压力测量及变送技术讲义.doc

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1、压力测量及变送目 录一、压力测量基础知识 1、压力测量的意义 2、压力的概念 3、压力测量常用单位 4、压力单位及换算二、压力测量仪表（一）常用基础压力计（二）活塞压力计1、工作原理2、工作范围3、维护保养4、操作技能（三）浮球压力计（四）数字压力计（五）工业压力表 1、结构组成 2、工作原理 3、弹性变形 4、测量要点 5、操作技能三、压力变送器（一）、1151型电容变送器 1、测量原理 2、安装与接线 3、校验与调整（二）、EJA智能变送器 1、工作原理与结构 2、智能变送器的特性（三）、2010TC多变量变送器四、变送器的检定与维护 1、变送器的检定方法 2、变送器的维护技巧五、常见故障

2、与诊断 1、压力变送器常见故障与处理方法 2、差压变送器常见故障与处理方法。第一节 压力测量基础知识 一、压力测量的意义 在工业自动化控制、农业基础建设、建筑、国防以及科学研究的广大领域内，都需要进行压力测量和控制。因此，需要选用正确的压力仪器、仪表来观测和控制压力的大小、变化，以便保证生产、生活和科研工作能够安全、顺利地进行。在各类测量器具中，各种压力仪器仪表是属于量大面广的测量器具，它在国民经济的各个领域内都有着非常广泛的应用。例如：在水利建设中，从筑坝拦水到抽水灌溉，都需用压力仪表来进行测量和控制。在气象工作中，为进行气象条件的分析和天气预报，更是把大气压力的测量数据作为主要的依据之一。

3、在现代工业生产过程中，压力是一个非常重要的参数，它决定了生产过程能否正常的进行，压力与温度、流量、液位一起并称为工业自动化控制的四大要素。例如在合成氨生产中，氢气与氮气在合成塔内合成，压力是决定这个化学反应的主要因素之一，它既影响物料平衡关系，也影响化学反应速度，所以必须严格遵守工艺操作条件，保持一定的压力，才能确保生产正常地进行。近代热力设备趋向于采用高压工质，如果对压力缺乏可靠的检查，可能会使设备损坏，甚至引起设备爆炸事故，直接危及设备和工作人员的安全。例如发电厂的高温高压鼓形锅炉，若没有汽锅压力计和水位计连续监视汽压和水位的变化情况，就很难正确控制给水量，对这类锅炉只要停止半分钟给水，就

4、会使压力突增，如无压力计监视报警，将会发生重大爆炸事故。又如化肥厂多台高压机在运行中需用机油来润滑活动部位，当油泵输出压力下降而未检测到，设备不能及时得到润滑，将使活动部位温度上升而损坏设备。在某些条件下，压力还直接决定设备的经济性，例如汽轮机排汽的真空度，内燃机的排气背压都对设备的效率有重大影响。在国防工业中，导弹、飞船在空气中飞行，必须先进行飞行条件的试验，以测量周围的气流压力对导弹和飞船表面的分布情况，用以确定设计参数。各种飞行器飞行高度的测定，喷气飞机速度的控制，核潜艇的运行和潜水深度的探测，都要用到测量压力的仪表。在常规武器方面，亦需作各种爆破压力的测定，以设计具有高效而又轻便的武器

5、装备。在科学研究方面，压力测量和控制的应用也是十分广泛。如在高温高压的作用下，对各种材料进行处理，从而生产各种新型的高强度材料，如石墨晶体在高温高压作用下，改变相态而形成人造金钢石；人造宝石、碳氐硼等也是经过超高压处理而形成的。在特定的条件下，经过超高压的作用，气态氢可以转变为固态的金属氢，并具有一切金属的性能。同样，非金属的碳，也可以转换为金属性能的碳。所有这些，都必须进行压力的测量与控制。综上所述，压力测量的基本任务，就是要在使用有关压力量值的仪器仪表时，保证其数值的准确可靠。这就需要我们研究压力量值的传递方法，研制各种压力基、标准仪器和工作用仪器，掌握压力仪器的使用和维护方法并能够对其进

