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关于仪器仪表基础知识的介绍说明文章来源：现代实验室装备网作者：佚名点击：479更新时间：2008-9-17 8:21:47 有关压力的一些解释： 1、大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。 2、差压（压差）：两个压力之间的相对差值。 3、绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。 绝对压力是相对零压力而言的压力。 4、表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压0。 5、负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压0。 6、静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。 7、动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/22计算。式中流体密度；v流体运动速度。” HART协议和现场总线技术有哪些异同？ HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。同时，两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。HART和现场总线都采用设备描述，实现设备的互操作和综合运用。所以，它们之间有一定的相似之处。 它们之间的不同有以下四点： 1）现场总线采用真正的全数字通信，而HART是以FSK方式叠加在原有的420mA模拟信号上的，因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态； 2）现场总线多采用多点连接，HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式； 3）用现场总线组成的控制系统中，设备间可以直接进行通信，而不需要经过主机干预； 4）现场总线设备相对HART设备而言，可以提供更多的诊断信息。 所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中，而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。 智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性？ 智能化仪表的优越性主要有： 对仪表制造过程简化调校过程、补偿传感器缺陷（如线性化、环境因素补偿等）、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。 对仪表安装调试过程简化安装调试过程（如对线、清零）、降低安装调试成本。 对仪表运行过程提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理（需要系统和设备管理软件的支持）。压力/差压变送器有哪些选型原则？ 在压力/差压变送器的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准，以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合，必须选用隔离型变送器。 在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀，一定要选好膜盒材质，变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。 在选型时要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200400，要选用高温型，否则硅油会产生汽化膨胀，使测量不准。 在选型时要考虑设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说，一般变送器都具有一定的量程可调范围，最好将使用的量程范围设在它量程的1/43/4段，这样精度会有保证，对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合（液位测量）需要对变送器的测量范围迁移，根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量，迁移有正迁移和负迁移之分。 为何变送器输出固定在20.8mA？如何解决？ 变送器输出固定在20.8mA，表示当前主过程变量大于传感器的设定量程上限，仪表处于输出饱和状态。可以进行以下几项检查： 1）检查设定的传感器量程上限或传感器极限量程是否大于或等于当前被测信号，确定所选的传感器型号和设定量程的正确性； 2）检查导压管是否存在泄漏或堵塞，如果使用引压阀，检查阀门是否完全打开； 3）确认引入的被测信号是稳定的输入量；如果被测量是液体，确认不存在残留气体；如果被测量事干燥气体，确认不存在液体； 4）检查传感器法兰测是否存在沉淀，法兰是否有被腐蚀现象； 5）如果是远传法兰型变送器，检查两个被测信号间是否存在位差，计算由位差所引起的差压是否大于传感器量程； 6）检查供电电源是否在12V24VDC之间； 7）利用手持操作器对仪表进行自检和参数读取，检验是否智能电子部件故障或未经初始化。 变送器的维护包括哪些工作？ 变送器的维护工作主要包括以下几个方面： 1)巡回检查： 仪表指示情况，仪表示值有无异常； 气动变送器气源压力是否正常； 电动变送器电源电压是否正常； 环境温度、湿度、清洁状况；仪表和工艺接口、导压管和阀门之间有无泄漏、腐蚀。 2)定期维护： 定期检查零点，定期进行校验； 定期进行排污、排凝、放空； 定期对易堵介质的导压管进行吹扫，定期灌隔离液。