空气压力的测定
通风工程中空气压力测定
包括：空气绝对压力测定和空
气相对压力测定。
1．空气绝对压力的测定
绝对压力的测定，通常使用
水银气压计和空盒气压计。
（1）水银气压计
水银气压计于1644年发
明，如图2-4-1所示，它主要
由一个水银盛槽与一根玻璃管
构成。玻璃管上端封闭，下端
插入水银盛槽中，管内上端形成绝对真空，下部充满水银。当盛器里的水银表面受到空气压力时，管内水银柱高度随着空气压力而变化。这时管中水银面与盛器里水银面的高差就是所测空气的绝对压力。水银气压计属于固定式装置，一般置于室内壁上，用于测量大气压力或用于校对其它压力计。
水银气压计又分为定槽
水银气压计和动槽水银气压计（如图2-4-2所示），两者在调节读数时有所不同，使用中应加以注意。水银气压计的感应部分由水银、玻璃内管、水银槽组成；刻度部分由标尺、游标尺、象牙针组成；附属部分为附属温度计。
动槽式水银气压表是法国人福丁（J.Fortin）于1810年发明制造的，故称福丁式水银气压表。它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。
读数要比定槽水银气压计的复杂些，读数顺序为：先读温度计，再调水银面与象牙针相切，再调游标尺与水银柱顶相切，最后读数。读数结束后，将象牙针与水银面断开。
从理论上说，任意一种液体都可以用来制造气压表，但是水银有其独特的优点： ①水银密度大。在标准条件下，在通常大气压力下，它的液柱高度适合人的观测。 ②水银的蒸汽压小。在温度60℃以下，在管顶内的水银蒸汽附加压力对读数准确度的影响可忽略不计。
③水银的性能稳定。易于提炼纯净的水银。
④水银不沾湿玻璃，管内水银面形成凸起的弯月面，容易判断水银柱顶的准确位置。 定槽式水银气压表也称寇乌（kew）式水银气压表。定槽式与动槽式区别在水银槽部。它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。 当气压变化时，水银柱在玻璃管内上升或下降所增加或减少的水银量，必将引起水银槽内的水银减少或增加，使槽内的水银面向下或向上变动。即正个气压表的基点随水银柱顶的高度变动。
（2）空盒气压计
空盒气压计（也称为无液气压计）如图2-4-3和2-4-4所示，它由一个被抽成真空的皱纹状金属盒与联接在盒上带指针的传动机构所组成。
空盒气压计的感应元件是一组具有弹性的、抽成真空的（或残留少量空气）空盒组成的。其结构组成包括：感应部分、传动放大部分、显示部分。将空盒底部固定，顶部可自由移动，用以操作指示读数的机械系统。
空盒气压计的测压原理是：由于盒内抽成真空（实际还有少量余压），当大气压力作用于盒面上时，盒面被压缩，并带动传动杠杆使指针转动，根据指针转动的幅度即可读得大气压力数值。
空盒气压计实物见图2-4-5所示，它是一种携带式测压仪表，一般用于固定地点大气压力的测量。其测量精度较差，使用前必须经水银气压计的校正。读数要求如下：
①测量时将盒面水平放置在被测地点，停留10-20分钟时间，待指针稳定后再读数； ②读数时视线应该垂直于盒面。
③读表的附温，准确到0.1°C；
④轻敲盒面，克服机械摩擦；
⑤待指针平稳后，读气压数，精确到0.1mmHg或0.1hpa)；
⑥复读一次。
根据用途及要求不同，空盒气压计分有标准型和精密型，根据适用的条件不同，分有平原型和高原型。在使用时，应根据具体用途和条件来选用合适类型的空盒气压计，常见几种类型及其性能见表2-4-1，供选用时参考。
表2-4-1常见几种类型的空盒气压计及其性能
2．相对压力的测定
相对压力的测定，常用的有Ｕ形压力计、单管倾斜压力计和补偿微压计。它们都须与皮托管配合来测量风流的静压、动压和全压。
（1）皮托管
在测定风流的相对静压、动压和全压时，Ｕ形、单管倾斜和补偿压力计均须与皮托管连接才能进行。皮托管是接受与传递风流压力的装置，它由两根金属小圆管构成，内管和外管同心套结成一整体，但互不相通。内管前端开一小孔与“+”脚管相通，小孔正对风流时，内管接受测点风流的全压。外管在离前端不远的侧面开有数个小孔。这些小孔接受测点风流的静压并与“—”脚管相通。测定时，根据所要测定的参数（相对静压、动压和全压），把皮托管与压力计连好，把皮托管前端正对着风流即可测定（如图2-4-6所示。）。