6、行修理和改进，从而达到保证安全，提高产品质量的目的。 二、压力的概念1、压力压力是指垂直均匀作用在单位面积上的力，由式（11)计算 P一F/S 式（11) 式中：P压力，Nm2（帕斯卡）。 F垂直作用力，N（牛顿） S受力面积，m2（平方米）。国际单位制中规定的压力单位名称是帕斯卡，简称“帕”，其物理意义是：一牛顿的力垂直均匀地作用在一平方米的面积上产生的压力，用符号Pa表示。帕斯卡，它是在1971年第十四届国际测量大会上批准的具有专门名称的导出单位之一。1984年我国也规定将帕斯卡作为法定的压力计量量单位。从压力的定义已知，压力的单位不是基本单位，而是一个导出单位。它是由质量、长度和时间单位

7、导出的一个单位。1Pa=1N/m2 读作 1帕=1牛/米2从上式（1-1）可以看出，压力P的大小，不仅与作用力F有关，而且与承受力的面积S的大小有关。例如：有一个5牛顿的力作用在一个5平方米的面积上，则根据公式（1-1）得到压力P为1帕斯卡，而同样是5牛顿的力，但作用于1平方米的面积上，根据公式可知压力为5帕斯卡。由此可见，压力是与所承受的面积成反比例；而与所受的力成正比例。又由于帕的单位太小，在实际工作中人们常常使用千帕(kPa)和兆帕(MPa)两种压力单位。它与其他非法定压力单位的换算关系为：(1)标准大气压：是指纬度为45。的海平面上的大气压，又称物理大气压。1atm=101.325kP

8、a (2)工程大气压：等于1 kgf垂直均匀地作用在一平方厘米的面积上产生的压力。1kgfcm2=0.098067MPa； (3)巴(欧洲常用)：1bar=0.lMPa (4)磅英寸(美制)：1bf1n2(psl)=0.00689MPa；14.46 psl=1bar=0.lMPa (5)毫米水柱(在温度为4，重力加速度为9.80665m/s2时)：lmmH20 =9.8l10-6MPa (6)毫米汞柱(在温度为0，重力加速度为9.80665ms2时)：1mmHg=1.33310-4MPa。2、几个不同的压力概念： （1）大气压力大气压力就是地球表面上的空气柱重量所产生的压力。（2）绝对压力以绝

9、对真空为零点起算的压力。（3）表压力 以大气压力为零点起算的、高于大气压力的那部分压力。（测量表压是在绝对压力大于大气压力的条件下进行，当一般压力表的示值为零时，说明此时的绝对压力等于大气压力。） （4）疏空以大气压力为零点起算的、低于大气压力的那部分压力。又可以称为真空压力或负压力。（测量疏空（负压）是在大气压力大于绝对压力的条件下进行） 1-1 绝对压力、大气压力、表压力的关系图在工程技术中，应用压力是多种多样的，有时需要知道绝对压力（或全压力），有时要测量表压力，有时要找出大气压力的压力量值，因为许多问题都与大气压力有关。例如：某管道压力表指示的压力为1.5MPa，当地大气压力为0. 0

10、98 MPa，则管道内绝对压力为1.598MPa。 流体特性及其静力平衡流体是液体和气体的总称。不论是液体还是气体，它们都有一个共同的特性就是：流体不能保持一定的形状，而具有很大的流动性。它只能承受压力，不能承受拉力和切力。当它承受切力时，流体就会流动。由于气体分子之间距离较大，它可以压缩，而液体是不可压缩的。因此通常称气体是可压缩流体，称液体是不可压缩流体。流体与地球之间没有相对运动时，我们称之为流体的静止状态，或叫平衡状态。压力测量的对象就是流体压力，流体静压力有两个重要特性：第一：流体的静压力的方向永远沿着作用面的法线方向。第二：静止流体中任何一点上各方向的流体静压力均相等。研究流体的平

11、衡我们以液体为主，推导结果同样可以应用到未压缩的气体，因为他们的平衡规律是相同的。第二节 压力测量仪表一、常用压强计 压力计的型式繁多，常用的有以下几种液柱压强计液柱压强计是基于流体静力学原理设计的。结构比较简单，精度较高，即可用于测量流体某点的表压，也可用于测量两点的压强差。（1）U形管压强计 U形管压强计 （也即U形管压差计）结构如图2-1所示。玻璃管内充填工作指示液（一般用Hg、H2O、CCl4等密度较大的液体）。使用前工作液处于平衡位置，两边液柱高度相等。 当作用于两端的压强不同时，压强大的一端液柱下降，压强小的一端液柱上升。重新达到平蘅，根据静力学基本原理，可用下式计算两点的压强差P

