油田仪表培训教材.doc

目 录第一章 仪表基础知识 .(5)1.1常用仪表工具 .(5)1.2常用仪表接头 .(8)第二章 压力测量仪表 (10)2.1压力的定义及单位 .(10)2.2压力的分类 .(10)2.3压力检测方法 .(11)2.4压力表 .(12)2.4.1弹簧管的测压原理 (12)2.4.2弹簧管压力表的结构 .(12)2.5压力变送器 .(13)2.5.1气动压力变送器 (13)2.5.2电动压力变送器 (14)2.6压力开关 .(15)2.7压力检测仪表的选择、校验和安装 .(16)2.7.1压力检测仪表的选择 .(16)2.7.2压力检测仪表的校验 (16)2.7.3压力检测仪表的安装 .(18)第三章 流量测量仪表 .(21)3.1流量概述 .(21)3.1.1流量测量的特点 .(21)3.1.2流量计的分类 .(21)3.2差压式流量计 .(21)3.2.1节流式元件的工作原理 .(21)3.2.2取压方法 .(22)3.2.3孔板取压的计算公式 .(22)3.2.4差压流量变送器 .(22)3.3浮子流量计 .(22)3.3.1工作原理 .(22)3.3.2浮子流量计的维修和保养 .(23)3.4涡轮流量计 .(23)3.4.1概述 .(23)3.4.2涡轮流量计的工作原理和结构 .(23)3.4.3涡轮流量计的特点 .(24)3.4.4涡轮流量计的安装 .(24)3.5质量流量计 .(24)3.5.1概述 .(24)3.5.2工作原理 (25)3.5.3故障诊断 .(25)3.5.4校零步骤 .(26)3.5.5累积量清零步骤 .(26)第四章 液位测量仪表 (27)4.1液位概述 .(27)4.1.1物位仪表使用条件 .(27)4.1.2物位仪表的安装 .(27)4.1.3特殊要求时仪表的选用 .(27)4.2液位仪表的分类 .(28)4.3液位计 .(28)4.3.1液位计的特点 .(28)4.3.2液位计的几种类型 .(28)4.3.3液位计的维修保养 .(29)4.3.4现场常用的几种液位计 .(29)4.4液位开关 .(30)4.4.1工作原理 .(30)4.4.2工作性能 .(30)4.4.3液位开关的结构 .(30)4.4.4液位开关的维护及检修 (31)4.5液位变送器 .(31)4.5.1概述 .(31)4.5.2 DL-100浮筒液位变送器 .(31)4.5.3 BW25浮筒液位变送器 .(33)4.5.4 ZYG-B301型电子智能液位仪 .(33)4.5.5超声波液位计 .(34)4.5.6射频导纳液位计 .(35)4.5.7雷达液位计 .(36)第五章 温度测量仪表 .(37)5.1温度的概念 .(37)5.2膨胀式温度计 .(37)5.3铂电阻温度计 .(37)5.4热电偶 .(38)5.5温度开关 .(38)5.5.1 温度开关作用原理 .(38)5.5.2 温度开关调校 .(38)5.6温度变送器 .(38)5.6.1 温度变送器作用原理 .(38)5.6.2现场温度变送器的调校 .(38)第六章 调节仪表 .(40)6.1调节仪表的组成 .(40)6.2自力式压力调节器 .(41)6.3比例积分微分（PID）调节器 .(41)6.3.1 概述 .(41)6.3.2 动作原理 .(41)6.3.3调节器的调校 .(42)6.4调节阀 .(42)6.4.1 概述 .(42)6.4.2 气动调节阀结构和工作原理 .(42)6.4.3气动调节阀种类及选型原则 .(42)6.4.4气动调节阀调校 .(43)6.4.5现场拆装调节阀准备工作 .(43)6.5阀门定位器 .(43)6.5.1阀门定位器用途 .(44)6.5.2 动作原理 .(44)6.5.3 阀门定位器调校 .(44)6.6应急关断阀 .(44)6.7压力安全阀 .(45)6.7.1原理结构 .(45)6.7.2安全阀校验 .(45)第七章 井口控制盘 .(47)7.1井口控制盘简介 .(47)7.2井口控制盘的功能 .(48)7.3井口控制盘的操作 .(48)7.3.1公用模块的启动 .(49)7.3.2单井控制模块的启动 .(49)7.3.3井口控制盘一级关停 .