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1、仪表工试题集(仪表工100道试题带答案)中海石油葫芦岛精细化工公司技术部136目 录1. 测量误差和仪表的质量指标1.1测量误差41.2仪表的质量指标52.差压、压力的检测和变送2.1压力测量与压力单位72.2模拟式变送器72.3智能变送器82.4现场总线型变送器92.5法兰式变送器102.6压力仪表122.7差、压力仪表的安装123.流量测量仪表3.1流量单位与基本物理参数133.2标准和非标准节流装置133.3差压式孔板流量计的使用133.4转子流量计143.5旋涡流量计153.6容积式流量计153.7涡轮流量计153.8其他流量计163.9流量仪表的选用.164.物位测.仪表4.1静压式

2、液位计.174.2浮力式液位计.174.3雷达液位计.204.4电容式物位计.204.5物位仪表的选用与安装.205.温度测量仪表5.1温标及其换算.225.2热电偶.225.3热电阻.235 4温度变送器.235.5膨胀式温度计.245.6温度仪表的选用和安装.256.显示仪表6.1动圈式显示仪表266.2数字式显示仪表.276.3智能显示仪表.277.调节阀7.1结构与类型297.2调节阀的特性分析.317.3流量系数和口径计算.317.4调节阀的选择327.5调节阀的校验327.6调节阀的维修328.防爆、防腐、螺纹、法兰8.1防爆348.2防腐.348.3外壳防护.348.4法兰351

3、. 测量误差和仪表的质量指标1.1测量误差 1-1填空 按误差数值表法的方法,误差可分为( )、( )、( )。 按误差出现的规律,误差可分为( )、( )、( )。 按仪表使用条件来分,误差可分为( )、( )。 按被测变量随时间变化的关系来分,误差可分为( )、( )。按与被测变量的关系来分,误差可分为( )、( )。答 绝对误差,相对误差,引用误差;系统误差,随机误差,疏忽误差 ;基本误差,附加误差; 静态误差,动态误差;定值误差;累计误差。1-2什么是真值?什么是约定真值、相对真值?答 真值是一个变量本身所具有的真实值。它是一个理想的概念,一般是无法得到的。所以在计算误差时,一般用约定

4、真值或相对真值来代替。 约定真值是一个接近真值的值,它与真值之差可忽略不计。实际测量中,以在没有系统误差的情况下,足够多次的测量值之平均值作为约定真值。 相对真值是当高一级标准器的误差仅为低一级的1/31/20时,可认为高一级的标准器或仪表的示值为低一级的相对真值。1-3用一只标准压力表检定甲、乙两只压力表时,读得标准表的指示值为100kPa,甲、乙两表的读数各为101.0 kPa和99.5 kPa,求它们的绝对误差和修正值。解 甲表的绝对误差 x1xx0=101.01001.0kPa乙表的绝对误差 x299.51000.5 kPa对仪表读数的修正值:甲表C1x11.0kPa乙表C2x2+0.

5、5 kPa 1-4某压力表刻度0100 kPa,在50 kPa处计量检定值为49.5 kPa,求在50 kPa处仪表示值的绝对误差,示值相对误差和示值引用误差?解 仪表示值的绝对误差=50-49.50.5 kPa仪表示值相对误差0.5/50100%=1%仪表示值引用误差=0.5/100100%=0.5% 1-5什么叫系统误差、偶然误差和疏忽误差?各有什么特点?产生的原因是什么?答 系统误差又称规律误差,因其大小和符号均不改变或按一定规律变化。其主要特点是容易消除或修正。产生系统误差的主要原因是:仪表本身的缺陷,使用仪表的方法不正确,观测者的习惯或偏向,单因素环境条件的变化等。 偶然误差又称随机

6、误差,因它的出现完全是随机的。其主要特点是不易发觉,不好分析,难于修正,但它服从于统计规律。产生偶然误差的原因很复杂,它是许多复杂因素微小变化的共同作用所致。 疏忽误差又叫粗差,其主要特点是无规律可循。但明显地与事实不符合。产生这类误差的主要原因是观察者的失误或外界的偶然干扰。 1-6填空 试指出下列情况属于何种误差(系统误差,随机误差,疏忽误差)? 用一只普通万用表测量同一个电压,每隔10min测一次,重复测量10次,数值相差造成的误差。 用普通万用表测量电阻值时,如果没有反复调整零点而造成的误差。 看错刻度线造成的误差。 使用人员读数不当造成的误差。 仪表安装位置不当造成的误差。 差压变送

