1、壓 力 測 量 儀 表一、壓力儀表基礎知識：1、壓力定義：實際是指物理學上的壓強，即單位面積上所承受壓力的大小。 2、壓力單位：我國法定的壓力單位為Pa（N/），簡稱帕。常采用的單位還有：Kgf/cm2、bar、標準大氣壓atm 、mmHg、磅每平方英寸PSI(lb/in2) 3、常用的兩個壓力壓強單位換算表：1atm=0.1MPa=100KPa=1公斤=1bar=10米水柱14.5PSI 1KPa=0.01公斤=0.01bar=7.5mmHg=100mmH2O4、壓力的表示方法壓力有兩種表示方法：一種是以絕對真空作為基準所表示的壓力，稱為絕對壓力；另一種是以大氣壓力作為基準所表示的壓力，稱為

2、相對壓力。絕對壓力：以絕對壓力零位為基準，高于絕對壓力零位的壓力。正壓：以大氣壓力為基準，高于大氣壓力的壓力。 負壓（真空）：以大氣壓力為基準，低于大氣壓力的壓力。 差壓：兩個壓力之間的差值。 表壓：以大氣壓力為基準，大于或小于大氣壓力的壓力。由于大多數測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力，故相對壓力也稱表壓力。 當絕對壓力小于大氣壓力時，可用容器內的絕對壓力不足一個大氣壓的數值來表示。稱為”真空度”。它們的關系如下：絕對壓力=大氣壓力+相對壓力真空度=大氣壓力絕對壓力 5、常用的壓力測量方法液柱法U型管壓力計、單管壓力計彈性變形法彈簧管壓力計、波紋管壓力計、薄膜電測法壓阻材料、壓電材料、霍爾效應

3、二、壓力表壓力表：以大氣壓力為基準，用于測量小于或大于大氣壓力的儀表。在工業過程控制與技術測量過程中，由于機械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機械強度以及生產方便等特性，使得機械式壓力表得到越來越廣泛的應用。機械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產生彈性變形。機械壓力表采用彈簧管（波登管），膜片，膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。所測量的壓力一般視為相對壓力。一般相對點選為大氣壓力。彈性元件在介質壓力作用下產生的彈性變形，通過壓力表的齒輪傳動機構放大，壓力表就會顯示出相對于大氣壓的相對值(或高或低)。在測量范圍內的壓力值由指針顯示，刻度盤的指示范圍一般做成270度。1、壓力表的分類： 1）

4、壓力表按其測量精確度，可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測量精確度等級分別為0.1、0.16、0.25、0.4級；一般壓力表的測量精確度等級分別為1.0、1.6、2.5、4.0級。 2）壓力表按其指示壓力基準不同，分為一般壓力表、絕對壓力表、差壓表。 3）壓力表按其測量范圍，分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測量小于60000 Pa的壓力值；低壓表用于測量06MPa壓力值；中壓表用于測量1060MPa壓力值；高壓表用于測量100MPa以上壓力值。 4）其它類型：耐震壓力表的

5、殼體制成全密封結構，且在殼體內填充阻尼油，由于其阻尼作用可以使用在工作環境振動或介質壓力（載荷）脈動的測量場所。 帶有電接點控制開關的壓力表可以實現發訊報警或控制功能。 帶有遠傳機構的壓力表可以提供工業工程中所需要的電信號（比如電阻信號或標準直流電流信號）。 隔膜壓力表所使用的隔離器（化學密封）能通過隔離膜片，將被測介質與儀表隔離，以便測量強腐蝕、高溫、易結晶介質的壓力。5）壓力表按敏感元件分類，可分為彈簧管、膜片、膜盒及波紋管壓力表。 普通壓力表不銹鋼壓力表2、彈簧管壓力表彈簧管壓力表又稱彈性式壓力表，彈簧管分為C型管、盤簧管、螺旋管等型式，一般采用冷作硬化型材料坯管，在退火態具有很高的塑性

