壓力差(pressuredifference)，建筑學(xué)上指外窗室內(nèi)外表面所受到的空氣壓力的差值。當(dāng)室外表面空氣壓力大于室內(nèi)表面時(shí)，壓力差定為正值;反之為定負(fù)值。壓力單位以帕(PA)表示。也泛指壓力差就是物體兩側(cè)所受壓力的差值。

 流行語(yǔ)

2009年6月27日5時(shí)30分左右，上海閔行區(qū)蓮花南路、羅陽(yáng)路在建“蓮花河畔景苑”商品房小區(qū)工地內(nèi)，一幢在建13層樓房向南整體傾倒事故，一名工人被壓致死。專家分析是由于壓力差的原因?qū)е路课輧A斜倒塌。

事故原因一公布，網(wǎng)友質(zhì)疑一片，認(rèn)為一堆土壓怎么會(huì)導(dǎo)致一幢樓倒塌。一時(shí)間，“壓力差”變成當(dāng)下的流行語(yǔ)。

網(wǎng)友babyplease在帖子中說，上海一幢樓的倒塌，倒出了偉大的“壓力差”，會(huì)對(duì)人類生活產(chǎn)生巨大影響。依他看來，“壓力差”至少會(huì)帶來以下革命性的變化：首先，“壓力差”將會(huì)徹底淘汰當(dāng)今世界上廣泛運(yùn)用的落后生產(chǎn)技術(shù)——舊建筑物爆破式拆除。按照上海的實(shí)際情況和倒塌效果，今后拆樓，只要在一側(cè)挖個(gè)4.6米深的坑，另一側(cè)堆積10米高的土，就可以達(dá)到預(yù)定效果，而且可以大大節(jié)約經(jīng)費(fèi)，更綠色更環(huán)保。“我們還可以展望，‘壓力差’原理將會(huì)在軍事上得到廣泛應(yīng)用。”

網(wǎng)友“江天哲”戲稱，“挖坑-堆土”理論震驚世界，即將改變世界格局。“江天哲”還大膽“推測(cè)”，根據(jù)上海“蓮花樓”10米土堆產(chǎn)生3000噸側(cè)向力的理論，8848米高的珠穆朗瑪峰將會(huì)對(duì)印度板塊產(chǎn)生3000萬(wàn)億噸的側(cè)向力，印度板塊在巨大的側(cè)向力擠壓下，即將向印度洋深處漂移，成為孤島。

韓寒則調(diào)侃稱，大樓倒塌“經(jīng)過鑒定，屬于自殺”，自殺的原因是兩側(cè)壓力太大，也就是說，該樓生活壓力太大。

壓力差在工業(yè)上的應(yīng)用

差壓變送器

1.概述

在諸類儀表中，變送器的應(yīng)用最為廣泛、普遍，變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分，兩線制變送器尤多;有智能和非智能之分，智能變送器漸多;有氣動(dòng)和電動(dòng)之分，電動(dòng)變送器居多;另外，按應(yīng)用場(chǎng)合有本安型(本質(zhì)安全型)和隔爆型之分;按應(yīng)用工況，變送器的主要種類如下：

※低(微)壓/低(微)差壓變送器;

※中壓/中差壓變送器;

※高壓/高差壓變送器;

※絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器;

※高溫/壓力、差壓變送器;

※耐腐蝕/壓力、差壓變送器;

※易結(jié)晶/壓力、差壓變送器。

變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和使用介質(zhì)等方面考慮。實(shí)際應(yīng)用中分為直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N;其用途有過程測(cè)量、過程控制和裝置連鎖等。常見的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單發(fā)蘭變送器、雙發(fā)蘭變送器、插入式發(fā)蘭變送器等。

