壓力檢測與變送一、概述壓力是工業生產中的重要參數之一，為了保證生產政黨運行，必須對壓力進行監測和控制，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。在壓力測量量中，常常用絕對對壓力、表表壓力、負負壓力或或真空度度之分。所所謂絕對對壓力是是指被測測介質作作用在容容器單位位面積上上的全部部壓力，用用符號ppj表示。用用來測量量絕對壓壓力的儀儀表稱為為絕對壓壓力表。地地面上的的空氣柱柱所產生生的平均均壓力稱稱為大氣氣壓力，用用符號ppq表示。用來測測量大氣氣氣壓力力的儀表表叫氣壓壓表。絕絕對壓力力與大氣氣壓力之之差。稱稱為表壓壓力，用用符號ppb表示。即即pb=pj-pq。當絕絕對壓力力值小于于大氣壓壓力值時時，表壓壓力為負負值（即即負壓力力），此此負壓力力值的絕絕對值，稱稱為真空空度，用用符號ppz表示。用用來測量量真空度度的儀表表稱為真真空表。既既能測量量壓力值值又能測測量真空空度的儀儀表叫壓壓力真空空表。二、壓力的的測量與與壓力計計的選擇擇壓力測量原原理可分分為液柱柱式、彈彈性式、電電阻式、電電容式、電電感式和和振頻式式等等。壓壓力計測測量壓力力范圍寬寬廣可以以從超真真空如1133××10-113Pa直到超超高壓2280MMPa。壓力力計從結結構上可可分為實實驗室型型和工業業應用型型。壓力力計的品品種繁多多。因此此根據被被測壓力力對象很很好地選選用壓力力計就顯顯得十分分重要。1．就地壓壓力指示示當壓力在22.6KKpa時,可可采用膜膜片式壓壓力表、波波紋管壓壓力表和和波登管管壓力表表。如接接近大氣氣壓的低低壓檢測測時，可可用膜片片式壓力力表或波波紋管式式壓力表表。2．遠距離離壓力顯顯示若需要進行行遠距離離壓力顯顯示時，一一般用氣氣動或電電動壓力力變壓器器，也可可用電氣氣壓力傳傳感器。當當壓力范范圍為1140~~2800MPaa時，則則應采用用高壓壓壓力傳感感受器。當當高真空空測量時時可采用用熱電真真空計。3．多點壓壓力測量量進行多點壓壓力測量量時，可可采用巡巡回壓力力檢測儀儀。若被測壓力力達到極極限值需需報警的的，則應應選用附附帶報警警裝置的的各類壓壓力計。正確選擇壓壓力計除除上述幾幾點考慮慮外，還還需考慮慮以下幾幾點。（1）量程程的選擇擇根根據被測測壓力的的大小確確定儀表表量程。對對于彈性性式壓力力表，在在測穩定定壓力時時，最大大壓力值值應不超超過滿量量程的33/4；；測波動動壓力時時，最大大壓力值值應不超超過滿量量程的22/3。最最低測量量壓力值值應不低低于全量量程的11/3。（2）精度度選擇根據據生產允允許的最最大測量量誤差，以以經濟、實實惠的原原則確定定儀表的的精度級級。一般般工業用用壓力表表1.55級或22.5級級已足夠夠,科研研或精密密測量用用0.55級或00.355級的精精密壓力力計或標標準壓力力表。（3）使用用環境及及介質性性能的考考慮環境條條件惡劣劣，，如如高溫、腐腐蝕、潮潮濕、振振動等，被被測介質質的性能能，如溫溫度的高高低、腐腐蝕性、易易結晶、易易燃、易易爆等等等，以此此來確定定壓力表表的種類類和型號號。（4）壓力力表外形形尺寸的的選擇現場場就地指指示的壓壓力表一一般表面面直徑為為φ1000mm，在在標準較較高或照照明條件件關差的的場合用用表面直直徑為φφ2000~φ2500mm的，盤盤裝壓力力表直徑徑為φ1500mm，或或用矩形形壓力表表。常用用彈性式式壓力表表規格見見表2--1-113。表2-1--13常常用彈性性式壓力力表規格格1．