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壓力的定義

來源:北京市海昊金祥商貿(mào)有限公司   2013年03月29日 13:50  

 

壓力的定義

 壓力:以壓力零位為基準(zhǔn),高于壓力零位的壓力。 關(guān)系圖

  正壓:以大氣壓力為基準(zhǔn),高于大氣壓力的壓力。

  負(fù)壓(真空):以大氣壓力為基準(zhǔn),低于大氣壓力的壓力。

  差壓:兩個(gè)壓力之間的差值。

  表壓:以大氣壓力為基準(zhǔn),大于或小于大氣壓力的壓力。

  壓力表:以大氣壓力為基準(zhǔn),用于測量小于或大于大氣壓力的儀表。

  壓力表:

  在工業(yè)過程控制與技術(shù)測量過程中,由于機(jī)械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機(jī)械強(qiáng)度以及生產(chǎn)方便等特性,使得機(jī)械式壓力表得到越來越廣泛的應(yīng)用。

  機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管(波登管),膜片,膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。所測量的壓力一般視為相對壓力。一般相對點(diǎn)選為大氣壓力。彈性元件在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形,通過壓力表的齒輪傳動機(jī)構(gòu)放大,壓力表就會顯示出相對于大氣壓的相對值(或高或低)。

  在測量范圍內(nèi)的壓力值由指針顯示,刻度盤的指示范圍一般做成270度。

分類

  壓力表按其測量度,可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測量度等級分別為0.1、0.16、0.25、0.4級;一般壓力表的測量度等級分別為1.0、1.6、2.5、4.0級。

  壓力表按其指示壓力的基準(zhǔn)不同,分為一般壓力表、壓力表、差壓表。一般壓力表以大氣壓力為基準(zhǔn);絕壓表以壓力零位為基準(zhǔn);差壓表測量兩個(gè)被測壓力之差。

  壓力表按其測量范圍,分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測量小于大氣壓力的壓力值;壓力真空表用于測量小于和大于大氣壓力的壓力值;微壓表用于測量小于60000 Pa的壓力值;低壓表用于測量0~6MPa壓力值;中壓表用于測量10~60MPa壓力值;高壓表用于測量100MPa以上壓力值。

  耐震壓力表的殼體制成全密封結(jié)構(gòu),且在殼體內(nèi)填充阻尼油(現(xiàn)在大部分用硅油填充),由于其阻尼作用可以使用在工作環(huán)境振動或介質(zhì)壓力(載荷)脈動的測量場所。

  帶有電接點(diǎn)控制開關(guān)的壓力表可以實(shí)現(xiàn)發(fā)訊報(bào)警或控制功能。

  帶有遠(yuǎn)傳機(jī)構(gòu)的壓力表可以提供工業(yè)工程中所需要的電信號(比如電阻信號或標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號)。

  隔膜表所使用的隔離器(化學(xué)密封)能通過隔離膜片,將被測介質(zhì)與儀表隔離,以便測量強(qiáng)腐蝕、高溫、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力。

  壓力表的彈性元件機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管(波登管)、膜片、膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。敏感元件一般是由銅合金、不銹鋼或由特殊材料制成。  

  彈簧管(波登管)分為C型管、盤簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管,在退火態(tài)具有很高的塑性,經(jīng)壓力加工冷作硬化及定性處理后獲得很高的彈性和強(qiáng)度。彈簧管在內(nèi)腔壓力作用下,利用其所具有的彈性特性,可以方便地將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈晒茏杂啥说膹椥晕灰?。彈簧管的測量范圍一般在0.1MPa ~ 250MPa。 

  膜片敏感元件是帶有波浪的圓形膜片,膜片本身位于兩個(gè)法蘭之間,或焊接在法蘭盤上或其邊緣夾在兩個(gè)法蘭盤之間。膜片一側(cè)受到測量介質(zhì)的壓力。這樣膜片所產(chǎn)生的微小彎曲變形可用來間接測量介質(zhì)的壓力。壓力的大小由指針顯示。膜片與波登管相比其傳遞力較大。由于膜片本身周圍邊緣固定,所以其防振性較好。膜片壓力表可達(dá)到很高的過壓保護(hù)(比如膜片貼附在上法蘭盤上)。膜片還可以加上保護(hù)鍍層以提高防腐性。利用開口法蘭、沖洗、開口等措施可用膜片壓力表測量粘度很大、不清潔的及結(jié)晶的介質(zhì)。膜片壓力表的壓力測量范圍在1600Pa ~ 2.5 MPa。 

      膜盒敏感元件由兩塊對扣在一起的呈圓形波浪截面的膜片組成。測量介質(zhì)的壓力作用在膜盒腔內(nèi)側(cè),由此所產(chǎn)生的變形可用來間接測量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小由指針顯示。膜盒壓力表一般用來測量氣體的微壓,并具有一定程度的過壓保護(hù)能力。幾個(gè)膜盒敏感元件疊在一起后會產(chǎn)生較大的傳遞力來測量極微小的壓力。膜盒壓力表的壓力測量范圍在250Pa ~ 60000Pa。