12、；P=P1-P2=（示-）gh （2-1）式中hU形管两液面的高度差，mm；示U形管中指示液的密度；kg/m3；管路中流体的密度，kg/m3 （2）单管式压强计 单管式压强计是U形压强计的变形，用一只大直径的杯代替U形压强计的一根管，如图2-2所示。测量原理与U形压强计相同，具有方便读数的优点。由于杯的截面积大（一般杯与管截面积之比要等于或大于20倍），所以，在两端作用不同压强时，细管一边的液柱从平衡位置升高h1，杯中工作液下降h2，根据等体积原理，有： h2D2/4=h1d2/4 因：D/d=20,所以h2/h1=1/400即：h2=h1/400 设h1最大为1m，则h2下降2.5mm。相比

13、之下h2可以忽略不计。因此，只读出一边液柱高度即可。压力差p：p=1gR 必须注意，压强较大侧接在杯形一端。 若要准确测量可对R进行校正，方法如下：R=R+h2=R+(D/d)2R=1+(D/d)2R式中 D-杯的直径，mm; d-管子的直径,mm; R-标尺读数，m液柱； R-标尺读数校正后的数值，mm; h2-杯中液面下降，mm.。 以上两种测压方法一般适用于测量低压、负压或压力差。 使用U形管压差计时，应注意先充入指示液（约充至高度的一半处），不得夹有气泡。压差计连接导管中有气泡，每次使用前都要进行排气。如图2-3所示。排气方法：缓慢打开管道上的调节阀后，打开放气阀4、5排除管道中的气体

14、；然后逐步关小U型管压差计上的进口阀，打开平衡夹3和放气夹，以使水流经测压导管由U 形和倒U 形压差计的上部放气管流出，排出测压系统的空气。此时气泡连同水流一起流出，待水流均匀，无气泡夹带，排气操作即完成。待空气排尽后，先关闭U形和倒U形压差计的放气夹，然后再将U形管上的进口阀关闭，将倒U形管放气夹打开，下部排水夹打开，将玻璃管中的水放至适当的液位，再夹紧排水夹和放水夹，夹紧所有压差计上的平衡夹，此时，压差计两臂读数相同，说明系统气已经排完，否则，需要重新排气。（3）倾斜式压差计 倾斜式压差计是把单管压差计或U形管压强计的玻璃管与水平方向做a角度倾斜（如图2-4所示），它使读数放大了I/sin

15、 a倍，即 R=R/sin a （2-4）注意：读取R后带入式2-4中求出R，按P=1gR计算压力差。（4）倒U形管压差计 倒U 形管压强计如图2-5所示。指示液为空气，一般用于流体压差小的场合。使用时也要排气，操作原与U形管压差计相同。压强差可按下式计算：P=P1-P2=(-空气)gRgR （2-5）(5)双液柱压差计 也称微压差计，其结构如图2-6所示。一般用于测量气体压强差的场合。用双液液柱压差计测定的两点压强差，有静力学方程式可知： P=P1-P2=(A-C)gR （2-6） 式中 A指示液A的密度，kg/m3；C指示液C的密度，kg/ m3。当P很小时，为了扩大读数R，减小相对误差，

16、可以通过减小（A-C）来实现。（A-C）愈小，R值愈大（在压力差一定时）。双液液柱压差计装有两种指示液，指示液A和C必须有清晰的分界面，密度相近且互不相溶，而指示液C与被测流体B亦不互溶，工业上长用石蜡油和工业酒精作指示液。实验室中则常用苯甲醇和氯化钙作指示液，其中氯化钙溶液可以用不同的浓度来调节。另外，双液液柱压差计为了读数方便，在U形管的两臂顶端各装有一个扩大室。扩大室内径与U形管内径之比应大于10。这样扩大室的接面积比U形管的截面积大的多，即使U形管内指示液A的液面差R很大，两扩大室内指示液C的液面变化很小，故可忽略其影响，而视为等高。 对于液柱压差计，由于指示液同玻璃管会发生毛细管现象

17、，所以在自制液柱式压强计时，应当选用内径不小于5mm（最好大于8mm）玻璃管，以减少毛细管现象引起的误差。因玻璃管的耐压能力低和长度所限，液柱式压强计一般用语1*105Pa以下的正压或负压（或压量）的场合。二、活塞式压力计活塞式压力计主要用于实验室、计量室作为标准压力表或精密压力变送器的标准仪器，它也可作为压力发生器使用，其基本允许误差为土0. 02(一等)、士0 .05(二等)、0.2(三等)。 1、工作原理 括塞式压力计由测量活塞、专用砝码、压力校验器三个部分组成。压力计通过手轮的转动带动工作活塞移动，压缩工作液体产生压力信号，使油杯中的油压进入导压管路，并通过阀门分别加在测量活塞和被测表

