第章 通风与风峒测量仪表.pptVIP

第4章 通风与风峒测量仪表 温度和湿度是环境舒适度的两大参数，风速和风压是风流运动的两大要素。 通风是保证厂矿工作环境安全、卫生的重要技术措施。 本章内容： §4.1 通风压力测量仪表 §4.2 风速测量仪表 §4.3 温度和湿度测量仪表 §4.1 通风压力测量仪表 通风压力测量仪表根据测量基准的不同，可分为绝对压力测量仪表和相对压力测量仪表。 一、绝对压力测量仪表 （一）水银气压计 水银管式气压计是一种单管压力计，上面有带刻度(mbar)的金属护管和游标(0.1mbar)，下面有基准面调节旋纽。常用来测量空气的绝对静压。 使用时先调准基准面，再调游标读数，还要进行温度校正。 （二）真空膜盒及其工作原理 1、膜盒结构：膜盒由两片膜片焊接而成，通常膜片的抗弯刚度很小，为增大抗弯刚度在膜片上压有同心波纹，膜片由锡磷青铜材料制成，厚度为0.05~0.3mm。膜盒内抽成真空。 2、工作原理：敏感元件膜盒承受大气压力作用，产生轴向位移，P→x，多组膜盒组合在一起，可以提高元件的灵敏度。 3、膜盒的工作特性 （1）弹性特征： 作用在膜盒元件上的载荷P与轴位移x之间的关系，又称为弹性曲线 （2）弹性滞后： 元件在加载与卸载过程中特性曲线不重合的现象。 （3）弹性后效： 当载荷停止变动或完全卸载之后，弹性元件不是立刻完成相应位移，而是要经过一段时间才逐渐完成的现象。 4、空盒气压计 将膜盒抽成绝对真空，即P0=0，因而它能直接感觉绝对压力，并转换为轴向位移。用真空膜盒制成的气压计称为空盒气压计。 使用中应注意的问题： (1)由于元件的弹性滞后及后效效应，仪器有爬动的现象，因此，仪器在放置一定时间后才能读数，读数时应轻敲表盘以克服机械摩擦作用。当ΔP=20~40mmHg，t=20min；ΔP=40~60mmHg，t=30min；ΔP=60~80mmHg，t=40min。 (2)仪器的测量范围是依据膜盒位移量确定的， 超出测量范围将导致非线性误差和膜盒的损坏。 (3)校准：仪器应定期校准，包括刻度、温度、补充校准等。 (4)优缺点及适用性 优点：体积小、重量轻、价格低 缺点：测量范围和精度不高 适用于：测量空气静压、密度。 5、光学精密气压计 (1)工作原理：膜盒将压力转换为轴向位移，通过铰链、转轴及刻度盘，直接转换为刻度盘位移，光学放大系统和读数窗读数。 (2)测量范围：600~900mmHg； 分辨率： 0.1mmHg (3)优缺点及适用性 优点：测量精度高、 范围大、温度补偿功能 缺点：体积大、价格高。 适用：于大气压测定， 井下通风阻力测定。 6、BJ－1型精密数字气压计 BJ－1是一种便携式本质安全型气压计。它既可测定绝对压力，也可测定相对压力或压差。测量标高范围为﹣1500～2500m，量程为基准气压P0±200hPa，相对压力或压差为±2000Pa(可扩量程±3000Pa)，绝对压力分辨率为10Pa，相对压力分辨率为0.98Pa。 仪器由气压探头组件、面板组件、电源和机壳、机箱等组成，其工作原理如图所示。其中气压感受装置是由真空波纹管和弹性元件构成，气压探头感受的气压及其变化量经机/电转换、放大和调节，最终以数字显示出来。 仪器使用方法： （1）开机预热：打开总开关，按下“电压”按键，显示7～11V可正常工作（否则应充电），开机预热30 min。 （2）绝对压力测定：按 “绝对”压力键，标高键置于“0”档，显示值稳定后，方可读数B，绝对压力 P=P0+B ；P0=1000 hPa （3）压差测量：按“相对”键，再根据现场标高按下相应的标高键，调“调基”电位器，使显示数字为零(当测段两点压差不超过量程时，也可记下显示数值)。将仪器移至测段终点，其显示值(与前一点的示值之差)即为测段的压差，单位为Pa。 （三）固态压阻式气压计 1、固态压阻式压力传感器 半导体硅片电阻特点：体积小(2×2mm)、灵敏度高、温度系数大。当I=1.5mA时，Vout=100 mV/F?S。 2、固态压阻式传感器的生产过程 （a）：使硅片的一面沉积外延层，上下两面形成氧化层。 （b）：将P材料扩散到上方氧化层，形成压敏电阻半导体。 （c）：装金属接点。 （d）：绕硅片中心四周蚀刻掉部分硅片，形成一个环形的凹槽，这个凹槽的顶部只剩下外延层和氧化层。 （e、f）：从硅片上方蚀刻掉四块压阻半导体，剩下的四根条状的压敏电阻作传感器的压阻敏感元件使用，再经多次蚀刻，将它们连接成惠斯登电桥。 （g）：切片，将硅片与底座粘结，连引线。底座分陶瓷和玻璃两层，中间有通气孔。 3、传感器的温度特性及其补偿 (1)零位和满量程的温度特性 零点温度系数： αZ=Max{Vz(t)-