壓力培訓(xùn)講義

1、,壓力檢測(cè)與變送原理,,一、概述　　壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，必須對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。這里所說(shuō)的壓力，實(shí)際上是物理概念中的壓強(qiáng)，即垂直作用在單位面積上的力。　　在壓力測(cè)量中，常用絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力或真空度之分。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào)pj表示。用來(lái)測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱(chēng)為絕對(duì)壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱(chēng)為大氣壓力，用符號(hào)pq表示。用來(lái)測(cè)量大氣氣壓力的

2、儀表叫氣壓表。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。稱(chēng)為表壓力，用符號(hào)pb表示。即pb=pj-pq。當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕對(duì)值，稱(chēng)為真空度，用符號(hào)pz表示。用來(lái)測(cè)量真空度的儀表稱(chēng)為真空表。既能測(cè)量壓力值又能測(cè)量真空度的儀表叫壓力真空表。,壓力的基本概念,壓力的國(guó)際單位為“帕斯卡”，簡(jiǎn)稱(chēng)“帕”（Pa）。 除此之外，工程界長(zhǎng)期使用許多不同的壓力計(jì)量單位。如“工程大氣壓”、“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”、“毫

3、米汞柱”，氣象學(xué)中還用“巴”（bar）和“托”為壓力單位。這些單位在一些進(jìn)口儀表說(shuō)明書(shū)上可能還會(huì)見(jiàn)到。,壓力單位轉(zhuǎn)換對(duì)照表,,,二、壓力的測(cè)量與壓力計(jì)的選擇　　 壓力測(cè)量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等等。壓力計(jì)測(cè)量壓力范圍寬廣可以從超真空如133×10-13Pa直到超高壓280MPa。壓力計(jì)從結(jié)構(gòu)上可分為實(shí)驗(yàn)室型和工業(yè)應(yīng)用型。壓力計(jì)的品種繁多。因此根據(jù)被測(cè)壓力對(duì)象很好地選用壓力計(jì)就顯得十分重要

4、。,,1．就地壓力指示　　當(dāng)壓力在2.6Kpa時(shí),可采用膜片式壓力表、波紋管壓力表和波登管壓力表。如接近大氣壓的低壓檢測(cè)時(shí)，可用膜片式壓力表或波紋管式壓力表。2．遠(yuǎn)距離壓力顯示　　若需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離壓力顯示時(shí)，一般用氣動(dòng)或電動(dòng)壓力變壓器，也可用電氣壓力傳感器。當(dāng)壓力范圍為140~280MPa時(shí)，則應(yīng)采用高壓壓力傳感受器。當(dāng)高真空測(cè)量時(shí)可采用熱電真空計(jì)。3．多點(diǎn)壓力測(cè)量　　進(jìn)行多點(diǎn)壓力測(cè)量時(shí)，可采用巡回壓力檢測(cè)儀?！　∪舯粶y(cè)壓力

5、達(dá)到極限值需報(bào)警的，則應(yīng)選用附帶報(bào)警裝置的各類(lèi)壓力計(jì)。,,正確選擇壓力計(jì)除上述幾點(diǎn)考慮外，還需考慮以下幾點(diǎn)。（1）量程的選擇根據(jù)被測(cè)壓力的大小確定儀表量程。對(duì)于彈性式壓力表，在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過(guò)滿(mǎn)量程的3/4；測(cè)波動(dòng)壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過(guò)滿(mǎn)量程的2/3。最低測(cè)量壓力值應(yīng)不低于全量程的1/3。（2）精度選擇根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測(cè)量誤差，以經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的原則確定儀表的精度級(jí)。一般工業(yè)用壓力表1.5級(jí)或2.5級(jí)已足夠,科研或

6、精密測(cè)量用0.5級(jí)或0.35級(jí)的精密壓力計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)壓力表。,,（3）使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮環(huán)境條件惡劣，，如高溫、腐蝕、潮濕、振動(dòng)等，被測(cè)介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等，以此來(lái)確定壓力表的種類(lèi)和型號(hào)。（4）壓力表外形尺寸的選擇現(xiàn)場(chǎng)就地指示的壓力表一般表面直徑為φ100mm，在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件關(guān)差的場(chǎng)合用表面直徑為φ200~φ250mm的，盤(pán)裝壓力表直徑為φ150mm，或用矩形壓力表。,,壓力表 原理：壓力

