仪表基本知识介绍

1、2021年12月24日仪表知识交流一、仪表分类一、仪表分类二、压力检测及仪表二、压力检测及仪表五、物位检测方法与仪表五、物位检测方法与仪表三、温度测量方法及仪表三、温度测量方法及仪表四、流量检测与变送四、流量检测与变送 目前，自动控制技术已成为工业生产过程中不可缺少的技术手段，随着科技进步和生产规模的扩大，它将更广泛地介入工业生产并起着越来越重要的作用。 所谓生产过程自动化，是在无人直接参与的情况下，通过控制设备（即通常所称的自动化仪表）使生产过程自动的按照预定的规律运行。自动化仪表是实现过程自动化的工具，其中，检测仪表和变送器对过程参数进行测量和信号转换，显示仪表用来指示和记录过程参数，调节

2、器、运算器和监控器等对被调参数实现各种数学运算和监控，最后由执行器和调节机构完成系统中的执行指令，使生产过程按规定的要求运行。一、仪一、仪 表表 分分 类类二、压力检测及仪表 在化工生产中在化工生产中, , 压力压力是指由气体或液体均匀垂直地是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。作用于单位面积上的力。 在工业生产过程中在工业生产过程中, ,压力是重要的操作参数之一压力是重要的操作参数之一。 压力的压力的检测与控制检测与控制, ,对保证生产过程正常进行对保证生产过程正常进行, ,达到达到高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。 压力单位帕/Pa兆帕/

3、 MPa工程大气压/ (kgf/cm2)物理大气压/ atm汞柱/ mmHg水柱/ mH2O（磅/英寸2）/ （1b/in2）巴/bar帕111061.019710-59.86910-67.50110-31.019710-41.45010-4110-5兆帕1106110.1979.8697.5011031.01971021.45010210工程大气压9.8071049.80710-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1.01331050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.359510-31

4、.315810-310.01361.93410-21.333210-3水柱9.8061039.80610-30.10000.0967873.5511.4220.09806psi（磅/英寸2）6.8951036.89510-30.070310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501各种压力单位换算表大气压力绝对压力表压ppp在压力测量中，常有在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度表压、绝对压力、负压或真空度之分。之分。 绝对压力大气压力真空度ppp当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。当被测

5、压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。p表P真P绝P绝大气压力线大气压力线 零线零线绝对压力、表压、负压（真空度）的关系测量压力的仪表按照其工作原理的不同，分为四类。测量压力的仪表按照其工作原理的不同，分为四类。 它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。 有U形管压力计、单管压力计等 这类压力计结构简单、使用方便 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空度或压力差。 是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪

6、表。 具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精度等优点。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。 弹性元件弹性元件 弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。当测压范围不同时，所用的弹性元件也不一样。 弹性元件示意图弹簧管式弹性元件波纹管式弹性元件薄膜式弹性元件单圈弹簧管是弯成单圈弹簧管是弯成270270度圆弧的空心金度圆弧的空心金属管，其截面为扁属管，其截面为扁圆形或椭圆形等。圆形或椭圆形等。 扁圆形 椭圆形 半圆形 双圆形 8字形 厚壁扁圆形弹簧管的各种横截面图弹簧管的各种横截面图 是一种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。 1. 该仪表的，分别可

7、测710-5Pa至5102MPa的压力，允许误差可至0.2； 2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。 电容式压力变送器，目前在工业生产中应用非常广泛，其输出信号也是标准4 20mA电流信号。 先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量。先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量。 电容式测量膜盒1中心感应膜片 (可动电极)2固定电极； 3测量侧； 4隔离膜片 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计，也有称之为压力天平，主要用于计量室、实

8、验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用，也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。 智能式变送器智能变送器的特点是在普通压力或差压传感器是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表。的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表。 性能稳定性能稳定, ,可靠性好可靠性好, ,测量精度高测量精度高, ,基本误差仅为基本误差仅为0.1%0.1%。量程范围可达量程范围可达1001 ,1001 ,时间常数可在时间常数可在0 036s36s内调整内调整, ,有较宽的零点迁有较宽的零点迁移范围。移范围。具有温度、静压的自动补偿功能具有温度、静压的自动

9、补偿功能, ,在检测温度时在检测温度时, ,可对非线性进行自可对非线性进行自动校正。动校正。具有数字、模拟两种输出方式具有数字、模拟两种输出方式, ,能够实现双向数据通讯能够实现双向数据通讯, ,可以与现场可以与现场总线网络和上位计算机相连。总线网络和上位计算机相连。可以进行远程通讯可以进行远程通讯, ,通过现场通讯器通过现场通讯器, ,使变送器具有自修正、自补偿、使变送器具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功能自诊断及错误方式告警等多种功能, ,简化了调整、校准与维护过程简化了调整、校准与维护过程, ,使维护和使用都十分方便。使维护和使用都十分方便。 三、温度测量方法及仪表三、温度