18、中。被测压力由加在活塞上的专用砝码平衡，通过读取砝码的质量就可准确地知道被测压力的大小。 P= m g/ s式中：m砝码的质量，kg g当地重力加速度，ms2 s活塞有效面积，m2；一般为1 cm2。或0.10cm2。 2工作范围 以西安自动化仪表厂Ys系列活塞压力计为例： YS-6： 0.040.6MPa； YS-60: 0.l6.0MPa； YS-250： 0. 525.0MPa； YS一600； 160MPa。 不同的工作范围使用不同的工作液体，对于25MPa以内的压力计使用变压器油；对60MPa以内的压力计使用蓖麻油。 3、维护与保养 (1)专用砝码必须专人保管，同一出厂编号的砝码配套

19、使用，不能更换或混用； (2)活塞表面禁止用手触摸，不能受到磨损、冲击和弯曲，砝码表面涂层不得铲除或增加； (3)使用防尘土措施：在压力计上方加盖布罩； (4)做好防锈工作，长期不用时，可在活塞缸和插塞杆上涂上防锈油(例如无酸的凡士林)。4、操作技能技能-1活塞压力计的操作 (1)将压力计安装在无振动的工作台上。 (2)调整水平，使压力计的水平泡处于中心位置。 (3)检查油量和清洁程度，并排气放空，油量不足时需补充工作油，可先关各接头处的阀门，打开油杯阀门，反时针转动手泵手轮，使测量系统充满油液，然后关闭油杯阀门。 (4)打开测量系统各阀门，转动手轮产生初压，用手转动砝码底盘，使底盘上升，直到

20、与定位指示板的黑线刻度相齐为止。 (5)根据被校压力表各点的示值，增加砝码，并相应地转动手轮，以免底盘下降。操作时，使砝码底盘按30120r/分的转速顺时针方向转动，转动活塞的目的是防止静止液体产生静摩擦，影响准确测量；如果旋转太快，将造成活塞偏歪，磨损活塞。 (6)加装砝码时应先关闭活塞的阀门，以免使砝码突升突降，将砝码放平放稳，防止将砝码甩出。 (7)测量完成后，反时针旋转手轮，逐步卸去砝码，最后开启油杯阀门，并填写检定记录。 三、浮球压力计 浮球压力计是一种微压的压力标准仪器，以氮气或净化压缩空气作为气源，输出准确的气压信号。其工作原理为：浮球压力计由气源、阀门、流量计、浮球、专用砝码，

21、输出压力信号接口等组成。当气流压力大于平衡压力时，浮球就自动上升，增加排气孔的面积，从而使平衡重新得到恢复。浮球在气流作用下能在喷嘴中自动定心，气流均匀地包围浮球，使浮球下部气流处于恒流状态。浮球与喷嘴没有接触，消除了摩擦和滞后现象，产生的标准压力信号经由管路供给被检仪表。 浮球压力计准确度等级为： 士0.02(一等)，工作温度为(20士2)； 0.05(二等)，工作温度为(20士5)。 技能-2浮球压力计操作 (1)将压力计安装在无振动的工作台上。 (2)调整水平，使压力计的水平泡处于中心位置。 (3)将输入、输出气路连接好，气路应严密、不漏。 (4)调整供气气源(大于0.3MPa小于0.8

22、MPa)，打开供气阀门，根据被校准压力各点的示值，增加砝码，压力计输出不同的压力信号，注意不需要旋转砝码。 (5)工作完毕后，逐步卸去砝码，关闭气源，并填写检定记录。 四、数字压力计 数字压力计是利用微处理器将压力信号转换成数字信号的标准压力仪器，用于现场压力变送器、差压变送器参数的准确测量和校准，其准确度等级为0.05。通过更换不同量程的压力传感器模块可以使压力测量范围达到-10160000kPa，以北京康斯特所产的CST2000系列数字压力计为例其示意图见图25。为了获得稳定的压力源，一般数字压力计都配有压力泵，用于产生正压或真空。当与被校表连接好管路后，推动压力泵的手柄进行打压，当压力恒