2.壓力/差壓變送器介紹

壓力變送器和差壓變送器單從名稱上講測(cè)量的是壓力和差壓(兩個(gè)壓力的差)，但它們可以間接測(cè)量的量卻很多。如壓力變送器，除可以測(cè)量壓力外，還可以測(cè)量設(shè)備內(nèi)的液位。在常壓容器內(nèi)測(cè)量液位時(shí)，需要一臺(tái)壓力變送器即可。當(dāng)測(cè)量受壓容器的液位時(shí)，可考慮用兩臺(tái)壓力/差壓變送器，即測(cè)量下限一臺(tái)，測(cè)量上限一臺(tái)，它們的輸出信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，即可測(cè)出液位，這時(shí)一般選用差壓變送器。在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做的很寬，從絕壓0開始可以到一百多兆帕(一般情況)。

差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節(jié)流元件來測(cè)量介質(zhì)流體的流量，可以直接測(cè)量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負(fù)壓。

2.1制作

從壓力/差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來分有普通型和隔離型。普通型壓力/差壓變送器的測(cè)量膜盒為一個(gè)，它直接感受被測(cè)介質(zhì)的壓力或差壓;隔離型的測(cè)量膜盒接受到的是一種穩(wěn)定液(一般為硅油)的壓力，而這種穩(wěn)定液是被密封在兩個(gè)膜片中間，直接接受被測(cè)壓力的膜片為外膜片，原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片，當(dāng)外膜片上接受壓力信號(hào)時(shí)通過硅油的傳遞原封不動(dòng)的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上，從而可以測(cè)出外膜片所感受到的壓力。

隔離型壓力/差壓變送器主要是針對(duì)特殊的被測(cè)量介質(zhì)設(shè)計(jì)和使用的，如果被測(cè)介質(zhì)離開設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，而使用普通型壓力/差壓變送器需要取出介質(zhì)，會(huì)將導(dǎo)壓管膜盒室堵塞使其不能正常工作，所以必須選用隔離型。隔離型變送器通常作成發(fā)蘭式安裝，即在被測(cè)設(shè)備上開口使變送器安裝后它的感應(yīng)膜片是設(shè)備壁的一部分，這樣它不會(huì)取出被測(cè)介質(zhì)，一般也不會(huì)造成結(jié)晶和堵塞。

當(dāng)被測(cè)介質(zhì)需求結(jié)晶溫度較高時(shí)，可選用將膜片凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部，從而感應(yīng)到的介質(zhì)溫度不會(huì)降低，這樣測(cè)量是有保障的，即選用插入式發(fā)蘭變送器。

隔離型變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型之分。遠(yuǎn)傳型即外膜盒與測(cè)量膜盒之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接，一般毛細(xì)管為3~5米，這樣外膜盒裝在設(shè)備上，內(nèi)膜盒及變送器可以安裝在便于維護(hù)的安裝支架上;另一種形式是外膜盒與變送器做成一體直接由發(fā)蘭安裝在設(shè)備上。對(duì)于隔離型壓力變送器它還可以作成螺紋連接型，即外膜盒或外彈性元件可在安裝螺紋的前面，只要在被測(cè)設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺(tái)，便可將變送器直接擰到設(shè)備上，安裝非常方便。

隔離型壓力/差壓變送器的制作復(fù)雜，材質(zhì)要求也較高，所以它的價(jià)格通常是普通型的3~4倍。

2.2選型原則

在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如果被測(cè)介質(zhì)為高黏度、易結(jié)晶、強(qiáng)腐蝕的，必須選用隔離型變送器。

在選型時(shí)要考慮被測(cè)流體介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞，發(fā)蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設(shè)備或人身事故，所以膜盒材質(zhì)的選擇非常關(guān)鍵。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316/316L不銹鋼、鉭材質(zhì)等。

在選型時(shí)要考慮到被測(cè)介質(zhì)的溫度，如果溫度高，達(dá)到200℃~400℃，要選用高溫型，否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹，使測(cè)量不準(zhǔn)確。

在選型時(shí)要考慮設(shè)備的工作壓力等級(jí)，變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上講，外膜盒及插入部分材質(zhì)比較重要，要選合適，但連接發(fā)蘭可以降低材質(zhì)要求，如選用碳鋼、鍍鉻等，這樣會(huì)節(jié)約很多資金。

