压力测量仪表的原理、分类、选用及常见故障与排除

森风天茂气体 2024-05-03 16:54:37

压力测量仪表是用来检测和测量气体、液体或蒸汽压力的工业自动化仪表,广泛应用于各种工业生产过程控制、机械设备状态监控、科研实验等领域。

根据工作原理,压力测量仪表主要分为以下几类:

1、液柱式压力计:又称U形管压力计,利用液柱高度与所受压力成正比的原理,通过观察液柱上升或下降的高度来判断压力值。这种类型的仪表测量范围有限,主要用于实验室或精度要求不高的场合。

2、弹性式压力计:包括弹簧管压力表(如常见的波登管压力表)和膜片式压力表等,通过弹性元件(如弹簧管、膜片)在被测压力作用下发生弹性变形,进而驱动指针在刻度盘上指示压力值。

3、负荷式压力计:通常是指利用压力引起的机械负荷来测量压力的方法,例如活塞式压力计。活塞压力计通过测量已知面积上的负载力来精确测定压力,常用于校准和标准压力的测量。

4、电测式压力计:这类仪表通过将压力变化转换为电信号来进行测量,例如压阻式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器、热电偶式压力传感器等。它们的输出信号通常为电压、电流或频率,便于远程传输和自动控制系统对接。

此外,压力测量仪表还可以按照测量基准分为一般压力表(测量表压)、绝对压力表(测量相对于绝对真空的压力)和差压表(测量两个压力点之间的压差)。并且,按照测量精度和用途,可以进一步划分为精密压力表和一般压力表等不同类型。

选择压力测量仪表时,需要考虑的因素包括测量范围、精度等级、工作环境(如温度、湿度、腐蚀性、震动等)、信号输出形式(模拟信号或数字信号)、是否需要远程监控以及安装和维护的便捷性等。

1、压力测量仪表的选用是一项细致的工作,需要综合考虑多种因素,以确保所选仪表能够准确、稳定、安全地完成压力测量任务。以下是选用压力测量仪表时需要考虑的关键因素:

2、测量范围:根据实际被测压力的大小选择合适的量程,一般来说,所选仪表的量程上限应高于实际最大工作压力的1.5倍到3倍,以便留有足够的安全裕度和精确读数的空间。

3、精度等级:根据测量精度要求选择相应的精度等级。不同行业的应用有不同的精度需求,例如工业生产过程控制可能接受2.5级或3.0级的压力表,而在实验室或精密测量场合则可能需要更高的精度,如0.1级或0.25级的压力变送器。

4、被测介质性质:考虑介质的物理和化学性质,如温度、粘度、腐蚀性、毒性、易燃易爆性等。对于腐蚀性介质,应选用耐腐蚀材料制成的压力仪表;对于特殊介质如氧气、乙炔等,需要使用专门设计的安全型压力表。

5、工作环境:考虑环境条件,如温度、湿度、振动、冲击、电磁干扰等,选择具有相应防护等级和抗干扰能力的压力仪表。

6、信号输出形式:是否需要远程监控或数据采集,如果需要,应该选择可以输出模拟信号(如4-20mA、0-10V)或数字信号(如RS485、HART协议)的压力变送器。

7、安装方式和连接方式:根据安装位置和空间选择不同的安装方式,如径向安装、轴向安装等,并确保连接方式(螺纹连接、法兰连接等)与现有系统兼容。

8、动态响应要求:若测量对象的压力变化速度快,应选用动态响应性能好的压力传感器或变送器,确保能够实时、准确地捕捉压力变化。

9、经济效益:在满足测量需求的前提下,考虑仪表的成本、寿命、维护费用以及后期校验成本。

综上所述,选用压力测量仪表时,务必结合具体的应用场合、工艺要求、安全规范以及经济效益,进行全面评估后做出最佳选择。

压力测量仪表在使用过程中可能出现多种故障,以下是常见的一些故障及其排除方法:

指针不在零位:原因:弹簧弯管疲劳失去弹性、游丝损坏、连杆松动、三通旋塞堵塞或指针弯曲。排除方法:校正或更换弹簧弯管、修复或替换游丝、紧固松动部件、疏通堵塞部位、矫正指针或更换指针。

指针抖动或呆滞:原因:游丝损坏、中心轴两端弯曲、齿轮啮合不良或摩擦阻力过大。排除方法:检查游丝并修复或更换,校直中心轴,调整齿轮啮合,减少摩擦阻力。

示值误差超差:•原因:仪表未按时校验、量程设置不当、弹簧管材料因温度变化影响其弹性、齿轮磨损或间隙过大。排除方法:立即进行校验,正确设定量程,针对温度变化的影响采取补偿措施,调整或更换磨损的齿轮。

线性误差:原因:长期使用后仪表内部零件配合发生变化,导致示值误差随压力增加不成比例。排除方法:调整扇形齿轮与拉杆的角度或更换受损部件以恢复线性性能。

引压管不合理施工导致的问题:原因:导压管路过长、存在液柱差或响应速度慢。排除方法:缩短导压管长度,合理布设导压管路,必要时加入凝结水负压系统或油真空系统,并确保在同一水平高度,以减少液柱差。

仪表受外界温度影响:原因:环境温度过高或过低,导致弹簧管材料力学性能变化。排除方法:选择具有温度补偿功能的压力表,或在设计中考虑温度变化对仪表性能的影响,适当保温或降温。

仪表安装不合理:原因:与取源点高度不一致,形成液柱差,造成测量误差。排除方法:按照规定要求重新安装,确保仪表与取源点在同一水平线上或采取补偿措施消除液柱差。

压力表内部零件损坏:原因:如游丝绞乱、中心齿轮和扇形齿轮脱开或磨损严重。排除方法:复位或更换游丝,调整齿轮啮合,严重的磨损需更换相应部件。

以上各类故障在排除时,必须遵循正确的操作规程和安全规范,并在必要时借助专业压力表校验器进行校准和调整,确保仪表恢复正常工作状态。

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