彈性式壓力計調(diào)研

1、彈簧式壓力表調(diào)研目錄彈性元件發(fā)展彈簧式壓力表的使用和工作原理常見彈性式壓力表介紹彈簧管壓力計的原理彈簧管壓力計的結(jié)構(gòu)使用說明以及注意事項彈性元件介紹波登管含義Bourdon tubes利用管的彎曲變化或扭轉(zhuǎn)變形測量壓力的彈性敏感元件，又稱彈簧管。波登管的一端固定，一端活動，其截面形狀為橢圓形或扁平形。非圓形截面的管子在其內(nèi)壓力的作用下逐漸脹成圓形，此時活動端產(chǎn)生與壓力大小成一定關(guān)系的位移?；顒佣藥又羔樇纯芍甘緣毫Φ拇笮?。最常用的波登管為C型，此外還有螺旋型、C型組合、麻花型等類型（見圖）。波登管的材料采用銅基或鐵基合金。它與其他壓力敏感元件相比靈敏度小些，常用于測量較大的壓力，往往與其他彈性

2、元件組合使用。1852年E.波登取得波登管的專利權(quán)。至今波登管仍在許多儀器中廣泛應(yīng)用，特別是用于壓力和力的測量方面。單圈彈簧管其圓弧角一般為270，橫截面主要是扁圓形。4.彈簧式壓力表的使用和工作原理 . 概述： 在工業(yè)過程控制與技術(shù)測量過程中，由于機械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機械強度以及生產(chǎn)方便等特性，使得機械式壓力表得到越來越廣泛的應(yīng)用。 工作原理 ： 彈簧管在壓力和真空作用下 ，產(chǎn)生彈性變形引起管端位移，其位移通過機械傳動機構(gòu)進(jìn)行放大，傳遞給指示裝置，再由指針在刻有法定計量單位的分度盤上指出被測壓力或真空量值。彈簧式壓力表的使用和工作原理機械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而

3、產(chǎn)生彈性變形。機械壓力表采用彈簧管（波登管），膜片，膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。所測量的壓力一般視為相對壓力。一般相對點選為大氣壓力。彈性元件在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形，通過壓力表的齒輪傳動機構(gòu)放大，壓力表就會顯示出相對于大氣壓的相對值(或高或低)。 在測量范圍內(nèi)的壓力值由指針顯示，刻度盤的指示范圍一般做成270度。 常用的彈性壓力表1、彈簧管壓力表、彈簧管壓力表 單圈彈簧管壓力表適用場合：測量對銅合金不起腐蝕作用的液體、氣體和蒸汽的壓力。82.膜盒微壓計膜盒壓力表的彈性元件為膜盒，適用于測量空氣或其它無腐蝕性氣體的微壓或負(fù)壓。NoImage3、膜片壓力表 膜片壓力表的彈性元件是膜片

4、，被測介質(zhì)通過接頭或法蘭進(jìn)入膜片室，由于壓力的作用，膜片產(chǎn)生位移，此位移再通過傳動部件（動作過程與彈簧管壓力表同），使指針指示被測壓力值。 常用的膜片壓力表型號有YP型普通膜片壓力表和YPF型耐腐蝕膜片壓力表。10彈簧管壓力計的原理分析 彈性彈性 壓力計是根據(jù)彈性元件受到壓力作用后，所產(chǎn)生壓力計是根據(jù)彈性元件受到壓力作用后，所產(chǎn)生的變形與壓力大小具有一一對應(yīng)的確定關(guān)系的力平衡原理進(jìn)的變形與壓力大小具有一一對應(yīng)的確定關(guān)系的力平衡原理進(jìn)行壓力測量的。行壓力測量的。一：彈性一：彈性元件相關(guān)概念元件相關(guān)概念 1.彈性元件彈性元件 是指在受到外力作用時產(chǎn)生變形，而撤去外力后能夠恢是指在受到外力作用時產(chǎn)生