6、，經壓力加工冷作硬化及定性處理后獲得很高的彈性和強度，彈簧管的測量范圍一般在0.1MPa 250MPa。彈簧管壓力表是彈簧管在內腔壓力作用下，利用其所具有的彈性特性變形而引起位移，經過連桿和齒輪傳動機構放大，傳遞到儀表的指針上，指示出被測壓力的數值。下圖所示是彈簧壓力表結構圖。  其敏感元件是彈簧管，它一端是封死的自由端，另一端焊接在接頭上。被測介質由接頭引入彈簧管，介質的壓力使彈簧管的自由端向上方擴張，通過拉桿使扇形齒輪作逆時針方向偏轉，從而使中心齒輪帶動同的指針作順時針方向偏轉，在面板上指示出被測的壓力數值。游絲是用來克服因扇形齒輪和中心齒輪的間隙而產生的儀表偏差。改變調整螺釘的

7、位置,可以調整壓力表的量程。彈簧管的材料是根據所測量的范圍和測量介質不同而選用不同的金屬。3、彈簧壓力表示值超差的調整方法單圈彈簧管式壓力表是工業上應用十分廣泛的壓力儀表，在檢定過程中，示值超差問題比較普遍，具體的調整方法如下： 1）每一檢定點超差值相同。可以在升壓以后，在除零點以外的第一個檢定點重新安裝指針，校準示值。 2）差值呈線性誤差。誤差逐漸增加時，將示值調節螺釘向外移以增加臂長；反之，則向內移，減少臂長。 3）示值超差先快(正誤差)后慢(負誤差)。反時針方向轉動機芯，擴大拉桿與扇形齒輪的夾角；反之，則順時針方向轉動機芯，縮小夾角。經過調整后。誤差呈線性誤差，再移動示值調節螺釘即可。

8、4）示值在壓力一半附近超差。升壓以后，可在中間位置重新安裝指針，若不能消除誤差，就應該調整拉桿與扇形齒輪的夾角，進行綜合調整。 5）僅有一兩個點超差。檢查機芯在該點附近的配合情況，當為正差時，齒輪嚙合處有污物、毛刺；為負差時，齒牙磨損和有傷，應修補或更換。 6）對一塊壓力表多次調整，但來回差依然超差，且指針不回零位，則可能是彈簧管變形，需重新更換。 7）調整結束后，裝配好儀表各部件，按照檢定規程重新進行檢定。4、隔膜壓力表：適用于測量強腐蝕、高溫、高粘度、易結晶、 易凝固、有固體浮游物的介質壓力以及必須避免測量介質直接進入通用型壓力儀表和防止沉淀物積聚且易清洗的場合。由隔膜隔離器與通用型壓力儀

9、表組成一個系統的隔膜表。隔膜壓力表與設備連接方式主要有螺紋連接和法蘭連接及衛生卡箍式等。 5、壓力表的選用原則壓力表滿量程刻度為容器或容器系統最高工作壓力的1.53.0倍，最好選用2倍。壓力表盤直徑不小于100mm，表盤上最好有指示容器系統的最高工作壓力的最高工作壓力的紅線刻度。6、壓力表的安裝下圖為管道公司廣泛采用的典型壓力表安裝圖 安裝的一般原則：（1）壓力表應垂直安裝；（2）應設置在便于觀察、清理處，避免受到輻射、凍結或振動等不利因素影響；（3）壓力表和緩沖彎管之間應裝有三通旋塞或針型閥，以便更換和校驗壓力表。詳情參照石油化工儀表工程施工技術規程 SH3521-1999。6、壓力表的使用

10、要求壓力表在安裝前，應經國家認可的計量部門對壓力表進行校驗，并出具校驗合格證。使用中的壓力表每半年校驗一次，出現壓力指示不靈，指針松動，刻度不清，表盤玻璃破裂，泄壓后指針不回零位及鉛封損壞等問題時，必須立即更換。三、壓力變送器（一）壓力變送器介紹和原理壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。壓電式壓力傳感器分為：壓電晶體、壓電陶瓷變送器是從傳感器發展而來的，凡能輸出標準信號的傳感器就稱為變送器（標準信號是物理量的形式和數值范圍都符合國際標準的信號，如直流420mA），有了統一的信號形式和數值范圍，就便于把