7、器承受静压变化造成的误差。 因精神不集中而写错数据造成的误差。 仪表受环境条件(温度、电源电压变化造成的误差。 选错单位或算错数字造成的误差。 标准电池的电势值随环境温度变化造成的误差。(11)在节流装置的流量测量中,因温度、压力等偏离设计条件而造成的误差。答 随机误差;、(11) 系统误差;、疏忽误差。1-7 试指出下列量值的有效数字位数。4.8mA;4.80 mA; 2705k;2.705103 ;1.3610-3 V; 1.0kg/l ;0.2W; 2500mmH2O ;1.0332W;735.56mmHg;(11)10.000mH2O答 一位; 、两位; 、四位; 、三位; 、(11)

8、 五位。 “0”这个数字,可以是有效数字,也可以不是有效数字。例如在0.2W中0不是有效数字,因为它和0.2W的精度无关;但在10.000mH2O中,后面的四个0均为有效数字,因为它们和10.000的精确度有关。假如这两个数均是采用“四舍五入”法截取所得的近似数,对0.2W来说,其误差的绝对值为0.05W,若去掉前面的0,写成210-1W,其误差的绝对值为0.510-1,即仍为0.05W,与精确度无关。而对于10.000mH2O来说,其误差的绝对值为0.0005mH2O,若去掉近似数后面的四个0,写成1.010mH2O,其误差的绝对值0.510,成了5mH2O,不再是0.0005mH2O,即与

9、精确度有关。因此对待近似数时,不可像对待准确数那样随便去掉小数点部分右边的0,或在小数点右边加上0。1.2仪表的质量指标1-8选择1.5级仪表的精度等级可写为A.1.5级B. 士1 .5级1.5C.1.5D 仪表的精度级别指的是仪表的A.误差B.基本误差C.最大误差D.允许误差E.基本误差的最大允许值答 A、C、 D; E。 仪表的精度指的是基本误差的最大允许值,即基本误差限,但在习惯上有时也简单地说为基本误差或允许误差。 1-9判断(对打,不对打) 回差在数值上等于不灵敏区。 灵敏度数值越大,则仪表越灵敏。 灵敏限数值越大,则仪表越灵敏。 同一台仪表,不同的输入输出段,其灵敏度是不一样的。

10、灵敏度实际上是放大倍数。灵敏限实际上是死区。答 ; ; ; ; ;。 回差是在正反行程上,同一输入的两相应输出值之间的最大差值。而不灵敏区是指不能引起输出变化的最大输入量。所以回差在数值上不等于不灵敏区,它还包括滞环。 灵敏度是仪表达到稳态后,输出增量与输入增量之比,所以比值越大,仪表越灵敏。而灵敏限是引起输出变化的最小输入增量,所以灵敏限越大,仪表越不灵敏。 如果仪表的输入输出是线性特性,则仪表的灵敏度是常数;如果是非线性特性,则仪表的灵敏度在整个量程范围内是变数,它在不同的输入输出段是不一样的。 如果仪表的输入输出具有相同的单位,则灵敏度就是放大倍数;如果是不同的单位,则灵敏度是转换系数。

11、 1-10仪表的稳定时间就是全行程时间吗? 答 稳定时间是从输入信号阶跃变化起,到输出信号进入并不再超过偏离其最终稳态值规定的允差(例如5%)时的时间间隔,如图1-6的t2。而全行程时间(又称阶跃响应时间)是指当输入产生阶跃变化起,输出由初始值第一次到达规定最终与初始稳态值之差的时间间隔。通常其差值规定为10%、5%、1% 。如图1-6的t1。所以二者是不一样的。2.差压、压力的检测和变送2.1压力测量与压力单位2-1什么是压力,它的法定计量单位是什么?答 压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力,它的法定计量单位是帕斯卡(简称帕),符号为Pa。 lPa就是1牛顿(N)的力作用在1平方米()面积上

12、所产生的压力,即 1Pa=1N/=(1kgms-2)/ =1kg/ms21MPa=1000kPa=10 6Pa 2-2请说明绝对压力、大气压、表压及真空度的含义及相互关系。答 绝对真空下的压力称为绝对零压,以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。 表压是以大气压为基准来表示的压力,所以它和绝对压力正好相差一个大气压(0 .1 MPa) 。 如果被测流体的绝对压力低于大气压,则压力表所测得的压力为负压,其值称为真空度。绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图2-1所示。2.2模拟式变送器2-3和杠杆式变送器相比,电容式、振弦式、扩散硅式等变送器有什么优点? 答 电容式、振弦式、扩散硅式等

