压力表计量知识课件.ppt
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1、2022-11-201 培训教材培训教材压力表计量知识2022-11-202课课 程程 内内 容容v一.压力的概念v二.压力计量仪表v三.弹性式压力表v四.生产工艺过程中压力表的选用、安装、维护v五.弹簧管式一般压力表、压力真空表和真 空表的校准2022-11-203一、压力基础知识 1.压力的概念 压力:是指液体、气体或蒸汽均匀而垂直作用在单位面积上的力。在物理 学上把它叫作压强,在工程技术上称作压力。压力的大小与作用力和受力面积大小有关:即压力=作用力/受力面积 压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不 安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影
2、响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的力 下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。2022-11-2042.压力的分类:大气压力:大气层中的物体受大气层自身重力产生的 作用于物体上压力。绝对压力:介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所 有压力。绝对压力是以绝对零压作为参考 的压力值。它等于表压力和大气压力之和。又称总压力或全压力。表压力(相对压力):以环境大气压力作为参考大于或小于 大气压力的压力。它等于绝对压力与 大气压力之差。2022-11-205正表压:以环境大气压力作为参考高于大气压力的压力。它 等于
3、绝对压力与大气压力之差。负表压(疏空):以环境大气压为基准,低于大气压力的压 力。它等于大气压力与绝对压力之差。真空度:低于大气压力的绝对压力。差 压:两个压力之间的差值。静态压力:不随时间变化的压力,或者是随时间变化较缓慢 的压力,即在流体中不受流速影响而测得的表压 力值。动态压力:和“静态压力”相对应,随时间快速变化的压力。2022-11-206注:v压力的表示方法有两种:一种是以绝对真空作为基准所表示的压力,即绝对压力;另一种是以大气压力作为基准所表示的压力,即相对压力。大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力(表压),工程技术上所测量的多为表压。2022-11-2073.各种压力概念之间
4、关系示意图:2022-11-208v例:已知大气压力为0.1MPa,绝对压力分别为1MPa和0.01MPa,求表压力?解:1)当绝对压力为1MPa时,表压力为:p=pa-po=1-0.1=0.9MPa v 2)当绝对压力为1MPa时,表压力为:pv=po-pa=0.1-0.01=0.09MPa 其中:p表压po 大气压力pa 绝对压力 pv 负压力2022-11-2094.压力的计量单位v我国法定的压力计量单位为Pa,称为帕斯卡,简称帕。其物理意义是:1牛顿的力垂直作用在1平方米面积上的分布力,即:1Pa=1N/m2,由于此单位太小,因此常采用它的106倍单位MPa(兆帕)来表示。v除帕斯卡外
5、,由于使用习惯等各种原因,在工业、科学研究、气象等方面还使用着各种非法定压力计量单位,如:标准大气压(atm)、毫米汞柱(mmHg)、毫米水柱(mmH2O)、千克力 /厘米2(kgf/cm2、工程大气压at)、巴(bar)、磅/英寸2(psi)等。v1MPa=1000kPa=106Pa=10.2kgf/cm2=10bar=9.86927atm=145psi2022-11-20105.常用压力单位换算表单 位兆帕(斯卡)(MPa)标准大气压(atm)毫米汞柱(mmHg)毫米水柱(mmH2O)千克力/厘米2 (kgf/cm2)巴(bar)磅/英寸2(psi)兆帕 1 9.869277.501031