23、定后，旋转微分筒的手轮进行压力的细微调节，给被校表和标准表一个稳定的压力输出信号。图2-5便携式压力泵 五、压力表 压力表按照用途来分类，又可分为以下几种类型：（一）一般压力表 一般压力表适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固及对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。 （二）隔膜式压力表 隔膜式压力表专供石油、化工、食品等部门生产过程中测量具有腐蚀性、高粘度、易结晶、含有固体状颗粒、温度较高的液体介质的压力。 （三）防爆感应式接点压力表 防爆感应式接点压力表是专用于某些有爆炸危险场所的仪表，该表具有对工艺流程中的流体介质的压力参量进行检测、自动控制、自动报警等功能。 （四）电阻远

24、传压力表 电阻远传压力表适用于测量对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。可以把被测值以电量值传至远离测量点的二次仪表上，以实现集中检测和远距离控制。 弹簧管压力表1、结构组成:弹簧管压力表是最常见的压力测量仪表。它由弹簧管、拉杆、扇形齿轮、中心齿轮、面板、游丝、调整螺钉、指针、接头等组成，如图2-4所示。2、工作原理：弹簧管压力表的测量元件是单簧管，是一根弯成290o圆弧的椭圆形截面的空心金属管。管子的自由端B封闭，管子的另一端固定在接头上，与测压点相连。当弹簧管的固定端通入被测流体后，被测压力由接头9接入，使弹簧管1由自由端B向左变形，自由端B的弹性位移，通过拉杆2使扇行齿

25、轮3作逆时针偏转，指针5通过同心轴的齿轮4的带动而作顺时针偏转，发生弹性形变（伸直或收缩），最小的位移量由封闭的一头带动机械传动装置使指针显示相的压力值。从而再面板刻度6上显示压力数值。弹簧管的自由端位移与被测压力成正比，压力越大，位移越大。游丝7是用来调节、克服因扇行齿轮和中收齿轮的间隙所产生的仪表偏差。改变调节螺丝8位置（即改变机械转动的放大系数）可以实现压力表的量程的调整。3、弹性变形与疲劳（1）弹性变形在弹性极限范围内，弹性元件的变形与压力成正比。当作用压力取消后，弹性元件能恢复到初始尺寸和形状，这种现象称为弹性变形。（2）弹性后效加在弹性元件上的负荷停止或完全 卸荷后，弹性元件不是立

26、即完成相应的变形，而是在一段时间内仍在继续发生变形的现象就叫做弹性元件的弹性后效，它对弹性式仪表的准确度等级起着决定性的作用。（3）弹性滞后（弹性迟滞）加在弹性元件上的负荷在其弹性极限范围内进行缓慢变化时，负载特性曲线与卸载特性曲线不重合的现象，称为弹性元件的弹性滞后（弹性迟滞）。 （4）永久变形（残余变形）有些弹簧管在去消外力后，经过几天的时间仍不能恢复到原来的形状和尺寸，这种现象说明了弹簧管产生了永久变形（残余变形）。这种变形可分为三种情况：A、弹性元件在压力作用下产生变形，当压力除去后，弹性元件不能恢复到原来的形状，这种变形叫塑性变形。B、弹性元件在交变负荷压力作用下，容易产生微小的应力

27、而疲劳，从而造成弹性元件的损坏，在除去负荷后，不能恢复到原来的形状，这种变形叫做疲劳变形。C、弹性元件持续地承受负荷，也会产生疲劳，当除去负荷后，弹性元件不能恢复到原来的形状，这种变形叫弹性元件的蠕变。4、压力表测量要点A、仪表量程选择选用弹簧管压力表时，要注意工作介质的物性和量程，其中量程是测量仪表所能指示的上限值和下限值之差。如测量氨气压力，必须采用不锈钢弹簧管，而不能采用铜质材料的压力表；测量氧气压力时，压力表应严禁粘有油脂。工作介质的物性决定压力表选材。为了保证弹簧元件能在弹性变形的安全范围内可靠的工作，在选择压力表的量程时，必须考虑留有足够的余地。目前常见弹簧压力表的量程有 0.1、

28、0.16、0.25、0.4、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.0、10、16、25、40、60MPa等。一般操作指示值，在被测压力较为稳定的情况下，最大压力值不超过满量程的3/4；在被测压力波动较大的情况下，最大压力值应不超过满量程的2/3。在选用弹簧管压力表时，还要注意所选仪表的准确度。精确度表示仪表测试结果的可靠程度，他用引用误差来表示，因为精确度不仅与绝对误差大小有关，还与该仪表的量程有关。我国仪表规定精确度等级主要有0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.6、2.5、4.0等级。每个精确等级的仪表，其最大引用误差的百分数，其分子不得