皮托管实物见图2-4-7所示。对烟气流速的测量不能使用标准型皮托管，而应使用S型皮托管（测压管），S型皮托管的结构如图2-4-8所示。
（2）Ｕ形压力计
Ｕ形压力计（也称为Ｕ形水柱计），
有垂直和倾斜两种类型，它们都是由一内
径相同、装有蒸馏水或酒精的Ｕ形玻璃管
与刻度尺所构成（见图2-4-9所示）。它
的测压原理是：Ｕ形管两侧液面承受相同
压力时，液面处于同一水平；当两侧液面
压力不同时，压力大的一侧液面下降，另
一侧液面上升，从中间的标尺即可读出压
差。
（3）单管倾斜压力计
对于垂直Ｕ形水柱计来说，两水面的
高差L(mm)就是两侧压力差H(mmH2O)。垂
直Ｕ形压力计的精度较低，多用于测量较
大的压力。为了提高测量精度，可
图2-4-9 Ｕ形压力计实物
采用倾斜Ｕ形压力计。设倾斜Ｕ形压力计的倾斜角度为α，两侧液面差为L (mm)，则所测压力差为H（mmH2O），即所测压力P（Pa）为：
P=ρgH =ρgLsinα
式中 ρ——Ｕ形管中液体的密度（kg/m3）；
P——所测压力，Pa；
g——重力加速度，m/s2。 (2-4-1)
单管倾斜压力计原理如图2-4-10所示，它由一个较大断面的容器A与一个小断面的倾斜管B相互连通而构成。A与B断面积的比例F1/F2一般为250～300，其中充有适量的酒精。为便于读数，酒精中注入微量的硫酸和甲基橙使之染色。
它的测压原理与Ｕ形压力计基本相同。当A中液面承受比B液面较大的压力时，A液面下降h1，B液面相应上升h2。由于F1远大于F2，根据h1F1=h2F2等式可知，h1远小于h2。所测压力按下式计算：
P=ρg(h1+ h2)=ρg(1+ F2/F1)h2 =ρg(1+ F2/F1)Lsinα= KρgL （2-4-2) 式中 K——仪器校正系数，由仪器上读得；
L——倾斜管的始末读数差，mm。
单管倾斜压力计除容器A和倾斜管B外，还有控制阀门、液面零位调节锤、酒精注入口（带密盖）以及斜管定位弧形架。使用时，先将斜管置于所需的倾角或K值处；把较大压力的胶管接通容器A，小压力胶管接通倾斜管B；在非工作位置调整水平和零位；
然后在工作位置上进行测定。
（4）补偿式微压计
补偿式微压计组成如图2-4-11所示，测定连接如图2-4-12所示。补偿式微压计主要由盛水容器A、容器B、连接胶管、刻度盘、刻度尺、螺杆、反光镜等组成。盛水容器A和B通过胶管连接形成连通器，容器B不动，B中装有水准头。当刻度盘带动螺杆转动时，容器A可随着上下移动。
补偿式微压计的工作原理是：较大压力的胶管接到“+”接头与B相通，小压力接到“-”接头与A相通，B中水面下降，水准头露出，同时A内液面上升。旋转螺杆以提升容器A，同时B中水面随着上升，直到B中水面回到水准头原来所在的水平面为止。此时刻度尺和刻度盘上的读数总和即为所测的压力（mmH2O）。其原理的实质，是通过提高容器A的位置，用水柱高度来平衡（补偿）压力差造成的B中水面的下降，使B中水面恢复到原来的零位位置，这时A所提高的高度就是两容器压力差所造成的水柱高度。
刻度盘刻度为200等分，将它左右转动一
圈，螺杆将带动A上下移动2mm，刻度盘上的读数能精确读到0.01mmH2O。水准观察装置是用于观察B中的水面。它根据光学原理使水准头形成倒像，当水准头的尖端与像的尖端恰好接触时，将此状态B中的水面作为零位水位。测定过程中，只有当B中的水位恢复到零位位置时（即水准头的尖端与像的尖端恰好接触时），方可读数。
图 2-4-13为YJB系列补偿式微压计实物图，它可用于测量非腐蚀性气体的微小压力、吸力或差压，也可用来校准其它压力计。具有精密的螺纹传动付合光学放大装置，测量准确，观察方便，结构简单，可供实验室和计量单位使用。
3．数字压力计
数字压力计采用微处理器技术，是新一代智能化、数字化、形式新颖的测压仪表（如图2-4-14所示）。数字压力计测试快速，使用方便。