(49)7.3.4井口控制盘二级关停 .(49)7.3.5井口控制盘三级关停 .(49)7.3.6井口控制盘单井关停 .(50)7.3.7修井期间井口盘的操作 .(50)第一章 仪表基础知识1. 1常用仪表工具 在油田日常维修保养工作中，工具的正确使用至关重要，每个从事仪表维修工作的人员都应熟练掌握各种常用工具的名称、用途和使用方法，下面对一些常见工具逐一进行介绍。一、螺丝刀（SCREWDRIVER） 螺丝刀是最常用的工具之一，种类繁多，主要用于拧紧和起出螺丝。油田使用的一般有单个和组合两类，每一类又分一字和十字两种，根据尺寸大小可有很多型号。二、扳手（SPANNER OR WRENCH） 扳手用于上紧和拧松六角螺丝，也分单个和组合两大类，每一大类又派生出很多种类，按其形状分，有普通型和内六角型，固定型和可调节型，开口型、梅花型及套筒型等，也是最常用的工具之一。三、管钳（PIPE WRENCH） 管钳的功能和使用方法类似于扳手，只是管钳能作用于表面光滑的圆形铁管。四、钢丝钳（WIRE CUTTER） 用于剪断较细的钢丝或铁丝，也可剪一些有一定硬度的其它物体，类似于常用的剪刀，有很多种类。五、钳子（PLIER） 钳子主要用来夹住一些不便用手来抓的小东西，类似于镊子，也有很多种类。六、割管刀（PIPE CUTTER） 用来割断无缝钢管。七、弯管器（PIPE BENDER） 主要用来光滑规则地弯曲OD钢管，常与割管刀配合使用。八、游标卡尺（VERNIER CALIPER） 用于精确测量工件的尺寸。九、手动打压泵（MANUAL PUMP） 手动打压泵是 仪表校验中使用频率很高的工具，可方便地向压力仪表提供所需压力。十、锤/榔头（HAMMER） 榔头用于敲打工件，要注意在存在易燃易爆危险性气体的场所，不要用铁质榔头敲打铁质工件，而要用铜质的榔头。十一、丝攻或丝锥（TAP） 丝攻用于工件的内螺纹损坏时重制内螺纹，注意丝攻的螺纹尺寸应与工件原来的尺寸完全一样。十二、扳牙（DIE） 扳牙用于工件的外螺纹损坏时重制外螺纹，注意扳牙的螺纹尺寸应与工件原来的尺寸完全一样。十三、钢锯（SAW） 主要用于切割铁质和木质的工件。十四、台钳（VICE） 台钳一般安装在工作台上，用于固定较大较重的工件，以方便拆卸。十五、锉刀（FILE） 主要用来锉去工件毛刺、毛边或除去工件表面污渍。十六、压力静重仪（DEAD WEIGHT TESTER） 用来校验各种压力仪表，特别是压力表。使用时要注意操作规则，特别在“吸油”和“压缩”时应格外小心，以免损坏仪器和被校仪表。十七、剥线钳（WIRE STRIPPER） 用于迅速方便地剥除细电线的绝缘胶皮。十八、大力钳/自动夹扳钳（SELF GRIPPING WRENCH） 大力钳的功能相当于管钳和扳手的组合，对细小已磨损的丝扣工件特别有用。十九、卡簧钳（CIRCLIP PLIER） 卡簧钳主要用于取出卡簧，有内卡簧钳和外卡簧钳之分。二十、剪刀（SCISSOR） 用来剪切柔软的材料。二十一、压线钳（CRIMPING TOOL） 用于压紧电线和线鼻子。二十二、万用表（MULTIMETER） 万用表也是最常用的工具之一，可用来测量电阻、电压和电流，高档的万用表还可以测量电容、二极管等电子元器件。二十三、示波器（OSCILLOSCOPE） 示波器能实时地显示电路中节点的电压波形，比万用表更直观，更实用，但在要求不高的情况下不如万用表方便。二十四、毫安发生器（CURRENT LOOP CALIBRATION ） 毫安发生器在校验4-20mA自动控制回路时特别有用。它能独立测量回路中的电流（此时相当于毫安表）；向回路提供4 -20mA信号或提供24V直流电源并检测电路中的电流信号；模拟变送器并检测回路中的电流。二十五、毫伏发生器（MILLIVOLTAGE GENERATOR） 毫伏发生器用来向回路提供毫伏信号，常用于校验热电偶温度变送器中二十六、频率发生仪（FREQUENCY GENERATOR） 频率发生仪能产生多种脉冲信号，多用来校验流量计。二十七、直流稳压电源（DIRECT CURRENT POWER SUPPLY） 直流稳压电源主要用在车间，能向电动仪表提供稳定的直流电源。