氣體壓力計

氣體壓力計

氣體壓力計測定氣體壓力的儀器,也可以是測量兩種氣體壓差的差壓計。此處的壓力是指單位面積上承受的壓力,即壓強,故也將它稱作氣體壓強計。

基本介紹

  • 中文名:氣體壓力計
  • 外文名:gas-manometer
  • 用途:測量氣體壓力(壓強)
  • 別名:氣體壓強計
類型,液柱式壓力計,彈性式壓力計,環稱差壓計,選用,安裝,

類型

壓力測量的儀表種類很多,常用的有:液柱式壓力計、彈性式壓力計和差壓計。

液柱式壓力計

液柱式壓力計是以液體靜力學原理為基礎,用液柱重力來平衡被測壓力的儀表,一般採用水銀、水或酒精作為工作液。
常見的液柱式壓力計有U形壓力計、單管壓力計和傾斜微壓計。用於測量低壓、負壓或壓力差。
U形壓力計
用一支彎成“U”形的玻璃管。裡面注入工作介質到管的一半高度左右,測壓時將U形管的一端與被測氣體管道或容器相通,另一端與大氣相通,由U形管兩端液柱之差就可求出被測壓力(表壓)的數值。
單管壓力計
將U形計一側的管子截面放大,改換成大直徑的金屬杯,另一側玻璃管保留。以被測壓力P與杯相通,玻璃管與大氣相通,使用時只需進行一次讀數便可測得壓力P。
傾斜微壓計
將單管壓力計的測量管傾斜放置,使它能測量較小的壓力,就成為傾斜微壓計。

彈性式壓力計

液柱式壓力計,有耐壓低、易破碎、讀數不便、不能遠傳和自動記錄的缺點,使套用受到一定限制。
彈性式壓力計是以彈性元件受壓後產生彈性變形的原理製成的測壓儀表。這種儀表測壓範圍寬、結構簡單牢固可靠、造價低廉、讀數容易及精確度高,因而得以廣泛套用。
彈簧管壓力計
彈簧管壓力計又稱為波爾登管壓力計,如圖所示。其內有一根呈弧狀、截面為扁橢圓形的金屬彈簧管1,管的一端固定在支持器6上並與接頭7相通。另一端用堵頭封高,可以目由移動。
當彈簧管1從接頭7引入壓力時,管內截面由橢圓形趨向於圓形,將弧形彎管略為伸直,使管的自由端產生位移。此位移借連桿5、扇形齒輪4和機心齒輪8所組成的傳動機構轉變成中心齒輪的旋轉角度。中心齒輪的旋轉又帶動裝在中心齒輪軸上的指針3轉動,於是指針在刻度盤上指示出被測壓力值。
膜式壓力計
膜式壓力計可以用來測量氣體的壓力和負壓。根據彈性元件的不同,膜式壓力計可分為膜片式壓力計和膜盒式壓力計兩種。
(1)膜片式壓力計
這種壓力計的彈性元件為波紋金屬片。它的作用原理是基於被測介質通過連線管進入膜室內,由於壓力的作用,迫使膜片產生位移,再經拉桿傳至指針,壓力值在刻度盤上指示出來。
(2)膜盒式壓力計
這種壓力計的彈性元件為錫磷青銅製成的波紋膜盒。被測介質進入膜盒,使膜盒擴張產生位移,從而測出壓力大小。
浮球式壓力計
浮球式壓力計是以壓縮空氣氮氣作為壓力源,以精密浮球處於工作狀態時的球體下部的壓力作用面積為浮球有效面積的一種氣動負荷式壓力計。如右圖所示,精密浮球置於筒形的噴嘴內部,專用砝碼通過砝碼架作用在球體的頂端,噴嘴內的氣壓作用在球體下部,使浮球在噴嘴內飄浮起來。當已知質量的專用砝碼所產生的重力與氣壓的作用力相平衡時,浮球式壓力計便輸出一個穩定而精確的壓力值。
浮球式壓力計浮球式壓力計
浮球式壓力計的砝碼架上增、減砝碼時,將改變測量系統的平衡狀態,致使浮球下降或上升,排入大氣的氣體流量隨即發生改變,浮球下部的壓力則發生變化,流量調節器會及時準確地改變氣體的流入量,使系統重新達到平衡狀態,保持浮球的有效面積恆定,保持輸出壓力與砝碼負荷之間的比例關係。確保了浮球式壓力計的高準確度。
氣體壓力計氣體壓力計
活塞式壓力計相比,浮球式壓力計具有下列特點:
(1)浮球式壓力計內置自動流量調節器,增減砝碼後無須再作任何操作,即可行到精確的輸出壓力。
(2)工作時浮球不下降,可連續穩定地輸出精確的壓力信號;
(3)浮球式壓力計具有流量自行調節功能,其精確度與操作者的技術水平無關;
(4)儀器工作時氣流使浮球懸浮於噴嘴內,球體與噴嘴之間處於非接觸狀態。其摩擦小、重複性好、分辨能力高,且免除了旋轉砝碼的必要。這是浮球式壓力計所獨具的特性;
(5)工作進程中,氣流能不斷地對浮球體進行自清洗,確保了儀器的高可靠性。浮球式壓力計的底盤安裝在一個箱式底座上,底盤即為壓力計的工作檯面。其上設有水平儀和操控閥,其側設有氣源接口,用於壓力計與壓力源的連線。