5、變形，而撤去外力后能夠恢復(fù)原狀的元件復(fù)原狀的元件。彈性元件原理 2.輸出特性輸出特性彈性彈性元件在被測壓力元件在被測壓力px(差壓差壓)的作用下，產(chǎn)生彈性變形，同時它又力圖恢的作用下，產(chǎn)生彈性變形，同時它又力圖恢復(fù)原狀，產(chǎn)生反抗外力作用的彈性力復(fù)原狀，產(chǎn)生反抗外力作用的彈性力F，當(dāng)彈性力與作用力平衡時，變形停，當(dāng)彈性力與作用力平衡時，變形停止。彈性變形與作用力具有一定的關(guān)系，從而得知被測壓力的大小。止。彈性變形與作用力具有一定的關(guān)系，從而得知被測壓力的大小。變形位移變形位移X與彈性力與彈性力F、被測壓力、被測壓力px有如下關(guān)系：有如下關(guān)系： F=f(px) 或或 X=f(px) 以上兩式稱之為

6、彈性元件的輸出特性，簡稱輸出特性。以上兩式稱之為彈性元件的輸出特性，簡稱輸出特性。 二、彈性元件特性1. 不完全彈性特性不完全彈性特性所加壓力超過彈性極限后，元件會出現(xiàn)永久性變形，這一性質(zhì)稱為彈性元件的不完全彈性特性。 為了避免永久性變形，彈性元件的最大壓力計算式： Pb 彈性元件的彈性極限 K 安全系數(shù)，一般取1.52.5。2. 彈性后效及彈性滯后彈性后效及彈性滯后（1）彈性后效彈性后效13KPPbmax 定義：當(dāng)彈性元件所受壓力升高或降低到某一值時，彈性變形不能同時達(dá)到相應(yīng)值，而要經(jīng)過一段時間之后才能達(dá)到應(yīng)有的變形 。 表現(xiàn)：在彈性極限之內(nèi)對彈性元件加壓力，在很快去掉壓力后，彈性元件不能馬

7、上恢復(fù)到原狀，而是殘余一個變形，且這一變形要經(jīng)過一段時間才能消失。彈性后效現(xiàn)象的存在使得壓力有瞬時變化時，儀表示值會產(chǎn)生一定的動態(tài)誤差。（2）彈性滯后）彈性滯后定義：彈性滯后是指給彈性元件加壓力和減壓力時，輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。 表現(xiàn)：在增加到和減小到某一定壓力時，彈性元件的變形量不同。如當(dāng)負(fù)載由小增大到PX時的變形為X1，由大減小到PX時的變形量為X2，則將有一差值XX2X1，該值的存在將使儀表產(chǎn)生變差。14彈性后效及彈性滯后現(xiàn)象同時產(chǎn)生，與彈性元件的材料及加工后的熱處理有關(guān)，也與壓力的最大值有關(guān)。誤差可達(dá)1%1.5%，少數(shù)儀表為0.1%0.2%。(3)彈性模量受溫度的影響彈性模量受溫度

8、的影響 彈性模量隨溫度的變化而變化。一般當(dāng)溫度上升時彈性模量變小，從而使儀表呈現(xiàn)正的測量誤差。 即：T K （4）剛度與靈敏度）剛度與靈敏度 剛度剛度是使彈性元件產(chǎn)生單位變形所需要的負(fù)荷。 靈敏度靈敏度是在單位負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形。 剛度大的彈性元件，其靈敏度小，適用于大量程測壓儀表；剛度小的彈性元件，易于制成檢測微小波動壓力的儀表。 剛度和靈敏均為常數(shù)。15彈簧式壓力計的結(jié)構(gòu)彈簧管壓力表是一種應(yīng)用非常廣泛的壓力表，通常用于測量真空或彈簧管壓力表是一種應(yīng)用非常廣泛的壓力表，通常用于測量真空或0.11000Mpa的壓力。的壓力。 彈簧彈簧管是壓力表中的敏感元件，它是一根彎成圓弧形或螺旋形的金屬管

9、是壓力表中的敏感元件，它是一根彎成圓弧形或螺旋形的金屬管，管子截面是扁圓形或橢圓形的。管，管子截面是扁圓形或橢圓形的。 彈簧管的開口固定在儀表的接頭座上，稱為固定端，被測介質(zhì)由固定彈簧管的開口固定在儀表的接頭座上，稱為固定端，被測介質(zhì)由固定端引入彈簧管內(nèi)。彈簧管的另一端封閉，稱為自由端，自由端與儀表的機端引入彈簧管內(nèi)。彈簧管的另一端封閉，稱為自由端，自由端與儀表的機械傳動機構(gòu)相連。當(dāng)彈簧管壓力表內(nèi)通入被測介質(zhì)時，彈簧管受壓變形，械傳動機構(gòu)相連。當(dāng)彈簧管壓力表內(nèi)通入被測介質(zhì)時，彈簧管受壓變形，自由端位移，再通過機械傳動機構(gòu)帶動壓力表的指針偏轉(zhuǎn)，指示被測介質(zhì)自由端位移，再通過機械傳動機構(gòu)帶動壓力表

