在工业生产中，压力和真空度是关键工艺参数，尤其在化工、炼油等环节。若测量或控制的压力不符合要求，既会影响生产效率和产品质量，还可能引发安全事故。除了自身的应用，压力或差压的测量还常用于推导其他参数，比如物位、流量等。 一、压力的概念 - 压力是垂直且均匀分布在单位面积上的力，表示为 P = F/S；单位通常为帕斯卡（Pa），其中 1 Pa 等于 1 N/m²。 - 也可用液柱高度来表示压力，形式为 P = ρ g h，其中 ρ 是介质密度，g 是重力加速度，h 是液柱高度。 - 常见的压力单位还有物理大气压（标准大气压）、工程大气压、毫米水柱和毫米汞柱等。标准大气压是在海平面、0℃时，单位面积承受的大气重力压力；工程大气压则以1 cm²面积上承受1 kg垂直压力来表示。 - 常用国际单位制（SI）为帕斯卡，1 Pa 等于 1 N/m²；其他常见单位包括 kPa、MPa 等。低压常用毫米水柱、毫米汞柱表示。 - 压力的分类包括绝对压力、相对（表）压力、负压（真空）和差压等。绝对压力以上高于零基准的压力；表压以环境大气压为基准，高于或低于大气压；负压则低于大气压；差压是两点压力之差。 二、压力测量仪表 1) 弹性元件式压力计 - 原理基于弹性元件在被测压力作用下产生变形，从而显示压力值。具有结构简单、读数直观、使用可靠、成本较低、量程广泛等优点。若配套记录、远传、报警或自动控制等装置，即可实现压力记录与控制功能。 - 常见弹性元件包括弹簧管、薄膜（膜片/膜盒）和波纹管等。不同结构对测量范围和灵敏度有不同适应性：弹簧管适合较大压力，薄膜元件多用于中低压，波纹管适合微/低压场景且变形量较大。 - 典型的弹簧管式仪表通过被测压力使管体由椭圆形向圆形趋向，端部位移经齿轮传动在刻度盘上显示压力。 2) 电气式压力计 - 将压力转换为电信号，便于远距离传输、自动控制和报警，常见测量范围广、误差可控，且易与控制系统对接。典型输出标准信号有4–20 mA等直流方式。 - 关键部件包括压力传感器、测量电路和信号处理单元，常见形式有多种传感原理的传感器。 (1) 霍尔片式压力传感器 - 基于霍尔效应：压力引起的机构位移通过磁耦合转换为霍尔电势，输出信号与压力成正比。通过调节磁场强度和工作电流，可实现线性化输出；常用于需要远距离传输的场景。 (2) 应变片式压力传感器 - 以电阻应变原理为基础，导入金属或半导体应变片构成桥路。当传感元件受力产生应变时，桥路输出微小电压变化，经过放大后显示压力。具有反应快、动态性能好、结构简单等优点，广泛用于快速变化压力的测量。 (3) 压阻式压力传感器 - 使用单晶硅等半导体材料的压阻效应，将应变转化为电阻变化，再通过桥路输出电压。该类传感器精度高、抗干扰能力强、体积小且易于数字化显示，适宜在苛刻环境下工作，并可扩展用于测量差压、速度、加速度等。 (4) 力矩平衡式压力变送器 - 以自平衡原理实现高精度测量，常采用负反馈来降低温漂和非线性影响，具备良好的线性度和稳定性。以直流供电的两线制输出来传输4–20 mA信号，并可通过结构调整实现不同量程的平滑切换。 (5) 电容式压力变送器 - 以压力引起的电容量变化来检测，结构简单、抗过载能力强、密封性好、灵敏度高，且体积小、重量轻。输出通常为4–20 mA的直流信号，易于实现远距离传输和多点控制。相较于力矩平衡式，结构更紧凑且无杠杆机构，可靠性与抗振性更优，测量精度也更高。 3) 智能型压力变送器 - 在传统传感器基础上嵌入微处理器，具备温度补偿、自诊断、故障告警等功能，支持远程通信与参数设定。通过手持设备等实现现场的量程调整、参数设置与数据传送，精度通常达到较高等级，且工作参数可在现场快速校准和维护。 4) 压力计的选型与安装 （1）选型要点 - 确定仪表类型：是否需要远传、记录、报警、控制等功能；介质特性（腐蚀性、温度、粘度、污染、易燃易爆等）是否对仪表有特殊要求；现场环境（振动、温度、电磁场、安装条件等）是否需要特殊设计。 - 确定测量范围：要根据工艺需求和设备极限来选取，避免因量程过大或上限过低而影响寿命与精度VSport。通常在稳定压力下，上限值不宜超过最大压力的2/3；在脉动压力下不应超过1/2；在最高工作压力下不应超过最大量程的3/5。最小压力应避免接近下限，以保证准确度。选型时应遵循相关标准与规范。 （2）安装要点 - 测压点选择：应尽量选择反映真实压力的部位，避免拐弯、分叉、死角及涡流区；取压管口应与流向成直角且端面平整；液体压力点宜在管道下部以防气体滞留，气体压力点宜在管道上部以防液体进入。 - 导压管布置：管径要合适，长度尽量短，过长会引入迟滞；水平布置时应存在一定的坡度以便排出液体或气体；对易冷凝或冻结的介质应加保温与伴热；取压口到仪表之间应设切断阀以便检修。 - 仪表安装与密封：应安放在便于观察和维护的位置，尽量避开振动和高温环境。对于蒸汽压力要设置凝液排放管；对腐蚀介质要使用中性隔离介质的密封件。连接处应根据介质性质选择合适密封材料，以防泄漏。 - 高压测量的安全与误差修正：若测量点与仪表高度不在同一水平，需按 Δp = ±H ρ g 进行修正。高压仪表在安装时尽量朝向墙体或人员不易经过的一侧，以提升安全性。 以上要点有助于在实际工艺中实现准确、可靠的压力测量与有效的过程控制。