第7章 压力测量.ppt

1、第七章压力测量，7.1液体柱式压力表，液体柱式压力表用一定高度液体柱产生的静态压力平衡测量压力的方法测量压力。常用于低压、负压和差压的测量。1 U管压力计1，2肘；3杆液，p=p1-p2=(h1h2)(1-2)g=h(1-2)g 1，2:U管充填液密度和密封上方介质密度H:两肘的密封高度差异，h=h1g:重力加速度。2单管压力计1-惯用语；2-带标尺的肘部；3-连接的管道；4层气泡，h2f=h1A f，A:分别是肘部剖面和大集装箱剖面。H2，h1:分别是从手肘上升峰液，从大容器下降的高度。P=P1-p2=(h1 H2)(1-2)g=H2(1 f/A)(1-2)g f，A为常量时，系数(1 f/

2、A)为常量峰值密度1，3倾斜管微压力计1惯用机；2倾斜弯管，p=p1-p2=(h1-h2)(1-2)g测量气体，2可以省略；H2=lsinH1=lf/F=l(d2/D2)格式的F，d 3360倾斜管道截面面积和内径F，d:大截面集装箱截面面积和内径。P=l(sin d2/D2)1g=Kl样式的K:系数。7.2弹性压力计，压力计中弹性部件作为敏感部件感到压力变化。典型的压力测量弹性元件包括金属膜片(带膜盒式)、波纹管和弹簧管类型。(输入)，压力，面积，力，弹性极限，弹性变形，(输出)，弹性，S-弹性元件的变位；挠性元件的拐角；p、f、m分别是作用于弹性元件的压力、力和位移。2弹性滞后弹性分量与弹

3、性变形范围内载荷减小时出现的弹性特性不一致的现象称为弹性滞后。3弹性后效载荷停止变化(p=p1)或去除载荷后(p=0)，弹性分量不是立即完成该变形，而是在一定时间内继续变形，这称为弹性后效。7.3压力(差压)信号的传记传输方法，1变送器负责将温度、压力、流量、水位等各种工艺参数(例如温度、压力、流量、水位等物理量转换为统一标准信号)。1.1配置变送器根据负反馈原理工作。测量部分用于检测被测试的参数X，并转换为放大器可接受的输入信号Zi(电压、电流、变位、力或力矩等信号)。反馈部分将发射机输出信号Y转换为反馈信号Zf。放大器放大=ZiZ0-Zf，将其视为标准信号Y输出。输出和输入：Y=K=K(Z

4、iZ0-Zf)=K(ZiZ0-FY)示例y=k (cxz0)/(1kf)=(cxz0)/(1)如果转换系数c和反馈系数f是常数，则输出和输入保持良好的线性关系。1.2范围曹征范围调整是将变送器输出信号的上限ymax(即集成信号的上限)对应于测量信号的上限xmax。调整范围相当于更改输入输出特性的斜度。换句话说，变更Y和X的比例系数通常透过变更F来完成。y=(cxz 0)/F F F大，范围大；f小，范围小。1.3零曹征零调整是yymin(当xmin=0时)。1.4零迁移零迁移是测量起点从0迁移到数字(正数或负数)。迁移中，xmin0；负迁移xmin0。可以通过在Y=1/F(CXZ0)处调整0信

5、号Z0的大小更改来执行迁移。1.5模拟信号传输电压传输方法，电压传输误差，满足RiR0 Rcm时，nRcm在线路电阻变更时发生的变化比较大，产生了较大的误差，不适合远距离传输。电流传输模式，电流传输错误：当满足R0Rcm nRi时，发射器R0非常大，对应于恒流源。因此，当连接的导线长度在一定范围内发生变化时，可以保持信号的传输精度。因此，电流传输方式适合远距离传输。1.6电源供应设备和模拟信号传输模式4线式传输电源供应设备，模拟信号各用两根导线传输。双线发送器和接收系统之间只有两条导线连接，电源线和信号线。按变送器的动力源分为传记变送器、气动变送器。传记变送器从40年末的位移式开始，经过力平衡

6、式发展到70年代的微位移式，现在数字化，智能地发展。2电位器压力变送器将压力测量弹性元件的输出位移转换为微电位器滑动触点的位移，将测量压力的变化转换为电阻值的变化，进一步转换为电流或电压。结构简单，使用维护方便，动态特性差，准确度差。3力平衡压力变送器1杠杆系统；两个杠杆；3差动变压器；4变位检测放大器；5反馈旋转。1测量元件2连接引线3轴杆膜4主杠杆6矢量板块7范围曹征螺钉9变位传感片10放大器11差动变压器12对拉杆13反馈回路14曹征弹簧，4电容压力(差压)变送器由测量部分和转换部分组成。微分电容，将差分电容近似视为平面电容无差压：Ci1=Ci2；有差压时：d=k1pi ci1=a/(d