29、大于上述规格级别的右侧值，而小于或等于左侧值时则列入更高一级精度等级。例如0.5级的仪表，其最大引用应小于或等于0.5%，如果小于或等于0.2%，应列入0.2级精度等级中，引用误差愈小，精确度愈高。在实际中需要根据允许误差选择仪表时，精度一定高于允许的最大引用误差。例如，允许的最大引用误差若为0.25%，所选仪表的精度应为0.2级。选用精度等级过高，实际上是一种浪费，一般压力表常用2.5级、1.6 级或1.0级。B 介质和使用环境：预先了解工作介质的压强大小，变化范围以及对测量精度的要求，从而选择适当量程和精度级的测量仪表。预先了解工作介质的物性和状态，如：粘度大小，是否具有腐蚀性、温度高低和

30、清洁程度等。了解周围环境情况，如：温度、湿度、振动的情况，以及是否存在腐蚀性气体等。压强信息是否需要远距离传输或记录等。C 测压点选择 测压点必须尽量选在受流体流动干扰最小的地方，如在管线上测压，测压点应该选在离流体上游的管线弯头、阀或其化障碍物4050倍管内径的距离，使紊乱的流线经过该稳定段后在近壁处的流线与管壁面平行，从而避免动能对测量的影响。如条件所限，不能保证（4050）d内的稳定段，可设置整流板或整流管，以消除动能的影响。D 取压孔的影响 测压孔又称取压孔。由于在管道面上开设了测压孔，不可避免地扰乱了她所在流体流动的情况，在流体流过孔时其流线向孔内弯曲，并在孔内引起旋涡，因此，从测压

31、孔引出的静压强和流体真实的静压强存在误差。前人已发现，该误差与孔附近的流体状态有关，也与孔的尺寸、几何形状、孔轴的方向、孔的深度及开孔处壁面的粗糙度有关。实验研究证实，孔径尺寸越大，流线弯曲越严重，误差也越大。从理论上讲，测压孔口越小越好，但孔口太小导致加工困难，且易被污物堵塞，也使测压的动态性能差。一般孔径为0.51.0min，精度要求稍低的场合，可适当放在孔径。一般对壁面的测压孔有如下要求：孔径d3mm;孔的轴线要垂直壁面；孔的边缘不应有毛刺；孔的周围管道壁面要光滑，不应有凹凸部分。因测压是以管壁面上的测压值表示该端面处的静压，为此可该端面装测压环，使各个测压孔相互贯通，借以消除管道端面上

32、各点的静压差或不均匀流动引起的附加误差。测压环的基本形式如图2-8所示，若管道尺寸较小，并且测量精度要求不高时常以单个测压孔代替测压环。测压孔的方位，根据工作介质的情况而定。当工作介质为气体时，一般孔口位于管道的上方；为蒸气时，位于管道的侧面；为液体时，位于与水平轴线成45角处。E 正确的安装和使用引压导管。系测压管或测压孔和压强计之间的连接管道，它的功能是传感压强。在正常状态下，引压导管内的流体是完全静止的，导管内的压强安静力学规律分布，即仅与高度有关。由此可知，测压点处的压强可从压强计的数值求取。为了保证在引压管内不引起二次环流，管径应较细。但细而长的管道，其阻尼作用很大，特别是当测压孔很

33、小时阻尼作用更大，使灵敏度下降。因此，引压管道的长度应尽可能缩短。对于在所测压强为波动较大的场合，为使读书稳定，往往需要利用引压管道的阻尼作用，此时可关小引压管道的测压阀，或将引压导管制作成盘形管。在引压导管工作过程中，必须防止阻塞或泄漏两种情况，否则将回给测量带来很大的误差。测量气体压强时，往往由于液滴或尘埃被带入引起导管阻塞。测量液体压强时，往往引导管内残留空气而被阻塞。为此，引压导管最好能垂直安装或至少不小于1：10的倾斜度，并在最低处集灰集液斗，或在最高出安装放气发阀。引压导管安装时要注意密封性，否则将使测量值较大地偏离真值。 在测量蒸气压强时，为了避免高温蒸气和测量计直接接触，引压导