13、变送器是20世纪70年代开发出来的一代变送器,和它的上一代杠杆式变送器相比,具有许多优点。主要有: 结构简单。它们是基于微位移检测和转换技术,是微位移平衡式变送器,体积小,重量轻。不像杠杆式变送器,为了保证足够的测量力矩和反馈力矩,需要杠杆、支点、轴封膜片和较大的反馈机构。 精度高。电容式、振弦式、扩散硅式等变送器一般都为0.25级,稳定性也好。而杠杆式变送器一般为0.5级,且由于机械零件多,支承、拉条、反馈波纹管等的弯曲疲劳、热膨胀等原因,稳定性也较差。 测量范围宽,静压误差小。例如1151系列变送器的测量范围为01.3kPa到06890kPa。静压为13780kPa ,零点变化为最大量程的

14、0.5%。最大负迁移为最小调校量程的600%,正迁移为最小调校量程的500%。 调整、使用方便。 两线制,木质安全防爆。 由于以上原因,这一代变送器至今还在我国广泛使用。2-4如何调校电容式差压变送器的零位、量程、线性度、迁移量和阻尼?答 调校接线如图2-10所示。图中稳压电源,直流24 V10%,连续可调; 标准电阻,2500.005%; 数字电压表,05V 0.05% (或相应精度的电位计); 负载电阻,01k电阻箱0.1%; 标准压力计; 信号压力源,低差压用微压调节器,中差压用气动定值器,高差压、大差压用活塞式压力计。 调校方法如下。 (1)零位、量程 调校前,将阻尼电位器按逆时针方向

15、旋到头(即关掉阻尼作用)。接通电源通电1530min后,调整零位。输入差压为0时,使变送器输出为4mA,即电压表指示10.004V。然后加入相当于满度输出的差压信号,调节量程电位器(顺时针转动,输出增大,反之减小),使变送器输出为20mA,即电压表指示50.004V。注意在调量程电位器时将影响零位,而调零位电位器时不影响量程范围,故在调完测量范围以后尚需调整一次零位。 (2)线性度 通常变送器出厂时已校好,如要求线性度较高而且具备精密标准仪器时也可进行。步骤如下:在调好零位及量程后,加入相当二分之一量程的差压信号,此时输出应为12mA,即电压表指示3.0000.004V ,如不符合要求,则调节

16、线性度电位器,使输出达到要求,然后重复检查零位、量程及线性度到合格为止。 (3)迁移量 先将量程调到需要数值,如10002500 mmH2O测量范围,则先将量程调到01500mmH2O。如量程始点迁移量不大,可直接调节调零电位器来实现迁移。如迁移量较大,则需将安全接线盒中的正负迁移开关拨到相应位置 (注意不可将两只开关全都拨向“+” 、“”符号端),然后在输入端加入稳定的量程始点差压信号,调节零位电位器使输出为4mA。2 .3智能变送器2-5智能变送器是什么时候推出的?它有何特点? 答 20世纪80年代初,美国霍尼韦尔公司首先推出了ST3000系列智能压力变送器,这是计算机技术和通讯技术发展到

17、一定阶段的必然产物。随后,世界上其他仪表公司也都推出了相类似的智能变送器。这些仪表的共同特点如下。 在检测部件中,除了压力(差压)传感元件外,一般还有温度传感元件。产品采用微机械电子加工技术、超大规模的专用集成电路( ASIC)和表面安装技术,因此仪表结构紧凑,可靠性高,体积很小。智能变送器的精度较高,一般都在0.1%0.2%,有的还能到0.075%; 测量范围很宽,量程比达40、50、100甚至400;其他如温度性能、静压性能、单向过载性能等也比以往的变送器有很大的提高。 智能变送器可以在手持通信器(又称手操器、手持终端)上远方设定仪表的零点和量程,因此仪表可以在不通信号压力的情况下更改测量

18、范围,这对于人员难以到达的场合特别感到方便。智能变送器和DCS控制系统之间可实现数字通信,这就为全数字化的现场总线控制系统提供了条件。 2-6判断如果模拟变送器采用了微处理器,即成为智能变送器。答 。在变送器中,仅增加了微处理器,还不能说是智能变送器,而应用微处理器产生下列功能的才称为智能变送器: 具有双向通信能力; 完善的自诊断功能; 优良的技术性能,包括可靠的传感器技术,宽广的量程范围,以及稳定的压力和温度补正。2.4现场总线型变送器2-7 什么是混合式智能变送器? 它和现场总线智能变送器有什么不同?答 目前我国各工厂内使用的智能变送器大多是既有数字输出信号,又有模拟输出信号的混合式智能变