普通包包端管壓壓力表型號結構公稱直徑測量范圍，MMPa精度等級用途Y40Y40Z徑向軸向無邊φ400~0.11,0..16,,0.225,00.4,,0.6612.5測量對銅合合金不起起腐蝕的的液體氣氣體、蒸蒸汽壓力力Y60Y60T（YY60TTQ）Y60ZY60ZQQ徑向徑向帶后邊邊軸向無邊軸向帶前邊邊φ600~0.11,0..16,,0.225,00.4,,0.660~1,1.66,22.5,,4,,6-0.1~~0,--0.11~0~~0.006,--0.11~0..15-0.1~~0.33,-00.1~~0.55,-00.1~~0.99-0.1~~1.55,-00.1~~2.44測量對銅和和鋼全金金不超腐腐蝕的液液體、氣氣體或蒸蒸汽的壓壓力或真真空度Y100徑向φ1000~0.11,0..16,,0.225,00.4,,0.660~1,1.66,22.5,,4,,6-0.1~~0,--0.11~0~~0.006,--0.11~0..15-0.1~~0.33,-00.1~~0.55,-00.1~~0.99-0.1~~1.55,-00.1~~2.441．5Y100TT徑向帶后邊邊Y100ZZQ軸向帶前邊邊Y100TTQ徑向帶前邊邊Y150徑向φ150Y150TT徑向帶后邊邊Y150ZZQ軸向帶前邊邊Y150TTQ徑向帶前邊邊Y260徑向φ2602．精密包包端管壓壓力表（可可作標準準壓力表表）型號結構公稱直徑徑測量范圍，MMPa精度等級用途備注YB-1660AYB-1660B徑向φ160-0.1~~0,00~0..1,00,1660.4,00.6,,1,11.62.5,44,6,,10,,1625,400,600生產0~00.1——0~660.250.4可校普通壓壓力表或或精密測測量液體體氣體、蒸蒸汽壓力力和負壓壓A一表示儀儀表零點點可調B—表示儀儀表帶有有鏡面C—帶鏡面面且可調調零YB-1660C徑向中壓YB-1660徑向符號說明：：儀表型型號中，常常用漢語語拼音的的第一個個字母表表示某種種意義，如如Y-壓壓力，ZZ—真空（阻阻尼），BB—標準（防防爆），JJ—精密（矩矩形），AA—氨表，XX—信號（電電接點），PP—膜片，EE—膜盒，數數字表示示表面尺尺寸（mmm），尺尺寸后的的符號表表示結構構或配接接的儀表表。4．包裝管管壓力表表在測量量運行中中的常見見故障及及處理方方法。包裝管壓力力表常見見故障及及處理方方法見表表2-11-144。表2-1--14包包端管壓壓力表在在運行中中的常見見故障及及處理方方法故障現象可能原因處理方法壓力表無指指示導壓管上的的切斷閥閥未打開開打開切斷閥閥導壓管堵塞塞拆下導壓管管，用鋼鋼絲疏通通，用壓壓縮空氣氣或蒸汽汽吹洗干干凈彈簧管接頭頭內污物物淤積過過多而堵堵塞取下指針和和刻度盤盤，拆下下機芯，將將彈簧管管放到清清洗盤清清洗，并并用鋼絲絲疏通彈簧管裂開開更換新的彈彈簧管中心齒輪與與扇形齒齒輪牙齒齒磨損過過多，以以致不能能嚙合更換新的彈彈簧管指針抖動大大被測介質壓壓力波動動大關小閥門開開度壓力計的安安裝位置置震動大大固定壓力計計或在許許可的情情況下把把壓力計計移到震震動較小小的地方方，也可可裝減震震器壓力表指針針有跳動動或呆滯滯現象指針與表面面玻璃或或刻度盤盤相碰有有磨擦矯正指針，加加厚玻璃璃下面的的墊圈或或將指針針軸孱鉸鉸大一些些中心齒輪軸軸彎曲取下齒輪在在鐵鐓上上用木錘錘矯正敲敲直兩齒輪嚙合合處有污污物拆下兩齒輪輪進行清清洗連桿與扇形形齒輪間間的活動動螺絲不不靈活用銼九銼薄薄連桿厚厚度壓力去掉后后，指針針不能恢恢復到零零點指針打彎用鑷子矯直直游絲力矩不不足脫開中心齒齒輪與扇扇形齒輪輪的嚙合合，反時時針旋動動中心軸軸以增大大游絲反反力矩指針松動校驗后敲緊緊傳動齒輪有有磨擦調整傳動齒齒輪嚙合合間隙彈簧管變形形失效更換彈簧管管壓力指示值值誤差不不均勻彈簧管自由由端與扇扇形齒輪輪、連桿桿傳動比比調不整整不當重新校驗調調整指示偏高傳動比失調調重新調整指示偏低傳動比失調調重新調整彈簧管有滲滲漏補焊或更換換新的彈彈簧管指針或傳動動機構有有磨擦找出磨擦部部位并加加以消除除導壓管線有有泄漏逐段檢查管管線，找找出泄漏漏之處給給予排除除指針不能指指示到上上限刻度度傳動比小把活節螺絲絲向里移移機芯固定在在機座位位置不當當松開螺絲將將機芯向向反時針針方向轉轉動一點點彈簧管焊接接位置不不當重新焊接三、壓力傳傳感器壓力傳感器器是壓力力檢測系系統中的的重要組組成部分分，由各各種壓力力敏感元元件將被被測壓力力信號轉轉換成容容易測量量的電信信號作輸輸出，給給顯示儀儀表顯示示壓力值值，或供供控制和和報警使使用。