7、0d)，Ci2=a/(d0-d)c=Ci2-Ci1=a1/(d0-d)-c(Ci2-Ci1)/(Ci2 Ci1)中的大小与d0相关。使用差分电容的优点：灵敏度高，非线性尺寸小，可以补偿温度误差。5智能压力(差压)变送器采用先进的传感器制造技术、电脑赔偿、数字和通信技术，实现电力转换、赔偿和人机对话。具有变送器可靠性、可靠性、准确度、遥控器设置、曹征、自诊断等功能。1)变送器的组成，差压信号修改为温度和静压，由于温度、静压变化引起的漂移量很小，因此在温度和静压变化非常激烈的系统中也可以用作高精度测量仪。CPU的处理功能包括部分线性化检测、距离曹征、转换、阻尼、诊断和通信。2)基本工作原理P测量膜

8、片并生成变位S，变位S通过差动变压器生成电容更改信号(Ci2-Ci1)/(Ci2 Ci1)/(Ci2 Ci1)/(Ci2 Ci1)，电容更改通过相应的电路-模拟信号，A/D数字信号，以及一直：从D/A转换为420mADC输出，用于模拟仪表显示、控制的方法：在用于通信、数字仪表的数字通信器上发布数字信号。如果需要远距离遥控器，则只要将远程通信器连接到变送器输出的终端，就可以执行查询、诊断和设置曹征等操作。7.4压力信号的空气变化方法，气动仪表使用压缩空气(140kPa)作为动力源输出标准压力信号(20100KPa)。与电表相比，具有自然防爆、安全的特点，适合在危险的现场工作。1气动压力(差压)变

9、送器的组成结构上变送器由两部分组成。也就是说，测量部分：将压力转换为测量力或位移。转换部分：将测量力或位移转换为标准压力信号。2变换部分的工作原理变换部分的结构各不相同，一般可分为力平衡式和位移式两种。放大器是转换部分的核心。1)放大器结构1抗气阻2金属膜3阀4球5弹簧，2)放大器的工作原理摆动杠杆下，排出阀通流面积减小，PD增大，隔膜2向下运动，钢珠4向下运动，弹簧5向下运动，弹簧5产生将钢珠4稳定在一定位置的弹力。钢球4的向下运动使通流面积增大，压缩空气通过钢球4的压力损失减少，输出信号PB增加。摆动向上，排放阀通流面积增大，PD降低，作用于隔膜2的压力降低，钢珠4向上移动到弹簧5上方的弹

10、力作用，金属隔膜2产生向下作用力，钢珠4固定在某个位置。钢球4的向上运动降低了通流面积，增加了压缩空气通过钢球4的压力损失，降低了输出信号PB。因此，气动放大器将摆动条的运动转换为输出气压的高低。3测量部分的工作原理，7.5压力和差压测量仪的使用，压力(差压)测量系统由测量对象、压力通信端口、诱导管、测量仪组成。压力测量点位置的选择好坏，信号管(导管)牙齿是否正确布线，对压力测量精度有很大影响。1压力表选择原则压力表选择时，应考虑以下方面：根据测量的精度要求，选择压力表精度等级。被测试介质的物理、化学性质和参数(温度、粘度、腐蚀性等)用途(标准、标记、记录、远距离等)；根据实测压力条件选择压力

11、表范围。对于稳定负载，测量的压力的正常值为压力计整体刻度的三分之二。测量的压力经常波动，因此压力的正常值必须在压力计总刻度的1/2点。2压力通信端口选择压力通信端口选择，应考虑测量的压力实际上可以反映测量的介质中的压力，不要有额外的动态压力头或其他干扰。要选择管道直线部分，在流线型紊乱的地方渡边杏。压力端口的轴应垂直于测试介质的流速方向。入口与设备内壁平，诱导管最好不要插入管道内。如果必须插入，管道入口平面必须与流动方向完全平行。压力孔径过大是渡边杏的。请尽量小一些，以免加工方便和堵塞。压力波动大、频繁，以及对动态特性要求高的情况下，应相应地增加孔径。加工挤压后，必须认真清洁毛刺和加工表面，不要让印模形成各种形状的扩口。压力端口的位置测量气体。通常位于工艺管道的顶部。液体测量：通常位于工艺管道的底部。3导管放置压力发生变化时，诱导管的测试介质随着流动消耗能量。能量消耗与导压管长度、直径、局部电阻、介质粘度等有关。因此，对导压管长度和管直径有要求。要求管道畅通无阻，不泄漏，快速输送。导管长度不能太长，尽可能短而直的