34、管一般做成2-9所示的形式。该形式广泛应用于弹簧压差计，以保障压强计的精度和使用寿命。除了此形式外，为了减少蒸气中冷凝液收集器。若为腐蚀介质，引压导管上要安装隔离罐，其形式如图2-10所示。在测压点处要安装切断阀（或称测压阀），以便于引压导管和压强计的拆修。对于精度级较高或量程较小的压强计，切断阀可防止压强的突然冲击或过载。在安装液柱式压强计时，要注意安装的垂直度。在使用液柱式压强计时，必需做好引压导管排污或排气工作，读数时视线应与分界面的弯月面相切。5、操作技能技能-3 拆装压力表 (1)关闭压力表截止阀； (2)用活动扳手松动压力表接头，缓慢卸压，使天然气压力为零； (3)继续用扳手卸下压

35、力表，注意不能损坏压力表的接头螺纹 (4)旋转压力表截断阀门手轮，吹扫管内污物，再关闭阀门； (5)选取符合量程范围并检定合格的压力表，配相应的密封垫圈，并涂少量黄油； (6)用扳手安装压力表，并旋紧，注意压力表盘方向为便于压力读数的方向； (7)打开取压阀门，观察压力表指示情况，并进行验漏。 技能-4 选用压力表 (1)根据压力测量的类别选用压力表，如真空表、压力真空表、大气压表等等； (2)根据被测介质的性质选用压力表，如普通压力表、氧气压力表、防硫压力表、蒸汽压力表等； (3)根据工艺条件选择压力表的参数，量程选用规则为：压力稳定时，选最大压力小于34满 量程；压力波动较大时，选最大压力

36、小于23满量程； (4)根据测量要求选用压力表的准确度等级，一般为适用、够用的原则，能用普通压力表则采用普通的压力表；如果对压力测量要求较高，例如需要计算管道储气量的阀室压力，宜选用精密压力表；(5)根据环境条件选用特殊功能的压力表，例如耐腐蚀的压力表、抗震压力表等等。(6)对于需要压力信号远传或报警的场合，宜选用电接点压力表或电远传压力表。第三节 压力变送器 变送器是将被测工艺参数，逋过传感元件的检测、转换部件的信号转换，输出统一的气压或电流信号的仪表。按工作能源可分为气动变送器和电动变送器，按被测参数可分为压力、差压、温度、流量、液位等变送器。本节重点介绍压力变送器 1定义 压力变送器是一

37、种将压力变量转换为可传送的统一输出信号的仪表，而且输出信号与压力变量之间有一定的连续函数关系，通常是线性关系。 2分类 (1)按变量可分为：绝压变送器、表压变送器、差压变送器、正负压变送器。 (2)按信号可分为： 电动变送器：输出010mA或420mA(或15v)的直流信号； 气动变送器：输出20100kPa的气体压力。(3)按工作原理可分为：力(力矩)平衡式(DDZ-lI型、DDZ型)变送器、微位移式(电感式、电容式、应变式、频率式)变送器、智能式变送器等。（4）按照近几年各个厂家新推出的不同型号分：主要有西安仪表厂的ll51电容式变送器、横河川仪的EJA型变送器、霍尼威尔2000型变送器一

38、、ll51电容式变送器 1151电容式变送器是利用电容转换技术测量压力的。它由测量和转换两部分组成，具有精度高、体积小、维护方便、调整简单、单向过载保护特|生好等特点。 1测量部分 测量部分包括电容膜盒，高、低压室和法兰组件等。其测量原理是；利用电容敏感元件的电容量随被测压力的变化而变化的特点而制作的，其结构如图56所示。电容膜盒由固定电极、球面电极、绝缘体等组成。球面电极采用圆形金属薄膜或镀金金属薄膜作为活动电极。当薄膜受压时，它将产生弹性变形(最大位移为0.1mm)，造成薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过转换电路输出420mA的直流电流信号。 图56电容膜盒的结构1电容极板，2一

39、测量膜片 3一刚性绝缘体4一 硅油 5一焊接密封 6-隔离膜片 7一引线 (1)压力一位移转换。活动电极是平膜片，当膜片的位移小于膜片的厚度，并且采用周张紧技术时(膜片绷得很紧的意思)，压力和位移成线性关系： AdKl(pl- P2)=KlP (5-6)式中：d活动电极膜片的中心位移，m； K1比例系数，mkPa； p被测差压力，kPa；P1，P2：为高低压室引入的压力，当进行压力测量时，P2为当地压力。 (2)位移一电容转换。d室固定电极凹面直径很大，可以看成长平行板电容器，其电容为：C=A/ d (57) 式中；c电容，F A电容极板面积，m2； 灌充液的介电常数，Fm； d极板间的距离，