環稱差壓計

除前述液柱式壓力計可以作差壓計外,在測量中還經常使用環稱式差壓計測量壓差。
環稱差壓計又叫環天平差壓計,可以把它視為會轉動的u型管。差壓計旋轉角度只與差壓有關,而跟環內工作液體的數量和密度無關。而且,周圍環境溫度對儀表的讀數影響不大,也不需要嚴格保持環內液體數量不變。使用中,這種儀表可以根據需要改變其測量範圍,只要改變其重錘的質量就行了。
通過傳動機構,將環的轉角傳給指針,就能指示出差壓的大小。環稱差壓計最適宜測量小差壓,常常與節流裝置配套,用以測量流量。也可以單獨用來測量差壓、壓力。

選用

選用測壓儀表時,應考慮被測介質的壓力大小、被測介質的性質、對測量的要求等來進行選擇。在滿足工藝生產要求韻前提下,儘量選用使用簡單、維修方便、價格低廉的儀表。
選擇壓力計的類型
根據被測介質壓力的大小和對壓力示值的顯示要求及介質的物理、化學性質來選擇壓力計類型。如測量微壓時,顯然不能選用測較大壓力的彈簧管壓力計,而只能採用傾斜微壓計或膜盒壓力計;對於被測介質壓力不太大不要求迅速讀數的,常選用U形壓力計或單管壓力計;壓力在49kPa以上的,一般選用彈簧管壓力計;被測介質壓力較小,又要求能迅速讀取示值的,可選用膜盒壓力計。
若需要觀察壓力的變化情況,應選用記錄式壓力計;若壓力控制要求報警的,可選擇電接點壓力計。
選擇儀表的測量範圍
從提高儀表工作的精確度出發,希望所選用儀表的測量上限與被測壓力接近。但是,萬一被測介質壓力超壓時,就會損壞測壓彈性元件。所以為了保證儀表工作的可靠性,通常對於平靜的測量介質使用在測量上限刻度的1/3~3/4之間。也就是說,所選用的儀表上限刻度值應比被測介質最大壓力大1/4。而對波動較大的被測介質,應使用在所選儀表上限刻度1/3~2/3的壓力範圍內。
選擇儀表的精度等級
壓力計的精度與儀表類型有關,主要根據工藝生產上所允許的誤差要求加以選擇。一般精確度要求高的場合選用l級,其它均為1.5至2.5級。

安裝

壓力計的安裝合理與否,對測量準確性、儀表使用壽命以及維護工作都有一定的影響,因此,在安裝壓力計時必須引起足夠的重視。壓力計的安裝包括取壓裝置、引壓管線和儀表本身的安裝。
取壓裝置的安裝
(1)取壓點的選擇:取壓點應能真正反映被測介質的壓力。要取在被測介質流動的直線管道上,而不能取在管道的急彎、閥門、有渦流、死角等處;取壓點既要滿足工藝生產要求,又要便於儀表人員維修。
(2)取壓裝置的安裝:測量氣體壓力時,取壓裝置一般安裝在水平管道或傾斜管道上部,以避免氣體中水分凝結進入導管,形成水塞,影響測量準確度。
引壓管線的敷設
引壓管線的作用是將被測介質的壓力從取壓裝置傳遞到測壓儀表,並保證不發生滲漏現象。
引壓管線應儘可能敷設得短而直,彎頭少,並且不應有急彎和複雜的彎曲。管線太長或彎頭多,會增加壓力傳遞的滯後性,一般最長不得超過50m。 ·
引壓管線需有一定的斜度。測量氣體壓力時,為了避免管線巾積水影響測量準確度,引壓管應向取壓裝置低傾,傾斜度一般不小於2%。
壓力儀表的安裝
壓力儀表的安裝,除了其位置應滿足儀表所要求的使用環境條件(如溫度、濕度、振動等)外,還應注意:
(1)壓力儀表安裝前必須進行校驗,合格後才能安裝。
(2)安裝地方應便於觀測和檢修,普通壓力儀表的安裝高度與一般人的視線平齊。
(3)壓力儀表應垂直安裝。
(4)考慮必要的防護措施,若測善高溫氣體壓力,為防止測壓元件接觸高溫氣體,應加U形管或盤旋管進行緩衝;若測量腐蝕性氣體壓力,應該設定隔離器。

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