10、测量方法及仪表 温度不能直接测量，而是借助于物质的某温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性是温度的函数，通过对某些物些物理特性是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间接地获得温度值。理特性变化量的测量间接地获得温度值。 根据温度测量仪表地使用方式，通常可分根据温度测量仪表地使用方式，通常可分类为接触法与非接触法两大类。类为接触法与非接触法两大类。 1 1接触法接触法当两个物体接触达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如当两个物体接触达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测

11、量方式称为接触法。其特点是，测温准确度较高。量，这种测量方式称为接触法。其特点是，测温准确度较高。用接触法测温时，感温元件要与被测物体接触，往往要破坏用接触法测温时，感温元件要与被测物体接触，往往要破坏被测物体的热平衡状态，并受被测介质的腐蚀作用，因此对被测物体的热平衡状态，并受被测介质的腐蚀作用，因此对感温元件的结构、性能要求苛刻。感温元件的结构、性能要求苛刻。2 2非接触法非接触法利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。它的特点是：不与被测物体接触，测温方式称为非接触法。它的特点是：不与被测物体接触，也不

12、改变被测物体的温度分布，热惯性小。从原理上看，用也不改变被测物体的温度分布，热惯性小。从原理上看，用这种方法测温无上限。通常用来测定这种方法测温无上限。通常用来测定10001000以上的移动、旋以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度。转或反应迅速的高温物体的温度。接触式测温仪表玻璃液体温度计 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉 容易破损、读数麻烦、一般只能现场指示 ,不能记录与远传-100100（150）有机液体0 350（-30 650）水银双金属温度计结构简单、机械强度大、价格低、能记录、报警与自控 精度低、不能离开测量点测量 ,量程与使用范围均有限 0 300（-50 600）压

13、力式温度计结构简单、不怕震动、具有防爆性、价格低廉、能记录、报警与自控 精度低、测量距离较远时 ,仪表的滞后性较大、一般离开测量点不超过 10米 0 500（-50 600）液体型0 100（-50 200）蒸汽型电阻温度计测量精度高 ,便于远距离、多点、集中测量和自动控制 结构复杂、不能测量高温 ,由于体积大 ,测点温度较困难 -150 500（-200 600）铂电阻0 100（-50 150）铜电阻-50 150（180）镍电阻-100 200（300）热敏电阻热电偶温度计测温范围广 ,精度高 ,便于远距离、多点、集中测量和自动控制 需冷端温度补偿 ,在低温段测量精度较低 -20 130

14、0（1600）铂铑10-铂-50 1000（1200）镍铬-镍硅-40 800（900）镍铬-铜镍-40 300（350）铜-铜镍非接触式测温仪表光学高温计携带用、可测量高温、测温时不破坏被测物体温度场 测量时 ,必须经过人工调整 ,有人为误差 ,不能作远距离测量 ,记录和自控 900 2000（700 2000）辐射高温计测温元件不破坏被测物体温度场 ,能作远距离测量、报警和自控、测温范围广 只能测高温,低温段测量不准,环境条件会影响测量精度,连续测高温时须作水冷却或气冷却 100 2000（50 2000）玻璃液体温度计 双金属温度计压力式温度计热电阻温度计热电偶温度计1 1、玻璃液体温度

15、计、玻璃液体温度计 玻璃管液体温度计是利用液体体积随温度玻璃管液体温度计是利用液体体积随温度升高而膨胀的原理制成的温度计。升高而膨胀的原理制成的温度计。1-1-玻玻璃温璃温包；包； 2-2-毛毛细管；细管； 3-3-刻刻度标度标尺；尺； 4-4-膨膨胀室胀室工作液体工作液体测温范围（测温范围（）备注备注水银水银3030750750甲苯甲苯9090100100乙醇乙醇1001007575石油醚石油醚1301302525戊烷戊烷2002002020玻璃管液体温度计液体工质与测温范围玻璃管液体温度计液体工质与测温范围 2 2、双金属温度计、双金属温度计它利用线膨胀系数差别较大的两种金属材料制成双层片

