压力表

  仪器仪表 ·  2013-02-22 12:00  ·  13478 次点击
一、压力的定义和分类
压力的定义:这里的压力概念,实际上指的是物理学上的压强,即单位面积上所承受压力的大小。绝对压力:以绝对压力零位为基准,高于绝对压力零位的压力。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。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。
压力表的分类:压力表按其测量精确度,可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级;一般压力表的测量精确度等级分别为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、绝对压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准;绝压表以绝对压力零位为基准;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60000Pa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,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~2.5MPa。?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。
二、选择压力表的测量上限
1.压力表测量上限值的大小是根据弹簧管外廓尺寸、刚度和非线性条件设计的,测量上限值有1×10n、1.6×10n、2.5×10n、4×10n、6×10n五种系列,n是正整数、负整数或零。
2.数字压力表压力范围:-100kPa~2kPa~260MPa。
3.压力表低于1/3量程部分准确度较低,不宜使用。选择测量上限时,为了保证压力表安全可靠地工作,维持其使用寿命,一般应大于最高使用压力的1/3。
4.选择使用范围时,按负荷状况的通用性,应选用全量程的1/3~2/3为宜,因为这一使用范围准确度较高,且在平稳、波动两种负荷下均可使用。使用范围最高不得超过度盘满刻度的3/4。
三、选择压力表的种类
1.用于测量黏稠或酸碱等特殊介质时,应选用不锈钢弹簧管、不锈钢机芯、不锈钢外壳或胶木外壳。按其所测介质不同,在压力表上应有规定的色标,并注明特殊介质的名称,氧气表必须标以红色“禁油"字样。
2.靠墙安装时,应选用有边缘的压力表;直接安装于管道上时,应选用无边缘的压力表;用于直接测量气体时,应选用表壳后面有安全孔的压力表。出于测压位置和便于观察管理的考虑,应选择表壳直径的大小。表边位置和接头位置与表壳公称直径的关系如表2所示。
3.根据压力表的用途可分为普通压力表、氨压力表、氧气压力表、电接点压力表、远传压力表、耐振压力表、带检验指针压力表、双针双管或双针单管压力表、数显压力表、数字精密压力表等。
四、选择压力表的准确度等级
1.压力表的准确度等级是反映被检表与精密表进行比对中,指示值与真实值接近的准确程度。它等于最大基本误差绝对值与测量上限比值的百分数,是依据校验中所产生误差的大小来决定的。
2.我国一般工业用压力表共分为4个准确度等级,符合JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程对压力表拟定的允许误差。这4个准确度等级是:1级、1.6级、2.5级、4级。允许误差(按测量上限的百分数计算)分别为±1%、±1.6%、±2.5%、±4%。
3.我国2005年新的数字压力表检定规程公布实施,符合JJG875-2005《数字压力计检定规程》。规定了压力准确度分别为±0.01%、±0.02%、±0.05%、±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1.0%、±1.6%。例如江苏先行仪表科技有限公司生产的CWY系列数字压力计的等级分别为±0.02%、±0.05%、±0.1%、±0.2%等。
4.合理选择压力表准确度等级的方法,应根据生产工艺、经济实用、检测方法等提出的要求,按被测压力最小值所要求的允许误差来选择准确度等级。
五、选择压力表的质量
1.一般压力表的弹簧管是具有一定横截面形状(常用的有扁平圆和近似椭圆形两种),弯曲成“C"形,而且能满足一定弹性要求的管状弹簧。如果弹簧管太小,就会影响压力表的准确度等级。
2.压力表的示值超过允许误差,就应该调修该表的示值调节螺钉,如果该表没有示值调节螺钉,此表只能判为不合格。
3.压力表表盘分度线应均匀,指针指示端应能覆盖最短分度线长度的1/3~2/3。
4.带有止销的压力表,在无压力或真空时指针应紧靠止销,“缩格"不得超过规定的允许误差。
5.压力表表壳应能保护内部机件不受污染,压力表应装有安全孔,安全孔上需有防尘装置。
6.数字压力表。则要看整体结构的合理性、所选取的材质、电子元器件的老化工艺、长期稳定性等。(附:指针式精密压力表与数字式压力表比较)
六、压力表的安装
1.压力表的安装位置应符合安装状态的要求,表盘一般不应水平放置,安装位置的高低应便于工作人员观测。
2.压力表安装处与测压点的距离应尽量短,要保证完好的密封性,不能出现泄漏现象。
3.在安装的压力表前端应有缓冲器;为便于检验,在仪表下方应装有切断阀;当介质较脏或有脉冲压力时,可采用过滤器、缓冲器和稳压气等。
七、压力表要定期进行检修维护
1.经过一段时间的使用与受压,压力表机芯难免会出现一些变形和磨损,压力表就会产生各种误差和故障。为了保证其原有的准确度而不使量值传递失真,应及时更换,以确保指示正确、安全可靠。
2.压力表要定期进行清洗。因为压力表内部不清洁,就会增加各机件磨损,从而影响其正常工作,严重的会使压力表失灵、报废。
3.在测压部位安装的压力表,根据JJG52-1999规定,它的检定周期一般不超过半年。
4.测压部位介质波动大,使用频繁,准确度要求较高,以及对安全因素要求较严的,可按具体情况将检定周期适当缩短
八、压力(差压)检测仪表的正确选用
压力检测仪表的正确选用主要包括确定仪表的型式、量程、范围、准确度和灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和具有其他功能,如指示、记录、调节、报警等。
选用的主要依据:
1.工艺生产过程对测量的要求,包括量程和准确度。在静态测试(或变化缓慢)的情况下,规定被测压力的最大值选用压力表满刻度值的三分之二;在脉动(波动)压力的情况下,被测压力的最大值选用压力表满刻度值的二分之一。
常用压力检测仪表的准确度等级有0.4级、1.0级、1.5级和2.5级4个级等,应从生产工艺准确度要求和最经济角度选用。仪表的最大允许误差是仪表的量程与准确度等级百分比的乘积,如果误差值超过工艺要求准确度,则需更换准确度高一级的压力仪表。
2.被测介质的性质,如状态(气体、液体)、温度、粘度、腐蚀性、玷污程度、易燃和易爆程度等。如氧气表、乙炔表,带有“禁油”标志,专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等。
3.现场的环境条件,如环境温度、腐蚀情况、振动、潮湿程度等。如用于振动环境条件的防震压力表。
4.适于工作人员的观测。根据检测仪表所处位置和照明情况选用表径(外形尺寸)不等的仪表。
5.量程选择
在测稳定压力时,一般压力表最大量程选择接近或大于正常压力测量值的1.5倍;
在测脉动压力时,一般压力表最大量程选择接近或大于正常压力测量值的2倍;
在测机泵出口压力时,一般压力表最大量程选择接近机泵出口最大压力值;
在测高压压力时,一般压力表最大量程选择应大于最大压力测量值的1.7倍;
为了保证压力测量精度,最小压力测量值应高于压力表测量量程的1/3。
6.型式选择
测压>0.4MPa时,可选用弹簧管压力表;
测压

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