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时间:2021年x月x日
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
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压力测试
引言
   压力是工业生产中的重要参数,在生产过程中,对液体、蒸气和气体压力的检测室保证工艺要求、设备和人身安全并使设备经济运行的必要条件。例如编号:
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压力测试
引言
   压力是工业生产中的重要参数,在生产过程中,对液体、蒸气和气体压力的检测室保证工艺要求、设备和人身安全并使设备经济运行的必要条件。例如氢气和氮气合成氨气的压力为32MPa;精馏过程中精馏塔内的压力必须稳定,才能保证精馏效果;而石油加工中的减压蒸馏,则要在比大气压力低约93kPa的真空度下进行。如果压力不符合要求,不仅会影响生产效率、降低产品质量,有时还会造成严重的生产事故。
   所谓压力,就是指均匀而垂直地作用于单位面积上的力。其数学表达式为:
                  (1)
式中P——压力;
    F——均匀垂直作用力;
    A——受力面积。
弹性式压力计
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件,在被测介质压力的作用下,使弹性元件受压后产生弹性变形,通过测量该变形即可测得压力的大小。这种仪表结构简单,牢固可靠,价格低廉,测量范围宽(10-2~103MPa),,若与适当的传感元件相配合,可将弹性变形所引起的位移量转换成电信号,便可实现压力的远传、记录、控制、报警等功能。因此在工业上是应用最为广泛的一种测压仪表。
弹性元件
   弹性元件不仅是弹性式压力计感测元件,也经常用来作为气动仪表的基本组成元件,应用较广。当测压范围不同时,所用的弹性元件也不同,常用的几种弹性元件的结构如图3所示。
图3弹性元件示意图
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   弹性元件大多采用铍青铜、磷青铜、不锈钢等材料制成,也有采用非金属材料(如橡胶模片)制作。
弹簧管式弹性元件
   单圈弹簧管式弯成圆弧形的金属管,它的截面积做成扁圆形或椭圆形,如图3(a)所示,当通入压力后,它的自由端会产生位移。这种单圈弹簧管自由端位移量较小,测量压力较高,可测量高达1000MPa的压力。为了增加自由端的位移,可以制成多圈弹簧管,如图3(b)所示。
薄膜式弹性元件
   薄膜式弹性元件根据其结构不同还可以分为膜片与膜盒等。它的测压范围较弹簧管式的要低。如图3(c)所示为膜片式弹性元件,它是由金属或非金属材料做成的具有弹性的一张膜片(平膜片或波纹膜片),在压力作用向下能产生变形。有时也可以由两张金属膜片沿周口对焊起来,成一薄壁盒,内充液体(例如硅油),称为膜盒,如图3(d)所示。
波纹管式弹性元件
   波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁金属筒体,如图3(e)所示。这种弹性元件易于变形,而且位移很大,常用于微压与低压的测量或气动仪表的基本元件。
弹簧管的测压原理
   弹簧管式压力表示工业生产上应用广泛的一种测压仪表,并以单圈弹簧管的应用为最多。
   单圈弹簧管是弯成圆弧形的空心管,如图4所示。它的截面积成扁圆或椭圆形,椭圆形的长轴a与图面垂直、与弹簧管中心轴O平行。A为弹簧管的固定端,即被测压力的输入端;B为弹簧管的自由端,即位移输出端;y为弹簧管中心角初始角;△y为中心角的变化量;R和r分别为弹簧管弯曲圆弧的外半径和内半径;a和b为弹簧管椭圆截面的长半轴和短半轴。
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图4弹簧管的测压原理
   作为压力-位移转换元件的弹簧管,当它的固定端通入被测压力后,由于椭圆形截面在压力p的作用下将趋向圆形,弯成圆弧形的弹簧管随之向外挺直扩张变形,由于变形其弹簧管的自由端由B移到B’,如图4虚线所示,输入压力p越大产生的变形也越大,由于输入压力与弹簧管自由端的位移成正比,所以只要测得B点的位移量,就能反映压力p的大小,这就是弹簧管压力表的基本测量原理。
弹簧管压力表的结构
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图5弹簧管压力表
1—弹簧管;2—拉杆;3—扇形齿轮;4—中心齿轮;
5—指针;6—面板;7—游丝;8—调整螺钉;9—接头
弹簧管压力表的结构原理如图5所示。被测压力由接头9通入后,弹簧管由椭圆形截面胀大趋于圆形,由于变形,使弹簧管的自由端B产生位移,自由端的位移量一般很小,直接显示有困难,所以必须通过放大机构才能指示出来。放大过程为:自由端B的弹性变形位移通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时针转动