选择正确的压力控制的意义

设置压力控制过程涉及在绝对压力和表压之间进行选择。对于许多应用程序，可以选择坚持一个既定的约定，然而其他一些压力控制应用程序功能在，或仅仅高于大气压力。

这方面的一个很好的例子是用于香烟过滤嘴或过程分析仪的流量表征的背压控制。对于这些应用，选择表压还是绝对压力是一个关键的决定，因为选择将影响工艺的预期操作。

图1所示。气压的波动

绝对压力与表压

推动一个表面的力的测量称为压力，它来自于移动的分子对表面的动能(图2)。理想气体定律(PV=nRT)强调了压力随温度和质量增加而增加，随体积减小。

考虑一个装有完全真空的刚性容器，由于没有物质，压力是不存在的。向容器中加入气体会导致移动的气体分子对容器壁产生压力(图3)。

图2。压力是由分子压在表面的动能引起的

图3。给刚性容器增加质量会增加容器内部的压力。

当气体分子的数量增加一倍时，这些分子对容器的压力就会增加。体积翻倍为气体分子创造了更多的空间，并降低了一半的压力(图4)。

气体温度的升高也会导致压力的增加，因为它增加了气体分子的动能以及它们与容器的相互作用(图5)。温度下降会降低压力，这可以解释为什么轮胎压力在冬季早晨会变低。

图4。增大刚性容器的体积会降低容器内部的压力。

图5。增加刚性容器的温度会增加其内部的压力

上述解释的完美真空是绝对压力的参考。绝对压力的测量不具有负值。表压是当地的大气压力，是用绝对刻度测量的。

表压描述过程压力比当地大气压低或高多少。在压力表压力表中，实际总压力是压力表读数和当前当地大气压。

表压常用于测量不能低于大气压的过程。轮胎压力参考表用于发现轮胎中额外的空气量，除了周围已经存在的大气。

轮胎漏气时，压力表压力为零，因为内部压力等于大气压力。然而，真空沉积过程通常被称为绝对刻度，因为它们负责将过程维持在绝对真空以上的特定压力量。

压力，温度和海拔

在寒冷的早晨，汽车的胎压有时会很低，但汽车的胎压监测系统(TPMS)可能不会受到任何损害。寒冷的温度可以降低汽车轮胎内部空气分子的动能，降低轮胎的压力。

这种情况发生在去年冬天的亚足联足球锦标赛“deflgate”比赛中。据推测，比赛期间的低温可能导致了足球内部压力下降1.8 psi。

更糟糕的是，大气压力随着海拔的升高而降低，这是由于更小的气体分子的存在，它们会挤压其他物体。气压在真空中不存在，但在海平面上存在，平均为14.696 psia(绝对)，所以海平面上的城市比山区的城市大气压力增加。当高度发生变化时，绝对压力测量结果与表压测量结果大相径庭。

例如，在Alicat的图森办公室，一个空水瓶的瓶盖被拉紧了。在2160英尺的高度，周围空气的平均压力是13.67 psia(绝对)，所以瓶子内的压力在绝对秤上也是13.67 psi。

在压力计上，瓶内压力为0 psig，相当于周围的空气压力。在图森北部9159英尺高的莱蒙山山顶重复这个任务，那里的环境气压只有10.44 psia。密封瓶内的气压仍然是13.67 psia，现在在这个高度相当于3.23 psig(13.67-10.44)。

图6。过程的表压随着大气压力的降低而增加。

根据2^nd根据热力学定律，流体从高压区向低压区流动。当密封水瓶在顶部打开时，瓶内较高的压力导致一些空气从瓶中流出，压力表上的压力读数为- 3.23 psig(10.44-13.67)。一旦瓶子被打开，周围的空气进入低压瓶，直到压力增加到13.67 psia(图7)。

图7。过程的表压随着大气压力的增加而降低。

压力及天气系统

天气系统增加和减少当地的大气压力。气压的波动在一天中都有发生，它在上午10点左右达到峰值，在下午4点左右达到最低点。这种差异在赤道更高，那里每天的温度波动和地球的自转是最大的。

随着这些每天发生的波动，天气系统产生的压力可能低于或高于平均水平。一个地方的大气压力可能全年都在变化，这种变化可能高达0.3 psi。在频繁经历飓风、热带低气压或频繁风暴的地区，变化也会在很短的时间内发生。

以亚利桑那州图森为例，该地的平均气压约为13.7 psia，最低气压为13.6 psia，最高气压为13.8 psia。如果使用压力计控制器来控制仅高于大气压0.3 psi的过程，就会导致不稳定的控制，导致当地大气压变化的波动。

然而，所有这些波动都是不可见的，因为控制器总是读取0.3 psig的压力表压力。可靠的控制是由绝对压力控制提供的，无论大气中发生了什么，因为它是参照真空，而不是大气压力(图8)。

图8。绝对压力控制稳定大气压力变异性的影响。

如果压力设定值大于大气压，这些波动的影响就会较小。在图森市，设定为100.0 psig的过程将经历从113.6 psia到113.8 psia的波动，而绝对压力控制将提供113.7 psia的稳定压力。在113.7 psia的范围内，+/- 0.1 psi的变化可能对工艺不太重要，并且不能保证绝对压力控制。

选择正确的压力参考

上述例子说明了选择正确的参考标度来控制或测量过程中的压力的重要性。不管大气中发生了什么，绝对压力系统应该用来隔离过程中一定的压力。

应使用表压系统来保持相对于当前大气压的特定压力。压力表压力控制器根据环境空气压力的变化，帮助增加和排除空气，这进一步有助于保持所需的压差。需要控制低大气压力的应用可以从绝对压力控制中获益良多。

这些信息已经从Alicat Scientific提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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