二十八、电钻/钻头（DRILL DRIVER） 有交流电钻和便携式直流电钻之分，主要用于在木质和铁质工件上钻孔。二十九、电烙铁（SOLDERING IRON） 主要用来焊接或拆卸印刷电路板上的元器件。三十、PLC编程仪（PROGRAMMING TERMINAL） 用来读写、编辑或监视PLC（PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER）的程序，一般是PC台式机或便携机。三十一、手操器（Highway Addressable Remote Transducer-HART communicator） 便携式的手操器用途广泛，适用于很多它兼容的带微处理器芯片的智能仪表。在油田主要用来校验智能变送器，使用十分方便。三十二、电阻箱（RESISTANCE BOX） 提供精确的电阻值，主要用于热电阻传感器的校验中。三十三、温度校验仪（TEMPERATURE CALIBRATOR） 用于校验热电阻和热电偶温度传感器。三十四、红外线测温仪（INFRARED THERMOMETER） 该测温仪在测量温度范围内可对任何物体进行非接触测温，十分方便。使用时，只要按下红外线发射开关，对准被测物体，在仪器的液晶显示屏上就会显示物体的温度。1.2常用仪表接头仪表接头是仪表维修工作中最常用的材料,常用接头及名称如下表:图例名称简写图例名称简写Adapter femaleAFElbow, butt weldLBWAdapter female(gauge)AF_RGElbow, femaleLFAdapter maleAMElbow, maleLMAdapter O” ring, maleAOMElbow, unionLUBulkhead adapterBANutNBulkhead adapter, femaleBCFPlugPBulkhead adapter, maleBCMPort connectorPCBulkhead unionBUReducerRTube crossCReducing unionRUTube, insertTIConnector, butt weldCBWTeeTFTConnector, femaleCFConnector, female(gauge)CF-RGTeeTMTConnector, maleCMTeeTTFConnect male thermocoupleCMTTeeTTMCapCPAll tube teeTTTFerrule, frontFFFerrule, rearFRunionU第二章 压力检测仪表压力（包含差压和真空度）是工业生产中最重要的参数之一。它决定着生产过程能否正常进行，关系到设备和人身的安全等。另外，有些物理量如液位、流量、温度等常常是通过压力来间接进行检测的。2.1压力的定义及单位工程上的压力与物理学上的压强具有相同的概念，即垂直作用在物体单位面积上的力称为压力。它的数值由两个因素决定，即受力面积和垂直作用力的大小。在国际单位制中其单位为牛顿/米2，即：帕斯卡，其表示的符号为：Pa ，简称“帕”，帕这个单位很小，约为0.1mm水柱所产生的压力。Pa、kPa 、MPa是法定的压力计量单位。在工程中常用单位还有工程大气压（kgf/cm2）、物理大气压（atm）、毫米汞柱（mmHg）、毫米水柱（mmH2O）、磅/英寸2（psi）、巴（bar）等，工程大气压（kgf/cm2）、物理大气压（atm）和巴（bar）压力等级基本相同。1巴1公斤力100KPa14.5psi，相当于10米水柱的压力。它们之间的常用换算见表2-1 各压力单位间的换算。表 2-1 各压力单位间的换算帕Pa千帕KPa大气压 (kgf/cm2)毫米水柱mmH20磅/英寸2 Ib/in2 (psi)巴 bar1110-31.0210-51.0210-11.4510-4110-5110311.0210-21.021021.4510-1110-29.81049.8101110414.220.989.89.810-3110-411.410-39.810-56.91036.90.070.710310.06911051001.0210.210314.512.2压力的分类2-1各种压力间的关系。 