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为什么在山里煮饭很难?其实原因大家都知道——水的沸点和气压有关,气压越低,沸点越低;海拔越高,气压越低,沸点也越低。
那么压力是什么?[这不是生活中的压力]
压力:垂直均匀作用于单位面积上的力,计算公式满足:
压力计算公式
其中P为压强(Pa),F为垂直均匀力(N),S为受力面积(m2)
单位:牛顿/米2(N/m2),简称“帕”,符号“Pa”。
1帕斯卡=1*10-3千帕=1*10-6兆帕
【我们稍后会详细讲解该仪器的各个单元】
被测压力通常可以表示为绝对压力、表压、负压(或真空),它们之间的关系清晰简单,可以用一张图来表示如下:
各种压力与大气压关系图
绝对压力:以绝对零度压力表示的压力。
表压:以大气压为基准表示的压力。P 表压 = P 绝对压力 - P 大压力
负压:被测介质的压力低于大气压力,压力表测量的压力为负压。
真空度:Ptrue=-
通过公式和图片你了解它们之间的关系了吗?!
我们继续,既然有压力,就应该有测量压力的工具,作为仪器人,我们都知道我说的工具就是压力表,不同场合,不同需求使用的压力表当然是不一样的,接下来就是见证奇迹的时刻——压力仪器的分类。
1. 就地压力表
现场压力表又称机械压力表,主要有以下几种类型:
隔膜压力表
波登管就地压力表
隔膜压力表
膜片式就地压力表
测量原理:压力表是利用仪表内部敏感元件的弹性变形,再通过仪表内部的转换机构把压力变形传递给指针,使指针转动来显示压力。如图所示
隔膜压力显示图
波登管压力表
下面是一个更简单的图表:
这里我们就简单讲解一下就地压力表的安装,以后会重点讲解智能压力变送器的安装。
安装要点:
1、测量管道内流动介质压力时,测压点应选择在流动呈线性的直管段内压力的计算公式,避开弯头、分叉处、死角或其他易形成涡流的地方;
2、当压力表用于测量60℃以上介质时,通常在压力表前安装冷凝环或冷凝管;
3、往复式压缩机出口处或压力波动较大的场合,应在引压管上加装阻尼器或采用充油压力表;
4、远传压力变送器不允许与就地压力表共用截止阀和取压口;
5、压力较高场合需加阻尼器;
6、严禁用气焊开取压口,开孔应与管道内壁平齐,无毛刺等。
阻尼器
冷凝弯头
充油防震
对了,有时候我们在现场会用到数字显示的就地压力表,我们称之为电动压力表,其实它的原理和机械式是一模一样的,只是在机械部件上增加了一个电子转换模块,实现了指针式到数显式的转换。
原理:利用转换元件(如某些机电元件)将被测量的压力直接转换成电信号进行测量。
1、弹性元件上装有某些转换装置,用以将弹性元件自由端的位移转换成相应的电信号,如电阻、电感、电容、霍尔板、应变计、振动弦等。
2、非弹性元件构成的快速压力测量元件主要利用某些物体与压力有关的某种物理特性,如压电、压阻、压磁等。
霍尔压力表是一种电气压力表。
压力测量原理:利用霍尔效应传感器(基于半导体材料霍尔效应原理)实现压力-位移-霍尔电势的转换。
霍尔板:是一种半导体或化合物半导体的转换元件。霍尔效应:将霍尔元件置于均匀磁场中,使霍尔板垂直于磁感应强度B方向。沿霍尔板左右纵向端面通以恒定的控制电流I,霍尔板两横向端面间将形成电位差VH,此电位差称为霍尔电位。
线性非均匀磁场
计算公式
结构图
2.智能压力表
光看名字就能猜到这玩意儿有“大脑”,能为客户提供多种服务,比如客户可以自行编辑量程、单位、远程传输等功能,当然它还能根据自身“身体”状况,随时向客户发送维修代码。
特点:具有远程通讯功能
用户可以利用手持通讯器在现场或控制室设置变送器的各项参数。
易于使用和维护
长期稳定工作
压力变送器是一种将压力转换成电信号进行传输和显示的仪器。
智能压力变送器一般由传感器、微处理器、存储器以及模数、数模转换器等组成,分为混合型智能变送器(4~20mA+HART)和全数字智能变送器(总线型智能变送器)两类。
HART协议(智能仪表专用)
FF总线协议(智能仪器专用)
智能压力变送器
智能压力变送器
智能压力变送器
其测量原理主要有两种:硅谐振测量原理和电容测量原理,其实这两种原理就是压力仪表的两大阵营的测量原理。
硅谐振测量原理是日本横河压力表常用的检测方式,电容式测量原理是其他仪表厂家常用的方式,罗斯蒙特压力表在电容式原理的基础上进行了优化改进,传统电容式传感器采用单板电容,而罗斯蒙特电容式传感器采用双板电容,双板电容可以防止压力迟滞、过压迟滞、温度迟滞,从而保证变送器的测量精度和长期稳定性,提供更优的测量性能。
大家了解这两个原理就够了,毕竟现场维修不需要考虑压力表原理的来龙去脉,我们需要知道的是每个压力表的安装、材质、故障代码、防护要求等,后面我会对每个压力表分别讲解。
压力表的附件有三阀组、五阀组等,这里简单介绍一下。
三阀组
五阀组
三阀组安装示意图
三阀组、五阀组投入使用步骤:
1.打开平衡阀,对高压侧和低压侧同时加压。
2.打开高压侧截止阀。
3.关闭平衡阀。
4.打开低压侧截止阀。
注意:打开高低压侧截止阀时,应先将其松开一圈,确认仪表侧连接处无泄漏后,再全开阀门。
三阀和五阀组停用步骤:
1.关闭低压侧截止阀。
2.打开平衡阀。
3.关闭高压截止阀。
4.关闭平衡阀。
注:三阀组的工作原理是防止测量仪表受热或受到单向压力压力的计算公式,防止引压管或隔离罐内的隔离液消失。
3.压力开关
顾名思义,压力开关只能起到开启和关闭的作用,当压力达到危险值时,它们就会起作用。有些参与DCS、SIS和机组联锁,有些则参与报警功能。但有些化工厂使用智能压力变送器作为压力开关,然后在DCS或SIS系统中设置压力报警值或联锁值,这些也起到了压力开关的作用,但价格更昂贵,更安全。
常见的压力开关分为机械式和电子式两大类。
机械压力开关的工作原理是:当测量压力超过额定值时,弹性元件的自由端产生位移,通过杠杆弹簧等机械结构使上端的微动开关动作,改变开关元件的通断状态,输出开关信号。
电子压力开关的工作原理是:利用高精度压力传感器及传输电路将被测量的压力信号转换成电信号并驱动继电器输出开关信号。
电子压力开关
电接点压力开关
差压开关
特征:
压力开关使用的弹性元件有弹簧管、膜片、活塞和波纹管等。
压力开关常用于警报或联锁保护系统。
机械式压力开关的特点是:价格便宜,使用方便,但精度低,使用寿命短,控制点设定复杂不方便。
电子压力开关的特点是:继电器信号输出,上、下限控制点可自由设定,稳定可靠,精度较高;缺点是价格相对较高。
机械压力开关
线路图及内部图
接线图
今天就给大家讲一下压力仪器的分类,仪器的知识点非常多,有些可能我没有提到,请大家多多指教,我会继续给大家带来仪器方面的视频,请大家继续关注。
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