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压力表工作原理

发布时间:2013-09-27

压力表,我们在日常生活、工作中都经常用到,但不知道大家对“压力表工作原理”是否知道呢?本文收集整理了一些资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

压力表


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。

压力表工作原理
 
图1 压力表内部工作原理图

压力表通过表内的敏感元件(波登管、膜盒、波纹管)的弹性形变,再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针,引起指针转动来显示压力。

压力表基本工作原理
       
压力表 是一种以弹簧管为测量元件的指针式测量仪表,普通压力表是用来测量介质的压力量值,其派生的其它多种压力表可用于特殊介质、特殊要求或在特定环境中的 压力测量。精密压力表主要用于校验工业用普通压力表,也可用于在线测量高精度工作介质的压力。
       
压力表的工作原理是: 当被测介质通过接口部件进入弹性敏感元件(弹簧管)内腔时,弹性敏感元件在被测介质压力的作用下其自由端端会产生相应的位移,相应的 位移则通过齿轮传动放大机构和杆机构转换为对应的转角位移,与转角位移同步的仪表指针就会在示数装置的度盘刻线上指示出被测介质的压力。
        
当精密压力表与压力校验仪器设备等成组后,可构成精密压力表标准装置或压力校验装置,操作人员通过将被测对象与精密压力表示值逐一进行比对的方式实现压力 量值的传递或对被测对象的压力校验。

压力表基本结构

在压力测量和压力量值传递领域中,最常用到的仪器仪表无愧应数压力表。因其结构简单、指示直观、性能稳定而得到了广泛的应用。目前,国内各生产厂家的压力表结构大同小异,主要由接口支撑部件、测量机构、传动放大机构和示数装置组成。

图2 压力表基本结构图

仪表的接口支撑部件(见图)包括带有连接螺纹的接口部件、仪表外壳和罩壳;测量机构是由单圈或多圈弹簧管构成,是压力表的核心部件;传动放大机构由齿轮传动机构和杆机构组成,担负 着将弹簧管自由端的位移转换放大的重任,是压力表的关键部件;示数装置则由仪表度盘和指针组成。一般压力表(以下称普通压力表)的指针与精度较高的压力表指针有所区别,精密压力表的指针的指示端为刀形,并配 以镜面度盘以减小示数误差,提高读数精度。精密压力表度盘上的镜面环又有金属镜面和涤纶铂膜镜面之分,金属镜面具有较高的 镜面效果且寿命长、无形变,应用较多。普通压力表的分度刻线均为印制,生产效率较高,精度也完全可以保证。而精密压力表为确保相应精度的分辨率其刻线具有较高的密度。以Φ150mm直径0~1MPa的压力表为例,普 通压力表(1.6级)国标规定是50分格,也就是说,普通压力表的度盘标尺只要51条刻线就可以满足精度要求。而同表径同量程的0.16级精密压力表则必须有401条刻线才能确保其精度分辨率。目前精密压力表度盘上的标尺分度刻线因各厂家生产的精密压力表结构工艺中有四种型式共存:一是借助专用工具手工绘制刻线,其精度和效果可想而知;二是 借助专用刻线机分域刻制度盘刻线,实现了同域均匀分度,具有较好的线性;三是可更改型印制刻线度盘,其材质允许对已印制好的刻线进行少量的刻线重绘,确保了精度却降低了印制刻线的全量程的线性度;最后是均 匀分度印制刻线度盘,其材质不允许对印制刻线进行任何改动,具有良好的全量程线性、刻线清晰、均匀易于维修。应用这种度盘的精密压力表制造工艺要求相对较高,同时要求其弹性元件要具有较好的线性度且对传动 放大机构有较高要求。
       
压力表的安装结构型式通常分为3类共5种。三类为:直接安装式、嵌装式和凸装式;5种型式包括:1.基型(径向直接安装式),2.轴向直接安装式(T型压力表),3.轴向嵌装 式(ZT型压力表-轴向前带边),4.径向嵌装式(TQ型压力表-径向前带边),5.径向凸装式(T型压力表-径向后带边)。所谓前带边和后带边是一种通俗的结构称谓,规范的名称术语是前安装环和后安装环。