40、m。 从式(57)看出，电容与极板间的位移成反比，不是线性关系，因此必须找到另一种关系才能进行差压的测量。 当差压为零时，活动电极膜片与两边固定电极之间的距离相等，为d。；当被测压力P1和P 2分别作用于活动膜片两边时，差压Ap经硅油传递到测量膜片，引起位移Ad。位移的变化引起两侧电容值的改变. 2转换部分转换部分由振荡电路、解调电路、调零电路、放大电路等组成。其作用是将测量部分所得的差动电容的变化转换成标准电流输出信号，同时，需要完备的零点调整、量程调整、正负迁移、阻尼调整等功能。振荡电路为电容回路提供激励电源，振荡控制器用于保证输出电流的稳定；解调电路用于将电容变化转换成电流的变化放大电路

41、用于放大电流信号；调零电路用于调整放大器的输入电平的偏离；调量程电路用于调反馈量的大小。3、电容变送器的使用 （1）、安装与接线 变送器使用安装支架固定在2in(1in=25.4mm)的管道或墙壁上，安装支架有三种：管装弯支架、管装平支架、板装弯支架，三种支架可满足现场不同的安装需要。变送器的接线端子在电气盒内，拧下接线侧的表盖，上面的端子是信号端子，输出420mADC直流信号，电源正极接“+”端，负极接“-”端。下面是测试端子”TEST”，用于测试或连接指示表头。注意不能将电源信号线接到测试端子，否则将烧坏跨接在测试端子上的一只二极管。如果已经烧坏，可将两测试端子短接，变送器可正常工作。 （

42、2）、校验与调整 零位调整。当压力回零时，变送器输出显示不在零位，就需要做零位调整。零位越高，电流输出越大，计算值越大。 输入变送器压力信号为0MPa，调整变送器外壳铭牌的后面标有“Z”的调节螺钉，直到变送器的输出电流为4mA(顺时针旋转，变送器的输出增大)。 量程调整。当电流最大时，如果变送器输出显示偏离最大值，需要调量程。如果量程被调小，将使输出增大，这是因为，二次仪表显示部分将20mA作为最大值。例如，使用活塞式压力计校准变送器，当达到159MPa时，变送器输出为20mA，而此时，活塞仍未浮起，再施压，活塞浮起，而此时输出为201mA，说明量程偏小，显示值偏大。 在变送器的高压侧输入l0

43、0满量程的压力信号，调整变送器外壳铭牌的后面标有“R”的调节螺钉，直到变送器的输出电流为20mA(逆时针旋转，变送器的输出减小)。如果输出大于20mA(例如为20.lmA)，调零对调量程无影响，但调量程对零点影响较大，影响零点的量为量程调整量的15。所以可将差值乘以过调系数0.25得过调量0.102 5=0.025(mA)，然后调整量程，使变送器的输出达到20mA减去过调量即20- 0.02519.975(mA)。如果变送器输出小于20mA，则需加上过调量，撤除压力信号，进行调零后再升压调整量程。 变送器在温度极限或振动较大的场合工作时，为了不影响仪表的准确测量，可在完成调整后，将调节螺钉稍稍

44、向后倒一些，使得电位器刀口和调节螺钉槽口的表面之间脱离接触。 在零点和量程调整中，由于有机械间隙，改变调整方向可能会出现死区，一般采用在反方向转动前有意使过调大一些的办法来解决。 3、正负零点迁移 不以零压力作为变送器零位输入的调校，称为正负迁移。当要求输入压力低于零压力时需要进行负迁移，当要求输入压力高于零压力时需要进行正迁移。11 51压力变送器正迁移量为500，负迁移量为600%。例如用变送器测量液位就需要进行正负迁移，因为变送器的位置不一定和最低液位一致，当液位最低时，如果变送器输出不为零就需要用零迁移的办法将其迁移掉。当迁移量较大时，需要取下放大电路板，将正负迁移跨接件插到标有“SZ”(正迁移)或“EZ”(负迁移)的位置上。 正迁移(例如530kPa)的办法是：先调校零位和量程(025kPa)，在高压侧加5kPa，再调整零位为4mA，应注意不能再调整量程。 负迁移(例如305kPa)的办法是：先调校零位和量程(025kPa)，在低压侧加30kPa，再调整零位为4mA，注意不能再调整量程。 4线性调整 当仪表线性超差时，可使用放大电路板上线性调节电位器(标有“L”)，其方法是(一般出厂已调整完毕)： (1)输入测量范围的中间压力值，记录实际输出值，并计算出与理论值的差值，