19、送器,通常又称为Smart变送器。它和全数字式现场总线智能变送器相比,无论是在仪表结构上,还是在仪表的功能上都是有区别的。和控制系统的连接方式。现有的智能变送器是每台仪表用两根导线和DCS相连,即1对1的连接方式,而现场总线智能变送器则是1对多的连接方式。和上位机系统的通信方式。现有的智能变送器的通信标准不是国际上规定的现场总线通信标准,通信速率很慢,而且不同公司的变送器通信协议也不相同,因此相互间没有互换性和互操性。和上位机系统传输的信息。现有的智能变送器传递的主要是420mA模拟信号,叠加其上的数字信号只用于传递辅助信息,用于变送器的校验、组态和诊断。 综上所述,现有的智能变送器是过渡性的

20、产品。产生的主要原因是当初开发这种变送器时,国际上尚未制定出统一的通信协议。各仪表公司为了早日占领市场,都按各自开发的通信规程设计。但为了变送器之间互换,也为了和现有的DCS系统传递信息,故都保留了420mA模拟信号,电路内都有A/D和D/A转换单元。但这样做以后,仪表的结构较为复杂,精度不易提高,功能也较简单。除了能远程设定仪表零点和量程,以及技术指标较高外,其他和传统的模拟变送器没有什么区别,所以虽称为智能变送器,但和真正的全数字式现场总线型智能变送器是不同的。 2-8 什么是现场总线智能变送器?它有哪些特点? 答 现场总线智能变送器是根据现场总线通信协议开发出来的一种变送器,它是现场总线

21、控制系统FCS的基础。现场总线智能变送器的特点如下。全数字式 在混合式智能变送器中,由于开发时的条件限制,还保留有模拟信号。但在现场总线变送器中,模拟信号已没有必要,是全数字结构,因此仪表结构简单,精度提高。 现场总线通信方式 现场总线智能变送器是现场总线控制系统的一部分,它的通信标准和现场总线标准是同一个,双向传输,串行,既能和上位机系统通信,又能和现场设备通信,一对导线上可传输多种信息,不同厂家、不同型号的变送器,只要功能类同,就可进行互操,互换。 精度提高 由于采用了全数字的仪表结构和数字传输,所以在系统中不需要A/D和D/A转换。这样,不但仪表本身的精度提高,而且信号的传输精度也会提高

22、。 功能增强 数字传感器和微处理器相结合,加上按现场总线标准的通信方式,使得变送器的功能大为增强。现场总线变送器已不是传统意义上的变送器,而是同时起着变送、控制和通信的作用,集变送、控制、通信于一身。在系统中,每台变送器都是一个网络节点,它们和操作站、维护管理系统、上位机一样,平等地挂在总线上,共同完成系统的自动化任务。2-9什么是现场总线控制系统FCS?它和集散控制系统DCS有什么区别? 答 现场总线控制系统FCS是现场总线技术与基于现场总线的现场装置(包括变送器和执行器)和控制室设备构成的控制系统,它是建立在全数字通信基础上的,是一种完全分散的控制系统。 现场总线控制系统FCS和集散系统D

23、CS相比,有如下区别。 结构不同 传统的DCS由操作站和控制站两大部分组成。而在FCS中,60%80%的控制功能转移到了现场仪表,只有少部分高级控制才留在控制中心,因此在FCS中已没有DCS中那样的控制站,I/O接口卡件也减少,因而结构简单。 布线不同 在DCS中,每台变送器都有二根导线通到控制系统。而在FCS中,多台变送器可同时挂接在两根总线上,因而电缆减少,接线简单,安装费用降低,维护方便。 功能不同 在DCS中,控制依赖于控制站,所以DCS虽然叫分散控制系统,实际上并没有彻底分散。而在FCS中,大部分控制由控制中心移到了现场,因而实现了控制功能的彻底分散。 通信网络不同 现场总线是开放式

24、的互联网络,同层次网络、不同层次网络、不同厂家生产的网络可实现互联,网络数据共享。而在DCS中.不同厂家的系统的通信协议是不同的,因此不能互联。 系统的安全性、可靠性和维护工作量不同,FCS比DCS优越。2.5法兰式变送器 2-10什么是法兰变送器,它和普通变送器有什么区别? 答 法兰变送器是在普通的变送器基础上增加了一个远传密封装置构成的,所以也叫远传式变送器或隔膜密封式变送器。远传密封装置由法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分组成。工作时,被测介质作用在法兰膜盒的隔离膜片上,使膜片产生变形,然后通过毛细管内的填充液,将压力传到变送器的敏感元件上,经转换,仪表便输出相应的信号。 法兰变送