11、各種變送器和其他儀表組成檢測系統或調節系統。輸出為非標準信號的傳感器，必須和特定的儀表或裝置配套，才能實現檢測或調節功能。為了加強通用性和靈活性，某些傳感器的輸出可以靠轉換器把非標準信號轉換成標準信號，使之與帶有標準信號的輸入電路或接口的儀表配套。不同的標準信號也可借助于轉換器互相轉換。例如利用氣/電轉換器，能把20100 kPa的空氣壓力轉換成010mA的直流電流。 壓力變送器主要由測壓元件傳感器（也稱作壓力傳感器）、測量電路和過程連接件三部分組成。壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的壓力，然后將壓力信號轉變成420mA DC信號輸出，這樣的電流信號與壓力大小成線性關系，一般是正比

12、關系，即變送器輸出的電流隨壓力增大而增大，由此得出一個壓力和電壓或電流的關系式，以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。壓力變送器根據測量原理可分為電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。壓力變送器根據測壓范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa20MPa）和微差壓變送器（01.5kPa），負壓變送器三種。 電容式壓力變送器原理：壓力變送器的被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在敏感元件的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一

13、個電容器。 當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信號。擴散硅變送器工作原理： 壓力作用在不銹鋼隔離膜片上，通過隔離硅油傳遞到擴散硅壓力敏感元件上引起電橋輸出電壓變化，經差分放大和輸出放大器放大，最后經V/A電壓電流轉換成與被測介質（液體）的壓力成線性對應關系的4-20mA標準電流輸出信號。擴散硅壓力變送器具有工作可靠、性能穩定、安裝使用方便、體積小、重量輕、性能價格比高等點，能在各種正負壓力測量中得到廣泛應用。采用進口擴散硅或芯體作為壓力檢測元件，傳感器信號經高性能電子放大器轉換成0-10mA或4-20m

14、A統一輸出信號。可替代傳統的遠傳壓力表，霍爾元件、差動變送器，并具有DDZ-及DDZ-型變送器性能。能與各種型號的動圈式指示儀、數字壓力表、電子電位差計配套使用，也能與智能調節儀或計算機系統配套使用。擴散硅壓力變送器特點 1）使用被測介質廣泛，可測油、水等，具有一定的防腐能力。2）高準確度、高穩定性，線性好，溫度穩定性高。 3）體積小、重量輕、安裝、調試、使用方便 4）不銹鋼全封閉外殼，防水好。5）壓力傳感器直接感測被測液位壓力，不受介質起泡、沉積的影響。模擬型壓力變送器特點：精度高、 量程、零點可調、 穩定性能好 二線制 阻尼可調、耐過壓 固體傳感器設計 無機械可動部件、維修量少 重量輕（2

15、.4kg） 全系列統一結構、互換性強 小型化 接觸介質的膜片材料可選智能型壓力變送器特點：超級的測量性能，用于壓力、差壓、液位、流量測量 數字精度：+（-）0.05% 模擬精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S 全性能：+（-）0.25F.S 穩定性：0.25% 60個月 量程比：100：1 小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝 過程連接與其它產品兼容，實現最佳測量 采用16位計算機的智能變送器 標準4-20mA，帶有基于HART協議的數字信號，遠程操控 支持向現場總線與基于現場控制的技術的升級。智能壓力變送器方塊圖如下：（二）選擇壓力變送器所需要的參數 1. 型號：是選擇智能型