隔離型壓力變送器最好選用螺紋連接形式，這樣既節(jié)約資金，安裝也方便。

對(duì)于普通型壓力和差壓變送器選型，也要考慮到被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問題，但使用的介質(zhì)溫度可以不予考慮，因?yàn)槠胀ㄐ褪且龎旱奖韮?nèi)，長(zhǎng)期工作時(shí)溫度是常溫，但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型大。首先是保溫問題，氣溫零下時(shí)導(dǎo)壓管會(huì)結(jié)冰，變送器無法工作甚至損壞，這就要增加伴熱和保溫箱等裝置。

從經(jīng)濟(jì)角度上來講，選用變送器時(shí)，只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器，而且對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測(cè)量(只要工藝允許用吹掃液或氣)，應(yīng)用普通型變送器就是要求維護(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查，包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等，只要維護(hù)好，大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多。維護(hù)時(shí)要注意硬件維護(hù)和軟維護(hù)相結(jié)合。

從選用變送器測(cè)量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，最好將使用的量程范圍設(shè)定在它量程的1/4~3/4段，這樣精度會(huì)有所保證，對(duì)于微差壓變送器來說更是重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合(液位測(cè)量)需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量進(jìn)行遷移，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。

目前，智能變送器已相當(dāng)普及，它的特點(diǎn)是精度高、可調(diào)范圍大，而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好，選型時(shí)應(yīng)多考慮。

按照設(shè)計(jì)規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)選型中，究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器，因其各有特長(zhǎng)，應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進(jìn)行綜合考慮和分析。以下幾點(diǎn)可供選型時(shí)參考：

※集中操作程度及響應(yīng)速度;

※是否與DCS計(jì)算機(jī)操作相配合;

※經(jīng)濟(jì)性、可靠性及使用維護(hù)方面;

※安全性(防爆、停電、氣源故障等);

※環(huán)境條件及傳輸距離。

一般來說，下列條件以選用氣動(dòng)變送器為宜：

※自變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離較短，通常以不超過150米較為合適;

※工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對(duì)濕度很大的場(chǎng)合;

※要求儀表投資少、響應(yīng)速度要求不快的場(chǎng)合;

※一般中小型企業(yè)要求易維修，經(jīng)濟(jì)可靠;

※在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里，有些現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作。

下列條件以選用電動(dòng)變送器為宜：

※變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過150米以上;

※大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制;

※設(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理的對(duì)象;

※要求響應(yīng)速度快，信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合。

實(shí)際中，在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的。

3.壓力變送器的選型

從物理學(xué)角度來看，任何一個(gè)物體上受到的壓力都包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力(一般稱為表壓)兩部分。作用在被測(cè)物體上的這兩部分壓力總和稱為絕對(duì)壓力。

P絕=P表+大氣壓

測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值，也就是絕對(duì)壓力與大氣壓的壓差值。當(dāng)絕對(duì)壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值，稱為正表壓;當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值，稱為負(fù)表壓，即真空度。測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。

⑴為了保證壓力測(cè)量精度，最小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3;

⑵對(duì)需遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)選用壓力傳感器或壓力變送器;

⑶在測(cè)量精度要求不高時(shí)，可選擇電阻式或電感式、霍爾效應(yīng)式遠(yuǎn)傳壓力變送器;

⑷氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節(jié)器適宜做就地壓力指示調(diào)節(jié);

⑸壓力變送器、壓力開關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所的防爆要求合理選擇。

4.差壓變送器的選型

差壓變送器根據(jù)以下幾點(diǎn)選型：

⑴測(cè)量范圍、需要的精度及測(cè)量功能;

⑵測(cè)量?jī)x表面對(duì)的環(huán)境，如石油化工的工業(yè)環(huán)境，有可熱(有毒)和爆炸危險(xiǎn)氣氛的存在，

有較高的環(huán)境溫度等;

⑶被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、粘稠、易凝固結(jié)晶和汽化等工況;

⑷操作條件的變化，如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化。有時(shí)還要考慮到從開車到參數(shù)達(dá)到正

常生產(chǎn)時(shí)，氣相和液相濃度和密度的變化;

⑸被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮，如

塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等;