绝对压力的零线P表压大气压力线P绝压P绝压1100P负压真空图2-1 各种压力间的关系在压力检测中，压力常分为表压、绝压、负压或真空度、差压或压差。绝对压力是液体、气体或蒸汽所处空间的全部压力和。表压和真空度是相对大气压力而言的，大气压力即地球表面空气柱重量所产生的压力。工业上所用的压力指示值常为表压，表压是当绝对压力高于大气压力时，绝对压力和大气压力之差；真空度是当绝对压力小于大气压力时，大气压力和绝对压力之差。差压力是任意两个压力相比较时的差值。它们之间的关系如图2.3压力检测方法压力的检测方法多种多样，通常采用的测压方法有弹性变形法测压、活塞测压、液柱测压和电测压。在海洋采油工艺主要采用弹性变形测压力和电测法测量压力。用弹性变形测压法测量压力时，当被测压力作用于弹性元件时，弹性元件便产生相应的形变，根据形变的大小便可测出压力的大小。常用的弹性元件有三类：薄膜式、波纹管式和弹簧管式，其种类及性能如表2-2 弹性元件种类及性能。类别名称示意图测量范围Kgf/cm2输出特性最大最小薄膜式平薄膜010-10103波纹膜010-5010挠性膜010-701波纹管波纹管010-5010弹簧管式单圈弹簧管010-30104多圈弹簧管010-40103表2-2 弹性元件种类及性能电测法测量压力是通过转换元件直接把被测压力转换成电信号。它可以通过某些机械的和电气的元件来实现这一转换。如电磁式、电压式、电容式、电感式和电阻应变式等。2.4压力表从表2-2中可以看出，弹簧管受压后其形变位移和受力的大小具有比例关系。因此，生产中，我们大多采用弹簧管作为弹性元件来测压，经常使用单弹簧管和多弹簧管，以单弹簧管应用为最多。弹簧管压力表是工业生产上应用最为广泛的一种测压仪表。2.4.1弹簧管的测压原理图2-2单簧管压力表内部结构图2-3压力表测压原理单弹簧管是弯成圆弧形的空心管子，其截面积呈扁圆形或椭圆形，如图2-2单簧管压力表内部结构。被测压力由弹簧管的固定端引入，由于椭圆形截面积在压力作用下会趋向圆形，因此弹簧管的自由端就产生一定的位移。弹簧管就这样把压力转变为位移。但是，弹簧管输出位移很小，因此一般都选用各种杠杆式或齿轮式的传动放大机构，把微小位移放大并转换成角位移传送给显示部分的指针，如图2-3压力表测压原理。由于弹簧管自由端的位移与被测压力的大小具有比例关系，因此弹簧管压力表的刻度标尺是线性的。2.4.2弹簧管压力表的结构图2-4 弹簧管压力表1-弹簧管；2-拉杆；3-扇形齿轮；4-中心齿轮； 5-指针；6-面板；7-游丝；8-调整螺钉；9-接头图 2-5 压力表弹簧管压力表的结构如图2-4弹簧管压力表所示。压力表外观见图2-5。被测压力由接头9通入，迫使弹簧管1的自由端B向上方扩张。自由端B的弹性 变形位移由拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转，于是指针5通过同轴的中心齿轮4的带动而作顺时针偏转，从而在面板6的刻度尺上显示出被测压力P的数值。由于自由端的位移与被测压力之间具有比例关系，因此弹簧管压力表的刻度标尺是线性的。 游丝7是用来克服因扇形齿轮和中心齿轮的间隙所产生的仪表变差的。改变调整螺钉8的位置（即改变机械传动的放大系数），可以实现压力表量程的调整。弹簧管的材料，因被测介质的性质、被测压力的高低而不同。但是，使用压力表时，必须注意被测介质的化学性质。例如，测量氨气压力必须采用不锈钢弹簧管，而不能采用铜质材料；测氧气压力时，则严禁沾有油脂，以确保安全生产。2.5压力变送器以上介绍的是就地显示的压力计，既压力表。在生产中，我们还需要将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传。这些把压力转换成气动信号或电动信号的设备就是压力变送器。压力变送器分为气动压力变送器和电动压力变送器。2.5.1气动压力变送器图2-6 气动差压变送器原理图1- 正压室；2-负压室；3-膜片；4-出轴密封膜片；5-主杠杆；6-反馈支点（量程支点）；7-反馈波纹管；8-喷嘴；9-挡板；10-放大器；11-调零弹簧气动压力变送器中应用最多的是力矩平衡式压力变送器，下面就以气动差压变送器为例对气动力矩平衡式压力变送器的结构原理进行简单分析。