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水工壓力儀表基礎知識

   2012年03月07日 10:36  
1.壓力

均勻垂直作用在單位面積上的力稱為壓力,又稱壓強。在物理學上稱壓強,在工程技術上常稱為壓力。

壓力可用下式表示:

p = F / S

式中,p—壓力;F—作用力;S—受力面積。

壓力的法定單位為帕斯卡(Pa)。1牛頓(N)的力均勻而垂直地作用在1平方米(m2)面積上所產生的壓力,即為1帕[斯卡>,符號為Pa 。

常見的非法定壓力單位有工程大氣壓(kgf/cm2)、標準大氣壓(atm)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)等,這些非法定單位應盡量避免使用。

壓力根據其性質及表達方式可以分為:

①大氣壓力

大氣壓力是地球表面大氣自重所產生的壓力。其值隨著氣象情況、海拔高度和地理緯度等不同而改變。

②壓力

是以零作為參考壓力的差壓。

③表壓

表壓是以大氣壓作為參考壓力的差壓。以大氣壓為參考壓力,高于大氣壓的壓力習慣上叫做正壓;低于大氣壓的叫做負壓,或疏空。當壓力接近零時,稱為真空。

④差壓

差壓是指兩個相關壓力之間的差值。

2.壓力儀表

測量壓力的儀表統稱為壓力儀表,或壓力計。壓力計根據測量原理不同,可分為液體壓力計、彈簧式壓力計、活塞壓力計、浮力壓力計與壓力傳感器(或壓力變送器、數字壓力計)等。

以下主要介紹以下在我們常見的壓力計,有斜管微壓計,和壓力表、真空表。

1)液體壓力計

液體壓力計是根據液體靜力學原理,利用液柱自重產生的壓力與被測壓力相平衡的原理而制成的壓力計。

液體靜力平衡方程式為:

p = p0 + ρg h

式中,p—被測壓力(壓力);p0—大氣壓;ρ—液體密度;h—液面高度差(即液柱高度);g—重力加速度。

燒成車間使用的斜管微壓計即屬于液體壓力計。它的玻璃測量管是一根與水平面成一定角度的細小斜管,因此能將較小的液柱高度差轉換成按比例放大的分度值。它是利用液柱的高度差來測量壓力,因此它是測量的是表壓。把上面公式的p0移到左邊,則

p - p0 = ρg h

這就是斜管微壓計的壓力計算公式,(p - p0)就是表壓,就是我們所要測量的壓力。

目前我們常使用的斜管微壓計是江西景德鎮生產的YY—10型斜管微壓計,zui小刻度為1 Pa,測量范圍(0~100)Pa或(0~80)Pa 。可以測正壓,也可以測負壓,不過測正壓與測負壓的安裝方法不同,這點要特別注意,安裝前時應認真閱讀說明書。

2)彈簧式壓力計

彈簧式壓力計是指用彈性感壓元件測量壓力的壓力計。根據虎克定律,利用彈性感壓元件受壓后產生的彈性形變,并且將形變轉換成位移,經放大后,用指針刻度盤指示出被測壓力。感壓元件主要有:單圈彈簧管(又稱C形管或波登管、包端管)、螺旋彈簧管(又稱多圈彈簧管)、膜片、膜盒、波紋管等。

彈簧式壓力計的分類:

①按彈性感壓元件的不同分為:C形管彈簧壓力表、螺旋彈簧管壓力表、膜片壓力表、膜盒壓力表等。

②按儀表用途的不同分為:a、一般用途壓力表如一般壓力表、氧壓表、乙炔表、電接點壓力表等;b、特殊用途壓力表如隔膜壓力表、防腐壓力表、耐振壓力表等。這里的一般壓力表是指用于測量對銅和銅合金不起腐蝕作用的氣體、蒸汽和液體壓力的儀表

③按儀表的精度不同分為:普通壓力表和精密壓力表。普通壓力表的精度有1級、1.6級、2.5級、4級四種。精密壓力表的精度也有0.1級、0.16級、0.25級、0.4級四種。

④按測壓種類不同分為:壓力表、負壓表(習慣叫真空表)、正負壓力表、絕壓表等。

壓力表是指以大氣壓力為參考壓力,用于測量大于大氣壓力的壓力的儀表。

真空表是指以大氣壓力為參考壓力,用于測量小于大氣壓力的壓力的儀表。

壓力真空表是指以大氣壓力參考壓力,用于測量大于和小于大氣壓力的壓力的儀表。

絕壓表是指以零為參考壓力,測量壓力的儀表。

根據我國壓力表制造標準,一般壓力表主要規格如表3-1、表3-2所示。

表3-1

形式 測量范圍/ MPa;

壓力 0~0.1 0~0.16 0~0.25 0~0.4 0~0.6

0~1 0~1.6 0~2.5 0~4 0~6

0~10 0~16 0~25 0~40 0~60

真空 0.1~0

表3-2

外殼直徑/mm 準確度等級

40,60 2.5 ,4

100 1.6 ,2.5

150,200,250 1 ,1.6

一般壓力表低于1/3測量上限的部分,由于相對誤差較大,不宜使用;

一般壓力表高于3/4測量上限的部分,如果長期使用,會損壞彈簧管,從而降低儀表的準確度,也不宜使用。

所以一般壓力表的*使用范圍為測量上限的1/3~3/4。

因此在選配一般壓力表時要特別注意其測量范圍是否合適。選擇一般壓力表的測量上限可按下面的公式進行計算:

要選壓力表的上限 = 所測zui大壓力 × 4/3

其它的彈簧式壓力計,如:

膜盒壓力表,主要用來測量微小氣壓,總的測量范圍為(0.16~40)kPa 。膜盒壓力表的結構與一般壓力表的結構有較大區別。

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