⑹其它要求，如環(huán)保及衛(wèi)生等要求;

⑺工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮，要求盡可能地減少規(guī)格品種，減少備品備件，以利管理;

⑻實(shí)際的工藝情況：

①考慮被測(cè)對(duì)象是屬于哪一類設(shè)備。如槽、罐類，槽的容積較小，測(cè)量的范圍不會(huì)太大，罐的容積較大，測(cè)量的范圍可能較大;

②要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度，首選常規(guī)的差壓變送器及浮筒式液位變送器，還要對(duì)接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇;

③對(duì)有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單發(fā)蘭式差壓變送器。有些易析出、易結(jié)晶的用插入式雙發(fā)蘭差壓變送器;

④對(duì)高黏度介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位，由于設(shè)備無法開孔，可選用放射液位計(jì)來測(cè)量;

⑤除了測(cè)量方法上和技術(shù)上問題以外，還有儀表的投資問題。

綜上所述，變送器的選型，技術(shù)上要可行，經(jīng)濟(jì)上要合理，管理上要方便。

真空下壓力差的應(yīng)用

低真空(1-1000hpa)下利用真空產(chǎn)生的壓力差的應(yīng)用：

主要用途：利用真空所產(chǎn)生的壓力差，帶動(dòng)氣體流動(dòng)產(chǎn)生的吸力，進(jìn)行工作。

主要應(yīng)用：

有最典型的真空吸塵，及醫(yī)院手術(shù)間的負(fù)壓吸引，此應(yīng)用主要是由真空泵產(chǎn)生的真空用來克服管路，過濾器的壓力損失，使得吸塵吸污口的氣流獲得較高的氣流速度，把各種垃圾吸入分離罐內(nèi)。類似的工作還有真空吸糞車，真空廁所，真空污水收集系統(tǒng)，油田淤泥收集系統(tǒng)，井點(diǎn)降水系統(tǒng)等。

該應(yīng)用所需的真空一般為900-100hpa，當(dāng)吸較輕的灰塵時(shí)，所需的真空度會(huì)比較低。但需要一定的氣體流速。當(dāng)吸取顆粒較大的物料時(shí)，所需真空度會(huì)比較高。此外還取決于物料重量和氣體重量的混合比，管路長(zhǎng)度和過濾器類型等等。當(dāng)吸取大量液體時(shí)，要考慮到吸送的高度，壹個(gè)大氣壓力所產(chǎn)生的最大壓力差可以將水提升有10米。

此外還利用真空產(chǎn)生的壓力差造成氣體流動(dòng)，進(jìn)行真空氣力輸送，大量應(yīng)用在化工，制藥，塑料，建筑，裝卸行業(yè)的粉料，顆粒裝物體的真空氣力輸送，分配，卸貨等。

在生活中，煙囪的原理，龍卷風(fēng)的形成都是真空所造成的壓力差所造成的。

利用真空的壓力差，可以吸附各類較為平整及有規(guī)律表面的物體，最典型的應(yīng)用是真空吸盤，它可以吸附不宜手拿的玻璃，集成電路生產(chǎn)工藝中的硅片等。

通過真空吸盤，我們可以有各種應(yīng)用，比如各類印刷機(jī)械上吸紙送紙裝置，大型幕墻玻璃安裝所需的真空吊具，飛機(jī)航天上各種鋁合金零部件等不宜采用常規(guī)夾緊方式的機(jī)械加工時(shí)所需的真空夾具等等。

利用真空的壓力差，可以把液體或膠狀物內(nèi)的氣泡，模具、罐裝容器空腔內(nèi)的氣體排干凈。使得所需的物體順利進(jìn)入腔體內(nèi)，填補(bǔ)空間。典型的用途有液體的罐裝，橡膠硫化工藝上的脫氣，鋁合金的真空壓鑄工藝等。

利用真空的壓力差，可以使得加熱后具有塑性變形的塑料片材緊貼在所需形狀的模具上，形成各種形狀的塑料零件，用于包裝等用途，這就是俗稱的真空吸塑。類似的應(yīng)用還有真空塑料貼面等。