压力表构造

溢流孔   

若发生波登管爆裂的紧急情况的时候,内部压力将通过溢流孔向外界释放,防止玻璃面板的爆裂。注:为了保持溢流孔的正常性能,请在表后面留出至少10mm的空间,不要改造或塞住溢流孔。   

指针:   

除标准指针外,其他指针也是可选的。(零调指针最大值指针或设定指针)请在选型表中列出。   

玻璃面板:   

除标准玻璃外,其他特殊材质玻璃,如强化玻璃,无反射玻璃也是可选的。   

性能分类:   

普通型(标准)、蒸汽用普通型(M)、耐热型(H)、耐振型(V)、蒸汽用耐振型(MV)耐热耐振型(HV)。   

处理方式:   

禁油/禁水处理 在制造时除去残留在接液部的水或油。   

外装指定:   

壳体颜色 除标准色以外,请特别注明。   

节流阀:(可选)   

为了减小脉动压力,节流阀安装在压力入口处。   

脉动压力:  

由于发生器中泵的脉动特性,使压力表的特诊曲线振幅较大。这对压力表是非常有害的。   

连接方式:  

本产品连接部有三种连接方式:   

钎焊…用于铜类材质的连接   

银铜钎焊…用于铜类材质和不锈钢材质之间连接   

TIG焊接…用于不锈钢材质之间连接

压力表的选用

压力表的选用应根据使用工艺生产要求,针对具体情况做具体分析。在满足工艺要求的前提下,应本着节约的原则全面综合地考虑,一般应考虑以下几个方面的问题:

一.类型的选用


仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如是否需要远传、自动记录或报警;被侧介质的性质(如被测介质的温度高低、粘度大小、腐蚀性、脏污程度、是否易燃易爆等)是否对仪表提出特殊要求,现场环境条件(如湿度、温度、磁场强度、振动等)对仪表类型的要求等。因此根据工艺要求正确地选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的重要前提。   

例如普通压力表的弹簧管多采用铜合金(高压的采用合金钢),而氨用压力表弹簧管的材料却都采用碳钢(或者不锈钢),不允许采用铜合金。因为氨与铜产生化学反应,会爆炸,所以普通压力表不能用于氨压力测量。   

氧气压力表与普通压力表在结构和材质方面可以完全一样,只是氧用压力表必须禁油。因为油进人氧气系统易引起爆炸。所用氧气压力表在校验时,不能像普通压力表那样采用油作为工作介质,并且氧气压力表在存放中要严格避免接触油污。如果必须采用现有的带油污的压力表测量氧气压力时,使用前必须用四氯化碳反复清洗,认真检查直到无油污时为止。

二.测量范围的确定

为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作,在选择压力表量程时,必须根据被测压力的大小和压力变化的快慢,留有足够的余地,因此,压力表的上限值应该高于工艺生产中可能的最大压力值。根据“化工自控设计技术规定”,在测量稳定压力时,最大工作压力不应超过测量上限值的2/3;测量脉动压力时,最大工作压力不应超过测量上限值的1/2;测量高压时,最大工作压力不应超过测量上限值的3/5。一般被测压力的最小值应不低于仪表测量上限值的1/3。从而保证仪表的输出量与输人量之间的线性关系. 提高仪表测量结果的精确度和灵敏度。   

根据被测参数的最大值和最小值计算出仪表的上、下限后、不能以此数值直接作为仪表的测量范围。我们在选用仪表的标尺上限值时,应在国家规定的标准系列中选取。我国的压力表测量范围标准系列有:-0.1-0.06,0.15;0-1,1.6,2.5,4,6,10X10" MPa(其中n为自然整数.可为正、负值)。

三.精度级的选取

根据工艺生产允许的最大绝对误差和选定的仪表最程、计算出仪表允许的最大引用误差,在国家规定的精度等级中确定仪表的精度。一般来说,所选用的仪表越精密,则测量结果越精确、可靠。但不能认为选用的仪表精度越高越好.因为越精密的仪表一般价格越贵,操作和维护越费事。因此,在满足工艺要求的前提下,应尽可能选用精度较低、价廉耐用的仪表。

综上所述,本文已为讲解压力表工作原理,相信大家对压力表工作原理的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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