用，因为它简单、灵敏、精确。第二节液柱式压力计（续）弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。这种仪表结构简单、牢固可靠，价格低廉，测量范围宽（10－2～109MPa），精度可达0.1级，并且易与现代测量、控制系统配合，实现压力的记录、远传、信号报警、自动控制等。因此在工业上是应用最为广泛的一种测压仪表。第三节弹性式压力计一、弹性元件弹性元件不仅是弹性式压力计的感测元件，也是常用来作为气动单元组合仪表的基本组成元件，应用较广。当测压范围不同时，所用的弹性元件也不一样，常用的几种弹性元件如下。弹性式压力

6、计（续）（1）弹簧管式弹性元件单圈弹簧管是弯成圆弧形的金属管子,它的截面积做成扁圆形或椭圆形，当通入压力后，它的自由端就会产生位移。这种单圈弹簧自由端位移量较小，测量压力较高，可测量高达1000MPa的压力。为了增加自由端的位移，可以制成多圈弹簧管。弹性元件（续）（2）薄膜式弹性元件薄膜式弹性元件根据其结构不同还可以分为膜片与膜盒等。它的测压范围较弹簧管式的为低。如所示为膜片式弹元件，它是由金属或非金属材料做成的具有弹性的一张膜（有平膜片与波纹膜片两种形式），在压力作用下能产生变形。有时也可以由两张金属膜片沿周口对焊起来，成一薄壁盒子，内充液体（例如硅油），称为膜盒。弹性元件（续）（3）波纹

7、管式弹性元件波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁金属筒体，这种弹性元件易于变形，而且位移很大，常用于微压与低压的测量或气动仪表的基本元件，不适合测高压力。弹性元件（续）二、弹簧管压力表弹簧管压力表是工业生产中应用广泛的测压仪表，并以单圈弹簧的应用为最多。弹性式压力计（续）单圈弹簧管是弯成圆弧形的空心管子，它的截面积呈扁圆或椭圆形，椭圆形的长轴2a与和图面垂直的弹簧管中心轴O相平行。A为弹簧管的固定端，即被