如图2-6气动差压变送器的原理图。气动差压变送器的原理是：以膜片3为感测元件，与正压室1和负压室2组成变送器的测量部分。正压室通入被测差压的高压信号P1，负压室通入低压信号P2。差压通过膜片变成F测作用在比较环节杠杆5上。杠杆5的支点是输出 轴密封膜片4。杠杆5受压差产生的力的作用，绕支点“O”旋转，使挡板9相对喷嘴移动，喷嘴背压变化，引起功率放大器10的输出压力P出变化，输出压力P出 引入仪表的反馈环节波纹管7，转换成力F反，作为负反馈信号在支点6处也作用到杠杆5上。输入F测与F反 通过杠杆5和支点“O”达到平衡，即： F测 l测 = F反 l反 由F测=A测（P1 P2）; F反=P出A反可知 P出 =（P1 P2）A测l测 / A反l反 式中：A测是膜片3的有效面积，A反为反馈波纹管的有效面积由于l测、l反、A测、A反均为固定值，可见差压变送器将输入压差成比例的转换成了气动信号P出。输出信号为20100Kpa的气压信号，可将输出信号送往调节器或显示仪表进行调节、指示或记录。但由于受远传时压力降低和滞后的影响，气动压力变送器主要用于现场调节回路的组成。气动压力变送器与气动差压变送器具有类似的结构，它们有相同的气动转换部分，所不同的只是测量部分。图2-7，图图2-7波纹管式测量部件1- 测量波纹管；2-测量室；3-推杆；4-螺帽；5-主杠杆；6-出轴膜片图2-8弹簧管式测量部件1-弹簧管；2-推杆；3-主杠杆；4-出轴膜片；5-支架；6-螺帽；7-壳体2-8是两种常用的压力变送器测量部件。测量低压0250 bar的压力变送器的测量元件一般采用波纹管，当被测压力P测通入测量室后，经测量波纹管1转换成测量力F测，通过杠杆3作用到主杠杆5上，并传递到气动转换部分。测量250bar以上的压力变送器，其测量元件一般采用弹簧管，其测量原理是利用弹簧管末端所产生的径向分力作用在杠杆上，并传送到气动转换部分。另外，在许多现场控制器中，都是用这两种测量部件来测量压力的。 2.5.2电动压力变送器电动压力变送器是将一定范围的压力信号转换成标准电流或电压信号的压力仪表。目前，海洋采油生产中大多采用电容式压力变送器。电容式压力变送器的工作原理简单的说就是将弹性测压元件的位移转换成电容的变化，再经一定的转换电路输出标准电流或电压信号。目前，海洋采油平台上常用到的电动压力变送器的输出标准信号一般为420mA电流信号，4mA电流信号对应被测压力的低限，20mA电流信号对应被测压力的高限，被测压力与输出的电流信号成比例。其输出信号为连续的模拟信号，常用作远传信号。目前，海洋采油平台上常用到电动压力变送器主要是：ROSEMOUNT 1151、2088、3051等系列模拟型和智能型压力变送器；FOXBORO I/A 系列智能型压力变送器以及少量HONEYWELL厂家的压力变送器。随着科学技术和海洋石油的发展，现在采油平台上的模拟型压力变送器已经逐步被智能型压力变送器替代。下面以1151系列电动变送器为例详细叙述电动变送器的结构及性能等。1、 概述 1151系列电容式压力变送器具有安装使用方便、精度高、体积小、调整方便、稳定性高、单向过载能力好等特点。由于它体积小，又采用两线制，量程和零点外部可调，具有防爆和全天候工作的能力，故安装使用都很方便。接线端子和电子线路均装入彼此分开的小室内。而且电子线路在使用过程中一直是密封的，所以使用起来安全可靠。1151系列压力变送器是将相对真空的绝对压力或相对某标准的相对压力转换成为420mA或1050mA直流电流信号，电流信号与被测压力成线性关系。图2-9 1151压力变送器控制回路接线图1-1151压力变送器；2-记录仪；3-电源；4-调节器；5-指示器1151系列压力变送器是采用两线制串联工作方式，如图2-9 1151压力变送器控制回路接线图所示。2、 结构从总体结构来说，1151系列压力变送器可以分为两部分。一部分是敏感元件部分，它是由室和两个法兰组成；另一部分是电气部分，它包括接线端子、电子线路及端盖。室是感受被测压力并转变成电容的变化，两端的法兰是固定、和保护室的，并且传送压力到室。 