7、表通過(guò)表內(nèi)的敏感元件（波登管、膜盒、波紋管）的彈性形變，再由表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示壓力。,,性能分類(lèi)：普通型（標(biāo)準(zhǔn)）、蒸汽用普通型（M）、耐熱型（H）、耐振型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐熱耐振型（HV）。,,彈性敏感元件：波登管、波紋管、 隔膜波登管壓力表波登管敏感元件是彎成圓形，截面積顯橢圓形的彈性C形管。測(cè)量介質(zhì)的壓力作用在波動(dòng)管的內(nèi)側(cè)，這樣波登管橢圓截面會(huì)趨于圓形截面。由于波登管微小變形

8、，形成一定的環(huán)應(yīng)力。此環(huán)應(yīng)力會(huì)使波登管向外延伸。由于彈性波登管頭部沒(méi)有固定，其就會(huì)產(chǎn)生小小變形，其變形的大小取決于測(cè)量介質(zhì)的壓力大小。波登管的變形通過(guò)機(jī)芯間接地由指針顯示測(cè)量介質(zhì)的壓力。,,膜盒壓力表膜盒敏感元件由兩塊連接在一起的顯圓形波浪的膜片組成。測(cè)量介質(zhì)的壓力作用在膜盒腔內(nèi)側(cè)，由此所產(chǎn)生的變形可用來(lái)間接測(cè)量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小由指針顯示。膜盒壓力表一般用來(lái)測(cè)量氣體的壓力，并能測(cè)量微壓、過(guò)壓保護(hù)在一定程度上也是可以的。當(dāng)幾個(gè)膜

9、盒敏感元件疊在一起后會(huì)產(chǎn)生較大的傳遞力來(lái)測(cè)量極微小的壓力。,,徑向型、軸向型徑向型：指壓力表的連接口徑與表盤(pán)成I型軸向型：指壓力表的連接口徑與表盤(pán)T型,,壓力表的種類(lèi)1 室內(nèi)型壓力表：A□□□AA□□ A=Φ60 AC□□ C=Φ75 AE□□ E=Φ100 AG□□ G=Φ150 AJ□□ J=Φ2002 室外型壓力表：B□□□BA□□ A=Φ60 BAC□□ C=Φ75 BE□□ E=Φ100 BG□□ G=Φ150 B

10、J□□ J=Φ200 BL□□ L=Φ3003 高壓表：GH□□ 700MPa4 差壓表：DG□□5 雙指針壓力表：GD1□6 耐震型壓力表：GV□□7 帶接點(diǎn)壓力表：JM□□ JC□□ CD□□（耐壓防爆）,,型號(hào) 類(lèi)型 壓力范圍 應(yīng)用行業(yè)A□□□ 室內(nèi)型壓力表 0～40kPa、0～100MPa、-0.1～0MPa、-0.1～3.5MPa一般工業(yè)用B□□□ 室外型壓力表 0～40kPa、0～100MPa、-0.1～0M

11、Pa、-0.1～3.5MPa 一般工業(yè)用DG□□ 差壓表 0～0.05kPa、0～30kPa、0.01～-0.04kPa、-0.1～3.5kPa一般工業(yè)用GV□□ 耐振型壓力表 0～0.1MPa、0～200MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa用于強(qiáng)烈振動(dòng)的場(chǎng)合JM□□ 帶微動(dòng)開(kāi)關(guān) 0～1.5MPa、0～100MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa一般工業(yè)用JC□□ 帶觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) 0～1.5kPa、0～70M

12、Pa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa一般工業(yè)用SU□□ 衛(wèi)生型壓力表 0～0.1MPa、0～5MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa食品、化妝品、制藥CD□□ 防爆型帶接點(diǎn)壓力表 0～0.1MPa、0～70MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa,,壓力表的安裝1、測(cè)壓點(diǎn)的選擇，所選擇的測(cè)壓點(diǎn)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)情況。（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、死角或其它易形成漩渦的

13、地方。（2）測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓力點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直，清除鉆孔毛刺。（3）測(cè)量液體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣體，測(cè)量氣體時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道上方，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存液體。2、導(dǎo)壓管鋪設(shè)（1）導(dǎo)壓管粗細(xì)合適，一般內(nèi)徑6～10mm，長(zhǎng)度3～5m。（2）當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加保溫伴熱管線。（3）取壓口到壓力表之間應(yīng)裝切斷閥，應(yīng)靠近取壓口。,,3、壓力表的安裝（1）壓力表應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方

