1、第第2章章 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表2.1 概述概述2.2 彈性式壓力計彈性式壓力計2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計霍爾片式壓力傳感器壓變片式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器力矩平衡式壓力變送器電容式壓力變送器2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝2.1 概述概述壓力是化工生產過程中重要的操作參數之一壓力是化工生產過程中重要的操作參數之一高壓聚乙烯高壓聚乙烯150MPa合成氨合成氨15Mpa或或32Mpa減壓蒸餾減壓蒸餾低于大氣壓低于大氣壓壓力不符合要求，影響生產效率，降低產品質量，壓力不符合要求，影響生產效率，降低產品質量，甚至造成嚴重的生產事故甚至造成嚴重的生產事故有些其他參數的測量，

2、如物位、流量，往往有些其他參數的測量，如物位、流量，往往通過測量壓力或差壓來進行的通過測量壓力或差壓來進行的2.1 概述概述定義：均勻而垂直作用于單位面積上的力定義：均勻而垂直作用于單位面積上的力 壓力測量單位：壓力測量單位：1N/m2=1帕斯卡帕斯卡 (Pa)壓力的表示方法：壓力的表示方法： 絕對壓力絕對壓力表壓表壓負壓（真空度）負壓（真空度） P表壓表壓P絕對壓力絕對壓力P大氣壓力大氣壓力P真空度真空度P大氣壓力大氣壓力P絕對壓力絕對壓力 大氣壓力線P絕壓P表壓P負壓（真空度）P絕壓絕對壓力線012.1 概述概述壓力檢測儀表的轉換原理壓力檢測儀表的轉換原理液柱式壓力計液柱式壓力計依據流體靜

3、力學原理，把被測壓力轉換成液柱高度進行測量依據流體靜力學原理，把被測壓力轉換成液柱高度進行測量彈性式壓力計彈性式壓力計將被測壓力轉換成彈性元件的位移進行測量將被測壓力轉換成彈性元件的位移進行測量電氣式壓力計電氣式壓力計通過機械和電氣元件將被測壓力轉換成電量來進行測量通過機械和電氣元件將被測壓力轉換成電量來進行測量活塞式壓力計活塞式壓力計根據液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉換為活塞上所加根據液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉換為活塞上所加平衡砝碼質量進行測量平衡砝碼質量進行測量2.2 彈性式壓力計彈性式壓力計彈性式壓力計的定義彈性式壓力計的定義利用各種形式的彈性元件，在被測介質壓力的作用利用各種形

4、式的彈性元件，在被測介質壓力的作用下，使彈性元件受壓后產生彈性變形的原理而制成下，使彈性元件受壓后產生彈性變形的原理而制成的測壓儀表的測壓儀表特點特點結構簡單，使用可靠，讀數清晰，價格低廉結構簡單，使用可靠，讀數清晰，價格低廉測量范圍寬，并具有足夠的精度測量范圍寬，并具有足夠的精度若增加附加裝置，可實現壓力的記錄、遠傳、信號若增加附加裝置，可實現壓力的記錄、遠傳、信號報警、自動控制等報警、自動控制等2.2 彈性式壓力計彈性式壓力計一彈性元件一彈性元件1 彈簧管式彈性元件彈簧管式彈性元件 (a) (b)2 薄膜式彈性元件薄膜式彈性元件 (c) (d)3 波紋管式彈性元件波紋管式彈性元件 (e)2

5、.2 彈性式壓力計彈性式壓力計二彈簧管壓力計二彈簧管壓力計1 彈簧管壓力計的分類彈簧管壓力計的分類按測壓元件按測壓元件單圈單圈/多圈彈簧管壓力表多圈彈簧管壓力表按用途按用途普通彈簧管壓力表普通彈簧管壓力表耐腐蝕的氨用壓力表耐腐蝕的氨用壓力表禁油的氧氣壓力表禁油的氧氣壓力表2.2 彈性式壓力計彈性式壓力計2彈簧管壓力計的測壓原理彈簧管壓力計的測壓原理 當彈簧管的固定端通入被測壓力后，由于當彈簧管的固定端通入被測壓力后，由于橢圓形截面在壓力的作用下將趨向圓形，彎橢圓形截面在壓力的作用下將趨向圓形，彎成圓弧形的彈簧管隨之向外挺直擴張變形。成圓弧形的彈簧管隨之向外挺直擴張變形。由于變形，其彈簧管的自由

6、端產生位移，輸由于變形，其彈簧管的自由端產生位移，輸入壓力與自由端的位移成正比。測得自由端入壓力與自由端的位移成正比。測得自由端的位移量，就能反應壓力的大小的位移量，就能反應壓力的大小 2.2 彈性式壓力計彈性式壓力計2.2 彈性式壓力計彈性式壓力計2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計基本原理基本原理被測壓力通過敏感元件傳換成一個與壓力有確定關被測壓力通過敏感元件傳換成一個與壓力有確定關系的電量進行壓力測量系的電量進行壓力測量測量范圍較廣，測量范圍較廣，7E-5Pa至至5E+2Mpa允許誤差可至允許誤差可至0.2%可以遠傳，實現壓力自動控制和報警可以遠傳，實現壓力自動控制和報警 2.3 電氣式壓力