原理及構(gòu)造

  1.原理:壓力表通過表內(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)動來顯示壓力。

  2.構(gòu)造:

  2.1溢流孔:

  若發(fā)生波登管爆裂的緊急情況的時(shí)候,內(nèi)部壓力將通過溢流孔向外界釋放,防止玻璃面板的爆裂。注:為了保持溢流孔的正常性能,請?jiān)诒砗竺媪舫鲋辽?0mm的空間,不要改造或塞住溢流孔。

  2.2指針:

  除標(biāo)準(zhǔn)指針外,其他指針也是可選的。(零調(diào)指針zui大值指針或設(shè)定指針)請?jiān)谶x型表中列出。

   2.3玻璃面板:

  除標(biāo)準(zhǔn)玻璃外,其他特殊材質(zhì)玻璃,如強(qiáng)化玻璃,無反射玻璃也是可選的。

  3、性能分類:

  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)。

  4、處理方式:

  禁油/禁水處理 在制造時(shí)除去殘留在接液部的水或油。

  5、外裝:

  殼體顏色 除標(biāo)準(zhǔn)色以外,請?zhí)貏e注明。

  6、節(jié)流閥:(可選)

  為了減小脈動壓力,節(jié)流閥安裝在壓力入口處。

  7、脈動壓力:

  由于壓力發(fā)生器中泵的脈動特性,使壓力表的特診曲線振幅較大。這對壓力表是非常有害的。

  8、焊接方式:

  壓力表焊接有三種方式:

  8.1釬焊…用于銅類材質(zhì)的連接

  8.2銀銅釬焊…用于銅類材質(zhì)和不銹鋼材質(zhì)之間連接

  8.3TIG焊接…用于不銹鋼材質(zhì)之間連接

  9. 壓力表術(shù)語

  9.1 正壓與負(fù)壓

  9.2 相對壓力與壓力

  9.3 真空度(如圖)

  9.4 壓力的表示方法

  壓力有兩種表示方法:一種是以真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力,稱為壓力;另一種是以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力,稱為相對壓力。由于大多數(shù)測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力,故相對壓力也稱表壓力。當(dāng)壓力小于大氣壓力時(shí),可用容器內(nèi)的壓力不足一個(gè)大氣壓的數(shù)值來表示。稱為”真空度”。它們的關(guān)系如下:

  壓力=大氣壓力+相對壓力

  真空度=大氣壓力—壓力

  我國法定的壓力單位為Pa(N/㎡),稱為帕斯卡,簡稱帕。由于此單位太小,因此常采用它的106倍單位MPa(兆帕)。

  10.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。測量介質(zhì)的壓力作用在波動管的內(nèi)側(cè),這樣波登管橢圓截面會趨于圓形截面。由于波登管微小變形,形成一定的環(huán)應(yīng)力。此環(huán)應(yīng)力會使波登管向外延伸。由于彈性波登管頭部沒有固定,其就會產(chǎn)生小小變形,其變形的大小取決于測量介質(zhì)的壓力大小。波登管的變形通過機(jī)芯間接地由指針顯示測量介質(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)生的變形可用來間接測量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小由指針顯示。膜盒壓力表一般用來測量氣體的壓力,并能測量微壓、過壓保護(hù)在一定程度上也是可以的。當(dāng)幾個(gè)膜盒敏感元件疊在一起后會產(chǎn)生較大的傳遞力來測量極微小的壓力

 

安裝方式

 

  徑向型:指壓力表的連接口徑與表盤成I型

  軸向型:指壓力表的連接口徑與表盤T型

IP防護(hù)等級

見參考資料

精度等級和誤差計(jì)算

壓力表的精度等級是以它的允許誤差占表盤刻度值的百分?jǐn)?shù)來劃分的,其精度等級數(shù)越大允許誤差占表盤刻度極限值越大。壓力表的量程越大,同樣精度等級的壓力表,它測得壓力值的值允許誤差越大。

經(jīng)常使用的壓力表表盤直徑¢60精度為 2.5 級,表盤直徑¢100/150精度為1.6 、1.0級,膜片壓力表精度為2.5級,精密壓力表的精度為:0.4、0.25級。

壓力表的允許誤差=量程×(±精度等級)

      

例:一個(gè)壓力表的誤差等級是1.6,量程是1Mpa

壓力表的允許誤差=量程×(±精度等級)=1Mpa×±1.6%=±0.016Mpa

 

防腐措施

       1.對一般腐蝕介質(zhì),如果不銹鋼彈簧管能耐1~2年的腐蝕,則可選作氨壓力表,安裝時(shí),導(dǎo)壓管要短,緩沖盤管改用緩沖罐,以防雜質(zhì)堵塞。