14、。（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和測(cè)壓元件接觸；對(duì)于有腐蝕介質(zhì)時(shí)，應(yīng)加裝充有中性介質(zhì)的隔離罐等。總之，針對(duì)具體情況（如高溫、低溫、腐蝕、結(jié)晶、沉淀、粘稠介質(zhì)等），采取相應(yīng)的防護(hù)措施。       壓力表的連接處應(yīng)加裝密封墊片，一般低于80℃及2MPa壓力用石棉紙板或鋁片，溫度及壓力更高時(shí)（50MPa）用退火紫銅或鉛墊。另外還要考慮

15、介質(zhì)的影響，例如測(cè)氧氣的壓力表不能用帶油或有機(jī)化合物的墊片，否則會(huì)引起爆炸。測(cè)量乙炔壓力時(shí)禁止用銅墊。,,壓力表選用及使用中的注意事項(xiàng)   壓力類(lèi)儀表是常見(jiàn)的計(jì)量器具廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它能直觀地顯示出各個(gè)工序環(huán)節(jié)的壓力變化洞察產(chǎn)品或介質(zhì)流程中的條件形成監(jiān)視生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中的安全動(dòng)向并通過(guò)自動(dòng)連鎖或傳感裝置構(gòu)筑了一道迅速可靠的安全保障為防范事故、保障人身和財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用。 (1)量程：裝在鍋爐、

16、壓力容器上的壓力表，其最大量程（表盤(pán)上刻度極限值）應(yīng)與設(shè)備的工作壓力相適應(yīng)。壓力表的量程一般為設(shè)備工作壓力的1.5 - 3 倍，最好取2 倍。若選用的壓力表量程過(guò)大，由于同樣精度的壓力表，量程越大，允許誤差的絕對(duì)值和肉眼觀察的偏差就越大，則會(huì)影響壓力讀數(shù)的準(zhǔn)確性；反之，若選用的壓力表量程過(guò)小，設(shè)備的工作壓力等于或接近壓力表的刻度極限，則會(huì)使壓力表中的彈性元件長(zhǎng)期處于最大的變形狀態(tài)，易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差增大和使用壽命降低。另外

17、壓力表的量程過(guò)小，萬(wàn)一超壓運(yùn)行，指針越過(guò)最大量程接近零位，而使操作人員產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，造成更大的事故。因此壓力表的使用壓力范圍，應(yīng)不超過(guò)刻度極限的60 - 70 ％。 (2)工作用壓力表的精度是以允許誤差占表盤(pán)刻度極限值的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的。精度等級(jí)一般都標(biāo)在表盤(pán)上，選用壓力表時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的壓力等級(jí)和實(shí)際工作需要來(lái)確定精度。,,(3)表盤(pán)直徑為了使操作人員能準(zhǔn)確地看清壓力值，壓力表的表盤(pán)直徑不應(yīng)過(guò)小，如果壓力表裝得較高或離崗位較遠(yuǎn)，

18、表盤(pán)直徑應(yīng)增大。 (4)壓力表用于測(cè)量的介質(zhì)如果有腐蝕性，那么一定要根據(jù)腐蝕性介質(zhì)的具體溫度、濃度等參數(shù)來(lái)選用不同的彈性元件材料，否則達(dá)不到預(yù)期的目的。 (5)日常重視使用維護(hù),定期進(jìn)行檢查、清洗并做好使用情況記錄。 (6)壓力表一般檢定周期為半年。強(qiáng)制檢定是保障壓力表技術(shù)性能可靠、量值傳遞準(zhǔn)確、有效保證安全生產(chǎn)的法律措施。,,使用與維護(hù) :(1)儀表必須垂直：安裝時(shí)應(yīng)使用17mm 扳手旋緊，不應(yīng)強(qiáng)

