常見(jiàn)九大壓力儀表工作原理、選型、安裝注意事項(xiàng)

一、常見(jiàn)九大壓力儀表工作原理

1、液柱式壓力計(jì)

2、活塞式壓力計(jì)

活塞式壓力計(jì)是基于靜壓平衡的原理工作的，一般有單活塞和雙活塞兩種?；钊麎毫τ?jì)根據(jù)其精度分為一等、二等、三等，精度等級(jí)誤差分別為0.02級(jí)，0.05級(jí)，0.2級(jí)?；钊挠行娣e一般取1cm2、0.5cm2或0.1cm2。傳壓介質(zhì)常用的有變壓器油和蓖麻油。

3、彈性式壓力計(jì)

彈性式壓力計(jì)有彈簧管式、膜片式、膜盒式和波紋管式等；工業(yè)上常用的彈性測(cè)壓元件有彈簧管、波紋管及膜片三類。彈性式壓力計(jì)是根據(jù)彈性元件的變形和所受壓力成比例的原理來(lái)工作的。當(dāng)作用于彈性元件上的被測(cè)壓力越大時(shí)，彈性元件的變形也越大。常用的彈性式壓力表有彈簧管式壓力表、膜片式壓力表、波紋管式壓力表，其中彈簧管式壓力運(yùn)用最廣。

彈性元件的鋼度就是指彈性元件變形的難易程度。鋼度大的彈簧管受壓變形后形變小。用不銹鋼、合金鋼制作的鋼度大，一般用來(lái)測(cè)量大于20MPa以上壓力；磷銅、黃銅制作的鋼度小，一般測(cè)量小于20MPa以下的壓力。

彈簧壓力表一般由彈簧管、連接桿、扇形齒輪、游絲、指針和刻度盤等幾部分組成。

彈簧管壓力表中彈簧管都是由一根彎成270°圓弧狀、截面呈橢圓形的金屬管制成。因?yàn)闄E圓形截面在介質(zhì)壓力的作用下將趨向圓形，使彎成圓弧形的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直擴(kuò)張的變形，使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移，并通過(guò)連接帶動(dòng)扇形齒輪進(jìn)行放大，帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，指針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和壓力程線性關(guān)系，這樣就通過(guò)刻度盤讀出被測(cè)壓力的大小。游絲的作用是產(chǎn)生一個(gè)反作用力。膜片式壓力表一般由測(cè)量膜片、傳動(dòng)系統(tǒng)、指示系統(tǒng)和表殼接頭幾部分組成。

4、電遠(yuǎn)傳式壓力表

當(dāng)需要遠(yuǎn)傳壓力信號(hào)時(shí)，為了安全、方便和減少延遲時(shí)，廣泛采用把就地壓力計(jì)彈性元件的位移或力變化量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該儀表的測(cè)量范圍較廣，分別可測(cè)7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。

由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。

5、霍爾片式壓力傳感器

霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。

6、應(yīng)變片壓力傳感器

應(yīng)變片壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化進(jìn)行測(cè)量的。應(yīng)變片是金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的電阻體，其阻值隨壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化對(duì)于金屬導(dǎo)體。

7、壓阻式壓力傳感器

壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。

8、力矩平衡式壓力變送器

力矩平衡式壓力變送器是一種典型的自平衡檢測(cè)儀表，它利用負(fù)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，使儀表具有較高的測(cè)量精度（一般為0.5級(jí)）、工作穩(wěn)定可靠、線性好、不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點(diǎn)。

9、電容式壓力變送器

電容式壓力變送器是一種開(kāi)環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA（DC）電流信號(hào)。

二、壓力儀表的選型考慮事項(xiàng)

為了保護(hù)壓力表，一般在被測(cè)壓力較穩(wěn)定的情況下，其最高壓力值不應(yīng)超過(guò)儀表量程的2/3；若被測(cè)壓力波動(dòng)較大，其最高壓力值應(yīng)低于儀表量程的1/2。

為了保證實(shí)際測(cè)量的精度，被測(cè)壓力的最小值不應(yīng)小于儀表量程的1/3。 還需要考慮以下情況：

1、被測(cè)介質(zhì)兼容性

在選型時(shí)要考慮它的介質(zhì)對(duì)壓力接口及敏感元件，一定要考慮壓力接口及敏感元件材質(zhì)，否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞，被腐蝕壞造成設(shè)備和人身事故，所以材質(zhì)選擇非常重要。

2、介質(zhì)溫度和環(huán)境溫度對(duì)產(chǎn)品的影響

在選型時(shí)要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度和環(huán)境溫度，如果溫度高于產(chǎn)品本身溫度補(bǔ)償，容易引起產(chǎn)品測(cè)量數(shù)據(jù)漂移，選擇時(shí)一定要考慮變送器的的實(shí)際工作環(huán)境，避免溫度對(duì)壓敏芯體造成測(cè)量不準(zhǔn)。

3、壓力量程的選型

在選型時(shí)要考慮設(shè)備工作壓力等級(jí)，變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。

4、壓力接口的選型

在選型過(guò)程中，嚴(yán)格落實(shí)用戶所使用壓力接口尺寸，選用合適正確螺紋連接形式，并出產(chǎn)品外形圖確認(rèn)，或廠家提供樣品也可以。

5、電氣接口的選型

在選型時(shí)要再三確認(rèn)用戶信號(hào)采集方式及現(xiàn)場(chǎng)布線情況，傳感器信號(hào)要與用戶采集接口對(duì)接；選用合適正確電氣接口及信號(hào)方式的。

6、壓力類型選型

測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值，也就是絕對(duì)壓力與大氣壓的壓差值。當(dāng)絕對(duì)壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值，稱為正表壓；當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值，稱為負(fù)表壓，即真空度。測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。

7、壓力表受振動(dòng)的影響

壓力表在振動(dòng)的環(huán)境下也會(huì)出現(xiàn)指示不準(zhǔn)的情況，劇烈的振動(dòng)會(huì)直接引起壓力表彈性元件的變形，影響壓力表的靈敏度、準(zhǔn)確度及使用者對(duì)壓力表指示值的讀取。壓力表防振動(dòng)的措施主要是安裝緩沖裝置和減震裝置。

三、壓力表安裝三大注意事項(xiàng)

1、測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小。

①、要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。

②、測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。

③、測(cè)量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。

2、導(dǎo)壓管鋪設(shè)

①、導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，最長(zhǎng)不得超過(guò)50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過(guò)50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。

②、 導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:10～1:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。

③、當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。

④、取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。

3、壓力計(jì)的安裝

①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。

②安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。

③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸

；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐。

④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧希鳛槊芊鈮|片，以防泄漏。

⑤當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按Δp＝±Hρg進(jìn)行修正。式中H為高度差，ρ為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。

⑥為安全起見(jiàn)，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無(wú)人通過(guò)之處，以防發(fā)生意外。