10、的指針偏轉(zhuǎn)，指示被測介質(zhì)的壓力。的壓力。彈簧式壓力計的結(jié)構(gòu)當(dāng)彈簧管中通入正壓時（大于大氣壓），彈簧管的截面是橢圓形的，和方形管變形相似，橢圓形截面有變成圓形的趨勢，即長軸變短和短軸變成長。彈簧管在通入正壓時的變形是自由端外伸。同理可以理解當(dāng)通入的壓力是負(fù)壓時,自由端會向內(nèi)移動。彈簧管的中心角變化就代表外界壓力的變化。越大同樣壓力引起的中心角變化就越大,所以要提高測量的靈敏度可以使用多圈彈簧管壓力表；另外與b也成正方向變，即彈簧管越扁通入壓力后變形越明顯。常見的彈簧式壓力計單圈彈簧管壓力表是電廠中常見的一單圈彈簧管壓力表是電廠中常見的一種壓力表，其機械傳動有兩種形式，種壓力表，其機械傳動有兩種形

11、式，一種是杠桿傳動。這種彈簧管自由端一種是杠桿傳動。這種彈簧管自由端的位移通過杠桿直接帶動指針轉(zhuǎn)動，的位移通過杠桿直接帶動指針轉(zhuǎn)動，指針的最大轉(zhuǎn)角為指針的最大轉(zhuǎn)角為1800，通常為，通常為900。這種壓力表結(jié)構(gòu)簡單、抗振性能好、這種壓力表結(jié)構(gòu)簡單、抗振性能好、適合于測量脈動壓力，但受轉(zhuǎn)角偏小適合于測量脈動壓力，但受轉(zhuǎn)角偏小的限制靈敏度不高。的限制靈敏度不高。常見的彈簧壓力計 第二第二種種是利用齒輪傳動，。彈簧管的是利用齒輪傳動，。彈簧管的自由端通過拉桿自由端通過拉桿4帶動扇形齒輪帶動扇形齒輪5轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動，扇形齒輪推動和指針固定在一個軸上扇形齒輪推動和指針固定在一個軸上的小齒輪的小齒輪10轉(zhuǎn)動，

12、指針在標(biāo)尺上指示轉(zhuǎn)動，指針在標(biāo)尺上指示被測壓力。游絲被測壓力。游絲6用來消除齒輪傳動間用來消除齒輪傳動間隙引起的示值變差。這種壓力表不適隙引起的示值變差。這種壓力表不適用于測量波動大的壓力。用于測量波動大的壓力。使用說明1.彈性壓力表的量程選擇彈性壓力表的量程選擇 使用彈性壓力表測量壓力，首先要根據(jù)生產(chǎn)過程提出的技術(shù)要求，合理使用彈性壓力表測量壓力，首先要根據(jù)生產(chǎn)過程提出的技術(shù)要求，合理地選擇壓力表的型號、量程和精度等級。我國的測壓儀表標(biāo)尺上限的刻度地選擇壓力表的型號、量程和精度等級。我國的測壓儀表標(biāo)尺上限的刻度值為值為1.010N、1.610N、2.510N、4.010N、6.310NMPa

13、。 為了保證彈性元件在彈性形變的安全范圍內(nèi)工作，選擇壓力表量程時，為了保證彈性元件在彈性形變的安全范圍內(nèi)工作，選擇壓力表量程時，要考慮被測測壓力的變化情況。要考慮被測測壓力的變化情況。 一般在被測壓力較穩(wěn)定的情況下，被測壓力的最大數(shù)值不應(yīng)超過儀表量一般在被測壓力較穩(wěn)定的情況下，被測壓力的最大數(shù)值不應(yīng)超過儀表量程上限的程上限的2/3。若被測壓力波動較大時，則被測壓力的最大數(shù)值應(yīng)不高于儀。若被測壓力波動較大時，則被測壓力的最大數(shù)值應(yīng)不高于儀表量程上限的表量程上限的1/2。同時，為了保證測量的準(zhǔn)確度，被測壓力的最小數(shù)值應(yīng)。同時，為了保證測量的準(zhǔn)確度，被測壓力的最小數(shù)值應(yīng)不低于儀表示值范圍的不低于儀表