16、状元件，在温度它利用线膨胀系数差别较大的两种金属材料制成双层片状元件，在温度变化时因弯曲变形而使其另一端有明显位移，借此带动指针就构成双金变化时因弯曲变形而使其另一端有明显位移，借此带动指针就构成双金属温度计。属温度计。3、压力式温度计、压力式温度计根据封闭系统的液体或气体受热后压力变化的原理而制成根据封闭系统的液体或气体受热后压力变化的原理而制成的测温仪表。的测温仪表。 由由敏感元件温包敏感元件温包，传压毛细管传压毛细管和和弹簧管弹簧管压力表压力表组成。组成。若给系统充以气体，如氮气，称为充气若给系统充以气体，如氮气，称为充气式压力式温度计，测温上限可达式压力式温度计，测温上限可达50050

17、0，压力与温度的关系接近于线性，但是温压力与温度的关系接近于线性，但是温包体积大，热惯性大。包体积大，热惯性大。若充以液体，如二甲苯、甲醇等，温包若充以液体，如二甲苯、甲醇等，温包小些，测温范围分别为小些，测温范围分别为4040200200和和4040170170，若充以低沸点的液体，其饱和汽压应随若充以低沸点的液体，其饱和汽压应随被测温度而变，如丙酮，用于被测温度而变，如丙酮，用于5050200200。但由于饱和汽压和饱和汽温呈。但由于饱和汽压和饱和汽温呈非线性关系，故温度计刻度是不均匀的。非线性关系，故温度计刻度是不均匀的。 特点特点: :必须将温包全部浸入被测介必须将温包全部浸入被测介质

18、；毛细管最长不超过质；毛细管最长不超过60 m60 m；仪；仪表精度低，但使用简便，而且抗表精度低，但使用简便，而且抗震动。震动。 4、热电偶温度计 利用不同导体间利用不同导体间的的“热电效应热电效应”现象现象制成的，具有结构简制成的，具有结构简单、制作方便、测量单、制作方便、测量范围宽、应用范围广、范围宽、应用范围广、准确度高、热惯性小准确度高、热惯性小等优点。且能直接输等优点。且能直接输出电信号，便于信号出电信号，便于信号的传输、自动记录和的传输、自动记录和自动控制。自动控制。 热电偶的工作原理热电偶的工作原理两种不同的导体或半导体材料A和B组成闭合回路，如果A和B所组成回路的两个接合点处

19、的温度不相同，则回路中就有电流产生，说明回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。也称为塞贝克效应。由此效应所产生的电动势，通常称为热电势。 p热电偶回路热电势的大小，只与组成热电偶的材料和材热电偶回路热电势的大小，只与组成热电偶的材料和材料两端连接点所处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度料两端连接点所处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关。及沿程温度分布无关。p只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。组成的闭合回路不会产生热电势。p热电偶的两种材料确定之后，热电势的大小只与热电偶热电偶的两种

20、材料确定之后，热电势的大小只与热电偶两端接点的温度有关。两端接点的温度有关。热电偶材料应满足以下要求热电偶材料应满足以下要求 2 2能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧化、抗还原、抗都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧化、抗还原、抗腐蚀等性能。腐蚀等性能。1 1两种材料所组成的热电偶应输出较大的热电势，以得到两种材料所组成的热电偶应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势和温度之间尽可能呈线性的较高的灵敏度，且要求热电势和温度之间尽可能呈线性的函数关系。函数关系。 3 3具有高导电率和低电阻温

21、度系数。具有高导电率和低电阻温度系数。4 4材料复现性好，便于成批生产，制造简单，价格低廉。材料复现性好，便于成批生产，制造简单，价格低廉。常用热电偶常用热电偶铂铑铂铑1010铂热电偶铂热电偶; ;分度号分度号S S v正极是铂铑合金，其成分为铂正极是铂铑合金，其成分为铂90%90%与铑与铑10%10%v负极由纯铂制成。负极由纯铂制成。 v长时间可在长时间可在0 013001300之间工作之间工作v短时间测量可达到短时间测量可达到16001600v常用金属丝的直径为常用金属丝的直径为0.350.350.5mm0.5mm。 v优点优点: :复现性好，精度高。一般可用于精密测量或作为国复现性好，精

22、度高。一般可用于精密测量或作为国际温标中的基准热电偶。物理化学性能稳定，适于在氧化际温标中的基准热电偶。物理化学性能稳定，适于在氧化或中性气氛介质中使用。或中性气氛介质中使用。 v缺点是热电势弱，灵敏度较低，价格昂贵，在高温还原缺点是热电势弱，灵敏度较低，价格昂贵，在高温还原介质中容易被侵蚀和污染而变质。介质中容易被侵蚀和污染而变质。测量端温度()0102030405060708090热电动势(mV)00.0000.0550.1330.1730.2350.2990.3650.4320.5020.5731000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.27