电子线路板分为两块。一块是放大板；一块是刻度板。3、主要性能指标1151系列分A、B、E、G四种型号。A、B为测量绝对压力，E、G为测量相对压力A、E输出为420mA；B、G输出为1050mA。测量对象为液体、气体、汽体。零点迁移与输出无关。精度包括线性度、变差、重复性误差在内，为刻度范围的+0.25%。稳定性在6个月内精度保证为量程上限的+0.25%。4、故障及排除请按表2-3压力变送器故障及排除进行。2.6压力开关图2-10 压力开关压力开关是另外一种压力检测仪表，如图2-10。压力开关检测的是压力的变化，它利用弹性元件由于受压而产生的形变来驱动开关动作。压力开关分为高压开关和低压开关，高压开关是当压力升高至设定压力时，开关动作；低压开关是压力降低至设定压力时，开关动作。压力开关的输出信号是一个开关量，因此，压力开关的输出信号常用来作为报警关停信号。大多数压力开关都提供两组触点：常开点（NO）和常闭点（NC）。在压力开关不受压（放空）的情况下，与公共端（C）不相通的触点是常开点（NO），与公共端相通的触点是常闭点（NC），根据生产控制的需要，可以利用不同的触点用于不同的需要。在生产现场，根据本质安全的原则，压力低开关一般使用常开触点，压力高开关一般使用常闭触点，这样，工艺生产正常时，开关为闭合状态，异常报警时开关为断开状态，因此在安装、维修及校验时应特别注意高低开关的使用触点。2.7压力检测仪表的选择、校验和安装 正确地选择、校验和安装是保证压力检测仪表在生产过程中发挥应有作用的重要环节。2.7.1压力检测仪表的选择 压力检测仪表的选择应根据使用的需要,针对具体的情况作具体分析。在符合生产过程所提供的技术条件下，应以节约为原则，合理的进行种类、型号、量程、精度等级的选择。选择主要考虑三个方面：a. 根据被测压力的大小，确定仪表量程。对于弹性式压力检测仪表，为了保证弹性元件在弹性形变的安全范围内可靠的工作，在选择压力检测仪表的量程时，必须考虑到留有充分的余地，一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值应不超过满量程的3/4；在被测压力波动较大的情况下，最大压力值应不超过满量程的2/3。为了保证测量精度，被测压力值应不低于全量程的1/3为宜。 b. 根据生产容许的最大测量误差确定仪表的精度，选择时，应在满足生产要求的情况下尽可能选择精度较低、价廉耐用的压力检测仪表。 c. 选择压力检测仪表时还要考虑被测介质的性质。如温度的高低，黏度大小，腐蚀性，脏污程度，易燃易爆等。还要考虑现场的环境条件，如高温、腐蚀、潮湿、振动等。根据这些因素来确定压力检测仪表的种类和型号。2.7.2压力检测仪表的校验1、压力表的校验 压力表的校验就是将被校压力表和标准压力表通以相同的压力，比较它们的指示数值。所选择的标准压力表的绝对误差一般应小于被校压力表绝对误差的1/3，所以它的误差可以忽略，认为标准表的读数就是真实压力的数值。如果被校压力表对于标准压力表的误差不大于被校压力表的允许误差，则认为被校压力表合格。被校压力表的允许误差为被校压力表的精度百分数乘以量程。图2-12活塞式压力计结构原理1测量活塞；2-砝码；3-活塞柱；4-螺旋压力发生器；5-工作液；6-压力表；7-手轮；8-丝杠；9-工作活塞；10-油杯；11-进油阀；a、b、c-切断阀；d-进油阀图2-11 净重仪常用的压力校验仪器是活塞式压力计，又名净重仪，如图2-11，其结构原理如图2-12所示，它由压力发生部分和测量部分组成。压力发生部分是一个螺旋压力发生器4，通过手轮7旋转丝杠8，推动工作活塞9挤压工作液，经工作液传压给测量活塞1。 测量部分由测量活塞和标准砝码组成，测量活塞1上端的托盘上放有标准砝码2，活塞1插入活塞柱3内，下端承受螺旋压力发生器4挤压工作液所产生的压力。当活塞1下端面因压力作用产生向上的力与活塞1和托盘及砝码2的重力相等时，活塞1将被顶起而稳定在活塞柱3内的任一平衡位置上。一般取活塞有效面积为1cm2或0.1cm2，因此可以方便而准确的由平衡时所加的砝码和活塞及托盘的重量知道被测压力的数值。