3)设备大检查： 检查仪表使用质量，达到准确、灵敏，指示误差、静压误差符合要求，零位正确； 仪表零部件完整无缺，无严重锈垢、损坏，铭牌清晰无误，紧固件不得松动，接插件接触良好，端子接线牢固；技术资料齐全、准确、符合管理要求。 质量流量控制器的工作压差范围是个什么概念? 质量流量控制器(MFC)中设置有一个气体流量调节阀门，阀门能使通过控制器的流量从零调节到测量的满量程，在工作的过程当中，控制器的入口和出口之间会产生一个气压降，即压差。MFC的工作压差范围通常为0.10.3MPa，若压差低于最低值(0.1MPa)，有可能控制达不到满量程值;若高于最高值(0.3MPa)，有可能关闭时流量不能小于2%F.S。用户使用MFC时，无论用户工作的反应室是真空还是高压，应做到使MFC进出气两端的压差保持在所要求压差范围之内，并且要求气压要相对稳定。 电磁流量计常见故障现象有哪些? 电磁流量计常见故障现象有： （1）无流量信号；（2）输出晃动；（3）零点不稳；（4）流量测量值与实际值不符；（5）输山信号超满度值5类。 经常采用的检查手段或方法及其检查内容有哪些？ （1）通用常规仪器检查 （2）替代法利用转换器和传感器间以及转换器内务线路板部件间的互换性，以替代法判别故障所在位置。 （3）信号踪迹法用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试电磁流量转换器。 检查首先从显示仪表工作是否正常开始，逆流量信号传送的方向进行。用模拟信号器测试转换器，以判断故障发生在转换器及其后位仪表还足在转换器的上位传感器发生的。若足转换器故障，如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试；若是传感器故障需要试调换时，因必须停止运行，关闭管道系统，因涉及面广，常不易办到。特别是大口径流量传感器，试换工程量大，通常只有在作完其他各项检查，最后才下决心，卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换。 使用超声波流量计应注意哪些问题？ （1）根据介质、流量及工作场地的不同，选择合适的流量计型式； （2）根据不同型式的超声波流量计以合理的方式安装换能器； （3）定期维护，经常检查流量计工作状态、显示器的连接； （4）定期校准流量计。 我厂污水排放测量用的是电磁流量计，流量计安装前经过了检定，可计量数据一直和其他流量计指示的量值不一致，原因何在？ 极有可能是安装位置不对。若流量计装于系统的最高处，管道中的气泡会严重影响计量精度；或流量计装在流体向下流动的垂直管道上，有可能产生非满管流。建议将流量计装在系统位置较低的水平管道上或向上流动的垂直管道上，最好在系统中安装消气器或排气阀 什么是质量流量计？什么是质量流量控制器？ 质量流量计，即MassFlowMeter（缩写为MFM）,是一种精确测量气体流量的仪表，其测量值不因温度或压力的波动而失准，不需要温度压力补偿。 质量流量控制器,即MassFlowController（缩写为MFC）,不但具有质量流量计的功能，更重要的是，它能自动控制气体流量，即用户可根据需要进行流量设定，MFC自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也不会使其偏离设定值。简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置,是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。 质量流量计/质量流量控制器的主要优点是什么？ (1)流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。 对于多数流量测控系统而言，很难避免系统的压力波动及环境和介质的温度变化。对于普通的流量计，压力及温度的波动将导致较大的误差；对于质量流量计/质量流量控制器，则一般可以忽略不计。 (2)测量控制的自动化 质量流量计/质量流量控制器可以将流量测量值以输出标准电信号输出。这样很容易实现对流量的数字显示累积流量自动计量数据自动记录计算机管理等。对质量流量控制器而言，还可以实现流量的自动控制。通常,模拟的MFC/MFM输入输出信号为0+5V或420mA,数字式MFC/MFM还配有RS232或RS485数字串行通讯口,能非常方便地与计算机连接,进行自动控制。 (3)精确地定量控制流量 质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量，这对很多工艺过程的流量控制对于不同气体的比例控制等特别有用。 (4)适用范围宽 有很宽的工作压力范围，我们的产品可以从真空直到10MPa;可以适用于多种气体介质（包括一些腐蚀性气体，如HCL）；有很宽的流量范围，我们的产品最小流量范围可达05sccm，最大流量范围可达0200slm。流量显示的分辨率可达满量程的0.1%,流量控制范围是满量程的2100%(量程比为50:1),因此在很多领域得到广泛应用。 雷达物位测量装置前景广阔 我国这些年工业发展迅速，种类逐渐齐全，而物位测量仪表作为工业生产不可缺少的重要仪表，需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的竞争。虽然目前国内物位仪表生产厂家众多，但大多是技术含量较低、精度比较低的产品，即便销量可观，经济效益也不可观。怎样的产品才能有效的占领国内物位仪表市场呢，关键在于开发和生产先进，精确的高档产品。 根据有关机构的调查显示，在物位测量装置的选购标准中，最受人们关注的因素依次是：精度，可靠性，耐久性，操作简易度，价格，技术支持等。很明显，精度是人们关心的首要参数。而很多市场预测也验证了这一观点。 根据ARC咨询集团的研究报告显示，雷达物位测量装置将是连续物位测量领域前景最被看好的测量装置。当有效的控制成本和提高效益对于使用者越来越重要的时候，高精度的测量装置变得越来越受欢迎。随着价格的下降和人们对其技术的认可度不断提高，雷达测量装置在工业上的使用也变得越来越广泛，而不是仅仅在油箱中使用。因此，雷达物位测量装置以其技术上的不断革新而占领着越来越大的市场份额。