25、器和普通变送器相比,有如下区别。在普通的变送器中,被测介质通过导压管而进入变送器测量室。如果被测介质是粘稠液体,则容易堵塞导压管。现在用毛细管代替导压管,堵塞现象便不会存在。因为毛细管是密封的,它早面的填充液是经过挑选的,化学物理性能稳定,不会像导压管内的介质那样,易凝冻,易汽化,因而不必像普通变送器那样加灌隔离液,安装隔离器、冷凝器等辅助设备。这样,测量精度便可提高,维护工作量便可减少。 因法兰膜盒离变送器本体远,所以仪表的接液温度可以提高,应用范围可以扩大。 对仪表本身来说,由于法兰变送器比普通变送器多了一个远传密封装置,因而仪表的结构较为复杂,精度下降,故障的可能性增加。 2-11填空

26、法兰变送器的温度性能主要由法兰膜盒上隔离膜片的刚度和法兰膜盒内的填充液性质决定,所以如隔离膜片的刚度越( ),则膜片的压力-位移性能越( ),因而变送器的温度性能越( )。 隔离膜片的刚度决定于膜片直径、膜片厚度、膜片材质和波纹深度等因素。为了使变送器有良好的温度性能,隔离膜片的直径要 ,厚度要( ),波纹深度要( )。此外,还需填充液的热膨胀系数要( ),填充液内的挥发性物质要( ),填充液充灌前要将密闭系统中的空气( )。 答 大,差,不好; 大,薄,深;小,少,排除干净。 2-12如图2-36所示,双法兰变送器测量容器液位时有三种安装位置: 变送器在两个安装法兰下面【图2-36(a)】;

27、 变送器在两个安装法兰中间【图2-36(b)】; 变送器在两个安装法兰上面【图2-36(c)】。 请说明变送器在这三种位置时的量程和迁移量是否一样。设变送器至容器下法兰的距离为H1,上法兰的距离为H2,两法兰间的距离为H0。 解 为了说明三种安装位置是否一样。先计算它们的量程和迁移量。 量程计算。以变送器在两法兰中间位置为例。 当液面最高时,法兰变送器高压侧压力p1,为 p1=(H1+H2)介g+p0H10g式中 介被测介质的密度,kg/m3; 0膜盒内填充液密度,kg/m3;p0容器内压力,Pa;g重力加速度,m/s2。当液面最低时,法兰变送器高压侧压力p1为p1=H10g+ p0于是变送器

28、量程p为 p=p1p1=(H1+H2) 介g =H0介g 同样方法可以证明,变送器安装在两个法兰上面和下面的量程也是H0介g。 零点迁移量计算。仍以变送器安装在两法兰中间为例。 当液面最低时,法兰变送器高压侧压力p1为 p1=H10g+ p0法兰变送器低压侧压力p2为 p2=H20g+ p0于是变送器的迁移量Z为 Z= p1p2=(H1+H2)0g=H00g 同样方法可以证明,变送器安装在两个法兰上面和下面的迁移量也是H00g。 从上面的计算中知道,不管变送器安装在什么位置,其最程和零点迁移量是一样的。2.6压力仪表 2-13弹簧压力表校验时常见的问题有哪些? 答 校验时常见的问题如下: 在全

29、部刻度范围内压力表的指示值和标准值不符,过大或过小; 在全部刻度范围内,压力表的指示值前面偏大,后面偏小;或者后面偏大,前面偏小; 在校验过程中,上升时指示值与标准值相符,下降时不符合,或者下降时符合而上升时不符合,或者上升和下降时只有某些刻度上相符合; 在进行指示时表针有跳动现象。 上述问题产生的原因,通常是由于传动部件的磨损和摩擦,各部件的配合位置不当或游丝松紧不合适,以及弹簧管受到损坏或者发生永久性畸变等。 2-14某厂氨罐上的压力表损坏了,一时找不到量程合适的氨用压力表,能否用一般的工业压力表代用?答 不能代用。因为氨用压力表的弹簧管是由耐氨腐蚀的材料制成,在仪表背面还有个安全阀。而一

30、般的工业压力表不耐氨液腐蚀,且不都有安全阀,所以不能代用。 测量专用介质的压力表,如氨、氧、酸等的压力表,其结构上各有特点,并有颜色标志,故而不能随便互换。2.7差压、压力仪表的安装 2-15 图2-42为工艺管道截面图。请在图上标出液体、气体和蒸汽的引压口位置,并说明其原因。 答 测量气体时,为了使气体内的少量凝结液能顺利地流回工艺管道,而不流入测量管路和仪表内部,取压口应在管道的上半部,如图上的处。测量液体时,为了让液体内析出的少量气体能顺利地返回工艺管道,而不进入测量管路和仪表内部,取压口最好在与管道水平中心线以下成045夹角内,如图上的处。 对于蒸汽介质,应保持测量管路内有稳定的冷凝液