6、.02105 10.2 101.45102标准大气压 0.101317601.03321041.03321.013314.696毫米汞柱1.33310-61.31610-3113.61.3610-31.33310-319.3410-3毫米水柱9.8110-69.67810-473.5610-210.999710-49.8110-51.42210-3千克力/厘米2(工程大气压)0.09810.9678735.610410.98114.22 巴0.10.98697501.021041.02114.5 磅/英寸26.8910-36.810-251.727037.0310-26.8910-212022
7、-11-2011二.压力计量仪表v压力测量仪表是指用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。v按照压力仪表的工作原理分类为:分为液柱式、活塞式、弹性式和电测式等类型。v液柱式压力计:又称液体压力计,它是基于流体静力学的原理,利用液柱自重产生的压力去平衡未知压力的方法来测量压力的仪表。常用的液体压力计有:双管(U)型压力计、单管(杯形)型压力计、倾斜式微压计、补偿式微压计、水银气压计、钟罩式压力计。它的特点是:充以工作液体,常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。灵敏度高,主要用作实验室中的低压基准仪表,以校验工作用压力测量仪表,所测压力一般不超过0.3兆帕。2022-11-201
8、2v活塞式压力计:它是基于帕斯卡定律和流体静力学原理,由专用砝码的重力作用在活塞有效面积上所产生的压力与被测压力相平衡来测量压力的仪表。由传压介质的不同,有液压和气压两类活塞式压力计。由结构不同,有单活塞压力计和双活塞压力计等。v这类压力计的误差很小,主要作为压力基准仪表使用,测量范围从数十帕至2500兆帕。2022-11-2013v弹性元件压力(真空)表:由于弹性元件受压后产生的变形,把被测压力变换为弹性变形位移,通过传动机构的放大,变成压力表指针的偏转,并与刻度盘上的测量单位相比较,显示出被测量的压力量值。由使用的弹性元件形状的不同,有单圈管弹簧压力表、膜片压力表、膜盒压力表、波纹管压力表
9、;按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。v这类仪表的特点是结构简单,结实耐用,测量范围宽,是压力测量仪表中应用最多的一种。2022-11-2014v电测式压力测量仪表(压力传感器):是利用金属或半导体的物理特性,直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出,或是通过电阻应变片等,将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。v由压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。准确度可达0.02级,测量范围从数十帕至700不等,如数字压力计,压力校验仪等。2022-11-2015三.弹性式压力表 v1.弹性元件压力表:弹簧管压力表(又称波登管压力表)。它
10、的测量范围宽,应用广泛。v弹簧管压力表的测量元件是一根弯成270圆弧的椭圆截面的空心金属管,其自由端封闭,另一端与测压点相接。当通入压力后,由于椭圆形截面在压力作用下趋向圆形,弹簧管 随之产生向外挺直的扩 张变形-产生位移,此位移量由封闭 着的一端带动机械传动装置,使指针显示相应的压力值。游丝是用来克服因扇形齿轮和中心齿轮的间隙而产生的仪表偏差。改变调整螺钉的位置,可以调整压力表的量程。该压力计用于测量正压,称为压力表。测量负压时,称为真空表。如下图所示是弹性元件压力表结构图。2022-11-20162022-11-2017v2.弹性元件真空表 利用弹性元件在压差作用下产生弹性变形的原理制成的
11、真空测量仪表称为弹性元件真空表。在结构和外形上与工业用压力表类似,一般用于粗真空(102Pa105Pa)的测量。根据变形弹性元件分类,这类真空计通常有弹簧管式、膜盒式和膜片式,其结构如下图所示。2022-11-2018弹性元件真空表结构图2022-11-2019v注:v弹簧管是压力表的关键部件,其材料是根据所测量的范围和测量介质不同而选用不同的金属,如有铜材,钢材、不锈钢等。v在测量范围内的压力值由指针显示,刻度盘的指示范围一般做成270度。压力表刻度盘下方圆圈内的数字为压力表的精度等级标记。表示该表的基本误差不超过满量程的百分数。数字越小精度越高。对于一般指示常使用2.5级、1.6级、1级,
