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压力的定义

来源:北京市海昊金祥商贸有限公司   2013年03月29日 13:50  

 

压力的定义

 压力:以压力零位为基准,高于压力零位的压力。 关系图

  正压:以大气压力为基准,高于大气压力的压力。

  负压(真空):以大气压力为基准,低于大气压力的压力。

  差压:两个压力之间的差值。

  表压:以大气压力为基准,大于或小于大气压力的压力。

  压力表:以大气压力为基准,用于测量小于或大于大气压力的仪表。

  压力表:

  在工业过程控制与技术测量过程中,由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性,使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。

  机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管),膜片,膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形,通过压力表的齿轮传动机构放大,压力表就会显示出相对于大气压的相对值(或高或低)。

  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。

分类

  压力表按其测量度,可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级;一般压力表的测量度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。

  压力表按其指示压力的基准不同,分为一般压力表、压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准;绝压表以压力零位为基准;差压表测量两个被测压力之差。

  压力表按其测量范围,分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000 Pa的压力值;低压表用于测量0~6MPa压力值;中压表用于测量10~60MPa压力值;高压表用于测量100MPa以上压力值。

  耐震压力表的壳体制成全密封结构,且在壳体内填充阻尼油(现在大部分用硅油填充),由于其阻尼作用可以使用在工作环境振动或介质压力(载荷)脉动的测量场所。

  带有电接点控制开关的压力表可以实现发讯报警或控制功能。

  带有远传机构的压力表可以提供工业工程中所需要的电信号(比如电阻信号或标准直流电流信号)。

  隔膜表所使用的隔离器(化学密封)能通过隔离膜片,将被测介质与仪表隔离,以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。

  压力表的弹性元件机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管)、膜片、膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。敏感元件一般是由铜合金、不锈钢或由特殊材料制成。  

  弹簧管(波登管)分为C型管、盘簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管,在退火态具有很高的塑性,经压力加工冷作硬化及定性处理后获得很高的弹性和强度。弹簧管在内腔压力作用下,利用其所具有的弹性特性,可以方便地将压力转变为弹簧管自由端的弹性位移。弹簧管的测量范围一般在0.1MPa ~ 250MPa。 

  膜片敏感元件是带有波浪的圆形膜片,膜片本身位于两个法兰之间,或焊接在法兰盘上或其边缘夹在两个法兰盘之间。膜片一侧受到测量介质的压力。这样膜片所产生的微小弯曲变形可用来间接测量介质的压力。压力的大小由指针显示。膜片与波登管相比其传递力较大。由于膜片本身周围边缘固定,所以其防振性较好。膜片压力表可达到很高的过压保护(比如膜片贴附在上法兰盘上)。膜片还可以加上保护镀层以提高防腐性。利用开口法兰、冲洗、开口等措施可用膜片压力表测量粘度很大、不清洁的及结晶的介质。膜片压力表的压力测量范围在1600Pa ~ 2.5 MPa。 

      膜盒敏感元件由两块对扣在一起的呈圆形波浪截面的膜片组成。测量介质的压力作用在膜盒腔内侧,由此所产生的变形可用来间接测量介质的压力。压力值的大小由指针显示。膜盒压力表一般用来测量气体的微压,并具有一定程度的过压保护能力。几个膜盒敏感元件叠在一起后会产生较大的传递力来测量极微小的压力。膜盒压力表的压力测量范围在250Pa ~ 60000Pa。

原理及构造

  1.原理:压力表通过表内的敏感元件(波登管、膜盒、波纹管)的弹性形变,再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针,引起指针转动来显示压力。

  2.构造:

  2.1溢流孔:

  若发生波登管爆裂的紧急情况的时候,内部压力将通过溢流孔向外界释放,防止玻璃面板的爆裂。注:为了保持溢流孔的正常性能,请在表后面留出至少10mm的空间,不要改造或塞住溢流孔。

  2.2指针:

  除标准指针外,其他指针也是可选的。(零调指针zui大值指针或设定指针)请在选型表中列出。

   2.3玻璃面板:

  除标准玻璃外,其他特殊材质玻璃,如强化玻璃,无反射玻璃也是可选的。

  3、性能分类:

  普通型(标准)、蒸汽用普通型(M)、耐热型(H)、耐振型(V)、蒸汽用耐振型(MV)耐热耐振型(HV)。

  4、处理方式:

  禁油/禁水处理 在制造时除去残留在接液部的水或油。

  5、外装:

  壳体颜色 除标准色以外,请特别注明。

  6、节流阀:(可选)

  为了减小脉动压力,节流阀安装在压力入口处。

  7、脉动压力:

  由于压力发生器中泵的脉动特性,使压力表的特诊曲线振幅较大。这对压力表是非常有害的。

  8、焊接方式:

  压力表焊接有三种方式:

  8.1钎焊…用于铜类材质的连接

  8.2银铜钎焊…用于铜类材质和不锈钢材质之间连接

  8.3TIG焊接…用于不锈钢材质之间连接

  9. 压力表术语

  9.1 正压与负压

  9.2 相对压力与压力

  9.3 真空度(如图)

  9.4 压力的表示方法

  压力有两种表示方法:一种是以真空作为基准所表示的压力,称为压力;另一种是以大气压力作为基准所表示的压力,称为相对压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力,故相对压力也称表压力。当压力小于大气压力时,可用容器内的压力不足一个大气压的数值来表示。称为”真空度”。它们的关系如下:

