1。简介
压力是代表每单位面积流体（液体或气体）施加的力的基本物理量。在科学，工程，医学和行业中，理解和准确测量压力至关重要。压力测量最常见的形式之一是 仪表压力。
仪表压力 是相对于当地大气压测量的压力。与绝对压力不同，它不能解释大气成分。本文详细探讨了仪表压力的概念，将其与其他类型的压力进行了比较，并解释了其测量方式并突出了其在现实世界应用中的重要性。
2。什么是量规压力？
仪表压力 （pg）是测量的压力 相对于环境大气压。它是日常生活和工业环境中最常用的压力参考，因为它反映了大气压力的过高（或低于）的压力。
2.1数学表达
仪表压力由公式定义：
pgauge = pabsolute -patmospheric
在哪里：
- pgauge =仪表压力
- pabsolute =绝对压力
- patmospheric =大气压（通常在海平面〜101.325 kPa）
仪表压力可能为正或负面：
- 正压压力：高于大气压
- 负压力压力（真空表）：在大气压下
3。仪表压力单位
仪表压力与绝对压力以相同的单位表示，其区别不包括大气压力：
- 帕斯卡（PA） 和 Kilopascals（KPA）
- 每平方英寸量表（PSIG）
- 栏（量规） 或者 MBAR
- 每平方厘米（kgf/cm²）千克力
示例：汽车轮胎可能被夸大 35 psig，这意味着它比大气压高35 psi。
4。仪表压力与绝对压力和差异
了解压力类型之间的差异对于选择正确的传感器和正确解释测量值至关重要。
| 类型 | 参考点 | 典型的用例 |
|---|---|---|
| 仪表压力 | 环境气氛 | 轮胎压力，供水，工业机器 |
| 绝对压力 | 完美的真空 | 科学应用，海拔测量 |
| 差异 | 另一个压力点 | 流量，滤堵，HVAC系统 |
例如，如果大气压力为101.325 kPa，并且储罐读取150 kPa的绝对压力，则其规格压力为：
Pgauge=150−101.325=48.675kPa
5。如何测量仪表压力
5.1量规压力传感器
仪表压力传感器通常使用 排气膜片。隔膜的一侧暴露于培养基（流体/气体），而另一侧则面临大气压，使传感器忽略了大气压力，仅测量差异。
5.2传感器技术
量规压力传感器的常见类型包括：
- 压电传感器：随着隔膜变形而改变电阻。
- 电容传感器：隔膜板之间的电容变化。
- 应变量规传感器：转换为电信号的机械应变。
- 压电传感器：由压力引起的应力产生的电压。
- 布尔登管：用于表盘指示器的机械模拟传感器。
5.3 校准
仪表压力传感器通过出厂校准，假设大气压= 0参考。校准对于准确的读取至关重要，尤其是在敏感应用中，例如医疗设备或化学剂量。
6。为什么要使用量规压力？
仪表压力在日常和工业系统中高度实用，并且具有相关性，因为它直接反映了压力 在环境上方或下方 - 从安全性和功能的角度来看，这通常是重要的。
6.1易于解释
与气氛相比，与大气相比，了解系统是过度压力过度还是不足的更容易，这有帮助：
- 防止轮胎过度充气
- 避免在船只中过压
- 监视供水管道
6.2成本效率
仪表压力传感器通常比绝对传感器更简单且便宜。
7。施加压力的施用
7.1汽车行业
- 轮胎压力监测：确保轮胎不会被膨胀或不膨胀。
- 燃油系统压力：调节燃油喷射以有效燃烧。
- 制动系统：在液压制动线中保持压力。
7.2工业设备
- 锅炉和压力容器：监控安全性和法规合规性。
- 气动和液压系统：需要精确的压力控制。
- 泵和压缩机：用于维护目标输出的反馈控制。
7.3 HVAC系统
- 监测空调和制冷单元中的制冷剂压力。
- 调节气流和系统负载。
7.4医疗设备
- 血压监测：袖口压力的基于仪表的传感器。
- 呼吸机：确保用受控的气压适当的肺通货膨胀。
- 吸力设备：使用负压力压力去除流体。
7.5水和废水管理
- 管道监控：防止破裂或空化。
- 泵控制：将流速保持在所需的范围内。
7.6航空航天和海洋
- 机舱和燃料系统中的加压系统通常依赖于登机诊断的规格读数。
8。仪表压力的优势和缺点
8.1优势
- 直接测量与用户或系统相关的压力。
- 便宜且广泛可用。
- 易于使用和解释。
- 大多数压力表，拨号指示器和测压器都是这样设计的。
8.2缺点
- 对于科学或高精度应用不准确。
- 受大气压力的变化（例如，在不同的高度处）。
- 不适合真空或绝对参考测量值。
9。真空应用中的压力压力
尽管 正压压力 指压力 大气上方，，，， 负压力 在真空系统中很重要。真空仪测量系统运行的大气压力低于大气压力。
- 0 psig =大气压
- -15 psig =接近完美的真空（海平面）
常见的真空仪
- 布尔登管真空仪
- 数字压力传感器
- 测压器
10。现实世界的例子
10.1轮胎压力
如果汽车轮胎量规读 32 psi，这意味着轮胎内部的压力为32 psi 多于 大气压（〜14.7 psi）。所以 绝对压力 轮胎内部大约 46.7 psia。
10.2家居水系统
大多数住宅水系统加压到40-60 psi仪表。如果压力下降到此范围以下，则可能导致性能或管道问题差。
10.3压缩空气工具
压缩空气系统在周围运行 90-120 psig，启用诸如撞击扳手，油漆喷涂机和指甲枪之类的工具，以正常运行。
11。仪表压力传感器的选择标准
| 因素 | 重要性 |
|---|---|
| 压力范围 | 必须与申请需求保持一致 |
| 准确性 | 在医学，科学或高精度用途中至关重要 |
| 响应时间 | 对实时监控很重要 |
| 媒体兼容性 | 传感器必须与流体或气体接触 |
| 信号输出 | 根据系统的模拟，数字或无线 |
| 环境条件 | 必须处理温度，湿度或振动 |
12。数字与模拟量规压力设备
模拟设备
- 成本效益
- 易于安装
- 通过表盘或针头视觉阅读
数字设备
- 高精度
- 数据记录和输出选项
- 连接性（RS485，蓝牙等）
13。监管标准和安全
工业和安全至关重要系统中使用的量规压力设备必须符合国际标准，例如：
- ASME BPVC（锅炉和压力容器代码）
- ISO 9001/17025：校准和质量保证
- CE/UL认证：电子设备的安全和合规性
- rohs /触及：环境与健康合规性
14。新兴趋势和技术
14.1智能压力传感器
- 内置诊断
- 通过物联网集成云
- 启用AI的故障预测
14.2无线压力监控
- Remote installations in oil & gas, mining, and agriculture.
- 节能传感器由电池或能量收集提供动力。
14.3基于MEMS的压力传感器
- 微型机械系统实现小型化。
- 用于智能手机，健身追踪器和可穿戴医疗设备。
15。结论
量规压力是日常生活和跨多个行业的实用且广泛使用的压力参考方法。理解和解释是很简单的，并且与大多数现实世界中的用例都很好地保持一致，因为压力相对于环境条件最重要。
尽管它很简单，但选择正确的量规压力传感器仍然需要对应用，环境条件和系统要求有良好的了解。在现代工程系统中，仪表压力传感器越来越多地集成到数字和无线网络中，从而有助于更智能，更安全和更有效的操作。
