相对压力是一种以
大气压力作为基准所表示的压力,是压力的表示方法的一种。另外一种是以绝对真空作为基准所表示的压力,称为绝对压力。由于大多数
测压仪表所测得的压力都是相对压力,因此,相对压力又称为
表压力,
压力仪表显示的压力就是表压力(相对压力),是指设备内部某处的真实压力与大气压之间的差值。
计算说明
以大气压力p。为零点算起的压力口U做相对压力。也就是绝对压力减去当地大气压力,便得到相对压力值,并以字母pq表示,即:(式1)
当液体自由表面上是大气压力pa时,
由(1)式知道,绝对压力等于相对压力加上大气压力,即
在多数工程实际问题中,因流体所受的大气压力是互相平衡的,因此,真正起作用的是相对压力,故一般多采用相对压力来表示静压力。譬如,
一般压力表上指示的零压就是大气压力。压力表的读数反映了流体的压力与周围空气的压力差。故压力表上的刻度是相对压力。所以,相对压力在工程上又习惯称为表压力或计示压力。
相对压力计
管状弹簧压力表
管状弹簧压力表是最通行的一种相对压力表。其结构和计算均足够明了。
在研究工作实践中,把这类标准压力计和(始终指示着装置中压力的)普通仪表并联使用。标准压力表只是在测量时才接通。当测完压力后,立刻把它断开,并从中放出液体和气体。管状弹簧有滞后现象,所以对压力计应当经常检验。特别是标准压力表和高压压力计,更应经常检验。
采用横截面如图1所示的管状弹簧,可增大极限测量压力。这种弹簧自由端在被测压力作用下的运动,不是象普通管状压力计那样由于轮廓变形所致,而是由于穿过横截面重心的中心轴(c1)相对于孔轴(c0)偏移某一距离。的结果。沿孔轴的作用力造成一个相对于横截面轴线的力矩。在这力矩的作用下,弹簧管向厚壁方向弯曲。
直管压力计在图2所示的压力计中,也采用了偏心管。压力计是一个两端有法兰的厚壁钢管1。管孔的偏心距离为y,所以在受压时钢管便向厚壁方向弯曲。这时,固定在支座3上的杆2,便压向千分表5的顶针4。杆的位移,和压力成比例。
可以采用上述管状压力计,测量非腐蚀性介质或混合物的压力。混合物的组成,在从测量温度改变到室温时,不得发生变化(由于组元凝结而发生变化)。管状压力计应处于室温条件中。否则,凝结物将聚集在压力计弹簧中并流入装置中去,而破坏系统中的平衡。这时,最好采用金属风箱(波纹管),把压力计弹簧与被研究介质隔绝开。为此,在波纹管上(如图3所示)焊接或接触焊(滚焊)焊接底1和塞2。塞2上有螺纹,用于拧在盖3上。用盖3把(与被测压力装置连接的)容器4封住。容器处于实验温度之下。盖3上连接着一个通往管状压力计的钢管。
波纹管——钢管——压力计系统中,注满液态油(凡士林油或变压器油)。油中不允许有气泡。为了避免挤坏波纹管,在被测压力作用下,其体积变化必须大于系统中油的可压缩性。因为油被加热时由于热膨胀使其压力升高,所以在装置中未预先建立起10—15巴的压力之前,不可提高这类装置中的温度。为了确定波纹管刚性的修正系数,必须预先按照另外的管状压力计来对波纹管—压力计系统进行标定。对于直径10—15毫米的
不锈钢波纹管,其修正值约为几
bar(巴)。
管状压力计的最大缺点是弹簧经常断裂。尤其当压缩介质是气体时,使用这些压力计,要求采取特殊的安全措施。如在读数盘前,安装安全网或
钢化玻璃板。
如果采用多圈螺旋弹簧,把它的零点置于受压状态,就可以提高这种压力计的精度。这种弹簧测量的不是压力的全量程,而仅是靠近上限的一部分。如测量665巴以下压力的仪表,装有630—700巴的刻度。也有另一些结构的压力计,按仪表工作元件材料的弹性变形来测量压力。
电阻压力计
首先,应该把根据金属导线电阻改变来测量压力的压力计,划为纯电压力计。由于这一效应很小,所以这类压力计只是在测量数千巴量级的压力时才是有效的。
弹性电压力计
应变仪 把锰铜丝或康铜丝绕在钢管上并提高管中的压力,就可以根据被张紧金属丝电阻的变化,测量出管内的压力。管子的计算,应该使管壁只受到弹性变形。
用这样的方法还可以测量脉动的压力,如内燃机里的压力。这时可用示波器记录金属丝电阻的变化。变化再快的压力(如过程延续百分之几秒和千分之几秒的气体绝热压缩),用专门的仪器测量。
应变压力计 这种压力计(如图4所示)的工作原理是,膜片3在压力作用下弯曲,在膜片中产生应力,该应力用贴在膜片上的应变片4进行测量。(膜片用盖2压在垫片6上;应变片5用来补偿应变片4的温度变形)。采用不同厚度6的膜片,可以在很宽的范围内测量压力。
电容压力计
电容压力计也是一种膜片压力计,利用电方法测量膜片的挠度。膜片作为电容器的一个极板。电容器的电容量随着膜片的移动而改变。有许多以这个原理为基础的不同种类的仪器。
压电压力计
这种压力计是基于石英片的机械振动转换成电荷的原理。除石英外,
酒石酸钾钠和其他一些物质也具有这种性质。测得电荷,就可以确定出作用在片上的压力。
由于石英中的电荷是瞬时出现的并很快消失,所以要用专门的线路把它转换成电流振荡,并用示波器进行记录。用这类压力计可以测量快速变化的压力,所以常用它测量炮膛里的压力和内燃机气缸里的压力等。虽然仪器很简单,但其测试线路却很复杂。全部引线都要求高质量的绝缘。此外,仪器的读数还与许多条件(空气的湿度等)有关。
干涉压力计
在大量不同结构的压力计中,着重提一下所谓的干涉压力计¨们。该仪器(如图5所示)由承受压力的钢膜片1构成。把膜片精心抛光。膜片上方装一块石英片2。由特殊光源来的光线,投射在膜片上,产生干涉。膜片形状随压力变化,从而使干涉条纹数变化。这种变化可记录在底板上。这个仪器也可以测量快速变化的压力。