23、31.3562001.4401.5251.6111.6981.7851.8731.9622.0512.1412.2323002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.9743.0693.1644003.2603.3563.4523.5493.6453.7433.8403.9384.0364.1355004.2344.3334.4324.5324.6324.7324.8324.9335.0345.1356005.2375.3395.4425.5445.6485.7515.8555.9606.0646.1697006.2746.3806.4866.5926.6996

24、.8056.9137.0207.1287.2368007.3457.4547.5637.6727.7827.8928.0038.1148.02258.3369008.4488.5608.6738.7868.8999.0129.1269.2409.3559.47010009.5859.7009.8169.93210.04810.16510.28210.40010.51710.635110010.74510.87210.99111.11011.22911.34811.46711.58711.70711.827120011.94712.06712.18812.30812.42912.55012.67

25、112.79212.91313.034130013.15513.27613.39713.51913.64013.76113.88314.00414.12514.247140014.36814.49814.91014.73114.85214.97315.09415.21515.33615.456150015.57615.69715.81715.93715.05713.17616.29616.41516.53416.653160016.77116.89017.00817.12517.24317.36017.47717.59417.71117.826170017.94218.05618.17018.

26、28218.39418.50418.612铂铑铂铑10铂热电偶分度表铂热电偶分度表 （冷端温度为（冷端温度为0） v优点优点: :化学稳定性好，灵敏度较高、复现性较好，热电特化学稳定性好，灵敏度较高、复现性较好，热电特性线性度好，价格低廉。是工业中和实验室里大量采用的性线性度好，价格低廉。是工业中和实验室里大量采用的一种热电偶。一种热电偶。镍铬镍铬镍硅热电偶镍硅热电偶 分度号分度号K Kv正极为镍铬，负极为镍硅。正极为镍铬，负极为镍硅。v长时间在长时间在10001000以下的温度工作，短期可达到以下的温度工作，短期可达到1300.1300.v金属丝直径范围较大，工业应用一般为金属丝直径范围较大

27、，工业应用一般为0.50.53mm3mm。v缺点缺点: :在还原性介质或含硫化物气氛中易被侵蚀，所以在在还原性介质或含硫化物气氛中易被侵蚀，所以在这种气氛环境中工作的这种气氛环境中工作的K K型热电偶必须加装保护套管。型热电偶必须加装保护套管。测量端温度()0102030405060708090热电动势(mV)00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.560

28、10.96911.38111.79330012.20712.62313.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91923.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.44527.86728.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.

29、79931.21431.62932.04232.45532.86680033.27733.68634.09534.50234.90935.31435.71836.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.897100041.26441.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.720110045.10845.48645.86346.23846.61249.98547.35647.72648.09549.162120048.82849.

30、19249.55549.91650.27650.66350.99051.34451.69752.040130052.39852.74753.09353.43953.78254.12554.46654.807 镍铬镍铬镍硅热电偶分度表镍硅热电偶分度表 （冷端温度为（冷端温度为0） v适用于较低温度的测量，测量精度较高。适用于较低温度的测量，测量精度较高。铜康铜热电偶铜康铜热电偶 分度号分度号T Tv正极为铜，负极为康铜。正极为铜，负极为康铜。v测温范围为测温范围为200200300300，短期可达到，短期可达到400400。v常用热电偶丝直径为常用热电偶丝直径为0.20.21.6mm1.6mm。

31、v这是一种贵金属热电偶，也称为双铂铑热电偶。其显著特点这是一种贵金属热电偶，也称为双铂铑热电偶。其显著特点是测温上限高，长时间可在是测温上限高，长时间可在16001600工作，短时间可达到工作，短时间可达到18001800。测量精度高，热电偶丝直径为。测量精度高，热电偶丝直径为0.30.30.5mm0.5mm，灵敏度，灵敏度较低，价格昂贵。由于这种热电偶在较低，价格昂贵。由于这种热电偶在8080以下热电势只有以下热电势只有1515微伏，所以无需考虑冷端温度对测量的影响。微伏，所以无需考虑冷端温度对测量的影响。铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6热电偶热电偶 分度号分度号B B 导体或半导体的电阻率与

32、温度有关，导体或半导体的电阻率与温度有关，利用此特性制成电阻温度感温件，它利用此特性制成电阻温度感温件，它与测量电阻阻值的仪表配套组成电阻与测量电阻阻值的仪表配套组成电阻温度计。温度计。 优点：测温准确度高，信号便于传优点：测温准确度高，信号便于传送。送。 缺点：不能测太高的温度，需外部缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电，连接导线的电阻易受环境电源供电，连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量误差。温度影响而产生测量误差。5、电阻温度计材料要求：材料要求： 在测温范围内化学和物理性能稳定；在测温范围内化学和物理性能稳定；复现性好；复现性好；电阻温度系数大，以得到高灵敏度；电阻温度系数大，以