7、計電氣式壓力計組成組成壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置當輸出電信號轉換為標準信號時，稱為變送器當輸出電信號轉換為標準信號時，稱為變送器傳感器測量電路指示器記錄儀控制器壓力電量輔助電源2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計一霍爾片式壓力傳感器一霍爾片式壓力傳感器1 1測量原理測量原理 根據霍爾效應制成，即利用霍爾元件將壓力引根據霍爾效應制成，即利用霍爾元件將壓力引起的彈性元件的位移轉換為霍爾電勢，從而實現壓起的彈性元件的位移轉換為霍爾電勢，從而實現壓力的測量力的測量 2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計霍爾效應霍爾效應BIRUHH霍爾電勢霍爾電勢 選定了霍爾元件，保持恒

8、定電流，在非均勻磁場中，選定了霍爾元件，保持恒定電流，在非均勻磁場中，根據位置不同，所受到的磁感應強度不同，從而根據位置不同，所受到的磁感應強度不同，從而實現了位移實現了位移-電勢的線性轉換電勢的線性轉換 2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計2工作過程工作過程2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計二應變片式壓力傳感器二應變片式壓力傳感器 1 1測量原理測量原理金屬導體或半導體受到外力作用時，會產生相應金屬導體或半導體受到外力作用時，會產生相應的應變，其電阻也隨著發生變化，稱為的應變，其電阻也隨著發生變化，稱為“應變效應應變效應”應變片電阻值的變化通過橋式電路獲得相應的毫應變片電阻值的變化通過橋式電路獲得

9、相應的毫伏級電勢輸出，從而顯示出被測壓力伏級電勢輸出，從而顯示出被測壓力2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計2工作過程工作過程2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計三壓阻式壓力傳感器三壓阻式壓力傳感器1測量原理測量原理采用單晶硅為彈性元件，在單晶硅膜片上，在特采用單晶硅為彈性元件，在單晶硅膜片上，在特定方向擴散一組等值電阻，并連成橋路。定方向擴散一組等值電阻，并連成橋路。 當壓力發生變化時，單晶硅產生應變，使直接當壓力發生變化時，單晶硅產生應變，使直接擴散在上面的應變電阻與被測壓力成比例的變化，擴散在上面的應變電阻與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應電壓輸出信號再由橋式電路獲得相應電壓輸出信號2

10、.3 電氣式壓力計電氣式壓力計2工作過程工作過程2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計四四DDZ-III型力矩平衡式差壓變送器型力矩平衡式差壓變送器1測量原理測量原理典型的自平衡檢測儀表典型的自平衡檢測儀表 采用負反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝采用負反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝等不利因素的影響，具有較高的測量精度等不利因素的影響，具有較高的測量精度直流直流24V供電，輸出供電，輸出420mA DC，兩線制，兩線制，本質，本質安全防爆安全防爆2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計2工作過程工作過程2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計五電容式差壓變送器五電容式差壓變送器1 1測量原理測量原理先將差壓

11、變化轉變為電容量的變化，然后進行測量先將差壓變化轉變為電容量的變化，然后進行測量 開環檢測儀表開環檢測儀表直流直流24V供電，輸出供電，輸出4-20mA DC，兩線制，兩線制2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計2工作過程工作過程2.3 電氣式壓力計電氣式壓力計六智能壓力變送器六智能壓力變送器1 1定義定義在普通壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成在普通壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表的智能檢測儀表2特點特點可以進行遠程通信，利用手持通信器對現場變送器進行運可以進行遠程通信，利用手持通信器對現場變送器進行運行參數的選擇和標定行參數的選擇和標定精確度高，使用與維護

12、方便精確度高，使用與維護方便 通過組態編程，具有自修正、自補償、自診斷及錯誤告警通過組態編程，具有自修正、自補償、自診斷及錯誤告警等多種功能，等多種功能，提高了變送器的精度，簡化了調整、校準和提高了變送器的精度，簡化了調整、校準和維護過程維護過程 2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝一壓力計的選用一壓力計的選用壓力表的選用應根據工藝生產過程對壓力壓力表的選用應根據工藝生產過程對壓力測量的要求，針對具體情況做具體分析，在測量的要求，針對具體情況做具體分析，在滿足工藝要求的前提下，應本著節約的原則滿足工藝要求的前提下，應本著節約的原則全面綜合的考慮全面綜合的考慮2.4 壓力計的選用及安裝壓

13、力計的選用及安裝1 1儀表類型的選用儀表類型的選用信號使用信號使用壓力檢測信號是作為指示用還是控制用，是否要壓力檢測信號是作為指示用還是控制用，是否要求與計算機或其它智能儀表通訊求與計算機或其它智能儀表通訊被測介質性質被測介質性質腐蝕性、溫度、粘度、臟污程度、易燃易爆性能腐蝕性、溫度、粘度、臟污程度、易燃易爆性能現場環境條件現場環境條件高溫、電磁場、振動及現場安裝條件等高溫、電磁場、振動及現場安裝條件等2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝氨用壓力表氨用壓力表氨用壓力表彈簧管的材料卻采用碳鋼，不允許采氨用壓力表彈簧管的材料卻采用碳鋼，不允許采用銅合金。因為氨對銅的腐蝕性極強，所以普通壓用