19、扭表殼；運(yùn)輸時(shí)應(yīng)避免碰撞。(2)儀表使用宜在周?chē)h(huán)境溫度為-25 - 55 ℃ 。(3)使用工作環(huán)境振動(dòng)頻率＜25 Hz， 振幅不大于1 mm 。(4)使用中因環(huán)境溫度過(guò)高儀表指示值不回零位或出現(xiàn)示值超差，可將表殼上部密封橡膠塞剪開(kāi)，使儀表內(nèi)腔與大氣相通即可。(5)儀表使用范圍，應(yīng)在上限的1 / 3 一2 / 3 之間。(6)在測(cè)量腐蝕性介質(zhì)、可能結(jié)晶的介質(zhì)、粘度較大的介質(zhì)應(yīng)加隔離裝置。,,IP防護(hù)等級(jí)IP（INTERNAT

20、IONALPROTECTION）防護(hù)登記系統(tǒng)是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草的。將儀表依起防塵防濕之特性加以分級(jí)。這里所指的外物含工具，人的手指等均不可接觸到儀表內(nèi)之帶電部分，以免觸電。IP樊護(hù)等級(jí)是由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)數(shù)字表示儀表離塵、防止外物侵入的等級(jí)，第二個(gè)數(shù)字表示儀表防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高，兩個(gè)標(biāo)示數(shù)字所表示的防護(hù)等級(jí)如表一

21、及表二。,,表一：第一個(gè)標(biāo)示特性號(hào)碼（數(shù)字）所指示的防護(hù)程度 第一個(gè)標(biāo)示數(shù)字 防護(hù)等級(jí) 定義0 沒(méi)有防護(hù) 對(duì)外界的人或無(wú)特殊防護(hù) 。1 防止大于50mm的固體物（直徑大于50mm）的外物侵入 。2 防止大于12mm的固體物（直徑大于12mm）外物侵入。3 防止大于2.5mm的固體物侵入 防止直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線或類(lèi)似的細(xì)節(jié)小外物侵入。4 防止大于1.0mm的固體物侵入 防止直徑或厚度大于1.0mm的工具、電線或

22、類(lèi)似的細(xì)節(jié)小外物侵入。5 防塵 完全防止外物侵入，雖不能完全防止灰塵進(jìn)入，但侵入的灰塵量并不會(huì)影響儀表的正常工作。6 防塵 完全防止外物侵入，且可完全防止灰塵進(jìn)入。,,表二：第二個(gè)標(biāo)示特性號(hào)碼（數(shù)字）所指示的防護(hù)程度 第二個(gè)標(biāo)示數(shù)字 防護(hù)等級(jí) 定義0 沒(méi)有防護(hù) 沒(méi)有防護(hù) 。1 防止滴水侵入 垂直滴下的水滴（如凝結(jié)水）對(duì)儀表不會(huì)造成有害影響。2 傾斜15度時(shí)仍可防止滴水侵入 當(dāng)儀表由垂直傾斜至15度時(shí)，滴水對(duì)儀表不會(huì)造成有害影響

23、 。3 防止噴灑的水侵入 防雨，或防止與垂直的夾角小于60度的方向所噴灑的水進(jìn)入儀表造成損害。4 防止飛濺的水侵入 防止個(gè)方向飛濺而來(lái)的水進(jìn)入儀表造成損害。5 防止噴射的水侵入 防止來(lái)自各方向噴嘴射出的水進(jìn)入儀表內(nèi)造成損害。6 防止大浪的侵入 裝設(shè)于甲板上的儀表，防止因大浪的侵襲而進(jìn)入造成損壞。7 防止浸水時(shí)水的侵入 儀表浸在水中一定時(shí)間或水壓在一定的標(biāo)準(zhǔn)以下能確保不因進(jìn)水而造成損壞。8 防止沉沒(méi)時(shí)水的侵入 儀表無(wú)限期的沉沒(méi)

24、在指定水壓的狀況下，能確保不因進(jìn)水而造成損壞。,,電接點(diǎn)壓力表電接點(diǎn)壓力表由測(cè)量系統(tǒng)、指示裝置、磁助電接點(diǎn)裝置、外殼、調(diào)節(jié)裝置及接線盒等組成。當(dāng)被測(cè)壓力作用于彈簧管時(shí)，其末端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形 — 位移，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大后，由指示裝置在度盤(pán)上指示出來(lái)。同時(shí)指針帶動(dòng)電接點(diǎn)裝置的活動(dòng)觸點(diǎn)與設(shè)定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸的瞬時(shí)，致使控制系統(tǒng)接通或斷開(kāi)電路，以達(dá)到自動(dòng)控制和發(fā)信報(bào)警的目的。 在電接點(diǎn)裝置的電接觸信號(hào)針上，裝有可調(diào)節(jié)