31、,同时也防止工艺管道底部的固体介质进入测量管路和仪表内,取压口最好在管道水平中心线以上成045夹角内,如图上的处。3.流量测量仪表 3.1流量单位与基本物理参数 3-1什么叫流量?有哪几种表示方法?互相之间的关系是什么? 答 流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。 流量分体积流量、质量流量。单位时间内流过的流体以体积表示的,称为体积流量,常用Q表示。单位时间内流过的流体以质量表示的,称为质量流量,常用M表示。它们之间的关系是 M=Q或Q=M/ 式中流体的密度。 3-2 已知工作状态下的质量流量标尺上限qM=500t/h,工作状况下被测流体密度= 857.0943kg/m3,试求工作状态

32、下最大的体积流量qv。解 质量流量qM和体积流量qv之间的关系为 qM=qv qv=qM/ =50000/857.0943=583.37m3/h3.2标准和非标准节流装置 3-3 什么是标准节流装置?什么是非标准节流装置?在GB/T 2624-93中规定的标准节流装置有哪些?它们分别可采用哪些取压方式? 答 所谓标准节流装置,就是有关计算数据都经系统试验而有统一的图表和计算公式。按统一标准规定进行设计、制作和安装的标准节流装置不必经过个别标定就可使用。非标准节流装置,则是指那些试验数据不很充分,设计制作后必须经过个别标定才能使用的节流装置。在GB/T 2624-93中规定的标准节流装置有孔板、

33、喷嘴和文丘利管。孔板可采用角接取压、法兰取压、D和D /2取压方式,喷嘴仅可采用角接取压方式。 3-4说出图3-1中3种节流装置的名称,它们各有何特点?答 (a)为孔板,(b)为喷嘴,(c)为文丘利管。 上述3种均为标准节流装置, 它们的流量系数可以查有关的图表或按公式计算,节流件加工好后,无需标定就可投入使用。在所有的节流装置中,这3种节流件用得最多。 孔板最为简单,也最便宜,但在相同的差压下,其压力损失最大。 文丘利管的压损小,所以常用于管道内径在100800mm范围内的流量测量。因为大管径管道内流体压力较小,要求较小的压损。 在相同的条件下,喷嘴的值较小。所以,如果必要的差压和流量值低于

34、孔板下限时,可以选用喷嘴。 若是测量磨蚀性和腐蚀性流体,由于入口边缘的变形,流量系数会发生变化,这对孔板的影响最大,而对喷嘴和文丘利管的影响较小。3.3差压式孔板流量计的使用 3-5用差压变送器测管道内的流体流量,当流量为零时,差压变送器因零位误差,指示为2%,则流量的指示误差为多少? 答 因为流量和差压的平方根成正比,所以差压为2%时,流量为 Q=14.14%所以当流量很小时,由于差压表的误差引起的流量指示误差是很大的,故一般都规定流量表应用在其刻度的30%以上。 3-6说明测量蒸汽流量的差压变送器安装后初次启动的操作步骤。 答 应按下列步骤去操作: 检查各个阀门、导压管、活接头等是否已连接

35、牢固; 检查二次阀和排污阀是否关闭,平衡阀是否打开; 稍开一次阀,然后检查导压管、阀门、活接头等,如果不漏就把一次阀全开; 分别打开排污阀,进行排污后,关闭排污阀; 拧松差压室丝堵,排除其中的空气; 待导压管内充满凝结水后方可启动差压变送器; 启动差压变送器应按打开正压阀,关闭平衡阀,打开负压阀的顺序。 此时仪表已启动完毕。 3-7填空 用于测量流量的导压管线、阀门组回路中,当正压侧阀门或导压管泄漏时,仪表指示( );当负压侧阀门或导压管泄漏时,仪表指示( );平衡阀泄漏时,仪表指示( );正压侧导压管全部堵死,负压侧畅通时,仪表指示( )。 答 偏低,偏高,偏低,跑零下。 3-8怎样判断现场

36、运行中差压变送器的工作是否正常.? 答 由于差压变送器的故障多是零点漂移和导压管堵塞,所以在现场很少对刻度逐点校验,而是检查它的零点和变化趋势。具体方法如下。 零点检查:关闭正、负压截止阀,打开平衡阀,此时电动差压变送器输出电流应为4mA,气动差压变送器输出气压为20kPa。 变化趋势检查:零点检查以后,各阀门恢复原来的开表状态,打开负压室的排污阀,这时变送器的输出应为最大,即电动差压变送器为20mA以上,气动差压变送器为100kpa以上。若只打开正压室排污阀,则输出为最小,即电动差压变送器为4 mA以下,气动差压变送器为20 kPa以下。 打开排污阀时,被测介质排出很少或没有,说明导压管有堵