16、還是模擬型。2. 壓力量程范圍：的壓力變送器需要測量的壓力（壓強）上限，通常情況下，為了應對意外出現的過載現象而使變器免于損壞，訂購的壓力變送器量程通常大于現場測量最大壓力約1/3。3. 壓力變送器輸出信號：通常的壓力變送器輸出信號為電壓（0-5V，0-10V等）和電流（0-20mA,4-20mA等）信號，適用于不同的需求，電流輸出信號的變送器抗干擾能力較強，有很好的遠傳能力。電壓力輸出的傳感器適合于短距離的計算機采集和高頻響要求。4. 供電電源：壓力變送器正常工作需要合適的激勵電源。通常情況下，電流輸出信號的壓力變送器供電為24VDC。5. 產品測量精度等級：該參數為壓力變送器按準（精）確度

17、高低分成的等級。衡量壓力變送器測量水平的重要參數。0.1% 0.25% 0.5%較為常見。6. 壓力接口：壓力變送器在測量過程中，需要和被測量量進行勾通。通常的勾通的方式為螺紋形式，較為常見的有M20X1.5和M12X1。7是否要帶表頭顯示（指針、數碼管、液晶）。8導線長度：變送器的工作地點和控制地點往往有或長或短的一定距離，如果距離較短的話，在訂購時需提醒供應單位帶足夠長的導線，盡量避免中間接線，如果需要接線時一定要選有帶屏蔽的信號線，以免傳輸過程中損失信號。9變送器的工作環境溫度和測量介質溫度：壓力變送器如果工作的環境溫度和測量介質溫度如果過高的話就要對供應單位進行說明，上限通常以60為限

18、。下限通常以-10為限。10測量介質：具有腐蝕性、具有較強的滲透能力、有很大的溫差變化量。（三）壓力變送器維護故障解決整理表問題現象檢查與測試解決辦法1:變送器無輸出1:查看變送器電源是否接反；把電源極性接正確2:測量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓；必須保證供給變送器的電源電壓12V（即變送器電源輸入端電壓12V）。如果沒有電源，則應檢查回路是否斷線、檢測儀表是否選取錯誤（輸入阻抗應250）；等等。3:如果是帶表頭的，檢查表頭是否損壞（可以先將表頭的兩根線短路，如果短路后正常，則說明是表頭損壞）；表頭損壞的則需另換表頭，4:將電流表串入24V電源回路中，檢查電流是否正常；如果正常則說明

19、變送器正常，此時應檢查回路中其他儀表是否正常。5:電源是否接在變送器電源輸入端；把電源線接在電源接線端子上。2:變送器輸出20mA1: 變送器電源是否正常如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL（變送器供電電壓-12V）/（ 0.02A） 2:實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；重新選用適當量程的壓力變送器。3:壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。需發回生產廠家進行修理。4:接線是否松動；接好線并擰緊5:電源線接線是否正確電源線應接在相應的接線柱上3:變送器輸出4mA1:變送器電源是否正常如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，

20、變送器負載的輸入阻抗應符合RL（變送器供電電壓-12V）/（ 0.02A） 2:實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；重新選用適當量程的壓力變送器3：壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。需發回生產廠家進行修理。4:壓力指示不正確1: 變送器電源是否正常如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL（變送器供電電壓-12V）/（ 0.02A） 2: 參照的壓力值是否一定正確如果參照壓力表的精度低，則需另換精度較高的壓力表。3: 壓力指示儀表的量程是否與壓力變送器的量程一致壓力指示儀表的量程必須與壓力變送器的量程一致4:壓力指示儀表的輸入與相應的接線

21、是否正確壓力指示儀表的輸入是420mA的，則變送器輸出信號可直接接入；如果壓力指示儀表的輸入是15V的則必須在壓力指示儀表的輸入端并接一個精度在千分之一及以上、阻值為250的電阻，然后再接入變送器的輸入。5:變送器負載的輸入阻抗應符合RL（變送器供電電壓-12V）/（ 0.02A） 如不符合則根據其不同可采取相應措施：如升高供電電壓（但必須低于36VDC）、減小負載等6:多點紙記錄儀沒有記錄時輸入端是否開路；如果開路則：1、 不能再帶其他負載；2、 改用其他沒有記錄時輸入阻抗250的記錄儀。7:相應的設備外殼是否接地設備外殼接地8:是否與交流電源及其他電源分開走線與交流電源及其他電源分開走線9

