做托里拆利实验时,玻璃管，智能压力变送器讲解

在之前的文章中介绍了压力仪表的分类，里面其实已经介绍了很多的压力测量仪表知识（有兴趣请移步《压力仪表的分类》）。本文对就地压力仪表不再做介绍，注重讲解远传压力仪表的相关知识做托里拆利实验时,玻璃管，现场普遍采用的是智能型压力变送器（支持HART、FF等协议的变送器）。

一．压力单位的换算

初中物理学过mm水柱、mm汞柱、大气压等相关知识物理知识，但是工业使用的压力单位是Pa、kpa、Mpa，他们之间如何换算呢？

≈9.81Pa ≈9.81kPa

我们在现场工作时有时候会估算压力变送器受到的压力，普遍会采用1米水≈10kPa，但是实际计算量程和迁移量时请按照实际压力值计算。

1mmHg=133.322Pa 1标准大气压=760mm汞柱

还记得上学时期*科学家托里拆利进行了玻璃管实验首次证实了标准大气压为760mm汞柱。

托里拆利实验

1工程大气压（kgf/cm2）≈98.1kpa

1公斤的力垂直作用在1平方厘米的单位面积上所产生的压力，我们常说压力多少公斤就是由此进行换算的，估算时常用1kgf/cm2=。实际应用计算时请使用标准数值进行计算。

1物理大气压（atm）=101.

这是我们常说的大气压与我们生活息息相关，海拔每升高100米，大气压就下降5毫米汞柱（0 67千帕），氧分压亦随之下降1毫米汞柱左右（0．14千帕）。所以登高山时需要备一台氧气瓶而在高山上煮食物因压力过低无法将食物煮熟，这时候需要一个高压锅。

1巴（bar）=

二、压力表示的转换关系

下面这个图应该不陌生，这是压力之间转换的最直观的方法了。

绝对压力：绝对零压为基准来表示的压力，用abs表示，一般在单位后面加a即：kpaa

表 压：以大气压为基准表示的压力 P表=P绝-P大

负 压：被测介质的压力低于大气压，压力表所测得的压力为负压

真空度：P真 =P大-P绝

假如一台压力变送器量程为：

①如果工艺测量绝对压力：仪表量程范围可以设定为0-，仪表的负压室是密封的，负压室存在一个大气压力（atm）即101.3kpa。

仪表最低指示为0kpaa，就是绝对压力0kpa，工艺系统此时处于负101.3kpa绝对真空下。当仪表处于大气压环境时仪表指示101.3kpaa就是一个物理大气压（atm）。

②如果工艺测量表压：此时仪表的量程范围可以设定为0-，仪表的负压室是与大气相连的。

当仪表处于大气压环境时仪表指示0kpa。

当工艺系统压力超过时，便达到了仪表的指示上限无法正常显示工艺的实际压力。

③如果工艺测量负压：此时仪表的量程范围可以设定为-10--。

不管测量哪种工艺压力，一定要按照工艺要求选择合适的仪表膜盒类型，只要选择好仪表本体的测量范围才能更好的应用于工况的压力测量。

三、智能压力变送器测量原理

智能压力变送器主要有横河-、 罗斯蒙特、西门子等厂家，

智能压力变送器特点：

具有远程通讯的功能、依靠手操通信器、用户可在现场或控制室设定变送器各种参数、使用维护方便、长期稳定工作。

每个厂家都有自己的特有技术来实现智能压力变送器的精确测量，如EJA系列传感器采用硅谐振测量原理、3051系列传感器采用双板电容的测量原理。

四、结构类型

智能型压力变送器结构类型分为导压管测量、单法兰测量、双法兰测量等结构。没有优劣的区分，主要是不同的结构类型用于不同的工况测量。

导压管测量：应用于空气、氮气、蒸汽、无毒无害液体等介质

单法兰测量：应用于气体（蒸汽除外）、各类介质等

双法兰测量：主要应用各类介质的液位、流量、系统压差等

罗斯蒙特

EJA

五．安装要点

①法兰及导压管安装

1、压力取源部件安装在管道上时，要安装在流速均匀处。

2、压力与温度取源部件在同一管段上时，压力取源部件应在温度取源部件的上游侧。

3、法兰式压力变送器所使用的垫片内径必须大于膜盒外径，否则将会挤压膜盒造成指示错误；毛细管弯曲处其弯曲半径不小于15cm（严禁出现死弯）。

4、测量气体压力时，取源部件应在工艺管道的上半部；测量液体压力时，取源部件应在工艺管道的下半部与工艺管道的水平中心线成0～45度夹角的范围内；测量蒸汽压力时，一般配套蒸汽冷凝罐，取源部件应在斜上45°或水平安装，其中靶式流量计优先选用水平安装。

5、导压管水平敷设时，必须有一定的斜度，一般情况下要保持1：10~1：20的斜度，管内介质为气体时，在最低位置要有排液装置；管内介质为液体时，在最高位置要有排气装置。

6、对液体流量测量，变送器应被安装得低于管道取压口位置；对气体流量测量，变送器应被安装得高于管道取压口位置。

②变送器安装：

1、确保使用的垫片内径大于双法兰检测膜片内径，防止检测膜片受外力挤压损坏。

2、安装时不要将膜片面朝下放置在地面上，防止损伤检测膜片。临时固定膜盒时，不允许使用铁丝悬挂，必须使用螺栓固定。

3、安装仪表法兰时，一定要确认好双法兰的高（液相）、低压侧（气相），测量法兰引出的金属硬钢管需朝下安装。

4、毛细管应有保护措施，避免扭曲、挤压及施加过大应力，使用镀锌角钢作为保护支架。

5、压力变送器在安装时应使低压侧保持通畅，无任何阻碍。

6、设备吹扫、打压时要关闭膜盒取压阀，必要时需拆下仪表测量法兰，避免损坏膜盒。

7、压力变送器投用时要注意三阀组或五阀组的启闭顺序。

③阀组注意事项：阀组分为三阀组和五阀组

三阀组和五阀组投入使用的步骤：

打开平衡阀，使高低压侧同时受压。

打开高压侧截止阀。

关闭平衡阀。

打开低压侧截止阀。

注：打开高低压侧截止阀时，应先松开一圈后确认仪表侧连接无泄漏后再将阀门全开。

三阀组和五阀组停用步骤：

关闭低压侧截止阀。

打开平衡阀。

关闭高压截止阀。

关闭平衡阀。

注：三阀组的操作原则就是避免测量仪表受热或单向受压，不能让导压管或隔离罐中的隔离液消失。

压力变送器的相关知识讲解到这，因为各个厂家的参数设置不一样，无法一一做讲解。如有需要可以私信我。