12、对于测量精度要求较高时,可用力0.4级以上的表。2022-11-20203.弹性式压力表的分类v压力表按其测量准确度:可分为弹簧管式精密压力表和真空表,弹簧管式一般压力表、真空表、压力真空表。弹簧管式精密压力表的准确度等级有0.1 级、0.16级、0.25级、0.4级;一般压力表的准确度等级有1.0 级、1.6级、2.5级、4.0级。v根据压力表的用途可分为单圈弹簧管式压力表(普通压力表)、氨 压力表、氧气压力表、电接点压力表、远传压力表、耐振压力 表、带检验指针压力表、双针双管或双针单管压力表、数显压 力表、数字精密压力表等。2022-11-2021v压力表按其测量范围:分为真空表、压力真空
13、表、微压表、低 压表、中压表及高压表v真空表用于测量小于大气压力的压力值;v压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;v微压表用于测量小于60kPa的压力值;v低压表用于测量(06)MPa压力值;v中压表用于测量(1060)MPa压力值;v高压表用于测量100MPa以上压力值。2022-11-20224.弹簧管式一般压力表、真空表、压力真空表v弹簧管式一般压力表、真空表、压力真空表:是指结构为单圈“C”型弹簧管,准确度等级最高为1级,主要用于液体、气体与蒸气压力和真空的测量的仪表。在工业上常用的有普通压力表、压力真空表及有特殊用途的压力表,如氧气压力表、电接点压力表、双针双管(单管)压力表
14、等。v氧气压力表:与单圈弹簧管式压力表的结构完全一样,不同的是该类压力表接触的工作介质是氧气。2022-11-2023v电接点压力表:是指设备达到极限压力时自动发出报警信号,实际上是装上特殊电气接头的普通压力表。两个接头都制成指针状,安装在压力表的玻璃盖下面,转动安在玻璃盖外面的旋钮,可以把两个设定指针拨动,固定在所需压力的刻度位置上。v双针双管压力表:是在一个表体内组装两个单圈弹簧管有两个压力通道、在一个表盘上有两根指针指示两个压力示值的压力表。两管的两通道不互通,两指针也不互相影响。2022-11-20244.弹簧管式一般压力表、真空表、压力真空表测量上限、准确度等级、外壳公称直径及允许误
15、差v弹簧管式一般压力表、真空表、压力真空表的测量上限:压力表测量上限值的大小是根据弹簧管外廓尺寸、刚度和非线性条件设计的,测量上限值有110n、1.610n、2.510n、410n、610n五种系列,n是正整数、负整数或零。v弹簧管式一般压力表、真空表、压力真空表的精度等 级分为:1.0级、1.6级、2.5级、4.0级;外壳公称直径 有40mm、60mm、100mm、150mm、200mm、250mm。v各等级仪表的外壳公称直径应符合下表一的规定,准 确度等级与允许误差的关系见表二。2022-11-2025表一、各等级仪表的外壳公称直径 外壳公称直径(mm)准确度等级40、602.5级、4.0
16、级1001.6级、2.5级150、200、2501.0级、1.6级2022-11-2026表二、准确度等级和允许误差的关系 准确度等级 允许误差%(按量程的百分数计算)零 位测量上限的(90100)%其余部分带止销不带止销111111.6(2.5)1.6(2.5)1.61.61.62.52.52.52.52.544444 注:使用中的1.5级压力表允许误差按1.6级计算,准确度等级可不更改。2022-11-2027 5.常用压力表类型符号的识别表符号压力表类型符号压力表类型 Y-数字普通压力表 YO-数字 氧气压力表 Z-数字真空表 YX-数字 电接点压力表 型号后面的数字表盘外壳直径 YE-
17、数字 膜盒压力表YZ-数字压力真空表 YP-数字 膜片压力表YB-数字标准压力表 ZB-数字 标准真空表2022-11-20286.压力表色标v压力表按其所测介质的不同,在压力表上标有色标,氧气表还标以“禁油”字样。如测压介质为氧时,色标颜色为天蓝色;测压介质为氢时,色标颜色为深蓝色;测压介质为氯时,色标颜色为褐色;测压介质为乙炔时,色标颜色为白色;测压介质为可燃性气体时,色标颜色为红色等。2022-11-2029 四四.生产工艺过程中压力表的选用、安装、维护生产工艺过程中压力表的选用、安装、维护1.压力表的选用:(1)压力表量程的选择:一般原则是:测量稳定压力时,最大工作压力不得超过量程的2
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