22、:壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。需發回生產廠家進行修理。10:管路內是否有沙子、雜質等堵塞管道，有雜質時會使測量精度受到影響；清理雜質，并在壓力接口前加過濾網。11:管路的溫度是否過高，壓力傳感器的使用溫度是-2585，但實際使用時最好在-2070以內。加緩沖管以散熱，使用前最好在緩沖管內先加些冷水，以防過熱蒸汽直接沖擊傳感器，從而損壞傳感器或降低使用壽命。（四）羅斯蒙特智能壓力變送器介紹 參見樣本。四、壓力開關1. 概述：    壓力開關是一種簡單的壓力控制裝置，當被測壓力達到額定值時，壓力開關可發出警報或控制信號。壓力開關的一般工作原理：當

23、系統內壓力高于或低于額定的安全壓力時，感應器內碟片瞬時發生移動，通過連接導桿推動開關接頭接通或斷開，當壓力降至或升額定的恢復值時，碟片瞬復位，開關自動復位，或者簡單的說是當被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端產生位移，直接或經過比較后推動開關元件，改變開關元件的通斷狀態，達到控制被測壓力的目的。壓力開關采用的彈性元件有單圈彈簧管、膜片、膜盒及波紋管等。 開關元件有磁性開關、水銀開關、微動開關等。壓力開關是與電器開關相結合的裝置，當到達預先設定的流體壓力時，開關接點動作。主要應用于電廠、石化、冶金行業等工業設備上輸出報警或控制信號，在工業領域中有著重要的用途，能預防生產工程中重要裝置的損壞，避

24、免了重大生產事故地發生。 2. 壓力開關主要敏感元件介紹     波登管 波紋管               3.  壓力開關參數介紹：    3.1 精度：表示設備精準程度的值     3.2 最大壓力（Max.P）：壓力范圍的最大值。     3

25、.3 滿量程（F.S）：壓力范圍最大值和最小值的差值。     3.4 死區：是指開關設定動作值和復位值的差值，例如當設定值為1MPa，實際復位值為0.9MPa時，死區為0.1MPa。      3.6單刀雙擲：由一個常開、一個常閉觸點和一個公共端構成。      3.7雙刀雙擲：由一個對稱的左、右公共端，兩組常開、常閉端子構成。      3.8 上限一接點（常開）

26、：壓力上升到設定值時，接點動作，回路導通。      3.9 下限一接點（常閉）：亞力下降到設定值時，接點動作，回路導通。      3.10 上下限兩接點HL：是上限式和下限式的組合，分為兩接點獨立動作（雙設定、雙回路）和兩接點同時動作（單設定、雙回路）兩種類型。      3.11 上限2接點：合并了兩個上限形式，分為分為兩接點獨立動作（雙設定、雙回路）和兩接點同時動作（單設定、雙回路）兩種類型。 &#

27、160;    3.12 下限2接點：合并了兩個下限形式，分為兩接點獨立動作（雙設定、雙回路）和兩接點同時動作（單設定，雙回路）兩種類型。       3.13 耐壓：壓力開關保持其正常性能所能承受的最大壓力。但是當壓力開關用于過壓場合時，敏感元件將會產生持續形變，這時壓力設定值將變化，壓力開關將不能發揮其正常性能甚至可能損壞。       3.14 IP（防護等級）：是由國際電工協會（IEC）所起草，關于燈具防塵防潮特性的標準。  4 壓力開關的選型       防爆的必要性是否需要帶指示接點數量：一接點（一個輸出）或兩接點（兩個輸出）、 設定值和壓力范圍的確定：推薦設定范圍在壓力范圍的30%65%之間，可設定范圍為壓力范圍的15%90%之間。