  2.如果介質(zhì)對不銹鋼及銅有旨腐蝕,可將緩沖罐改用隔離罐,加入耐腐蝕的隔離液。隔防液的種類可根據(jù)被測介質(zhì)的性質(zhì)選用,但要求使用半年以上不變質(zhì)為好。若普通隔離液都不能適用時(shí),可用氟氯油作隔離液,但價(jià)格很貴,因此隔離罐要做得小,拆裝時(shí)要回收氟油重復(fù)使用。

  3.可采用隔膜式壓力表,目前有鉬2鈦和鉭片,膜片與彈道管之間用甲基硅油傳送壓力,zui小量程可做到0~100kPa,如果膜片材料還不耐腐,則可加一層F46(聚全氟乙丙烯)膜片,但儀表靈敏底有所降低。也可直接用F46作隔離膜片,但要注意介質(zhì)的滲透性,傳遞液可選用氟油,則可起雙重隔離作用

 

校準(zhǔn)

  校準(zhǔn)的基本要求校準(zhǔn)應(yīng)滿足的基本要求如下:1)環(huán)境條件校準(zhǔn)如在檢定(校準(zhǔn))室進(jìn)行,則環(huán)境條件應(yīng)滿足實(shí)驗(yàn)室要求的溫度、濕度等規(guī)定。校準(zhǔn)如在現(xiàn)場進(jìn)行,則環(huán)境條件以能滿足儀表現(xiàn)場使用的條件為準(zhǔn)。2)儀器作為校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)儀器其誤差限應(yīng)是被校表誤差限的1/3~1/10。3)人員校準(zhǔn)雖不同于檢定,但進(jìn)行校準(zhǔn)的人員也應(yīng)經(jīng)有效的考核,并取得相應(yīng)的合格證書,只有持證人員方呆出具校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報(bào)告,也只有這種證書和報(bào)告才認(rèn)為是有效的。
  輪胎壓力表校準(zhǔn)可以找地方計(jì)量所或者第三方校準(zhǔn)單位,如上海計(jì)量所,廣東計(jì)量所,蘇州計(jì)量校準(zhǔn)網(wǎng)等....  ,前提都必須得有國家辦法的CNAS計(jì)量資質(zhì)

選型方式

1、根據(jù)使用環(huán)境和測量介質(zhì)的性質(zhì)選用。

⑴對一般的空氣、水、水蒸汽等介質(zhì)的壓力指示可選用普通彈簧管壓力表。

⑵在大氣腐蝕性較強(qiáng)、粉塵較多和易噴淋液體等環(huán)境惡劣的場合,宜選用密閉式全塑壓力表。

⑶測量氣氨、液氨、氧氣、氯氣、乙炔及堿液等介質(zhì)時(shí),應(yīng)選用壓力表(氨用壓力表、氧氣壓力表等)。

⑷對腐蝕性介質(zhì)(如酸、堿類)的測量,宜選用耐酸壓力表或不銹鋼膜片防腐壓力表;介質(zhì)中含固體顆粒,黏稠液、結(jié)晶,結(jié)疤時(shí),選用膜片壓力表或隔膜壓力表。

⑸對劇烈脈動介質(zhì)或機(jī)械振動較強(qiáng)的場合,應(yīng)選用耐震壓力表或船用壓力表。

2、根據(jù)顯示方式及其他要求選擇壓力表

根據(jù)生產(chǎn)過程對壓力的要求,可選擇現(xiàn)場指示式,記錄式、遠(yuǎn)傳顯示、遠(yuǎn)傳記錄儀;基地式顯示(記錄)控制儀。

3、度等級的選擇

一般測量用壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應(yīng)選用1.6級或2.5級;要求精密測量和效驗(yàn)用壓力表,因選用0.4、0.25或0.16級。

4、測量范圍的選擇

⑴測量穩(wěn)定壓力時(shí),正常操作壓力值應(yīng)在儀表范圍上限值的2/3~1/3。

⑵測量脈動壓力(如泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等出口處壓力)時(shí),正常操作壓力值應(yīng)在儀表測量范圍上限值的1/2~1/3。

⑶測量高、中壓力(大于4Mpa)時(shí),zui大工作壓力不應(yīng)超過儀表測量范圍上限值的3/5。

⑷根據(jù)被測壓力計(jì)算得到儀表上、下限后,還不能以此直接作為儀表的量程,目前我國出廠的壓力表有統(tǒng)一的量程系:1KPa、1.6KPa、2.5KPa、4.0KPa、6.0KPa以及它們的10n倍數(shù)(n為整數(shù)),因此選用儀表量程時(shí),應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值。

5、外型尺寸選擇

⑴在管道和設(shè)備上安裝的壓力表,公稱直徑為Φ100mm或Φ150mm。

⑵在儀表氣動管路及其輔助設(shè)備上安裝的壓力表,公稱直徑為Φ60mm。

⑶安裝在照明較低,位置較高以及不易觀測場合的壓力表,公稱直徑為Φ200mm或Φ250mm。

 

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