壓力傳感器器的種類類很多，常常用壓力力傳感器器的性能能比較如如表2--1-115所示示。表2-1--15幾幾種常用用的壓力力傳感器器的性能能比較類別精度等級測量范圍輸出信號體積溫度影響抗振動沖擊擊性能安裝維護電位器式1.5低中壓電阻大小差方便應粘膜片式0.2中壓20mV小大好方便變貼彈性粱式（波紋管）0.3負壓及中壓壓24mV較大小差方便式式應變簡式(垂鏈膜片片)1中高壓12mV小小好利用強制水水冷,有有較小的的溫度誤誤差,測測量方便便非粘貼式張絲式0.5低壓10mV小小好方便霍爾式1.5低中壓30mV小大差方便氣膜式0.5低中壓200mVV小大較好復雜差動變壓器器式1低中壓100mAA①(30mVV①)大小差方便壓電式0.2微低壓1~5V①①小小較好方便壓阻式0.2低中壓10mV小大好方便電容式1微低壓1~3V①①(20mmA)較大大好復雜振頻式0.5低中高壓頻率小大差復雜表示輸出信信號經過過放大。1．應變式式壓力傳傳感器應變式壓力力傳感器器是把壓壓力的變變化轉換換成電阻阻值的變變化來進進行測量量的，應應變片是是由金屬屬導體或或半導體體制成的的電阻體體，其阻阻值隨壓壓力所產產生的應應變而變變化。對對于金屬屬導體，電電阻變化化率的表表達式為為：（22-1--8）式中μ—材材料的泊泊松系數數；ε—應變量量。圖2-1--9為國國產BPPR-22型壓力力傳感器器的結構構示意圖圖。在圖2-1-9中，應變簡的上端與外殼2固定在一起，下邊與密封膜片3緊密接觸，兩片康銅絲應變片R1在圖2-1-9中，應變簡的上端與外殼2固定在一起，下邊與密封膜片3緊密接觸，兩片康銅絲應變片R1和R2用特殊膠合劑粘貼在應變筒的外壁上。R1沿應變簡的軸向粘貼作為測量片，R2沿應變筒的徑向粘貼作為溫度補償片。必須注意，應變片與筒體之間不能產生相對滑動，并且要保持電氣絕緣，當被測壓力p作用于膜片而使應變筒作軸向受壓變形時，沿軸向貼置的應變片R1也將產生軸向壓縮應變ε1，于是R1的阻值變?。欢貜较蛸N放的應變片R2，由于應變筒的徑向產生了拉伸變形，也將產生拉伸應變ε2，于是R2的阻值變大。應變片R11、R2與另兩兩個固定定電阻RR3、R4組成一一個橋式式電路，見見圖2--1-99（b），由由于R11和R2的阻值值變化使使橋路失失去平衡衡，從而而獲得不不平衡電電壓作為為傳感器器的輸出出信號，本本傳感器器橋路的的電源為為10VV（直流流），最最大的輸輸出為55mV直流流信號，再再經前置置放大成成為電動動單元組組合儀表表的輸入入信號。BPR-22型壓力力傳感器器有0~~1MPPa、00~100MPaa、0~~30MMP等多多種量程程可供選選用。選選擇時測測量上限限一般以以不超過過儀表量量程的880%為為宜，本本傳感器器主要適適用于變變化較快快的壓力力測量，其其非線性性及滯后后誤差小小于±1%。2．壓電式式壓力傳傳感器壓電式傳感感器的原原理是基基于某些些晶體材材料的壓壓電效應應，目前前廣泛使使用的壓壓電材料料有石英英和鈦酸酸鋇等，當當這些晶晶體受壓壓力作用用發生機機械變形形時，在在其相對對的兩個個側面上上產生異異性電荷荷，這種種現象稱稱為“壓電效效應”。晶體上所產產生的電電荷的大大小與外外部施加加的壓力力成正比比，即（22-1--9）式中：q——壓電量量（電荷荷數）；；p—外部施施加的壓壓力；η—壓電常常數。這種壓力傳傳感器的的特點是是：體積積小，結結構簡單單，不需需外加電源，靈靈敏度和和響應頻頻率高，適適用于動動態壓力力的測量量，廣泛泛地應用于空空氣動力力學、爆爆炸力學學、發動動機內部部燃燒壓壓力的測測量等等。其測測量范圍圍可從00~7000paa到0~~70MMpa精確確度可達達0.11%.