37、塞现象,要设法疏通。 对于测量蒸汽的差压变送器,排污时会将导压管内冷凝液放掉,所以应等导压管内充满冷凝液后,再投入运行。由于充满冷凝液时间较长,影响仪表使用,所以测蒸汽的差压变送器是不轻易排污的。导压管内充有隔离液也很少排污。3.4转子流量计 3-9填空 转子流量计的浮子材料是( )、( )、( )、( )等,在使用中可根据流体的( )性质加以选用。 转子流量计是属于( )降流量计。 仪表制造厂标定转子流量计时,测液体的流量计是用( )进行标定刻度的;测气体的是用( )或( )或( )进行标定的。 转子流量计的流量标尺上的刻度值,对于测量液体的是代表( )的流量值,对于气体的是代表( )的流量

38、值。 有一台转子流量计的技术数据为600L/h(水),量程比为1:10,那么其最小流量为( ),最大流量为( )。 答 不锈钢,铜,铝,塑料,物理;恒压;水,空气,氮气,介质气体; 20水,20、1. 01325 105 Pa空气;60 L/h ,600L/h。3.5旋涡流量计 3-10什么是涡街旋涡流量计?简述其工作原理。 答 涡街旋涡流量计通常称它为旋涡流量计,又称卡门旋涡流量计,它是利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计。当流体以足够大的流速流过垂直于流体流向的物体时,若该物体的几何尺寸适当,则在物体的后面,沿两条平行直线上产生整齐排列、转向相反的涡列。涡列的个数,即涡街频率,

39、和流体的流速成正比。因而通过测量旋涡频率,就可知道流体的流速,从而测出流体的流量。3.6容积式流量计 3-11判断(对者打 ,错者打): 安装椭圆齿轮流量计可以不需要直管段。 椭圆齿轮流量计的进出口差压增大,泄漏量增大;流体介质的粘度增大,泄漏量减小。 用椭圆齿轮流量计测量流量的过程,同流体的流动形态即雷诺数有关。 对于含有固体颗粒的流体,也可用椭圆齿轮流量计测量其流量。 由于被测流体可能混有杂物,所以为了保护流量计,必须加装过滤器。答 ;。 3-12容积式流量计由哪几部分组成?它们各起什么作用? 答 不论是何种容积式流量计,它们的基本组成部分是差不多的,均由图3-20所示的几部分组成。 测量

40、部分 这是流量计的本体部分,它包括转子及壳体和盖板组成的计量腔。在流体的作用下,转子不断地转动,其转数与流经的流体体积成正比。 密封联轴器 转子的转速需要传送出去,在传送时,既要保证流体不外漏,又不能阻力太大。通常有两种联轴器,一种是磁性密封联轴器,另一种是机械密封联轴器。因为磁耦合不存在泄漏问题,所以一般都采用磁性密封联轴器。 调速器 转子转速很快,所以需要用齿轮组将其速度减下来,以满足读数和发讯的需要。 显示部分 这是流量计的读数部分,通常有指针指示和计数器计数两种。 发讯部分 发讯部分是将被测介质的流量信号转换成输出脉冲,以便远传。脉冲可以是电压,也可以是电流脉冲。但若流量计仅就地显示,

41、则没有这一发讯部分。3 .7涡轮流量计 3-13涡轮流量计是如何工作的?它有什么优缺点? 答 涡轮流量计是应用流体的动量矩原理来实现流量测量的。当被测流体通过涡轮流量计的传感器时,冲击叶轮叶片,使叶轮转动。在一定的流量范围内及一定的流体条件下,叶轮转速与流体流量成正比,故通过测叶轮的转速便可获得流体的流量。 涡轮流量计的优点是: 精度高,通常有0.5%和0.2%两种; 量程宽,最大和最小线性流量之比为6:110:1; 惯性小,反应快,可测脉动流量; 耐压高,压损小; 仪表体积小,安装维修方便。 涡轮流量计的缺点是: 涡轮流量计的仪表常数是在常温下用水标定出来的,如果使用条件和标定条件不同,则会

42、产生误差; 涡轮流量计在工作时,叶轮在不断地高速旋转,因而转动部分会产生磨损,容易损坏,如果更换了转轴或轴承,则需重新标定仪表常数,而一般用户都不具备标定条件; 涡轮流量计不能测带有杂质的流体,如果在流量计前面加过滤器,则会增加流体阻力,并增加拆卸和维护过滤器的工作量; 涡轮流量计测的是体积流量,如果流体的温度、密度和粘度等在测量过程中发生变化,则需采取补偿措施,否则测得的数据便没有意义。3.8其他流量计3-14什么是靶式流量计?它有什么特点? 答 靶式流量计是一种阻力式仪表。通常是在力平衡气动或电动差压变送器的基础上,在它的下杠杆端部固定一靶板而成。工作时,把它插入管道。当流体流过时,便对靶