33、得到高灵敏度；电阻率大，可以得到小体积元件；电阻率大，可以得到小体积元件；电阻温度特性尽可能接近线性；电阻温度特性尽可能接近线性；价格低廉。价格低廉。在中、低温范围内其精度高于热电偶温度计；在中、低温范围内其精度高于热电偶温度计；灵敏度高。当温度升高灵敏度高。当温度升高11时，大多数金属材料热电阻的时，大多数金属材料热电阻的阻值增加阻值增加0.4%0.4%0.6%0.6%，半导体材料的阻值则降低，半导体材料的阻值则降低3%3%6%6%；不宜测量点温度和动态温度。不宜测量点温度和动态温度。特点特点常用热电阻元件常用热电阻元件铂热电阻铂热电阻 采用高纯度铂丝绕制而成，具有测温精度高、性能稳定、复采

34、用高纯度铂丝绕制而成，具有测温精度高、性能稳定、复现性好、抗氧化等优点，因此在基准、实验室和工业中被广现性好、抗氧化等优点，因此在基准、实验室和工业中被广泛应用。但其在高温下容易被还原性气氛所污染，使铂丝变泛应用。但其在高温下容易被还原性气氛所污染，使铂丝变脆，改变其电阻温度特性，所以需用套管保护方可使用。脆，改变其电阻温度特性，所以需用套管保护方可使用。铂丝纯度铂丝纯度是决定温度计精度的关键。铂丝纯度越高其稳定性是决定温度计精度的关键。铂丝纯度越高其稳定性越高、复现性越好、测温精度也越高。越高、复现性越好、测温精度也越高。 铂丝纯度常用铂丝纯度常用R R100100/R/R0 0表示，表示，

35、R R100100和和R R0 0分别表示分别表示100100和和00条件下的电阻值。条件下的电阻值。 对于标准铂电阻温度计，规定纯度不小于对于标准铂电阻温度计，规定纯度不小于1.39251.3925；对于工业；对于工业用铂电阻温度计纯度为用铂电阻温度计纯度为1.3911.391。 标准或实验室用的铂电阻标准或实验室用的铂电阻R R0 0为为1010欧母或欧母或3030欧母左右。国产工业欧母左右。国产工业用铂电阻温度计主要有三种，分别为用铂电阻温度计主要有三种，分别为Pt50,Pt100,Pt300Pt50,Pt100,Pt300。 铜热电阻铜热电阻 铜热电阻的电阻值与温度近于呈线性关系，电阻

36、温度系数铜热电阻的电阻值与温度近于呈线性关系，电阻温度系数也较大，且价格便宜，所以在一些测量精度要求不是很高也较大，且价格便宜，所以在一些测量精度要求不是很高的情况下，就常采用铜热电阻。但其在高于的情况下，就常采用铜热电阻。但其在高于100100的气氛的气氛中易被氧化，故多用于测量中易被氧化，故多用于测量5050150150温度范围。温度范围。 我国统一生产的铜电阻温度计有两种：我国统一生产的铜电阻温度计有两种：Cu50,Cu100Cu50,Cu100半导体热敏电阻半导体热敏电阻 优点优点: :负电阻温度系数大，因此灵敏度高。电阻率大，可作成负电阻温度系数大，因此灵敏度高。电阻率大，可作成体积

37、小而电阻值大的电阻元件，这就使之具有热惯性小和可测体积小而电阻值大的电阻元件，这就使之具有热惯性小和可测量点温度或动态温度。量点温度或动态温度。缺点：同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性缺点：同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性严重，元件性能不稳定，因此互换性差、精度较低。严重，元件性能不稳定，因此互换性差、精度较低。 6、一体化温度变送器 它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。用接线盒内的一种温度变送器。 测温元件和变送器模块采用温度变送器可以提高温度测量的精度/总体性能，安装更方便，灵活性更大

38、，减少安装、维护和运行等的总体费用。1、提高温度测量的精度/ 总体性能2、安装更方便4、减少安装、维护和运行等的总体费用3、灵活性更大温度变送器优点温度变送器优点四、流量检测与变送四、流量检测与变送 工业生产过程中另一个重要参数就是流量。流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。流量可用体积流量和质量流量来表示，其单位分别用m3/h、L/h和kg/h等。 流量计是指测量流体流量的仪表，它能指示和记录瞬时流体的流量值，计量表（总量表）是指测量流体总量的仪表，它能累计某段时间间隔内流体的总量，及各瞬时流量的累加和，如水表、煤气表等等。工业上常用的流量仪表可分为两大类。（1）速度式流量计 以测量流体