  压力=大气压力+相对压力

  真空度=大气压力—压力

  我国法定的压力单位为Pa(N/㎡),称为帕斯卡,简称帕。由于此单位太小,因此常采用它的106倍单位MPa(兆帕)。

  10.弹性敏感元件:波登管、波纹管、 隔膜

  波登管压力表

  波登管敏感元件是弯成圆形,截面积显椭圆形的弹性C形管。测量介质的压力作用在波动管的内侧,这样波登管椭圆截面会趋于圆形截面。由于波登管微小变形,形成一定的环应力。此环应力会使波登管向外延伸。由于弹性波登管头部没有固定,其就会产生小小变形,其变形的大小取决于测量介质的压力大小。波登管的变形通过机芯间接地由指针显示测量介质的压力。

  膜盒压力表

  膜盒敏感元件由两块连接在一起的显圆形波浪的膜片组成。测量介质的压力作用在膜盒腔内侧,由此所产生的变形可用来间接测量介质的压力。压力值的大小由指针显示。膜盒压力表一般用来测量气体的压力,并能测量微压、过压保护在一定程度上也是可以的。当几个膜盒敏感元件叠在一起后会产生较大的传递力来测量极微小的压力

 

安装方式

 

  径向型:指压力表的连接口径与表盘成I型

  轴向型:指压力表的连接口径与表盘T型

IP防护等级

见参考资料

精度等级和误差计算

压力表的精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。压力表的量程越大,同样精度等级的压力表,它测得压力值的值允许误差越大。

经常使用的压力表表盘直径¢60精度为 2.5 级,表盘直径¢100/150精度为1.6 、1.0级,膜片压力表精度为2.5级,精密压力表的精度为:0.4、0.25级。

压力表的允许误差=量程×(±精度等级)

      

例:一个压力表的误差等级是1.6,量程是1Mpa

压力表的允许误差=量程×(±精度等级)=1Mpa×±1.6%=±0.016Mpa

 

防腐措施

       1.对一般腐蚀介质,如果不锈钢弹簧管能耐1~2年的腐蚀,则可选作氨压力表,安装时,导压管要短,缓冲盘管改用缓冲罐,以防杂质堵塞。

  2.如果介质对不锈钢及铜有旨腐蚀,可将缓冲罐改用隔离罐,加入耐腐蚀的隔离液。隔防液的种类可根据被测介质的性质选用,但要求使用半年以上不变质为好。若普通隔离液都不能适用时,可用氟氯油作隔离液,但价格很贵,因此隔离罐要做得小,拆装时要回收氟油重复使用。

  3.可采用隔膜式压力表,目前有钼2钛和钽片,膜片与弹道管之间用甲基硅油传送压力,zui小量程可做到0~100kPa,如果膜片材料还不耐腐,则可加一层F46(聚全氟乙丙烯)膜片,但仪表灵敏底有所降低。也可直接用F46作隔离膜片,但要注意介质的渗透性,传递液可选用氟油,则可起双重隔离作用

 

校准

  校准的基本要求校准应满足的基本要求如下:1)环境条件校准如在检定(校准)室进行,则环境条件应满足实验室要求的温度、湿度等规定。校准如在现场进行,则环境条件以能满足仪表现场使用的条件为准。2)仪器作为校准用的标准仪器其误差限应是被校表误差限的1/3~1/10。3)人员校准虽不同于检定,但进行校准的人员也应经有效的考核,并取得相应的合格证书,只有持证人员方呆出具校准证书和校准报告,也只有这种证书和报告才认为是有效的。
  轮胎压力表校准可以找地方计量所或者第三方校准单位,如上海计量所,广东计量所,苏州计量校准网等....  ,前提都必须得有国家办法的CNAS计量资质

选型方式

1、根据使用环境和测量介质的性质选用。

⑴对一般的空气、水、水蒸汽等介质的压力指示可选用普通弹簧管压力表。

⑵在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合,宜选用密闭式全塑压力表。

⑶测量气氨、液氨、氧气、氯气、乙炔及碱液等介质时,应选用压力表(氨用压力表、氧气压力表等)。

⑷对腐蚀性介质(如酸、碱类)的测量,宜选用耐酸压力表或不锈钢膜片防腐压力表;介质中含固体颗粒,黏稠液、结晶,结疤时,选用膜片压力表或隔膜压力表。

⑸对剧烈脉动介质或机械振动较强的场合,应选用耐震压力表或船用压力表。

2、根据显示方式及其他要求选择压力表

根据生产过程对压力的要求,可选择现场指示式,记录式、远传显示、远传记录仪;基地式显示(记录)控制仪。

3、度等级的选择

一般测量用压力表、膜盒压力表和膜片压力表,应选用1.6级或2.5级;要求精密测量和效验用压力表,因选用0.4、0.25或0.16级。

4、测量范围的选择

⑴测量稳定压力时,正常操作压力值应在仪表范围上限值的2/3~1/3。

⑵测量脉动压力(如泵、压缩机、风机等出口处压力)时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/2~1/3。

⑶测量高、中压力(大于4Mpa)时,zui大工作压力不应超过仪表测量范围上限值的3/5。

⑷根据被测压力计算得到仪表上、下限后,还不能以此直接作为仪表的量程,目前我国出厂的压力表有统一的量程系:1KPa、1.6KPa、2.5KPa、4.0KPa、6.0KPa以及它们的10n倍数(n为整数),因此选用仪表量程时,应采用相应规范或标准中的数值。

5、外型尺寸选择

⑴在管道和设备上安装的压力表,公称直径为Φ100mm或Φ150mm。

⑵在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表,公称直径为Φ60mm。

⑶安装在照明较低,位置较高以及不易观测场合的压力表,公称直径为Φ200mm或Φ250mm。

 

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