空气压力的测定
通风工程中空气压力测定
包括：空气绝对压力测定和空
气相对压力测定。
1．空气绝对压力的测定
绝对压力的测定，通常使用
水银气压计和空盒气压计。
（1）水银气压计
水银气压计于1644年发
明，如图2-4-1所示，它主要
由一个水银盛槽与一根玻璃管
构成。玻璃管上端封闭，下端
插入水银盛槽中，管内上端形成绝对真空，下部充满水银。当盛器里的水银表面受到空气压力时，管内水银柱高度随着空气压力而变化。这时管中水银面与盛器里水银面的高差就是所测空气的绝对压力。水银气压计属于固定式装置，一般置于室内壁上，用于测量大气压力或用于校对其它压力计。
水银气压计又分为定槽
水银气压计和动槽水银气压计（如图2-4-2所示），两者在调节读数时有所不同，使用中应加以注意。水银气压计的感应部分由水银、玻璃内管、水银槽组成；刻度部分由标尺、游标尺、象牙针组成；附属部分为附属温度计。
动槽式水银气压表是法国人福丁（J.Fortin）于1810年发明制造的，故称福丁式水银气压表。它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。
读数要比定槽水银气压计的复杂些，读数顺序为：先读温度计，再调水银面与象牙针相切，再调游标尺与水银柱顶相切，最后读数。读数结束后，将象牙针与水银面断开。
从理论上说，任意一种液体都可以用来制造气压表，但是水银有其独特的优点： ①水银密度大。在标准条件下，在通常大气压力下，它的液柱高度适合人的观测。 ②水银的蒸汽压小。在温度60℃以下，在管顶内的水银蒸汽附加压力对读数准确度的影响可忽略不计。
③水银的性能稳定。易于提炼纯净的水银。
④水银不沾湿玻璃，管内水银面形成凸起的弯月面，容易判断水银柱顶的准确位置。 定槽式水银气压表也称寇乌（kew）式水银气压表。定槽式与动槽式区别在水银槽部。它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。 当气压变化时，水银柱在玻璃管内上升或下降所增加或减少的水银量，必将引起水银槽内的水银减少或增加，使槽内的水银面向下或向上变动。即正个气压表的基点随水银柱顶的高度变动。
（2）空盒气压计
空盒气压计（也称为无液气压计）如图2-4-3和2-4-4所示，它由一个被抽成真空的皱纹状金属盒与联接在盒上带指针的传动机构所组成。
空盒气压计的感应元件是一组具有弹性的、抽成真空的（或残留少量空气）空盒组成的。其结构组成包括：感应部分、传动放大部分、显示部分。将空盒底部固定，顶部可自由移动，用以操作指示读数的机械系统。
空盒气压计的测压原理是：由于盒内抽成真空（实际还有少量余压），当大气压力作用于盒面上时，盒面被压缩，并带动传动杠杆使指针转动，根据指针转动的幅度即可读得大气压力数值。
空盒气压计实物见图2-4-5所示，它是一种携带式测压仪表，一般用于固定地点大气压力的测量。其测量精度较差，使用前必须经水银气压计的校正。读数要求如下：
①测量时将盒面水平放置在被测地点，停留10-20分钟时间，待指针稳定后再读数； ②读数时视线应该垂直于盒面。
③读表的附温，准确到0.1°C；
④轻敲盒面，克服机械摩擦；
⑤待指针平稳后，读气压数，精确到0.1mmHg或0.1hpa)；
⑥复读一次。
根据用途及要求不同，空盒气压计分有标准型和精密型，根据适用的条件不同，分有平原型和高原型。在使用时，应根据具体用途和条件来选用合适类型的空盒气压计，常见几种类型及其性能见表2-4-1，供选用时参考。
表2-4-1常见几种类型的空盒气压计及其性能
2．相对压力的测定
相对压力的测定，常用的有Ｕ形压力计、单管倾斜压力计和补偿微压计。它们都须与皮托管配合来测量风流的静压、动压和全压。
（1）皮托管
在测定风流的相对静压、动压和全压时，Ｕ形、单管倾斜和补偿压力计均须与皮托管连接才能进行。皮托管是接受与传递风流压力的装置，它由两根金属小圆管构成，内管和外管同心套结成一整体，但互不相通。内管前端开一小孔与“+”脚管相通，小孔正对风流时，内管接受测点风流的全压。外管在离前端不远的侧面开有数个小孔。这些小孔接受测点风流的静压并与“—”脚管相通。测定时，根据所要测定的参数（相对静压、动压和全压），把皮托管与压力计连好，把皮托管前端正对着风流即可测定（如图2-4-6所示。）。