25、的永久磁鋼，可以增加接點(diǎn)吸力，加快接觸動(dòng)作，從而使觸點(diǎn)接觸可靠，消除電弧，能有效地避免儀表由于工作環(huán)境振動(dòng)或介質(zhì)壓力脈動(dòng)造成觸點(diǎn)的頻繁關(guān)斷。所以該儀表具有動(dòng)作可靠、使用壽命長(zhǎng)、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)功率較大等優(yōu)點(diǎn)。,,壓力傳感器 壓力傳感器原理 壓力傳感器是壓力檢測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分,由各種壓力敏感元件將被測(cè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成容易測(cè)量的電信號(hào)作輸出,給顯示儀表顯示壓力值,或供控制和報(bào)警使用。 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種

26、傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用,1、應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)用　　力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格

27、和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類(lèi)傳感器。,,在了解壓阻式力傳感器時(shí)，我們首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起

28、產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,,金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如圖所示，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太

29、小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過(guò)高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過(guò)于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。,,電阻應(yīng)變片的工作原理 金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱(chēng)為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：R=ρ·L/S式中：R——金屬導(dǎo)體的電

30、阻值 ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m） S——導(dǎo)體的截面積（cm2） L——導(dǎo)體的長(zhǎng)度（m） 我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，

31、電阻值則會(huì)減小。只要測(cè)出加在電阻的變化（通常是測(cè)量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況,2、電容式差壓變送器,電容式差壓變送器由檢測(cè)元件、法蘭盤(pán)、變換器等三個(gè)主要部分組成。 測(cè)量原理：在法蘭盤(pán)聯(lián)接口PH、PL處引入壓力信號(hào)P1、P2，分別加到測(cè)量膜片的高、低壓端，根據(jù)PH和PL的差壓，使測(cè)量膜片和連接移動(dòng)電極的連接軸產(chǎn)生位移；由于移動(dòng)電極位置的改變，使其和固定電極的相對(duì)位置發(fā)生改變，則移動(dòng)電極和固定電極左右兩邊的電容量產(chǎn)生差

32、動(dòng)變化。變換器將這變化的電容量變換成4～20mADC信號(hào)。這信號(hào)就代表被測(cè)量的工藝介質(zhì)的差壓、壓力、流量、液位等。,,3、擴(kuò)散硅壓力傳感器原理及應(yīng)用工作原理被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，單晶硅片受壓后電阻會(huì)發(fā)生變化，則輸出一個(gè)mV信號(hào)，這個(gè)mV信號(hào)與輸入的壓差成正比，利用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。 。,,

33、4、陶瓷壓力傳感器原理及應(yīng)用　　抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳

34、感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃，而且具有測(cè)量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號(hào)強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國(guó)家有全面替代其它類(lèi)型傳感器的趨勢(shì)，在中國(guó)也越來(lái)越多的用戶(hù)使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。,,壓力/

35、差壓變送器有哪些選型原則？ 在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：一、以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合，必須選用隔離型變送器。 二、在選型時(shí)要考慮它的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。 三、在選型時(shí)要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200℃～400℃，要選用高溫型，否則硅

36、油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹，使測(cè)量不準(zhǔn)。 四、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。從選用變送器測(cè)量范圍上來(lái)說(shuō)，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，最好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會(huì)有保證，對(duì)于微差壓變送器來(lái)說(shuō)更是重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合（液位測(cè)量）需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。,,變送器的二線制和四線制信號(hào)傳輸方式&#

37、160;       二線制傳輸方式中，供電電源、負(fù)載電阻、變送器是串聯(lián)的，即二根導(dǎo)線同時(shí)傳送變送器所需的電源和輸出電流信號(hào)，目前大多數(shù)變送器均為二線制變送器；四線制方式中，供電電源、負(fù)載電阻是分別與變送器相連的，即供電電源和變送器輸出信號(hào)分別用二根導(dǎo)線傳輸。,,兩線制是指現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表聯(lián)系僅用兩根導(dǎo)線，這兩根線既是電源線，又是信號(hào)線。兩線制與三線制  (一根