14、示值范圍的1/3。即被測壓力。即被測壓力p應(yīng)滿足下列范圍：應(yīng)滿足下列范圍：測量平穩(wěn)壓力測量平穩(wěn)壓力 測量波動壓力測量波動壓力 2.彈性壓力表的精度等級彈性壓力表的精度等級 測壓儀表的精度等級是按國家標(biāo)準(zhǔn)系列化規(guī)定和儀表的質(zhì)量確定的。目測壓儀表的精度等級是按國家標(biāo)準(zhǔn)系列化規(guī)定和儀表的質(zhì)量確定的。目前我國規(guī)定的精度等級，標(biāo)準(zhǔn)儀表前我國規(guī)定的精度等級，標(biāo)準(zhǔn)儀表0.05,0.1,0.16,0.2,0.25,0.35；工業(yè)儀表有；工業(yè)儀表有0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。實際選用時應(yīng)按被測參數(shù)的測量誤差要求和儀表的等。實際選用時應(yīng)按被測參數(shù)的測量誤差要求和儀表的量程范圍來確定。量程范圍來確定。

15、壓力表的安裝： 1 壓力表的安裝位置應(yīng)符合安裝狀態(tài)的要求，表盤不應(yīng)水平放置，安裝位置的高低應(yīng)便于工作人員觀測。 2 壓力表安裝處與測壓點的距離應(yīng)盡量短，要保證完好的密封性，不能出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。 3 在安裝的壓力表前端應(yīng)有緩沖彎或者冷凝器；為便于檢驗，在儀表下方應(yīng)裝有截止閥；當(dāng)介質(zhì)較臟或有脈沖壓力過高時，可采用過濾器、緩沖器和穩(wěn)壓氣等。 4 壓力表應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。 5 安裝地點應(yīng)力求避免振動和高溫影響。 6測量蒸汽壓力時應(yīng)加裝冷凝圈，以防止高溫蒸汽直接和測壓元件接觸；對于有腐蝕介質(zhì)時，應(yīng)加裝充有中性介質(zhì)的隔離罐等。總之，針對具體情況（如高溫、低溫、腐蝕、結(jié)晶、沉淀、粘稠介質(zhì)等），采取相

16、應(yīng)的防護措施。壓力表的安裝： 壓力表的連接處應(yīng)加裝密封墊片，一般低于80及2MPa壓力用石棉紙板或鋁片，溫度及壓力更高時（50MPa）用退火紫銅或鉛墊。平常用得最多的就是用聚四氟乙稀墊。另外還要考慮介質(zhì)的影響，例如測氧氣的壓力表不能用帶油或有機化合物的墊片，否則會引起爆炸。測量乙炔壓力時禁止用銅墊。 注意事項壓力表要定期進(jìn)行檢修維護壓力表要定期進(jìn)行檢修維護1 1 經(jīng)過一段時間的使用與受壓，壓力表機芯難免會出現(xiàn)一些變形和磨損，壓力表就會產(chǎn)生各種誤差和故障。為了保證其原有的準(zhǔn)確度而不使量值傳遞失真，應(yīng)及時更換，以確保指示正確、安全可靠。 2 壓力表要定期進(jìn)行清洗。因為壓力表內(nèi)部不清潔，就會增加各機件磨損，從而影響其正常工作，嚴(yán)重的會使壓力表失靈、報廢。3 在檢修前，應(yīng)對壓力表進(jìn)行檢查性校準(zhǔn)，觀察儀表是否有泄漏、卡澀、指針跳動等現(xiàn)象，并作好記錄；壓力表解體檢修后，應(yīng)作耐壓試驗 3.1 壓力表的表盤應(yīng)平整清潔，分度線、數(shù)字以及符號等應(yīng)完整、清晰。 3.2 3.2 表盤玻璃完好清潔，嵌裝嚴(yán)密。3.3 壓力表接頭螺紋無滑扣、錯扣，緊固螺母無滑方現(xiàn)象。 3.4 壓力表指針平直完好，軸向嵌裝端正，與銅套鉚接牢固，與表盤或玻璃面不碰擦。 3.5 測量特殊氣體的壓力表