淺析壓力儀表在空分裝置中的應(yīng)用
本文主要講述壓力表在空分裝置中的應(yīng)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(yīng)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(shè)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(gòu)而使指針直接指示出壓力值
彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)原理如下圖。
彈性壓力表結(jié)構(gòu)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(yīng)用最為廣 泛的壓力表。
空分設(shè)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(yīng)選用彈簧管真空壓 力表；壓力在-500?+500Pa時，應(yīng)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(yīng)在量程的1/2?2/3之間；
測量脈沖壓力時，正常操作壓力應(yīng)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(yīng)選用耐振 型壓力表，以保證壓力測量的準(zhǔn)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(shè)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(dāng)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)。空分裝置中使用的 遠傳壓力測量儀表通常有壓力變送器和壓力幵關(guān)。
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(yīng)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(shù)，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(yīng)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(shè)定通訊功能。
2.2壓力幵關(guān)
壓力幵關(guān)又稱壓力繼電器。它的作用是當(dāng)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(guān)有 機械式和電子式兩大類。機械式結(jié)構(gòu)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(dāng)壓力增加或減小到某 一規(guī)定值時，通過杠桿機構(gòu)傳給微動幵關(guān)，使幵關(guān)接通或打幵進 行報警。電子式壓力幵關(guān)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(guān)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(gòu)，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(dǎo)線式連接方式。（3)采用密封式不銹鋼感應(yīng)器，安全可靠。(4) 可根據(jù)用戶需要在壓力范圍內(nèi)任意設(shè)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(zhǔn)的測量。
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