第三章压力检测仪表 压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。 1．压力概念和单位 压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。 单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。 (1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表， 称为绝对压力表。
(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象 条件而变化，其值用气压计测定。 (3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差， 称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。 (4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真 空度的仪表称为真空表。 (5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数，差压测量 还可作为流量和物位测量的间接手段。 压力检测的主要方法及分类： 根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。 （1）重力平衡方法 液柱式压力计基于液体静力学原理。被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2 Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。 负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。 (2)机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。
第二章压力测试 内容提要 1压力单位及测压仪表 2智能式变送器 2.1智能变送器的特点 2.2智能变送器的结构原理 3压力计的选用及安装 3.1压力计的选用 3.2压力计的安装 概述 在化工生产中，压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力； 在工业生产过程中，压力往往是重要的操作参数之一； 生产过程中经常会有压力和真空度的检测； 压力的检测与控制，对保证生产过程正常进行，达到高产、优质、低能耗和安全是十分重要的。 第一节压力单位及测压仪表 压力是指均匀垂直作用在单位面积上的力。 压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa） 1Pa=1N/m2 1MPa=13106Pa
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。P表压=P绝对压力-P大气压力 当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。P真空度=P大气压力-P绝对压力
绝对压力 包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”，符号为B；直接作用于容器或物体表面的压力，称 （ABS为下为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为P ABS 标）。 用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力叫“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为起点，符号为Pg。 = B + Pg（ABS为下标） 三者之间的关系是：P ABS 压力的法定单位是帕（Pa），大一些单位是兆帕(MPa)=106Pa 1标准大气压 = 0.1013MPa “真空度” 顾名思义就是真空的程度。是真空泵、微型真空泵、微型气泵、微型抽气泵、微型抽气打气泵等抽真空设备的一个主要参数 真空度=大气压强-绝对压强 测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为四类。1、液柱式压力计 它是根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。 按其结构形式的不同：U形管压力计、单管压力计和斜管压力计等 优点：这类压力计结构简单、使用方便 缺点：其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响，测量范围较窄，
3.压力的表示方法 (1)绝对压力介质的真实压力。 (2)表压力：P = P-P° (3)负压力：PIT 压力仪表指示的压力均为表压力。 2.1.2压力测量仪表的分类 (1)液柱式压力计P=Hpg (2)弹性式压力计 (3)活塞式压力计 (4)电测式压力计
2.2弹性式压力计 特点：结构简单、价格低廉、使用方便、测量范围宽，附加电气变换、控制装置，可实现压力远传、报警、控制等。 2. 2. 1弹性元件 弹性元件：压力作用下产生弹性变形，是弹性式压力计的测压敏感元件。常用弹性压力计弹性元件： (bl多團蝉邃 3波级膛
（1）弹簧管结构简单，测量范围很广，最高可达109Pa o （2）波纹管刚度小、位移量大，灵敏度高，用来测量较低的压力。 （3）膜片膜盒膜片刚度大、位移量小，灵敏度低。 弹性元件的材料:有金属（铜基、铁基、银基、锯基弹性合金合金）、石英、陶瓷和硅材料等。 弹性元件的基本特性： 刚度：产生单位位移所需要的压力。 弹性滞后：是指弹性材料在加载、卸载的正反行程中，相同压力下变形不同，位移曲线是不重合的。 弹性后效：是指载荷在停止变化之后，弹性元件在一段时间之内还会继续产生类似蠕动的位移。 温度系数：温度改变1度引起的刚度的变化。
