在工业生产的各个领域基本上都会或多或少的使用到压力表,小到生产配套的空压机,大到飞机火车等,都需要用到压力表来测量控制压力,基本上涉及到压力的所有容器设备都需要配套压力表。而本文也将从最基本的一些压力表知识来为大家做初步的介绍。
一、.压力
均匀垂直作用在单位面积上的力称为压力,又称压强。在物理学上称压强,在工程技术上常称为压力。
压力可用下式表示:
p = F / S
式中,p—压力;F—作用力;S—受力面积。
压力的法定单位为帕斯卡(Pa)。1牛顿(N)的力均匀而垂直地作用在1平方米(m2)面积上所产生的压力,即为1帕【斯卡】,国际符号为Pa 。
常见的非法定压力单位有工程大气压(kgf/cm2)、标准大气压(atm)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)等,这些非法定单位应尽量避免使用。
而压力根据其性质及表达方式可以分为以下七种类型:
1、大气压力
大气压力是地球表面大气自重所产生的压力。其值随着气象情况、海拔高度和地理纬度等不同而改变。
2、表压
表压是以大气压作为参考压力的差压。以大气压为参考压力,高于大气压的压力习惯上叫做正压;低于大气压的叫做负压,或疏空。当绝对压力接近零时,称为真空。( 如果绝对压力和大气压的差值是一个正值,那么这个正值就是表压力,即表压力=绝对压力-大气压>0)。
3、差压
差压是指两个相关压力之间的差值。
4、绝对压力
介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力.绝对压力是相对零压力而言的压力。
5、负压(真空表压力):和“表压力“相对应,如果绝对压力和大气压的差值是一个负值,那么这个负值就是负压力,即负压力=绝对压力-大气压<0。
6、 静态压力
一般理解为“不随时间变化的压力,或者是随时间变化较缓慢的压力,即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。
7、 动态压力
和“静态压力”相对应,“随时间快速变化的压力,即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/2ρν2计算。式中ρ—流体密度;v—流体运动速度。”
二、压力表
测量压力的仪表统称为压力表,或压力计。压力计根据测量原理不同,可分为液体压力计、弹簧式压力计、活塞压力计、浮力压力计与压力传感器(或压力变送器、数字压力计)等。
以下主要介绍以下在我们常见的压力计,有斜管微压计,和压力表、真空表。
A、液体压力表
液体压力表是根据液体静力学原理,利用液柱自重产生的压力与被测压力相平衡的原理而制成的压力计。
液体静力平衡方程式为:
p = p0 + ρgh
式中,p—被测压力(绝对压力);p0—大气压;ρ—液体密度;h—液面高度差(即液柱高度);g—重力加速度。
烧成车间使用的斜管微压计即属于液体压力表。它的玻璃测量管是一根与水平面成一定角度的细小斜管,因此能将较小的液柱高度差转换成按比例放大的分度值。它是利用液柱的高度差来测量压力,因此它是测量的是表压。把上面公式的p0移到左边,则
p - p0 = ρg h
这就是斜管微压计的压力计算公式,(p - p0)就是表压,就是我们所要测量的压力。
B、弹簧式压力表
弹簧式压力表是指用弹性感压元件测量压力的压力表。根据虎克定律,利用弹性感压元件受压后产生的弹性形变,并且将形变转换成位移,经放大后,用指针刻度盘指示出被测压力。感压元件主要有:单圈弹簧管(又称C形管或波登管、包端管)、螺旋弹簧管(又称多圈弹簧管)、膜片、膜盒、波纹管等。
弹簧式压力表的分类:
1、按弹性感压元件的不同大致可分为四种:
a、C形管弹簧压力表
b、螺旋弹簧管压力表
c、膜片压力表
d、膜盒压力表等。
2、按压力表用途的不同分为:
a、一般用途压力表如一般压力表、氧气压力表、乙炔压力表、电接点压力表等,用于测量对铜和铜合金不起腐蚀作用的气体、蒸汽和液体压力。
b、特殊用途压力表如隔膜压力表、防腐压力表、耐振压力表等。
3、按压力表的精度不同分为:
a、普通压力表,精度等级可达到1级、1.6级、2.5级、4级。
b、精密压力表,精度等级可达到0.1级、0.16级、0.25级、0.4级。
4、按测压种类不同分为:压力表、负压表(习惯叫真空表)、正负压力表、绝压表等。
a、压力表,是指以大气压力为参考压力,用于测量大于大气压力的压力的仪表。
b、真空表,是指以大气压力为参考压力,用于测量小于大气压力的压力的仪表。
c、正负压力表,是指以大气压力参考压力,用于测量大于和小于大气压力的压力的仪表。
d、绝压表,是指以零为参考压力,测量绝对压力的仪表。
一般压力表低于1/3测量上限的部分,由于相对误差较大,不宜使用;
一般压力表高于3/4测量上限的部分,如果长期使用,会损坏弹簧管,从而降低仪表的准确度,也不宜使用。
所以一般压力表的最佳使用范围为测量上限的1/3~3/4。
因此在选配一般压力表时要特别注意其测量范围是否合适。选择一般压力表的测量上限可按下面的公式进行计算:
要选压力表的上限 = 所测最大压力 × 4/3
其它的弹簧式压力表,如:膜盒压力表,主要用来测量微小气压,总的测量范围为(0.16~40)kPa 。膜盒压力表的结构与一般压力表的结构有较大区别。