淺析壓力儀表在空分裝置中的應用
本文主要講述壓力表在空分裝置中的應用以及壓力儀表的測量原理和選型原則。
壓力是指單位面積上的作用力。對靜止的氣體，壓力均勻 地作用在與它相接觸的容器（氣瓶、儲氣罐）的壁面上；對于液 體，由于液體本身受到重力的作用，底部的壓力會高于表面的壓 力，而且隨深度增加而增大。
壓力的基本單位是帕（Pa),由于在空分裝置中應用此單位 太小，實際常用它的103倍和10Mg，即kPa和MPa作為壓力單 位。
通常，按照使用功能不同，壓力儀表可分為就地顯示壓力 儀表和遠傳壓力儀表兩大類。
1.就地顯示壓力儀表
就地顯示壓力儀表方便操作工在現(xiàn)場操作設備或閥門時 就地觀察工況以及巡檢員現(xiàn)場巡檢時檢査工況是否正常。常用 的就地壓力儀表一般采用彈性壓力表，其測量原理是根據(jù)彈性 元件（如彈簧管、彈性膜片、膜盒、波紋管等）在壓力作用下變形， 通過傳動機構而使指針直接指示出壓力值
彈簧管壓力表的結(jié)構原理如下圖。
彈性壓力表結(jié)構簡單，價格低廉，精度較高，安裝方便，測 壓范圍較寬，如需要報警，可采用電接點式，是目前應用最為廣 泛的壓力表。
空分設備中經(jīng)常用的有彈簧管壓力表和膜盒壓力表。彈簧 管壓力表常用型號有Y-100和Y0-100(氧用、禁油），表売直徑 為100mm,用于就地指示；膜盒壓力表有YE-100或YE-150 型，表売直徑分別為100mm和150mm,用于測量較低壓力（0.1 ~ 10kPa) ； Y-100ZT或Y0-100ZT (氧用、禁油）用在儀表盤上。
就地顯示壓力儀表的選用原則：
1.1根據(jù)被測介質(zhì)正常操作壓力等級來選取，壓力在40 KPa以下時，宜選用膜盒壓力表；壓力在40KPa以上時，宜采用 彈簧管壓力表；壓力在-0.1?0?2.4MPa時，應選用彈簧管真空壓 力表；壓力在-500?+500Pa時，應選用矩形膜盒微壓計或微壓差 計。
1.2根據(jù)被測介質(zhì)壓力的大小，選擇合適的壓力表量程 一般，測量穩(wěn)定壓力時，正常操作壓力應在量程的1/2?2/3之間；
測量脈沖壓力時，正常操作壓力應在量程的1/3?1/2之間。
1.3安裝于振動場所、振動部位或測量壓力波動大的介質(zhì) (例如安裝位置在泵的出口或壓縮機進出口等）時，應選用耐振 型壓力表，以保證壓力測量的準確性和延長壓力表的使用壽命,, 可以采用填充液或加阻尼器等方式，優(yōu)先選用填充液方式。
1.4在管道和設備上安裝的壓力表，一般選用徑向無邊、 表売直徑為100mm的壓力表。當壓力表安裝位置較高或在觀察 距離較遠的場合，可選用表売直徑為150mm的。在機旁盤上安 裝的壓力表一般選用軸向帶邊，表売直徑為100mm 0
1.5測量氧介質(zhì)壓力時一定要選用氧氣壓力表，要求脫脂 禁油，不能用其他介質(zhì)壓力表代用。
1.6彈簧管壓力表的精度一般選用1.5級，膜盒壓力表的 精度選用2.5級。
1.7就地壓力表的外売材質(zhì)一般選用全不銹鋼壓力表
2.遠傳壓力儀表
使用遠傳壓力儀表的目的是將被測介質(zhì)的壓力值通過測 量儀表遠距離傳輸?shù)郊锌刂坪捅O(jiān)測系統(tǒng)?？辗盅b置中使用的 遠傳壓力測量儀表通常有壓力變送器和壓力幵關。
2.1壓力變送器
壓力變送器是將輸入的氣壓信號轉(zhuǎn)換為與之相對應的4? 20mA DC電流信號遠傳輸出給控制系統(tǒng)（DCS或PLC),以實現(xiàn) 在操作站上顯示、報警.、聯(lián)鎖等功能。常用的有橫河EJA系列智 能變送器.、羅斯蒙特3051/3051S系列智能變送器、霍尼韋爾系 列壓力變送器、上海威爾泰MV2000T/WT3000系列智能變送器。
現(xiàn)以橫河EJA系列智能變送器為例介紹，EJA系列智能變 送器采用單晶硅諧振式傳感器技術，其工作原理是由單晶硅諧 振式傳感器上的兩個H形的振動梁分別將差壓、壓力信號轉(zhuǎn)換 為頻率信號，送到脈沖計數(shù)器。再將兩頻率之差直接傳遞到CPU (微處理器）進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號相 對應的4?20mA DC電流信號輸出，并在模擬信號上疊加一個 BRAIN/HART數(shù)字信號進行通信。膜盒組件中內(nèi)置的特性修正 存貯器存貯傳感器的環(huán)境溫度、靜壓及輸入/輸出特性修正數(shù) 據(jù)，經(jīng)CPU運算，可使變送器獲得優(yōu)良的溫度特性和靜壓特性 及輸入/輸出特性。EJA系列智能變送器的優(yōu)點有：傳感器直接輸 出頻率信號，簡化了與數(shù)字系統(tǒng)的接口；高精度，一般為± 0.065%;高穩(wěn)定性和高可靠性，可以連續(xù)工作五年不需要調(diào)校零 點；完善的自診斷及遠程設定通訊功能。
2.2壓力幵關
壓力幵關又稱壓力繼電器。它的作用是當被測壓力高于或 低于某一規(guī)定值時，切斷或接通電流進行報警輸出。壓力幵關有 機械式和電子式兩大類。機械式結(jié)構原理是一個彈性元件（如波 紋管、單圈彈簧管、膜片等）與彈簧配合，當壓力增加或減小到某 一規(guī)定值時，通過杠桿機構傳給微動幵關，使幵關接通或打幵進 行報警。電子式壓力幵關采用高精度、高穩(wěn)定性的壓力傳感器采集介質(zhì)壓力，經(jīng)過高精度儀表放大器放大信號，再通過高速CPU 對信號進行處理，然后輸出。
壓力幵關主要分為常閉式和常幵式兩種，其主要特點有：
(1)采用英制管螺紋快速接頭或銅管焊接式安裝結(jié)構，無需特殊 的安裝固定，安裝靈活，使用方便,，（2)用戶可任意選擇插片式或 導線式連接方式。（3)采用密封式不銹鋼感應器，安全可靠。(4) 可根據(jù)用戶需要在壓力范圍內(nèi)任意設定壓力值，也可根據(jù)用戶 需要進行制造。
3.結(jié)語
以上簡要介紹了幾種空分裝置上常用的測量壓力儀表隨 著科技的不斷進步和新材料的不斷研發(fā)，將來會出現(xiàn)更豐富、更 精確的測壓儀表。只要按實際需要選擇合適的測壓儀表，就能實 現(xiàn)精準的測量。
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