壓力式傳感感器的結結構如圖圖2-11-100所示..圖中,,由受壓壓薄壁筒筒給出預載力,,并將一一撓性材材料制成成非常薄薄的膜片片進行密密封.預預載筒外的空腔可可以連接接冷卻系系統,以以保證傳傳感器工工作在環環境溫度度一定的的條件下下,這樣樣就避免免了因溫溫度變化化所造成成的預載載力變化化而引起起測量誤誤差.3.光導纖纖維壓力力傳感器器光導纖維壓壓力傳感感器與傳傳統壓力力傳感器器相比,,有其獨獨特的優優點:利利用光波波傳導壓壓力信息息,不受受電磁干干擾,電電氣絕緣緣好,耐耐腐蝕,,無電火火花,可可以在高高壓、易易燃易爆爆的環境境中測量量壓力、流流量、液液位等。它它靈敏高高度，體體積小，可可撓性好好，可插插入狹窄窄的空間間是進行行測量，因因此而得得到重視視，并且且得到迅迅速發展展。圖2-1--11所所示為YY型光導導纖維壓壓力傳感感器結構構原理圖圖，它由由金屬膜膜片杯、YY型光導導纖維、光光源、光光接收器器及支架架等組成成。膜片片與Y型型光導纖纖維端面面間距離離約為00.1mmm。這這種傳感感器能測測0~335MPPa動態壓壓力，也也可測量量低壓，輸輸出信號號較大。當被測壓力力作用于于膜片杯杯時，膜膜片發生生位移，從從而改變變了光導導纖維與與膜片之之間的距距離，使使光導纖纖維接收收到反射射光量變變化，這這光量由由光電元元件接收收器接收收，并且且轉換成成電量，經經放大器器放大后后，顯示示被測壓壓力值。傳感器要求求光源穩穩定，否否則要采采取補償償措施，以以消除光光源波動動對測量量結果的的影響。四、壓力變變壓器需要在控制制室內顯顯示壓力力的儀表表，一般般選用壓壓力變壓壓器或壓壓力傳感感器，對對于爆炸炸危險場場所，常常選用氣氣動壓力力變壓器器、防爆爆型電動動Ⅱ型或Ⅲ型壓力力變壓器器；對于于微壓力力的測量量，可采采用微差差壓變壓壓器；對對粘稠、易易堵、易易結晶和和腐蝕強強的介質質，宜選選用帶法法蘭的膜膜片式壓壓變壓器器；在大大氣腐蝕蝕場所及及強腐蝕蝕性等介介質測量量中，還還可選用用11551系列列或8220系列列壓力變變送器。壓力變送器器主要技技術性能能見表22-1--16。表2-1--16壓壓力變送送器主要要技術性性能QBBY氣動動壓力變變送器是是QDZZ系列氣氣動單元元組合儀儀表中的的一個品品種，它用來測量量生產過過程中各各種液體體、蒸汽汽以及氣氣體的壓壓力、負負壓和絕絕對壓力力。氣動壓力變變送器的的結構除除了測量量部分外外，轉動動換部分分與氣動動差壓變變送器相相同。壓壓力變送送器測量量部分的的測壓敏敏感元件件所產生生的測量量力的大大小范圍圍約為50~1100NN，最高高不超過過1500N。根根據這一一要求，敏敏感元件件的選擇擇依據由制成的波波紋管，其其結構原原理如圖圖2-11-122所示。當當被測壓壓力p進入測測量室后，經測測量波紋紋管轉換換成測量量力，通通過推桿桿用在主主杠桿上上，傳遞遞到氣動轉換部分分。測量量中、高高壓（22.5~~10MMPa,,10~~60MPaa）的敏敏感元件件一般采采用鉻釩鋼制制成的包包端管,,它的測測量原理理是利用用包端管管末端產產生的徑徑向分力,通過過推桿22作用在在主杠桿桿3的下下端,帶帶動變送送器的氣氣動轉換換部分動動作.圖2--1-113為中中高壓壓壓力變送送器測量量部分的的結構原原理示意意圖.圖圖2-11-144為絕對對壓力變變送器測測量部分分的結構構原理圖圖,主要要由兩個個不銹鋼鋼波紋管管組成..波紋管管1為測測量波紋紋管,波波紋管22為補償償波紋管管,被抽抽成真空空.兩個個波紋管管的有效效面積相相等,即即A1=A2當被測壓力力P1進入測測量波紋紋管1時時，在被被測壓力力p1與大氣氣壓力pp2的差壓壓作用下下，測量量波紋管管產生一一個推力力：由于補償波波紋管已已被抽成成真空，所所以它僅僅僅受到到周圍大大氣壓力力p2的作用用，它所所產生的的壓縮力力為：F22=p2A2則作用在主主杠桿44上的合合力（即即測量力力）為：：