38、正電源線，兩根信號(hào)線,其中一根共GND)  和四線制(兩根正負(fù)電源線，兩根信號(hào)線,其中一根GND)相比，兩線制的優(yōu)點(diǎn)是：1、不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細(xì)的導(dǎo)線；可節(jié)省大量電纜線和安裝費(fèi)用；2、在電流源輸出電阻足夠大時(shí)，經(jīng)磁場(chǎng)耦合感應(yīng)到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi)的電壓，不會(huì)產(chǎn)生顯著影響，因?yàn)楦蓴_源引起的電流極小，一般利用雙絞線就能降低干擾；兩線制與三線制必須用屏蔽線,屏蔽線的屏蔽層要妥善接地。

39、3、電容性干擾會(huì)導(dǎo)致接收器電阻有關(guān)誤差，對(duì)于4～20mA兩線制環(huán)路，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1～5V）這個(gè)電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤差，因此，可以允許的電線長(zhǎng)度比電壓遙測(cè)系統(tǒng)更長(zhǎng)更遠(yuǎn)；4、各個(gè)單臺(tái)示讀裝置或記錄裝置可以在電線長(zhǎng)度不等的不同通道間進(jìn)行換接，不因電線長(zhǎng)度的不等而造成精度的差異，實(shí)現(xiàn)分散采集，分散式采集的好處就是：分散采集，集中控制....5、將4mA用于零電平，使判斷開(kāi)路與短路或傳感器損壞（0mA狀態(tài)）十分

40、方便。6,在兩線輸出口非常容易增設(shè)一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。,,兩線制電流變送器的6大全面保護(hù)功能：(1)、輸入過(guò)載保護(hù)；(2)、輸出過(guò)流限制保護(hù)；(3)、輸出電流長(zhǎng)時(shí)間短路保護(hù)；(4)、兩線制端口瞬態(tài)感應(yīng)雷與浪涌電流TVS抑制保護(hù)；(5)、工作電源過(guò)壓極限保護(hù)≤35V；(6)、工作電源反接保護(hù)。,,,,,蒸汽管,DN15,,,,,,,,,,100,平衡罐,壓力變送器,φ15,,DN15,排污,壓力變送器

41、安裝圖,,,,壓力變送器安裝說(shuō)明1、取壓點(diǎn)處應(yīng)保證有直管段，兩邊各大于5D(管道通經(jīng))；2、在蒸汽管道上取壓時(shí)，應(yīng)在管道的側(cè)面安裝引壓管；3、平衡罐應(yīng)安裝在引壓管的最高點(diǎn)處；4、排污管應(yīng)在靠近變送器引壓管連接處安裝；5、取壓點(diǎn)與變送器的管道距離應(yīng)大于1米；6、變送器的安裝位置應(yīng)低于取壓點(diǎn)的位置。,,變送器的維護(hù)變送器外觀檢查、衛(wèi)生清掃1、檢查變送器外觀，包括銘牌、標(biāo)志、外殼等；外觀應(yīng)整潔,零件完整無(wú)缺，銘牌與標(biāo)志齊全清楚

42、，外殼旋緊蓋好；2 、檢查變送器內(nèi)部，包括電路板、接線端子、表內(nèi)接線、線號(hào)、引出線等；內(nèi)部應(yīng)清潔，電路板及端子固定螺絲齊全牢固，表內(nèi)接線正確，編號(hào)齊全清楚，引出線無(wú)破損或劃痕；3、 檢查變送器接頭螺紋有無(wú)滑扣、錯(cuò)扣，緊固螺母有無(wú)滑絲現(xiàn)象；變送器接頭螺紋應(yīng)無(wú)滑扣、錯(cuò)扣現(xiàn)象，緊固螺母應(yīng)無(wú)滑絲現(xiàn)象；4、用蘸有酒精的白布輕擦電路板、元器件，用抹布清掃殼體衛(wèi)生。變送器內(nèi)外部清潔，無(wú)積灰。,,變送器性能檢查1、密封性檢查：變送器加壓后變送

