工業(yè)儀表及自動化控制模塊一化工檢測儀表項目一壓力檢測課程目標能力（技能）目標1.能對壓力檢測儀表進行選型2.能連接壓力變送器3.能選擇和安裝壓力測量儀表4.能設計壓力控制方案01知識目標021.了解化工單元實訓室乙醇精餾塔的簡單工藝流程介紹及工藝控制要求2.掌握壓力測量的原理及分類3.掌握常用的壓力檢測儀表4.了解壓力變送器的連接方式5.掌握壓力測量儀表的選擇和安裝壓力單位及測壓儀表彈性式壓力計電氣式壓力計電容式壓力變送器智能式變送器壓力計的選用及安裝目錄壓力單位及測壓儀表01壓力單位及測壓儀表1.壓力單位壓力是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。壓力的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）1牛頓的力作用在1平方米面積上所產(chǎn)生的壓力壓力單位及測壓儀表表各種壓力單位換算表壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm2)物理大氣壓/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大氣壓9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501壓力單位及測壓儀表1.壓力單位在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負壓或真空度之分。p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對壓力的零線圖絕對壓力、表壓、負壓（真空度）的關系

當被測壓力低于大氣壓力時，一般用負壓或真空度來表示。壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表按其結(jié)構形式的不同有U形管壓力計、單管壓力計等，流體靜力學原理，壓力——高度

液柱式壓力計彈性式壓力計電氣式壓力計活塞式壓力計優(yōu)點這類壓力計結(jié)構簡單、使用方便缺點其精度受工作液的毛細管作用、密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄，一般用來測量較低壓力、真空度或壓力差。

U型管壓力計單管壓力計壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進行測量的液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計定義

彈性式壓力計是利用各種形式的彈性元件，在被測介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測壓儀表。優(yōu)點具有結(jié)構簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價格低廉、測量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點?？捎脕頊y量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。

壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表（1）彈性元件彈性元件是一種簡易可靠的測壓敏感元件。當測壓范圍不同時，所用的彈性元件也不一樣液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表（2）彈簧管式壓力表液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計

基本測量原理

單圈彈簧管是一根彎成270°圓弧的橢圓截面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，另一端固定在接頭９上。當通入被測的壓力p后，由于橢圓形截面在壓力p的作用下，而彎成圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生擴張變形，使彈簧管的自由端B產(chǎn)生位移。輸入壓力p與彈簧管自由端B的位移成正比。壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表（2）彈簧管式壓力表液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計

在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即當壓力低于或高于給定范圍時，就會破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險。這時就應采用帶有報警或控制觸點的壓力表。

警惕！圖

電接點信號壓力表1，4

—靜觸點；2

—動觸點3

—綠燈；5

—紅燈壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計定義

電氣式壓力計是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進行傳輸及顯示的儀表。

優(yōu)點該儀表的測量范圍較廣，分別可測7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；由于可以遠距離傳送信號，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)壓力自動控制和報警，并可與工業(yè)控制機聯(lián)用。

壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置所組成。常用的信號處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機等。液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表幾種常見的傳感器或變送器——應變片壓力傳感器液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計圖

應變片壓力傳感器示意圖應變片式壓力傳感器利用電阻應變原理構成。被測壓力使應變片產(chǎn)生應變，應變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應變時，其阻值減?。ㄔ黾樱?，通過橋式電路獲得相應的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計或其他記錄儀表顯示出被測壓力。

1—應變筒2—外殼3—密封膜片壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表幾種常見的傳感器或變送器——壓阻式壓力傳感器液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計圖

壓阻式壓力傳感器示意圖

壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應而構成。當壓力發(fā)生變化時，單晶硅產(chǎn)生應變，使直接擴散在上面的應變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信號。壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表幾種常見的傳感器或變送器——電容式壓力變送器液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計

先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進行測量。電容式差壓變送器的結(jié)構可以有效地保護測量膜片，當差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易損壞。圖

電容式差壓變送器1-中心感應膜片2-固定電極3-測量側(cè)4-隔離膜片壓力單位及測壓儀表2.測壓儀表根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量進行測量液柱式壓力計彈性式壓力計

電氣式壓力計活塞式壓力計圖

活塞式壓力計優(yōu)點：測量精度很高，允許誤差可小到0.05%～0.02%。缺點：結(jié)構較復雜，價格較貴。智能式變送器02智能式變送器

智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表?？蛇M行遠程通信利用手持通信器，可對現(xiàn)場變送器進行各種運行參數(shù)的選擇和標定；其精確度高，使用與維護方便。特點智能式變送器