r 第三章地层压力检测 大量的勘探实践表明，异常高压地层的存在具有普遍性，而且钻遇到高压地层比低压地层更为常见。这些广泛分布的异常高压地层首先影响钻井的安全，钻井中，如果未能预测到可能钻遇到的异常高压地层，使用的钻井液液柱压力小于地层压力，可能会导致严重的井喷甚至井喷失控。因此，在石油钻井中，对地层压力的评价是非常重要的，对保护油气层，保证井控安全具有重要意义。 一压力检测的目的及意义 1 压力检测和定量求值指导和决定着油气勘探、钻井和采油的设计与施工。 2 对钻井来说，它关系到高速、安全、低成本的作业甚至钻井的成败。 3 只有掌握地层压力，地层破裂压力等地层参数，才能正确合理的选择钻井液密度，设计合理的井身结构。 4 更有效地开发、保护和利用油气资源。 二异常地层压力的形成机理 1压实作用： 随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而缩小。因此，只有足够的渗透通道才能使地层水迅速排出，保持正常的地层压力。如果水的通道被堵塞或严重受阻，增加的上覆岩层压力将引起孔隙压力增加至高于水静压力，孔隙度亦将大于一定深度时的正常值。 2 构造运动 构造运动是地层自身的运动。它引起各地层之间相对位置的变化。由于构造运动，圈闭有地层流体的地层被断层、横向滑动、褶皱或侵入所挤压。促使其体积变小，如果此流体无出路，则意味着同样多的流体要占据较小的体积。因此，压力变高。 3 粘土成岩作用 成岩指岩石矿物在地质作用下的化学变化。页岩和灰岩经受结晶结构的变化，可以产生异常高的压力。例如在压实期间蒙脱石向伊利石转化。有异常压力，必有上覆压力密封层。如石膏（CaSO4·2H2O）将放出水化水而变成无水石膏（CaSO4），它是一种特别不渗透的蒸发岩，从而引起其下部异常高压沉积。 4 密度差的作用 当存在于非水平构造中的孔隙流体的密度比本地区正常孔隙流体密度小时,则在构造斜上部，可能会形成异常高压。这种情况在钻大斜度气层时常见到。在钻进近构造顶部的气层时，需要比钻油气水界面所需要的钻井液密度高。 朱明工作室 zhubob@https://www.doczj.com/doc/e010033474.html, 高级技师、高级技能专业教师、汽车维修高级考评员 国家经济师 朱明工作室zhubob@https://www.doczj.com/doc/e010033474.html, 第二章发动机检测技术汽车发动机技术状况影响到汽车运行中的动力性、经济性等，是汽车检测的重点内容。本章就发动机功率检测、气缸密封性检测、汽油机点火波形观测、柴油机供油系检测与波形观测、汽油机点火正时检测、发动机综合性能检测进行讲述，介绍各项检测所用设备的结构、检测原理、检测项目等。 2.1 发动机功率检测.. 2.2 气缸密封性检测.. 2.3 汽油机点火波形观测..2.4 柴油机供油系检测与波形观测 2.5 汽油机点火正时检测.. 2.6 发动机综合性能检测.. 朱明工作室zhubob@https://www.doczj.com/doc/e010033474.html, 2.4 柴油机供油系检测与波形观测 柴油的自燃点比汽油约低200℃，可以在压缩行程末期喷入气缸自行着火燃烧。因此，柴油机供油系并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。 发动机综合检测仪在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检测作业中，只能用外卡式油压传感器， 如图2—25所示。它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，挤压电荷，经发动机综合检测仪中的电荷放大器放大后供 系统分析。图2—25 外卡式油压传感器的安装 朱明工作室zhubob@https://www.doczj.com/doc/e010033474.html, 测试项目： 压力波形 针阀升程波形 异常喷射 瞬态压力 供油均匀性 供油正时 转速 朱明工作室zhubob@https://www.doczj.com/doc/e010033474.html, 波形分析 高压柴油在喷油泵出 口到喷油嘴的油管沿 程以波动方式传播， 即在同一瞬间喷油泵 端的压力和喷油嘴端 的压力是不同的，右 图为实测到的喷油泵 出口压力波和喷油嘴 端压力波 第二章 压力检测 1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。 解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为 根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。 由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的1/3，这是允许的。另外， 根据测量误差的要求，可算得允许误差为 所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。 2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。 解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的MPa p p 562282max 1=?=?=%67.1%10060 1=?3 16025> 最大绝对误差为 1.6×1.5% = 0.024(MPa) 因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。对于测量范围为0～1.0MPa，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为 1.0×1.5% = 0.015(MPa) 因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。 该例说明了选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的。 3. 工业压力计按敏感元件通常可以分为哪几种类型？试简述各种压力计的工作原理。 液柱式压力计、活塞式压力计；弹性式压力计：弹簧管式、薄膜式、波纹管式；电气式压力计：应变式、压电电阻式、电感式、电容式、霍尔式 4. 试述压力计选型的主要内容及安装注意事项。 类型选择、量程与盘面选择精度选择 注意：取压位置与隔离 5. 常用的压力计有哪些，其原理和特点各是什么？ （1）．弹性压力计 弹性压力计是基于各种形式的弹性元件，在被测介质的表压或真空度作用下产生的弹性变形与被测压力成一定函数关系的原理制成的。它是工业生产和实验室中应用最广的一种压力计。 （2）．液柱式压力计 液柱式压力测量是以流体静力学理论为基础的压力测量方法。根据流体静力学，一定高度的液柱对底面产生的静压力要与被测压力相平第3章 地层压力检测
汽车检测技术-2章4柴油发动机供油压力检测
仪表自动化第二章习题： 压力检测
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