如果把被校验的压力表6上的指示值与这一准确的标准压力值相比较，便可知道被校压力表的误差大小。也可在 b 阀上接标准压力表，由压力发生器改变工作压力，比较被校压力表和标准压力表上的指示值，进行校验。 压力表的校验包括：外观检查、零点检查、刻度示值及量程校验。首先观察压力表有没有摩擦，变差主要由摩擦产生的，所以必须消除摩擦，然后观察整个刻度范围内误差的规律。 如果是线性非均匀误差，则首先把零位调好后再调整量程。误差是正值时，即指示值大于标准值，只需要将拉杆与扇形齿轮的铰接螺丝松开，把拉杆往外移动，这样，弹簧管自由端相同的位移，扇形齿轮及指针的转角就小，指示值就可下降；反之，如果误差是负值，则将拉杆向里移动。如果误差是非线性误差，可调整拉杆与扇形齿轮间的夹角，随着压力指示值的增大，夹角由小于90度逐渐变化到大于90度，这就使扇形齿轮转角与弹簧管自由端位移的线性关系有改变。若压力表指针在中间刻度时，使等于90度，就可把非线性关系平均分配在中间刻度的两边。所以出现非线性误差时可调夹角，由于拉杆长度是固定的无法调整，一般通过调整游丝的松紧度来调节夹角的起始值；多数压力表的机芯与支座的连接是可动的，可以改变机芯的位置来改变夹角的大小。还有一种误差是压力表在全刻度范围内只有一个校验点误差特别大，其余各校验点误差都符合要求，这种现象可能是由于扇形齿轮与小齿轮的齿间间隙太小，游丝力矩改变方向所致。有时在刻度起始位置，由于游丝过松，游丝不能向外移动，而是向内转动使指针向上移动。在这种情况下游丝所产生的力矩并不是和弹簧管变形所产生的力矩相反的反作用力矩，而是正作用力矩，但是待指针转动一定角度以后，游丝稍紧些，游丝的作用力矩等于0，指针再转过一些角度，游丝紧一些后，此时游丝产生力矩是反作用力矩，由于力矩方向的改变和齿轮间隙的存在，使齿轮与齿轮之间的接触面改变，造成了弹簧管位移的死行程，因此在这一点误差特别大，指针也往往会发生跳动现象，消除这种现象的方法是改变游丝起始位置的松紧度。压力表的刻度校验时按标有分度线的刻度进行校验，一般按量程的四等分刻度进行校验，校验时逐渐升高压力，校验各校验点的上行值，当示值达到量程时，耐压三分钟，然后逐渐降低压力，校验各校验点的下行值，上下行误差及上、下行绝对误差应不大于该压力表的最大允许误差；在每各校验点上，需要轻敲表壳，轻敲前后的示值与标准示值之差不应大于最大允许误差，轻敲表壳引起的这种示值变动量不得超过最大允许误差绝对值的1/2；进行刻度校验时，压力表在全分度范围内应平稳移动，不得有跳动或卡位现象。 2、压力变送器的校验压力变送器的校验和压力表的校验相似，用压力发生器给压力变送器提供量程范围的标准压力，观察压力变送器的输出值，比较实际输出值和理论输出值，进行校验。校验压力变送器时，首先要与中控室取得联系，对相关信号进行旁通，再对压力变送器进行隔离、旁通、泻压；然后将变送器连接打压，差压变送器的连接应连接于高压端，低压端放空；零点压力时，输出信号应为4mA,否则调节零点调节纽使输出信号为4mA，量程压力时，输出信号应为20mA,否则调节量程调节纽使输出信号为20mA，校验好零点合量程后，观察量程的1/4、1/2、3/4处输出是否满足8 mA、12 mA、16 mA。目前生产现场广泛使用的智能压力变送器能自动调节零点和量程，另外，也可用手操器直接对智能压力变送器进行零点和量程的调整。图2-13是用HART通讯仪调节智能压力变送气的连接图。在车间调节变送器时，由于没有长距离的电源和信号线，要用一个250欧姆左右的电阻串连在变送器和电源之间来模拟电缆，然后将HART通讯仪并联在智能压力变送器一端，通讯仪才能识别变送器。 3、压力开关的校验压力开关都有设定点，校验压力开关时，用压力发生器给压力开关提供标准压力，改变压力的大小，观察压力开关动作时压力发生器所提供 的标准压力是否与压力开关的设定点一致。现场校验压力开关时，要预先通知中控室，对一些关停信号进行旁通；校验高压开关或高高压力开关时，逐渐升高压力观察压力开关的动作值，如果与设点不一致，需要调整调节机构，直到开关在设点动作为止，然后降低压力，观察开关的复位值；校验低压开关或低低压力开关时，先给开关打压到压力开关复位，然后逐渐降低压力观察压力开关的动作值。