ARC预计全球雷达式物位仪表市场到2007年将达到3.88亿美元，年增长率为10.3%。雷达式物位仪表取得这一可观增长率时，其他物位测量技术正奋力争取一位数的年增长率 和许多传统的水平测量工艺不同，雷达测量装置具有非常高的精度，并能够适应各种非常恶劣的测量环境，测量时不依赖过程密度，压力和温度等环境因素，制造商们利用这些优点给使用者提供越来越好的产品。随着雷达式物位技术进入其生命周期成熟期，其广泛采用在很大程度上受其快速ROI（投资回报）、低维护及高可靠性特点的驱动。用户相信，雷达式物位仪表能提供高性价比，且即使在数量不断增加的情况下也能顺利实施。而作为一种首次用于罐储量测量的物位测量技术，标志着雷达物位装置已在更广阔的过程物位测量领域中取得了重大进展。 在ARC的研究报告中，接触式和非接触式物位测量装置总体被分为3类：高端产品，中端产品和低端产品。总的来说，雷达测量装置会有很好的市场前景，但仍然会受到传统测量装置的“挑战”，供应商们最好根据自己的市场份额和整个市场的增长速度来制定自己的市场策略。目前被过程控制行业看好的回路供电测量仪表（Looppowereddevices），目前已经非常普遍。此外，电池供电及无线雷达式物位仪表亦开始在市场上出现。各种相关技术的不断进步和雷达式物位计的成本的有效控制，正有效的促进着雷达式物位仪表市场的不断增长。用雷达式物位仪表来取代传统物位测量技术，将为雷达供应商带来巨大的商机。 目前国内常用的气体传感器有哪些？ 目前按照气敏特性来分，主要分为：半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。 请介绍一下半导体型气体传感器的优缺点。 自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。 半导体传感器为什么需要加热？ 半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。 电化学气体传感器是怎样工作的？ 电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。 半导体传感器和电化学传感器的区别？ 半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。 固态电解质气体传感器是怎样的？ 顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。 接触燃烧式气体传感器是怎样的？ 接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。 光学式气体传感器是怎样的？ 光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。 选择红外测温仪时要考虑哪些因素？ 应考虑以下因素 a)类型 根据现场要求，可选手持式(便携式)或固定式(在线式)。 手持式测温仪特点：体积小，重量轻，电池供电，适合随身携带，可随时进行温度的检测和记录，有光学瞄准或激光瞄准装置，操作非常简单，只需轻轻一扣扳机，就能进行温度测量。 固定式测温仪特点：固定安装在工业现场，可以24小时连续监测，与计算机相连，闭环控制。加装保护套和风冷、水冷装置，可以在恶劣环境及315的高温条件下工作。 b)测温范围 测温仪量程要满足使用要求。 c)距离系数 距离系数D:S是测温仪和被测物之间的距离与被测物直径的比值。此系数越大，表明测温仪的光学分辨率越高。即测同一物体，距离系数越大的测温仪，可以在更远的距离测量。 一般来说，距离系数大的测温仪，灵敏度高，价格也高一些。 d)最小目标 当被测物较小时，就要考虑测温仪的最小测量目标能否满足使用要求。 分布式光纤温度传感器系统主要应用在什么领域？目前分布式光纤温度传感器系统主要应用在 a)水库大坝，主要是温度监控、混凝土大坝监控、渗漏检测及定位、水渗漏路径的定位、下沉过程的测量、变形测量、岩层研究。 b)电力，主要是电线电缆的温度测量、火灾的早期探测、对电线及电缆的测量。 c)地热发电厂，凿洞内部的温度检测、热反应测试、凿洞周围区域的环境监控、热液体设施的温度测量、高温、干燥地层设施的温度测量。 d)隧道，收缩压力的测量、长期的测量、裂缝及损坏的监控、火灾检测。 e)桥梁，安装过程的测量、变形测量、裂缝及损坏的监控、负荷试验的测量。 f)热水管道原油管道等，温度监控、管道及渗漏的检测、渗漏处的定位、建筑物质量的控制。 分布式光纤温度传感器系统的技术原理是什么？ 该技术主要依据光纤的光时域反射(OTDR)和光纤的背向喇曼散射温度效应。激光脉冲射入光纤内部，光子与光纤材料分子在内部相互作用，一部分光被反射回来，反射光携带着被散射光子运动的热信息。因此，被反射回来光的光谱携带了光纤的温度信息，可以测量沿光纤每一点的温度。 光谱的分析包括激光在光纤中的传播速率，通常（像雷达原理）和光的速度一样，用很短的时间间隔（比如1米）去扫描整个光纤的长度，根据这样沿光纤的温度分布就可以决定了。需要提出的是所测得的每一点温度是一段光纤上的平均温度。由于光的速度很快，因此一条数千米长的光纤可以在不到一秒的时间内扫描完毕。 分布光纤温度传感技术设备包括两部分：传感光缆和主机。光缆里面通常有若干根光纤组成，光纤是温度敏感材料，因此沿着光纤（光缆）可以连续测量任意一点的温度。这就是一种研究温度变化的设备。 传感器 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常有敏感元件和转换元件组成。 敏感元件是指传感器中能直接（或响应）被测量的部分。 转换元件指传感器中能较敏感元件感受（或响应）的北侧量转换成是与传输和（或）测量的电信号部分。 当输出为规定的标准信号时，则称为变送器。 2.测量范围 在允许误差限内被测量值的范围。 3.量程 测量范围上限值和下限值的代数差。 4.精确度 被测量的测量结果与真值间的一致程度。 5.重复性 在所有下述条件下，对同一被测的量进行多次连续测量所得结果之间的符合程度： 相同测量方法： 相同观测者： 相同测量仪器： 相同