绝对压力测量的核心是测量介质压力与绝对真空(0 Pa)的差值,区别于表压(相对大气压),常用于真空度监测、海拔气压测量、密闭容器绝压控制等场景。以下是完整的解决方案,包含仪表选型、安装规范、校准方法及典型应用配置。
一、 核心概念与适用场景
| 压力类型 | 定义 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 绝对压力(Pabs) | Pabs = 表压(Pg) + 当地大气压(Patm) | 真空镀膜、半导体工艺、气象监测、压力容器绝压控制 |
| 表压(Pg) | Pg = Pabs - Patm | 常规压力测量(如水管压力、储罐压力) |
| 差压(ΔP) | 两个压力的差值 | 流量测量、液位测量 |
二、 绝对压力测量仪表选型
根据测量范围、介质特性、精度要求选择合适的仪表,主流类型如下:
1. 绝对压力变送器(工业首选)
原理:采用电容式、压阻式或陶瓷传感器,传感器一侧为密封真空腔,另一侧接被测介质,通过检测膜片形变计算绝对压力。
关键参数选择
防爆要求:选隔爆型(Ex d)或本质安全型(Ex ia),适用于化工、油气等危险场所;
低温环境:选带伴热功能的变送器,防止介质凝固。
工业级:精度 0.1%~0.5% FS,输出 4~20 mA/0~10 V;
高精度:精度 0.075% FS,支持 HART/Modbus/Profibus 总线通讯。
腐蚀性介质(如酸碱、氯气):选哈氏合金膜片或PTFE 衬里变送器;
高温介质(>150℃):选带散热片或毛细管远传型变送器;
粘稠介质(如泥浆、胶水):选平膜型变送器,防止堵孔。
真空绝压:0~10 kPa(适用于真空干燥、真空吸附);
低压绝压:0~100 kPa(适用于气压测量);
高压绝压:0~1 MPa 及以上(适用于高压容器绝压监测)。
测量范围
介质兼容性
精度与输出
环境适应性
主流品牌型号
品牌 型号 特点 罗斯蒙特 3051TA 高精度(0.075% FS),支持 HART 通讯,适用于工业绝压测量 E+H PMP75 抗干扰强,陶瓷传感器,适用于腐蚀性介质 西门子 SITRANS P200 性价比高,4~20 mA 输出,适用于常规绝压场景 国产优选 昆仑海岸 JYB-KO-A 经济型,适用于无防爆要求的真空测量
2. 便携式绝对压力计(校准 / 现场检测用)
适用场景:现场校准变送器、临时绝压测量。
特点:精度高(0.01% FS)、内置电池、支持数据记录,如福禄克 729 自动压力校验仪。
三、 安装规范与抗干扰措施
1. 安装位置与方式
避免负压凝结:测量蒸汽、高温气体时,变送器应安装在低于取压点的位置,加装冷凝罐,防止高温介质直接接触传感器。
防堵防漏
粘稠介质:取压口应垂直向下,加装隔离罐(填充隔离液如硅油);
振动场合:加装阻尼器或减震支架,减少机械振动对传感器的影响。
真空测量特殊要求
取压管路应短而粗,减少管路阻力导致的测量滞后;
管路接头采用金属密封(如铜垫),避免漏气影响真空度测量精度。
2. 信号传输与抗干扰
线缆选择:4~20 mA 信号用屏蔽双绞线,屏蔽层单端接地(变送器侧);总线通讯用专用通讯电缆(如 Profibus DP 电缆)。
远离干扰源:线缆与动力线(如变频器、电机线)间距≥30 cm,避免电磁干扰导致信号漂移。
接地要求:变送器外壳接地,电源接地与信号接地分开,防止地环流干扰。
四、 校准方法(确保测量精度)
绝对压力变送器需定期校准,核心是以标准绝对真空为基准,步骤如下:
校准准备
设备:标准绝对压力计、真空校准泵、标准电阻箱(模拟 4~20 mA 信号);
环境:恒温(20±2℃)、无振动,避免温度变化影响校准精度。
零点校准
将变送器测量口与真空校准泵连接,抽至绝对真空(0 Pa);
观察变送器输出,若不为 4 mA(零点),通过 ** 手操器(HART)** 或变送器自带按键调整零点。
量程校准
用真空校准泵施加满量程绝对压力(如 0~100 kPa 变送器,施加 100 kPa 绝压);
调整变送器量程,使输出为 20 mA,反复校准 2~3 次,确保线性误差在精度范围内。
多点校准
选取 0%、25%、50%、75%、100% 五个点,依次施加压力,记录输出值,计算线性度和重复性误差。
五、 典型应用解决方案
1. 真空镀膜工艺绝压测量
需求:测量镀膜腔室绝对压力(0~10 Pa),精度要求 0.1% FS。
配置方案
仪表选型:选电容式高真空绝压变送器(如英福康 CDG100D),测量范围 0~10 Pa,输出 4~20 mA;
安装:取压口采用KF 快装接头,管路短于 0.5 m,避免漏气;
控制:变送器信号接入 PLC,当绝压低于 1 Pa 时,触发镀膜工艺启动;高于 5 Pa 时,报警并启动真空泵。
2. 气象站大气绝对压力测量
需求:测量大气绝对压力(80~110 kPa),用于海拔计算和天气预报。
配置方案
仪表选型:选低功耗绝压传感器(如博世 BMP280),I2C 输出,精度 ±1 hPa;
安装:传感器安装在通风、无阳光直射的百叶箱内,避免温度影响;
数据采集:传感器与单片机连接,通过无线模块上传数据至气象平台,计算海拔(海拔越高,绝压越低)。
3. 化工压力容器绝压控制
需求:测量密闭反应釜绝对压力(0~1 MPa),防爆要求 Ex d II CT4。
配置方案
仪表选型:选隔爆型绝压变送器(如罗斯蒙特 3051TA),哈氏合金膜片,支持 HART 通讯;
安装:变送器通过法兰连接在反应釜顶部,加装截止阀,方便检修;
校准:每年定期拆卸校准,或采用在线校准(通过手操器远程校准,无需停机)。
六、 常见故障与排查
| 故障现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 显示值偏高 / 偏低 | 管路漏气(真空测量) | 检查接头密封性,更换密封垫 |
| 传感器零点漂移 | 重新校准零点 | |
| 输出信号波动大 | 介质脉动 / 振动 | 加装阻尼器或缓冲罐 |
| 电磁干扰 | 优化线缆屏蔽和接地 | |
| 变送器无输出 | 电源故障 | 检查 24 VDC 电源是否正常 |
| 传感器损坏 | 更换传感器或变送器 | |
| 测量精度下降 | 膜片结垢 / 腐蚀 | 清洗膜片或更换耐腐蚀膜片 |
| 未定期校准 | 按周期进行零点和量程校准 |
七、 关键注意事项
绝对压力变送器不可用于表压测量:若误用,测量值会比实际表压高一个当地大气压(约 101 kPa)。
真空测量时严禁过载:高真空变送器过载能力弱,避免误接高压介质导致传感器损坏。
当地大气压变化不影响绝压测量:绝压直接以真空为基准,无需补偿大气压变化。