43、器及其連接部分不得有滲漏和損壞現(xiàn)象；2、 絕緣性能檢查：用兆歐表檢查輸出端子對(duì)外殼電阻、測(cè)量回路對(duì)地電阻；輸出端子對(duì)外殼電阻≥10MΩ，測(cè)量回路對(duì)地絕緣電阻≥20MΩ；3、電源確定是否為24V DC，確認(rèn)電源線及信號(hào)線極性是否正確。4、確認(rèn)壓力管各接口有無(wú)泄漏。,,壓力變送器故障診斷 變送器在測(cè)量過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些故障，故障的及時(shí)判定分析和處理，對(duì)正在進(jìn)行了生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了一些判定分

44、析方法和分析流程。 (1) 調(diào)查法：回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。 (2) 直觀法：觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏，回路的過(guò)熱，供電開(kāi)關(guān)狀態(tài)等。,,(3) 檢測(cè)法：      斷路檢測(cè)：將懷疑有故障的部分與其它部分分開(kāi)來(lái)，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進(jìn)行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊，可將電源從儀表本體

45、上斷開(kāi)，用現(xiàn)場(chǎng)另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號(hào)而干擾通訊。 短路檢測(cè)：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開(kāi)，從一次取壓閥外直接將差壓信號(hào)直接引到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。 替換檢測(cè)：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時(shí)更換一塊，以確定原因。   &

46、#160; 分部檢測(cè)：將測(cè)量回路分割成幾個(gè)部分，如：供電電源、信號(hào)輸出、信號(hào)變送、信號(hào)檢測(cè)，按分部分檢查，由簡(jiǎn)至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。,實(shí)際案例分析壓力系統(tǒng)的故障判斷：1、壓力記錄值突然降到零，而安全閥起跳，為儀表原因。2、壓力波動(dòng)值雖大，但緩慢，一般從工藝方面查原因。3、壓力波動(dòng)雖快，但呈振蕩狀態(tài)，要從參數(shù)整定及儀表方面查原因。4、對(duì)每臺(tái)表的壓力波動(dòng)情況要心中有數(shù)，分清是異常情況還是正常情況，并根據(jù)負(fù)荷、加料

47、、回流、溫度等操作變化，并參照其它工藝參數(shù)，從工藝操作上找原因。,1、檢查顯示儀表輸入信號(hào)2、若使用DCS控制，查輸入接口,關(guān)取壓閥，打開(kāi)排污閥，或松開(kāi)取壓接頭，檢查變送器零位,檢查取壓管線：1、如測(cè)氣體，檢查是否堵、漏、冷凝液2、如測(cè)蒸汽，檢查是否堵、凍、漏。3、如測(cè)液體，檢查是否堵、凍、漏,調(diào)校壓力變送器,工藝因素，和工藝人員商討解決,,,,,,N,N,N,N,,調(diào)校顯示儀表,Y,,調(diào)零點(diǎn),,分別進(jìn)行處理，有保溫的檢查保溫情

48、況,Y,Y,,壓力顯示正常,,,,,,Y,Y,壓力檢測(cè)故障判斷思路,案例1：某煤粉管道壓力正常為10kPa,突然降到5kPa。故障分析：查變送器信號(hào)，計(jì)算確為5kPa，查取樣口，結(jié)果取樣口有煤粉堵塞現(xiàn)象。故障處理：清理干凈后壓力恢復(fù)正常。,案例2：某煤氣管道壓力正常為10kPa,突然降到0。故障分析：查變送器信號(hào)，計(jì)算確為0kPa，查取樣管路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)引壓管積有冷凝液。故障處理：清理干凈后壓力恢復(fù)正常。,案例3：某汽包壓力正常為

49、7MPa, 一次開(kāi)爐后無(wú)顯示。故障分析：開(kāi)爐前操作工對(duì)鍋爐進(jìn)行打壓，為避免損壞變送器，操作工降變送器的一次取樣門(mén)關(guān)閉。故障處理：打開(kāi)一次取樣門(mén)后壓力恢復(fù)正常。,案例4：氧氣壓縮機(jī)后氧氣壓力顯示偏低。故障分析：檢查變送器正常，確與壓力表相比顯示偏低，檢查取樣管路，無(wú)泄漏，后反復(fù)檢查才發(fā)現(xiàn)是變送器排污閥微漏，而壓縮機(jī)房噪音很大，無(wú)法聽(tīng)到泄漏的聲音。故障處理：更換排污閥后壓力恢復(fù)正常。,案例5：某蒸汽管道壓力，中控室顯示與現(xiàn)場(chǎng)壓力顯示