皮托管实物见图2-4-7所示。对烟气流速的测量不能使用标准型皮托管，而应使用S型皮托管（测压管），S型皮托管的结构如图2-4-8所示。
（2）Ｕ形压力计
Ｕ形压力计（也称为Ｕ形水柱计），
有垂直和倾斜两种类型，它们都是由一内
径相同、装有蒸馏水或酒精的Ｕ形玻璃管
与刻度尺所构成（见图2-4-9所示）。它
的测压原理是：Ｕ形管两侧液面承受相同
压力时，液面处于同一水平；当两侧液面
压力不同时，压力大的一侧液面下降，另
一侧液面上升，从中间的标尺即可读出压
差。
（3）单管倾斜压力计
对于垂直Ｕ形水柱计来说，两水面的
高差L(mm)就是两侧压力差H(mmH2O)。垂
直Ｕ形压力计的精度较低，多用于测量较
大的压力。为了提高测量精度，可
图2-4-9 Ｕ形压力计实物
采用倾斜Ｕ形压力计。设倾斜Ｕ形压力计的倾斜角度为α，两侧液面差为L (mm)，则所测压力差为H（mmH2O），即所测压力P（Pa）为：
P=ρgH =ρgLsinα
式中 ρ——Ｕ形管中液体的密度（kg/m3）；
P——所测压力，Pa；
g——重力加速度，m/s2。 (2-4-1)
单管倾斜压力计原理如图2-4-10所示，它由一个较大断面的容器A与一个小断面的倾斜管B相互连通而构成。A与B断面积的比例F1/F2一般为250～300，其中充有适量的酒精。为便于读数，酒精中注入微量的硫酸和甲基橙使之染色。
它的测压原理与Ｕ形压力计基本相同。当A中液面承受比B液面较大的压力时，A液面下降h1，B液面相应上升h2。由于F1远大于F2，根据h1F1=h2F2等式可知，h1远小于h2。所测压力按下式计算：
P=ρg(h1+ h2)=ρg(1+ F2/F1)h2 =ρg(1+ F2/F1)Lsinα= KρgL （2-4-2) 式中 K——仪器校正系数，由仪器上读得；
L——倾斜管的始末读数差，mm。
单管倾斜压力计除容器A和倾斜管B外，还有控制阀门、液面零位调节锤、酒精注入口（带密盖）以及斜管定位弧形架。使用时，先将斜管置于所需的倾角或K值处；把较大压力的胶管接通容器A，小压力胶管接通倾斜管B；在非工作位置调整水平和零位；
然后在工作位置上进行测定。
（4）补偿式微压计
补偿式微压计组成如图2-4-11所示，测定连接如图2-4-12所示。补偿式微压计主要由盛水容器A、容器B、连接胶管、刻度盘、刻度尺、螺杆、反光镜等组成。盛水容器A和B通过胶管连接形成连通器，容器B不动，B中装有水准头。当刻度盘带动螺杆转动时，容器A可随着上下移动。
补偿式微压计的工作原理是：较大压力的胶管接到“+”接头与B相通，小压力接到“-”接头与A相通，B中水面下降，水准头露出，同时A内液面上升。旋转螺杆以提升容器A，同时B中水面随着上升，直到B中水面回到水准头原来所在的水平面为止。此时刻度尺和刻度盘上的读数总和即为所测的压力（mmH2O）。其原理的实质，是通过提高容器A的位置，用水柱高度来平衡（补偿）压力差造成的B中水面的下降，使B中水面恢复到原来的零位位置，这时A所提高的高度就是两容器压力差所造成的水柱高度。
刻度盘刻度为200等分，将它左右转动一
圈，螺杆将带动A上下移动2mm，刻度盘上的读数能精确读到0.01mmH2O。水准观察装置是用于观察B中的水面。它根据光学原理使水准头形成倒像，当水准头的尖端与像的尖端恰好接触时，将此状态B中的水面作为零位水位。测定过程中，只有当B中的水位恢复到零位位置时（即水准头的尖端与像的尖端恰好接触时），方可读数。
图 2-4-13为YJB系列补偿式微压计实物图，它可用于测量非腐蚀性气体的微小压力、吸力或差压，也可用来校准其它压力计。具有精密的螺纹传动付合光学放大装置，测量准确，观察方便，结构简单，可供实验室和计量单位使用。
3．数字压力计
数字压力计采用微处理器技术，是新一代智能化、数字化、形式新颖的测压仪表（如图2-4-14所示）。数字压力计测试快速，使用方便。