14、銅合金。因為氨對銅的腐蝕性極強，所以普通壓力表用于氨壓力測量時很快就會損壞。力表用于氨壓力測量時很快就會損壞。氧氣壓力表氧氣壓力表與普通壓力表在結構和材質上完全相同，只是測與普通壓力表在結構和材質上完全相同，只是測量氧所用的壓力表禁油，因為油進入氧氣系統易引量氧所用的壓力表禁油，因為油進入氧氣系統易引起爆炸。氧氣壓力計在校驗時，不能像普通壓力計起爆炸。氧氣壓力計在校驗時，不能像普通壓力計那樣采用變壓器油作為工作介質，并且氧氣壓力計那樣采用變壓器油作為工作介質，并且氧氣壓力計在存放中要嚴格避免接觸油污在存放中要嚴格避免接觸油污2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝2儀表測量范圍的確定儀表測

15、量范圍的確定根據根據“化工自控設計技術規定化工自控設計技術規定” 上限值上限值測量穩定壓力，最大工作壓力不應超過測量上限值的測量穩定壓力，最大工作壓力不應超過測量上限值的2/32/3；測量脈動壓力，最大工作壓力不應超過測量上限值的測量脈動壓力，最大工作壓力不應超過測量上限值的1/21/2；測量高壓時，最大被測壓力不應超過測量上限值的測量高壓時，最大被測壓力不應超過測量上限值的3/53/5下限值下限值一般被測壓力的最小值不低于儀表滿量程的一般被測壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/31/3為宜為宜根據被測參數的最大值和最小值計算出儀表的上下限后，根據被測參數的最大值和最小值計算出儀表的上下限后，根

16、據國家標準取相鄰大一級的系列值根據國家標準取相鄰大一級的系列值2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝3儀表精度級的選取儀表精度級的選取儀表的精度主要是根據生產允許的最大測量誤差來儀表的精度主要是根據生產允許的最大測量誤差來確定，選擇過高精度等級會造成不必要的浪費確定，選擇過高精度等級會造成不必要的浪費在滿足工藝要求的前提下，應盡可能選用精度較低、在滿足工藝要求的前提下，應盡可能選用精度較低、價廉耐用的儀表價廉耐用的儀表就地指示用彈性壓力表，選用就地指示用彈性壓力表，選用1.0、1.5或或2.5級級壓力變送器精度為壓力變送器精度為0.2級級0.5級級2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及

17、安裝例：某臺往復式壓縮機出口壓力范圍為例：某臺往復式壓縮機出口壓力范圍為2528MPa，測量誤差不，測量誤差不得大于得大于1Mpa，工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正，工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍MPapp562282max1316025解：往復式壓縮機出口壓力脈動較大，選擇儀表的上限值為解：往復式壓縮機出口壓力脈動較大，選擇儀表的上限值為根據就地觀察及高低限報警的要求，可查的選用根據就地觀察及高低限報警的要求，可查的選用YX-150型型電接點壓力表，測量范圍電接點壓力表，測量范圍0-60MP

18、a被測壓力最小值不低于量程被測壓力最小值不低于量程1/3，允許，允許選擇選擇YX-150型電接點壓力表，測量范圍型電接點壓力表，測量范圍060Mpa，精度等級為，精度等級為1.5 計算允許誤差計算允許誤差 精度為精度為1.5級可以滿足誤差要求級可以滿足誤差要求 %67. 1%1006012.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝二壓力計的安裝二壓力計的安裝壓力計的安裝與否，直接影響到測量結果的準確壓力計的安裝與否，直接影響到測量結果的準確性和壓力計的使用壽命，包括測壓點的選擇、性和壓力計的使用壽命，包括測壓點的選擇、導壓導壓管鋪設、壓力儀表的安裝等內容。管鋪設、壓力儀表的安裝等內容。2.4

19、壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝1 1測壓點的選擇測壓點的選擇 要選在被測介質直線流動的管段部分，不要選在要選在被測介質直線流動的管段部分，不要選在管路拐彎、分又、死角或其他易形成旋渦的地方管路拐彎、分又、死角或其他易形成旋渦的地方 取壓點與流動方向垂直，取壓管內端面與生產設取壓點與流動方向垂直，取壓管內端面與生產設備連接處的內壁保持平齊，不應有凸出物或毛刺備連接處的內壁保持平齊，不應有凸出物或毛刺 測量液體壓力時，取壓點應在管道的下部，使導測量液體壓力時，取壓點應在管道的下部，使導壓管內不積存氣體；測量氣體壓力時，取壓點應壓管內不積存氣體；測量氣體壓力時，取壓點應在管道上方，使導壓管內不積存液體在管道上方，使導壓管內不積存液體 2.4 壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝2導壓管鋪設導壓管鋪設 導壓管粗細要合適，一般內徑為導壓管粗細要合適，一般內