39、在管道中的流速作为测量依据来计算流量的仪表。如差压式流量计、变面积流量计、电磁流量计、旋涡流量计、冲量式流量计、激光流量计、堰式流量计和叶轮水表等。（2）容积式流量计 它以单位时间内所排出的流体固定容积的数目作为测量依据。如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板式流量计和活塞式流量计等等。1、差压式流量计、差压式流量计 差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。 孔板流量计孔板流量计喷嘴流量计喷嘴流量计文丘里流量计文丘里流量计 节流式流量计是一种典型的差压式流量计是目前工业生产中用来测量气

40、体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表据调查统计，在整个工业生产领域中，节流式流量计占流量仪表总数的一半以上节流式流量计所以得到如此广泛的应用，主要是因为它具有以下两个非常突出的优点： 结构简单，安装方便，工作可靠，成本低，又具有一定准确度能满足工程测量的需要有很长的使用历史，有丰富的、可靠的实验数据，设计加工已经标准化只要按标准设计加工的节流式流量计，不需要进行实际标定，也能在已知的不确定度范围内进行流量测量 阿牛巴流量计阿牛巴流量计的优点（与孔板相比）阿牛巴流量计的优点（与孔板相比） 准确度高，稳定性好， 阿牛巴的准确度为1%，稳定性为0.1%，它能够保持长期输出非常稳定的差压信号，保证

41、输出差压信号与管道流量的映射关系。这是因为在使用过程中的磨损，腐蚀以及粘附的油污灰尘等因素对阿牛 巴流量计系数影响不大，但这些因素使孔板的流量系数增大，而且会增加到20%以上，由 此产生的误差将也达到20%以上。从中我们可以看出阿牛巴的准确度是长期稳定的。 设计合理，安装方便、经济设计合理，安装方便、经济 阿牛巴重量轻，安装拆卸方便，无需起重工具，产品系列中有可以在被测管道不断流不 不停车的情况下进行安装或拆卸，由于阿牛巴的重量轻，安装拆卸方便，因此这方面可以为你节省可观的安装费用。 例如：在直径200mm的管道上安装流量计，阿牛巴只有一条长150mm的焊缝，而孔板有2条共长1200mm 长的

42、焊缝。就工时来讲，安装一只阿牛巴流量计只需要1.5工时，而安装一只孔板却需12工时 有利于管道布局有利于管道布局 阿牛巴不仅适用于圆形管道，也适用于矩形管道及埋设在地面以下任何深度的管道。 阿牛巴上下游直管段的长度要求比孔板低得多，当安装在弯头后面距离2倍管径处，仍然可以得到稳定 的、很高的准确度，这是阿牛巴的独特优点，给管道尤其是大直径管道的布局设计带来了很大的灵活 性，节省了费用 压力损失小，能源损耗少压力损失小，能源损耗少永久压力损失是动力损耗，阿牛巴的永久压力损失仅占差压的215%，而一般孔板的永久损失却要占差压的4080%，从下图可以看出阿牛巴的永久压损比孔板的压损要小得多，随着管径

43、的增大，阿牛巴永久压损可忽略不计。 例如：在直径1000mm的管道上使用阿牛巴流量计，一年的能量损耗只有几百元，当使用孔板时，一年的能量损耗高达2万余元，这对当今大力设法节约能源来说是很有意见的。 2、漩涡流量计、漩涡流量计 漩涡流量计 是六十年代末期才发展起来的新型仪表，它是利用流体振荡原理来进行流量的测量。它可分为旋进漩涡流量计和涡列流量计（涡街流量计）。漩涡流量计的特点是：测量精度高，1%、0.5%,高精度型可达0.2%；量程比宽，可达100：1；仪表内无活动部件，使用寿命长，仪表示值几乎不受湿度、压力、密度、粘度及成分等影响，故用水或空气标定的流量计可用于其他液体或气体的流量测量而不用

44、校正；仪表的输出是与体积流量成比例的电脉冲频率信号，易与数字式仪表及电子计算机配套使用；维护方便，更换检测元件不用重新标定。但当检测元件背污物粘附后，将会影响仪表的灵敏度。 （1）旋进漩涡流量计（2）涡街流量计3、电磁流量计 电磁流量计是利用电磁感应原理制成的流量测量仪表，可用来测量导电液体体积流量（流速）。当导电的被测介质垂直于磁力线方向流动时，在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一个感应电动势，该感应电动势与被测介质流量成正比。电磁流量计的主要优点如下：电磁流量计的主要优点如下：1）电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时