從電路結(jié)構上來看,包括傳感器部件和電子部件兩部分。羅斯蒙特EJA275手操器375手操器智能式變送器

舉例美國費希爾-羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器圖3051C型智能差壓變送器（4～20mA）智能式變送器

圖

手持通信器的連接示意圖3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為275型，帶有鍵盤及液晶顯示器。可以接在現(xiàn)場變送器的信號端子上，就地設定或檢測，也可以在遠離現(xiàn)場的控制室中，接在某個變送器的信號線上進行遠程設定及檢測。實現(xiàn)的功能組態(tài)測量范圍的變更變送器的校準自診斷壓力計的選用及安裝03壓力計的選用及安裝

1.壓力計的選用根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，一般考慮以下幾個問題。

儀表類型的選用

從壓力大小來考慮：小壓力采用液柱式或膜盒式，較大的采用彈簧管。從被測介質(zhì)來考慮：腐蝕性介質(zhì)采用不銹鋼材質(zhì)，氧氣、乙炔等介質(zhì)采用專用的壓力表。測壓介質(zhì)氧氫氨氯乙炔其他可燃性氣體其他惰性氣體或液體色標顏色天藍色綠色黃色褐色白色紅色黑色壓力計的選用及安裝

1.壓力計的選用根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，一般考慮以下幾個問題。

儀表類型的選用

儀表測量范圍的確定

在測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的2/3；測量脈動壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的1/2；測量高壓壓力時，最大工作壓力不應測量上限值的3/5。為了保證測量值的準確度，所測的壓力值不能太接近于儀表的下限值，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/3為宜壓力計的選用及安裝

1.壓力計的選用根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，一般考慮以下幾個問題。

儀表類型的選用

儀表精度級的選取

儀表測量范圍的確定

儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測量誤差來確定的。在滿足工藝要求的前提下，應盡可能選用精度較低、價廉耐用的儀表。重難點舉例某臺往復式壓縮機的出口壓力范圍為25～28MPa，測量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。解由于往復式壓縮機的出口壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為根據(jù)就地觀察及能進行高低限報警的要求，由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為0～60MPa。

由于，故被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。另外，根據(jù)測量誤差的要求，可算得允許誤差為所以，精度等級為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求。選擇的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為0～60MPa，精度等級為1.5級。

舉例如果某反應器最大壓力為0.6MPa，允許最大絕對誤差為±0.02MPa。現(xiàn)用一臺測量范圍為0～1.6MPa，準確度為1.5級的壓力表來進行測量，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺測量范圍為0～1.0MPa，準確度為1.5級的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。

解對于測量范圍為0～1.6MPa，準確度為1.5級的壓力表，允許的最大絕對誤差為1.6×1.5%=0.024(MPa)因為此數(shù)值超過了工藝上允許的最大絕對誤差數(shù)值,所以是不合格的。對于測量范圍為0～1.0MPa，準確度亦為1.5級的壓力表,允許的最大絕對誤差為1.0×1.5%=0.015(MPa)因為此數(shù)值小于工藝上允許的最大絕對誤差,故符合對測量準確度的要求,可以采用。

該例說明了選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值是不適宜的。

壓力計的選用及安裝

2.壓力計的安裝

測壓點的選擇應能反映被測壓力的真實大小。要選在被測介質(zhì)直線流動的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。測量流動介質(zhì)的壓力時，應使取壓點與流動方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設備連接處的內(nèi)壁應保持平齊，不應有凸出物或毛刺。測量液（氣）體壓力時，取壓點應在管道下（上）部，使導壓管內(nèi)不積存氣（液）體。壓力計的選用及安裝

2.壓力計的安裝

導壓管鋪設導壓管粗細要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長度應盡可能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過50m，應選用能遠距離傳送的壓力計。導壓管水平安裝時應保證有1:10～1:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。當被測介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時，必須加設保溫伴熱管線。取壓口到壓力計之間應裝有切斷閥，以備檢修壓力計時使用。切斷閥應裝設在靠近取壓口的地方。壓力計的選用及安裝

2.壓力計的安裝

壓力計的安裝（1）壓力計應安裝在易觀察和檢修的地方。安裝壓力表時，應考慮今后檢修方便，壓