隔膜式压力表的使用和优点——与波登管压力表相比较，隔膜式压力表只能说是第二梯队：但当高档、畅销的机械式检测仪因其物理限制无法使用时，隔膜式压力表就突显其优势了。在完成一些例如高腐蚀性介质或者高粘度介质、很低的压力和过载保护等关键性压力检测任务时，隔膜式压力表就成为流程工业中的专家级压力检测仪。

引领压力表技术前沿

该款膜片式压力表适用于测量相对压力、绝压以及差压。其核心部件是一个隔膜，即夹在或焊接在两个法兰之间的一个圆形波状膜片。该隔膜通常由高品质弹性钢制成，例如不锈钢或铬镍铁合金(Inconel)。施压时，测量元件产生与所施加压力成正比的变形，并通过一个连杆传递到指针上。

1mm的弹性变形使其拥有了极高的可重复性。但是，此性能对弹性材料的质量和公差也有着相应的较高要求。除材料种类外，材料的厚度、波状轮廓以及直径都决定着膜片的计量特性，从而也决定了相应压力范围内测量结果的精度。隔膜通常都具有波状轮廓，因为如果采用扁平金属膜片，会因压力导致塑性变形，从而无法实现精确的压力测量。

以往，弹性膜片的开发必须进行大量的测试，但现在，则可通过节省时间和成本的有限元法 (FEM) 来确定测量元件的设计。该计算的图表可以指示出应力最大的位置。通过此模型可推导出如何才能优化膜片的计量特性(即弹簧行程、线性和滞后)及其使用寿命。

由各种特殊材料制成的膜片式压力表核心部件膜片

与波登管压力表相比，这款带有膜片测量元件的压力表具有明显的优势，如下所述。

低压测量

WIKA膜片式压力表可测量的最小压力为 1.6 kPa，可测量的最大值平均约为 2.5 MPa。而波登管压力表的最小物理测量值为 60 kPa。从外观上就能很容易看出压力表的设计测量范围：膜片直径越大，根据公式“压力 = 作用力/面积”，可测量的压力也就越低。

但压力低于 1.6 kPa时弹性膜片就会达到其极限：膜片必须非常薄才能达到所需的弹性，但此时又无法保证其可靠稳定性。

此问题可以通过特殊形式的膜盒式压力表解决。膜盒由两个焊接在一起的膜片构成，通常从内部施加压力，可获得双倍变形。这意味着，在不降低厚度的情况下就能测量更小的压力。但膜盒式压力表的缺点是应用范围非常有限。因为其压力腔无法自排空，所以不适合使用液体介质的场合。

高过载保护

弹性膜片的测量系统，凭借特有的结构特征，可提供良好的过载保护：膜片由上部法兰提供支撑，对于展平的波状轮廓，支承面积更大，故保护系数更高。因此，WIKA 膜片式压力表具有 5 倍满刻度值的标准过载保护，而波登管压力表在标准情况下只能达到 1.3 倍。

膜片式压力表的过载保护还可以提高千倍，最大可达40 MPa，即使在测量量程最大为 1.6 kPa 的情况下也是如此。此时，上部法兰需配备一个经过特殊车削的金属膜片床，当超出测量量程上限值时，膜片就会紧靠在该膜片床上。通过这种全平面接触支撑，可防止产生塑性变形，从而提高其长期稳定性。在下部法兰上安装一个相应的膜床，可以在负压下实现相应的保护，保证膜片不会产生塑性变形。

在腐蚀性介质中使用

膜片式压力表具有极大的灵活性，材质的特殊使它可应用至各种腐蚀性介质环境中： PTFE 、钽、哈氏合金、钛和黄金等。而波登管通常只能使用不锈钢和铜镍合金(Monel)。

根据不同要求，可给弹性膜片贴上相应的特殊材料薄膜，如果是黄金覆层也可采用电镀方式。如果能满足必要的弹性属性，测量元件也可以完全由该材料制成。对于腐蚀性较强的介质，膜片的下部法兰也可附加衬里，以保护产品的整个接触区域。

此外，膜片式压力表还可在粘性、不洁净或结晶介质中进行测量。这些介质可能会阻塞螺纹连接件的狭窄弹簧通道，或波登管压力表的弹簧内部。为了避免此类故障，膜片式压力表在过程接口中连接了一个敞开式法兰。这样可产生一个较大的压力腔，从而避免任何物质附着。

在无菌工艺技术中使用时，可以使用带有平嵌隔膜的型号。该测量元件直接与无菌过程进行焊接，可确保无缝连接。另外膜片式压力表使用干燥的测量元件，可免受传输流体的污染。

总结：低测量量程、高过载保护、使用特殊材料以满足腐蚀性介质的测量要求、敞开式法兰可用于测量粘性介质。这些优势突出了这款压力表在过程工业中使用的广泛性。膜片式压力表可满足最苛刻的耐腐蚀性介质要求，如化工或石化行业中可能产生的要求。其设计同样能满足石油和天然气行业的苛刻条件：按照 NACE 0175 标准的要求，标准型号的 WIKA 膜片式压力表(不锈钢或铬镍铁合金Inconel)在高达 120 ℃下仍能正常工作，因此也适合在酸性气体场合中使用。此项特性已通过独立机构的测试证明。

即使在数字时代，膜片式等机械压力表仍然扮演着重要的角色。其优点是非常可靠，而且不依赖外部能量即可进行测量和显示。此外，使用此类压力表时也可以采用电气测量技术：可通过带有不同开关触点或模拟输出信号的型号实现。由于安全要求日益提高，电子测量值处理搭配附加的机械式场显示，在制造领域仍然不失为一个很好的策略。