45、不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗最低的流量仪表之一。 2）可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流体的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。3）电磁流量计是一种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、压力、密度的影响。因此，电磁流量计只需经水标定后，就可用来测量其它导电性液体的流量。 4）电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。 5）

46、电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。 6）工业用电磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米一直到几米，而且国内已有口径达3m的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。 电磁流量计目前仍然存在的主要不足如下。电磁流量计目前仍然存在的主要不足如下。1）不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。2）不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶剂等介质，电磁流量计就无能为力。3）普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低温介质的测量，以防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。

47、4）电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。 4、超声波流量计 超声波流量仪表是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速 。超声波流量计的主要特点是：超声波流量计的主要特点是： 流体中不插入任何元件，对流束无影响，也没有压力损失；能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐蚀，非导电性等性能的液体的流量测量，也能测量气体的流量；对于大口径管道的流量测量，不会因管径大而增加投资；量程比较宽，可达5：1；输出与流量之间呈线性等。超声波流量计的缺点：超声波流量计的缺点： 当被测液体中含有气泡或有杂音时，将会

48、影响测量精度；超声波流量计实际测定的是流体流速，当流速分布不同时，将会影响测量精度，故要求变送器前后分别有10D和5D的直管段；此外，结构复杂，成本较高。 转子流量计又名浮子流量计或面积流量计。浮子流量计具有结构简单，使用维护方便，对仪表前后直管段长度要求不高，压力损失小且恒定，测量范围比较宽，工作可靠且线性刻度，可测气体、蒸汽和液体的流量，适用性广等特点5、浮子流量计（转子流量计）、浮子流量计（转子流量计） 当被测流体自锥管下端流入流量计时，由于流体的作用，浮子上下端面产生一差压，该差压即为浮子的上升力。当差压值大于浸在流体中浮子的重量时，浮子开始上升。随着浮子的上升浮子最大外径与锥管之间的

49、环形面积逐渐增大，流体的流速则相应下降，作用在浮子上的上升力逐渐减小，直至上升力等于浸在流体中的浮子的重量时，浮子便稳定在某一高度上。这时浮子在锥管中的高度与所通过的流量有对应的关系。 浮子流量计的测量本体由一根自下向上扩大的垂直锥管和一只可以沿着锥管的轴向自由移动的浮子组成6、容积式流量计 容积式流量计,又称定排量流量计, 在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积

50、的空间，通常称其为容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成 容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下产生旋转，并将流体由入口排向出口在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。 （1）椭圆齿轮流量计每转一周，两个齿轮共送出四个标准体积的流体。腰轮流量计除可测液体外，还可测量气体，精度可达0.1，并可做标准表使用；最大流量可达10

51、00m3/h。（2）腰轮流量计优点优点(1)计量精度高; (2)安装管道条件对计量精度没有影响;(3)可用于高粘度液体的测量;(4)范围度宽;(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量清晰明了,操作简便。 缺点缺点(1)结构复杂,体积庞大; (2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大; (3)不适用于高、低温场合;(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体; (5)产生噪声及振动。 7、靶式流量计 以检测流体作用在测量管道中心并垂直于流动方向的圆盘(靶)上的力来测量流体流量的流量计。 当介质在测量管中流动时，因其自身的动能与靶板产生压差，而产生对靶板的作用力，使靶板产生微量的位移，其作用

52、力的大小与介质流速的平方成正比，靶板所受的作用力，经靶杆传递使传感器的弹性体产生微量变化，经过电路转换，输出相应的电信号。 8、质量流量计 在工业生产中，由于物料平衡，热平衡以及储存、经济核算等所需要的都是质量，并非体积，所以在测量工作中，常需将测出的体积流量，乘以密度换算成质量流量。但由于密度随温度、压密度随温度、压力而变化，所以在测量流体体积流量时，要同时力而变化，所以在测量流体体积流量时，要同时测量流体的压力和密度，进而求出质量流量测量流体的压力和密度，进而求出质量流量。在温度、压力变化比较频繁的情况下，难以达到测量的目的。这样便希望用质量流量计来测量质量流量，而无需再人工进行上述换算。