43、板有一股冲击力,力的大小和流体流速的平方成比例。 靶式流量计的优点有: 能测低雷诺数、高粘度流体,也可测带有悬浮颗粒的流体流量; 结构简单、安装方便,相对孔板而言,可省去隔离罐、导压管以及保温伴热,仪表的维护量小; 压力损失较小,灵敏度和精度较高。 靶式流量计的缺点有: 流量系数没有现成的图表或公式可查,回零检查要切断流量,所以要装副线,但在作控制用时,在直管允许的情况下,可以和控制阀合用一套副线; 流量系数不够稳定,受介质的粘度、密度影响较大,特别在测高粘度流体时,由于流体的粘性会使管壁和靶的周边涂上一层流体,从而影响靶的流通面积和流量系数。3.9流量仪表的选用3-15选用流量仪表时,一般需

44、考虑哪些因素? 答 一般需考虑如下因素: 被测流体的种类(气体、液体、蒸汽、浆液、粉粒),操作条件(压力、温度),流动工况(层流、紊流、脉动流、单相流、双相流),物理性质(密度、粘度、电导率、腐蚀性等); 仪表功能(指示、记录、积算); 流量范围(上限、下限流量); 流体的测量精确度要求; 现场安装和使用条件; 经济性(允许压力损失、仪表价格和安装费用)等。4.物位测量仪表4.1静压式液位计 4-1填空 静压式液位计是根据流体( )平衡原理而工作的,它可以分为( )式和( )式两大类。 用压力表测量液位时,仪表安装的高度应与液位零位的高度( ),否则,应对( )进行修正。 吹气式液位计测量液位

45、的前提条件是使导管下端有( )量气泡逸出。为了保证供气量稳定,流经节流件的流体绝对压力p2与节流件前的流体绝对压力p1之比应( )临界压缩比。 答 静压,压力,差压;相同,高度差;微,小于或等于。 4-2填空 测量液位用的差压计,其差压量程由介质密度决定,与封液密度( )关。 在用吹气法测量液位时,液位上升,导压管口的静压力( ),因而从导管中逸出的气泡数也随之( )。 用吹气法测量液位,当压力变送器安装位置不能高于最高液位时,必须安装( )管,其高度必须超过( ),以防止( )进入变送器。吹气管一般可用内径为 ( )mm的( )管。 为防止吹气嘴( )产生变化。影响 ,吹气气源应是无尘、无油

46、、无水的干净气源。 吹气法不适宜测量静压力( )的 容器的液位。 答 无;升高,减少;弯,最高液位,被测介质; 615,无缝钢;直径,测量精度;较高,密闭。 4-3用单法兰液面计测量开口容器液位。液面计已经校好,后因维护需要,仪表安装位置下移了一段距离见图4-1),则仪表的指示A上升、B下降、C不变。为什么? 答 A。 设介质的最低液位为法兰的中心,当液位最低时,液面计正压室的受压为Hg(H为法兰到液面计引压点的距离,为液面计毛细管中充灌液的密度)。因为液位最低时,仪表的输出为零( 20 k Pa) ,所以要用正迁移弹簧把了Hg迁掉。但若迁好后,仪表又下移了一段距离,设H,则其正压室的受压便又

47、多了Hg,所以液面计的输出要上升。4 .2浮力式液位计 4-4填空 浮力式液位计可分为( )浮力式液位计和( )浮力式液位计两大类。前者是根据( )的( )始终跟随液位的变化而变化来进行液位测量的;后者则是根据( )所受的( )随液位的变化而变化来进行液位测量的。 用浮筒式液位计测量液位时的最大测量范围就是( )长度。 液位处于最高时,浮筒液位计的浮筒( )被液体浸没,浮筒所受的浮力( ),扭力管所产生的扭力矩( ),输出信号( )。 有一气动浮筒式液位变送器,当液位为50%时其输出压力为( )k Pa。 浮简长度一般为( )、( )、( )、( ) 、( )、( )mm。 要把浮筒室的放空阀打开时必须先把上下游的( )阀( )。 浮标式液位计是根据( )原理,浮球式液位计是根据( )原理,浮筒式液位计是根据( )原理。 答 恒,变,浮子(填浮标、浮球也可),位置,浮筒,浮力;浮筒; 全部,最大,最小,最大 60;300,500,800,1200,1600,2000;切断,关闭; 恒浮力,恒浮力,变浮力。4-5常见的恒浮力式液位计有哪些?它们各有什么特点? 答 常见的恒浮力式液位计有: 浮球液位计 这种仪表结构是一机械杠杆系统。杠杆的一端连空心浮球,另一端装

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