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壓力傳感器壓差測量的替代用途

發(fā)布時(shí)間:2023-05-11 18:03:19人氣:

  壓力傳感器除了測量流體的壓力外,壓力表還可用于確定其他幾個(gè)物理量。在工業(yè)中,壓力表可用于確定儲罐中的液位或計(jì)算通過管道的流體流量。


  液位計(jì)或體積計(jì)


  確定罐中液位的一種方法是使用差壓計(jì)。通常,這是通過將壓力傳感器的一端放置在儲罐底部并將另一端暴露在開放大氣中來實(shí)現(xiàn)的。它基本上測量罐底部的表壓。


  罐底施加的壓力也稱為靜水壓力。靜水壓力由下式控制:

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  其中ρ是液體的密度,g是重力加速度常數(shù)(地球上的9.81 m/s2或32.17 ft/s2),h是罐中液體的高度。請注意,這個(gè)方程根本沒有體積薄而深的罐底部的靜水壓力是相同的,因?yàn)樗且粋€(gè)高度相同的非常大的罐。

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  靜水壓力隨深度增加


  使用標(biāo)準(zhǔn)的4-20 mA傳感器,工程師可以校準(zhǔn)信號以對應(yīng)于絕對高度(以英尺或米為單位)或充滿百分比,其中4 mA信號表示水箱已空,20 mA信號表示那個(gè)水箱是滿的。已滿百分比的好處是技術(shù)人員可以快速瀏覽顯示屏,了解30%已滿和7米。


  根據(jù)應(yīng)用的不同,充滿百分比的測量可能比體積測量更有用。如果您擔(dān)心油箱溢出,更容易理解30%滿與358加侖相比,技術(shù)人員必須回憶或研究該特定油箱的尺寸。


  但是,對于某些應(yīng)用,例如配料和混合,體積可能更有用。如果技術(shù)人員知道(或可以找到)罐的尺寸,則可以校準(zhǔn)相同的標(biāo)準(zhǔn)4-20 mA傳感器以進(jìn)行體積測量。


  流量計(jì)


  所有流體都從高壓區(qū)流向低壓區(qū)。任何曾經(jīng)玩過水槍、松開未系緊氣球的末端或?qū)⑺芰掀苛粼跓彳囍械娜硕加^察到了這種效果。

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  臨界孔板??装鍍?nèi)徑必須小于管徑


  壓差測量可以使用相同的效果來確定有多少流體正在流動。壓差測量可沿管道放置。帶有小孔的板,稱為臨界孔板,放置在兩個(gè)傳感元件之間。通過管道的流量越高,臨界孔口的壓降就越大。


  在流體動力學(xué)中,伯努利方程和文丘里效應(yīng)用于關(guān)聯(lián)流體速度、壓力、流動特性(層流和湍流)和管道(和臨界孔口)的尺寸。對這些方程的完整解釋超出了本文的范圍。


  良好的流量計(jì)測量的關(guān)鍵是驗(yàn)證臨界孔口直徑并確保它是流路中的最小直徑(最大極限)。盡管可以從流體動力學(xué)方程計(jì)算流量,但有時(shí)很難找到這些方程所需的所有參數(shù)。


  相反,流量總是可以根據(jù)可信賴的流量計(jì)計(jì)算,或者對于非危險(xiǎn)液體,可以通過簡單的桶測試來計(jì)算,其中允許流體流入桶中并在其中稱重一個(gè)指定的時(shí)間來找到質(zhì)量流量。


  差壓表是工業(yè)上常用的。除了測量壓力以比較過程的不同部分外,它們還可以測量液位、體積和流量,具體取決于它們的配置。事實(shí)證明,大多數(shù)表壓傳感器在技術(shù)上都是差壓表,但一側(cè)暴露于大氣壓力,而不是過程的另一部分。

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