第3部分压力和差压测量及变送(新)

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1、检测技术与仪表检测技术与仪表1 1、压力、压差测量的意义、压力、压差测量的意义工艺要求；工艺要求；保证生产正常进行；保证生产正常进行； 如锅炉的汽包压力、炉膛压力、烟道压力等。如锅炉的汽包压力、炉膛压力、烟道压力等。安全生产需要：防止过压引起破坏或爆炸；安全生产需要：防止过压引起破坏或爆炸；间接测量其他物理量；间接测量其他物理量； 如温度、液位、流量、密度与成分量等。如温度、液位、流量、密度与成分量等。在工业生产中有很重要的地位。在工业生产中有很重要的地位。2 2、压力的概念及单位、压力的概念及单位（1 1）压力）压力 工程上，压力指介质垂直作用于单位面积工程上，压力指介质垂直作用于单位面积上

2、的力（物理学上叫压强）；差压指两个测上的力（物理学上叫压强）；差压指两个测量压力之差值，即压力差。工程习惯叫做差量压力之差值，即压力差。工程习惯叫做差压压。 国际制单位为帕斯卡国际制单位为帕斯卡，简称帕简称帕(Pa)(Pa)：1 1牛顿牛顿力垂直而均匀地作用在力垂直而均匀地作用在1 1平方米的面积上所产生平方米的面积上所产生的压力。的压力。 即：即：1 1帕帕=1=1牛顿牛顿/ /米米2 2。工业上一般用千帕（工业上一般用千帕（kPakPa）或兆帕（）或兆帕（MPaMPa）。）。 1Pa = 101Pa = 10-3 -3 kPa = 10kPa = 10-6 -6 MPaMPa（2 2）压力

3、的单位及换算）压力的单位及换算工程上使用的压力单位：工程上使用的压力单位：工程大气压（工程大气压（kgf/cmkgf/cm2 2）：每平方厘米的面积上垂直作用：每平方厘米的面积上垂直作用1 1千克的力；千克的力；标准大气压标准大气压（760mmHg760mmHg）：标准重力加速度）：标准重力加速度(980.665cm/s(980.665cm/s2 2) )下下, , 13.5951g/cm13.5951g/cm3 3水银水银0 0时时,760mm,760mm水银柱对底面的压力；水银柱对底面的压力；毫米水柱（毫米水柱（mmHmmH2 2O O）：标准状态下）：标准状态下1mm1mm水柱对底面的压

4、力；水柱对底面的压力；毫米汞柱（毫米汞柱（mmHgmmHg）：标准状态下）：标准状态下1mm1mm水银柱对底面的压力；水银柱对底面的压力；巴或毫巴和磅力巴或毫巴和磅力/ /英寸英寸2 2：英美等西方国家常使用。：英美等西方国家常使用。 压力单位间换算详见表压力单位间换算详见表3-13-1。压力压力单位单位帕帕( (PaPa) )工程工程大气压大气压( (kgfkgf/ /cmcm2 2) )标准标准大气压大气压( (atmatm) )毫米水柱毫米水柱( (mmHmmH2 2O O) )毫米汞柱毫米汞柱( (mmHgmmHg) )毫巴毫巴( (mbarmbar) )磅力磅力/ /平方平方英寸英寸

5、( (bfbf/ /inin2 2) )帕帕( (PaPa) )1 11.0197161.01971610105 59.869249.8692410105 51.0197161.01971610101 17.50067.500610103 30.010.011.4504421.45044210104 4工程工程大气压大气压( (kgfkgf/ /cmcm2 2) )98066980661 10.9678410.9678411000010000735.56735.56980.665980.66514.2238914.22389标准标准大气压大气压( (atmatm) )1013251013251

6、.033231.033231 110332.710332.77607601013.251013.2514.695914.6959毫米水柱毫米水柱( (mmHmmH2 2O O) )9.80669.80661.01.010104 49.6789.67810105 51 10.0735560.0735569.806659.8066510102 21.42231.422310103 3毫米汞柱毫米汞柱( (mmHgmmHg) )133.322133.3221.359511.3595110103 31.3161.31610103 313.595113.59511 11.3332241.3332240.

7、019340.01934毫巴毫巴( (mbarmbar) )1001001.0197161.01971610103 39.869239.8692310104 410.1971610.197160.750060.750061 11.4504421.45044210102 2磅力磅力/ /平方平方英寸英寸( (bfbf/ /inin2 2) )6894.96894.90.0703070.0703076.804626.8046210102 2703.07703.0751.71551.71568.94968.9491 1表表3-1 3-1 压力单位换算表压力单位换算表 绝对压力：指物体实际承受的压力。

8、绝对压力：指物体实际承受的压力。 表压表压：高于大气压的绝对压力：高于大气压的绝对压力PaPa与大气压力与大气压力P P0 0之之差差， 即：即： P = Pa - PP = Pa - P0 0 真空度：大气压真空度：大气压P P0 0与低于大气压的绝对压力与低于大气压的绝对压力PaPa之之差，也称负压差，也称负压，即，即 P Ph h = P= P0 0 - Pa - Pa 绝对压力绝对压力PaPa、表压、表压P P、真空度或负压、真空度或负压P Ph h。用一般压力表测得用一般压力表测得如图如图3.13.1。压力测量压力测量: :相对于某个基准来进行；相对于某个基准来进行；压力敏感元件压力

9、敏感元件22弹性膜片感受的是两侧压力之弹性膜片感受的是两侧压力之差，即差，即P P1 1P P2 2，测量的是压力差，称为差压。，测量的是压力差，称为差压。132P1P2 图图3.1 3.1 压力的测量示意图压力的测量示意图1 1高压室；高压室；2 2测压膜片；测压膜片；3 3低压室低压室若若P P2 2=0=0，则测得实际压力，则测得实际压力P P1 1为绝对压力；为绝对压力；若若P2侧通大气，则所测是绝对压力侧通大气，则所测是绝对压力P1 1 与大气压与大气压力之差，即表压；力之差，即表压；各工艺设备和检测仪表通常处于大气之中各工艺设备和检测仪表通常处于大气之中；本身受到大气压力；本身受到

10、大气压力；工程上常采用表压力或真空度来表示压力大小工程上常采用表压力或真空度来表示压力大小。一般地，检测仪所测压力皆是表压或真空度；一般地，检测仪所测压力皆是表压或真空度；无特别说明，以后所提压力，无特别说明，以后所提压力，均指表压均指表压。差压P1P2表压大气压真空绝对压力表压（负压、真空度） 表压、绝表压、绝对压力、大气对压力、大气压以及差压之压以及差压之间的关系如图间的关系如图3.23.2所示所示。图图3.2 3.2 压力的表示类型压力的表示类型 (1) (1) 液柱式压力检测液柱式压力检测 根据流体静力学原理，把被测压力转换成根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度来测量液柱高度来

11、测量。主要仪器：主要仪器：U U形管压力计、单管压力计、斜管微形管压力计、单管压力计、斜管微压计、补偿微压计和自动液柱式压力计等。压计、补偿微压计和自动液柱式压力计等。 3.1.2 3.1.2 压力检测的主要方法和分类压力检测的主要方法和分类方法很多；方法很多；按敏感元件和转换原理不同分为按敏感元件和转换原理不同分为4 4类。类。 (2) (2) 弹性式压力检测弹性式压力检测 根据弹性元件受力变形的原理，将被测压根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移来测量力转换成位移来测量。常用弹性元件：弹簧管、膜片和波纹管等。常用弹性元件：弹簧管、膜片和波纹管等。 (3) (3) 负荷式压力检测负