当压力开关动作后，再升高压力，当压力开关再次动作时的标准压力就是压力开关的复位值。2.7.3压力检测仪表的安装1、测压点的选择 为了所选择的测压点能反映被测压力的真实情况，测压点要选在被测介质直线流动的管线部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其它易形成旋涡的地方；测量流动介质时，应使取压点与流动方向垂直，清除钻孔毛刺；测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管内不积存气体；测量气体时，取压点应在管道的上方，使导压管内不积存液体。图2-14 压力仪表典型安装2、导压管的铺设导压管粗细应合适，一般内径610mm，长度350m；当被测介质易冷凝或冻结时，必须加保温伴热管线；取压口到压力表之间应装截止阀，且靠近取压口。3、压力检测仪表的安装压力检测仪表应安装在易观察和维修的地方，如图2-14 压力仪表典型安装；安装地点力求避免震动和高温；测量高温介质压力时，应加装凝液管，以防止高温介质直接和测压元件接触；对于有腐蚀介质时，应加装充有中性介质的隔离罐等；对于易结晶或粘稠介质，应采取法兰取压，针对具体情况要采取相应的保护措施。另外，当压力检测仪表被安装在取压点的上方或下方，而取压点到仪表间的液柱压力又不能忽略时，压力检测仪表应作零点迁移或将指示值减去这一段液柱压力。表2-3 压力变送器故障及排除 故障 故障部位故障原因排除方法输出高导压管道管线有泄露或堵塞排除之变送器过程法兰有沉积物排除沉积物变送器的电气连接卡口连接处有脏物清除脏物敏感元件引出线不好连接好卡口8#引线没有接到仪表外壳上将8#引线接外壳电子器件放大器板损坏更换新放大器板刻度板损坏更换刻度板敏感元件隔离膜片被刺破更换敏感元件填充油泄漏更换敏感元件电源电源电压不正确调整到正确值输出低或无输出导压管导压管连接不正确按规定重新连接导压管有泄漏或堵塞排除液体管线中有残余气体排除残余气体过程法兰中有沉积物清除沉积物变送器的电气连接同输出高的原因同输出高的部分敏感元件引线短路排除试验二级管损坏损坏敏感元件同高输出同高输出回路布线电源极性连错连接正确电路阻抗不符要求调整回路阻抗电路中有短路或多点接地（注意检查回路时电压不得超过100V）排除输出不稳定回路布线有周期性的短路、开路或多点接地检查并排除过程流体脉动调节阻尼调节导压管线液体管线中有残留气体排出气体变送器的电气连接有短路或开路处连接好电子器件同高输出同高输出第三章 流量测量仪表3.1流量概述3.1.1流量测量的特点1、流体的流动状态直接影响流量测量的准确度。一般介质的流动多为非定常流，为保证仪表测量的准确度，仪表的结构和管道布局的设计应能适应流态的变化，能够消除上游阻力件造成的流态扰动以及管道上界面上流速不均匀分布带来的影响。2、不同流体的物理和化学特性对流量仪表提出了不同的要求。如温度、压力变化大、粘度高、流体有腐蚀性、多相流、脏污流、等等，都对仪表提出了相应的要求。3、被测介质状态的变化或组分变化都会引起流量测量的误差。4、介质处于流动的状态，任何接触测量的敏感元件都会干扰流动状态的变化和压力损失。3.1.2流量计的分类1、差压式流量计：目前常用的节流元件有标准节流装置，如孔板、文丘利管、喷嘴。2、容积式流量计：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计。3、速度流量计：电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计。4、流体动量式流量计：如靶式流量计、浮子流量计、阿牛靶流量计。5、流体振荡式流量计：涡街流量计、旋进漩涡流量计。6、质量流量计：U型管式流量计。3.2差压式流量计3.2.1节流式元件的工作原理把节流装置装入管道中，当被测介质从节流装置中流过时其局部收缩，因此其流速必定增加，即动能增加，因而其静压力减小，即位能减小，所以在节流装置的前后产生一定的压力降。管道介质流量越大，介质的流速就越大，因而收缩时的压力降就越大。因此只要测出压降的大小就可以测量出介质的流量。下面以常用的孔板节流装置为例说明流体压力的变化，当流体