53、 3.补偿式补偿式：同时检测流体的体积流量和流体的温度、压力值，再根据流体密度与温度、压力的关系，由计算单元计算得到该状态下流体的密度值，最后再计算得到流体的质量流量值。 补偿式质量流量则量方法，是目前工业上普遍应用的一种测量方法。质量流量计大致分为三大类： 1直接式直接式：即直接检测与质量流量成比例的量，检测元件直接反映出质量流量。 2推导式推导式：即用体积流量计和密度计组合的仪表来测量质量流量，同时检测出体积流量和流体密度，通过运算得出与质量流量有关的输出信号。 流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。通过旋转运动产生科氏力是困难的

54、，目前产品均代之以管道振动产生科氏力。 质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。直接式质量流量计量科里奥利质量流量计U形管工作原理 缺点：缺点： 对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分型号的对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分型号的流量传感器安装固定要求较高。流量传感器安装固

55、定要求较高。不能用于较大管径，目前尚局限于不能用于较大管径，目前尚局限于150（200）mm以下。以下。大部分型号重量和体积较大。大部分型号重量和体积较大。价格昂贵。约为同口径电磁流量计的价格昂贵。约为同口径电磁流量计的2 8倍；倍；优点：优点： 精度高、量程比大、动态特性好精度高、量程比大、动态特性好 可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含有固形物的可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液等。浆液等。 流体密度变化对测量值得值的影响微小。流体密度变化对测量值得值的影响微小。五、物位检测方法与仪表五、物位检测方法与仪表物位物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或

56、颗粒物的料位和指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒物的料位和 两种不同液体介质分界面的总称两种不同液体介质分界面的总称 液位液位容器中的液体介质的高低容器中的液体介质的高低料位料位容器中固体或颗粒状物质的堆积高度容器中固体或颗粒状物质的堆积高度 物位检测的作用物位检测的作用 确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算；确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算； 为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内； 对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、

57、正常进行。 物位的基本概念物位的基本概念物位检测仪表按工作原理可分为物位检测仪表按工作原理可分为：3、静（差）压式物位仪表、静（差）压式物位仪表 根据液位或物料堆积高度变化对某点上产生的静（差）压力的变化的原理测量物位。 2、浮子式物位仪表、浮子式物位仪表 根据浮子高度随液位高低变化而改变(恒浮力)，或液体对浸沉在液体中的浮子（或浮筒）的浮力随液位高度变化的原理测量液位（变浮力）。1、直读式物位仪表、直读式物位仪表 根据流体力学的连通性原理测量液位 5、声学式物位仪表、声学式物位仪表 根据物位变化引起声阻变化、声波的遮断和反射距离不同而测量物位。 6、核辐射式物位仪表、核辐射式物位仪表 根据同

58、位素射线的核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度变化而变化的原理。4、 电学式物位仪表电学式物位仪表 把物位变化转换成各种电量变化而测量物位。（1）侧装式磁性液位计 （2）顶装式无护管磁性液位计 （3）顶装式护管型液位计 （4）智能型浮力变送器 （5）雷达液位计 （6）超声波液位计 （7）插入式顶装型磁性液位计 （8）插入式液位控制器 （9）射频导纳物位变送器 （10）静压式液位变送器 （11）顶装式旁通管液位计 （12）石英彩色玻璃管液位计 （13）浮球液位开关 （14）带扭力管智能型浮力变送器 （15）磁致伸缩式液位计 （16）插入式底装型液位计 （17）底装式护管型液位计 （18）小型浮

59、球液位开关 （19）扩散硅压阻式变送器 （20）底装式旁通管液位计 玻璃管液位计是一种直读式液位测量仪表，适用于工业生产过程中一般贮液设备中的液体位置的现场检测，其结构简单，测量准确，是传统的现场液位测量工具。 1、直读式物位仪表、直读式物位仪表2、浮子式物位仪表、浮子式物位仪表 磁翻板液位计：磁翻板液位计：根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红白翻柱转180，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的

60、指示。 其他浮子式物位仪表其他浮子式物位仪表浮球液位开关浮球液位开关浮球液位计浮球液位计浮标（重锤）式液位计浮标（重锤）式液位计浮球液位开关浮球液位开关浮球连续式液位计浮球连续式液位计3、静（差）压式物位仪表、静（差）压式物位仪表 1 1、原理、原理 静压力式液位计只能用于测量敞口式或常压容器，对于有压密封容器，其底部的液体压力不但与液体高度有关，还与液面上方气相介质压力有关。在工业过程中，普遍用差压式液位计来测量储槽式反应罐内的液位。 几种常见静（差）压式物位仪表几种常见静（差）压式物位仪表直接用压力检测仪表对液位进行直接用压力检测仪表对液位进行检测。方法是将压力仪表通过引检测。方法是将压力