化工仪表基础知识培训

1、化工仪表根底(gnd)知识培训第一页，共37页。目录目录(ml)u仪表的分类仪表的分类u温度温度u压力压力 u液位液位 u流量流量u阀门阀门(f mn)u控制系统控制系统第二页，共37页。1 1 仪表的分类仪表的分类 检测仪表检测仪表-将检测元件、变送器及显示装置统称为将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。检测仪表。 一次仪表一次仪表-一般为将被测量转换为便于计量的物理一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表，即为检测元件。一次测量仪表是与介量所使用的仪表，即为检测元件。一次测量仪表是与介质直接接触，是在室外就地安装的。质直接接触，是在室外就地安装的。 即所谓的现场即所谓的现场传

2、感器传感器 二次仪表二次仪表-将测得的信号变送转换为可计量的标准将测得的信号变送转换为可计量的标准(biozhn)(biozhn)电气信号并显示的仪表。即包括变送器和电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。显示装置。 第三页，共37页。2 2 温度温度 按使用的测量范围分：按使用的测量范围分：常把测量常把测量600600以上的测温仪表叫高温计；测量以上的测温仪表叫高温计；测量600600以下以下的测温仪表叫温度计；的测温仪表叫温度计； 按工作原理分：按工作原理分：分为分为(fn wi)(fn wi)膨胀式温度计、热电偶温度计、热电阻温膨胀式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计；

3、度计和辐射高温计； 第四页，共37页。2.1 2.1 膨胀式温度计膨胀式温度计 膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计，双金属温成的。玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计，双金属温度计属于固体膨胀式温度计。度计属于固体膨胀式温度计。 双金属温度计工作原理双金属温度计工作原理双金属温度计中的感温元件是用两片膨胀系数不同的金属双金属温度计中的感温元件是用两片膨胀系数不同的金属片叠焊在一起而制成的。双金属片受热后，由于两金属片叠焊在一起而制成的。双金属片受热后，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的

4、膨胀长片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的膨胀长度差就越大，因而引起弯曲的角度就越大。双金属温度度差就越大，因而引起弯曲的角度就越大。双金属温度计就是基于这一原理而制成的，它是用双金属片制成螺计就是基于这一原理而制成的，它是用双金属片制成螺旋形感温元件，外加旋形感温元件，外加(wiji)(wiji)金属保护套管，当温度金属保护套管，当温度变化时，螺旋的自由端便围绕着中心轴旋转，同时带动变化时，螺旋的自由端便围绕着中心轴旋转，同时带动指针在刻度盘上指示出相应的温度数值。指针在刻度盘上指示出相应的温度数值。 第五页，共37页。双金属温度双金属温度(wnd)(wnd)计计双金属温度双金属温度(

5、wnd)(wnd)计是一计是一种测量中低温度种测量中低温度(wnd)(wnd)的现场检测仪表。可以直接的现场检测仪表。可以直接测量各种生产过程中的测量各种生产过程中的- -8080+500+500范围内液体、范围内液体、蒸汽和气体介质温度蒸汽和气体介质温度(wnd)(wnd)。其适用于就地显示其适用于就地显示特点特点 ： 现场显示温度现场显示温度(wnd)(wnd)，直观方便；直观方便； 平安可靠，使用寿命长；平安可靠，使用寿命长； 多种结构形式，可满足不同多种结构形式，可满足不同要求。要求。 第六页，共37页。2.2 2.2 热电阻热电阻 热电阻测温原理及材料：热电阻测温是基于金属导体的电热

6、电阻测温原理及材料：热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加阻值随温度的增加(zngji)(zngji)而增加而增加(zngji)(zngji)这一这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由金属材料制成，特性来进行温度测量的。热电阻大都由金属材料制成，目前应用最多的是铂。目前应用最多的是铂。 热电阻测温系统的组成：热电阻测温系统一般由热电阻、热电阻测温系统的组成：热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和数码温度控制显示表等组成。连接导线和数码温度控制显示表等组成。 第七页，共37页。2.3 2.3 一体化温度变送器一体化温度变送器 温度变送器就是基于热电阻原理开发的，它是温度变送器就是基于热电阻

7、原理开发的，它是将电阻信号将电阻信号(xnho)(xnho)转换成标准电流信号转换成标准电流信号(xnho)(xnho)输出并显示。输出并显示。第八页，共37页。2.3.2 2.3.2 一体化温变的选型：一体化温变的选型：1 1测量范围，也就是量程测量范围，也就是量程2 2被测介质被测介质3 3是否需要就地显示是否需要就地显示4 4插入深度插入深度5 5安装场所安装场所 6 6现场现场(xinchng)(xinchng)环境环境第九页，共37页。3.3.压力压力( (压力变送器、差压变送器压力变送器、差压变送器) )压力变送器工作原理：压力变送器工作原理：介质压力直接作用于敏感膜片上，分介质压

8、力直接作用于敏感膜片上，分布于敏感膜片上的电阻组成的惠布于敏感膜片上的电阻组成的惠斯通电桥，利用压阻效应实现了斯通电桥，利用压阻效应实现了压力量向电信号的转换，通过电压力量向电信号的转换，通过电子线路将敏感元件产生的毫伏信子线路将敏感元件产生的毫伏信号放大为工业号放大为工业(gngy)(gngy)标准信标准信号。号。应用应用: :用于测量液体、气体或蒸汽的用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后将压力液位、密度和压力，然后将压力信号转变成信号转变成4-20mADC4-20mADC信号输出。信号输出。主要有电容式压力变送器和扩散主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器，陶瓷压力变送器硅压

9、力变送器，陶瓷压力变送器，应变式压力变送器等。，应变式压力变送器等。第十页，共37页。3.2.3.2.差压变送器工作原理：差压变送器工作原理：差压变送器的根本原理是将一个空间用敏差压变送器的根本原理是将一个空间用敏感元件多用膜盒分割成两个腔室感元件多用膜盒分割成两个腔室，分别向两个腔室引入压力时，传感，分别向两个腔室引入压力时，传感器在两方压力共同作用下产生位移器在两方压力共同作用下产生位移或位移的趋势或位移的趋势(qsh)(qsh)，这个位移，这个位移量和两个腔室压力差差压成正比量和两个腔室压力差差压成正比，将这种位移转换成可以反映差压大，将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输出。小的

10、标准信号输出。特点：差压变送器是丈量变送器两端压力特点：差压变送器是丈量变送器两端压力之差的变送器之差的变送器, ,输出标准信号输出标准信号( (如如 420mA,15V)420mA,15V)。差压变送器与普通的。差压变送器与普通的压力变送器不同的是它们均有压力变送器不同的是它们均有2 2个压力个压力接口接口, , 差压变送器普通分为正压端和差压变送器普通分为正压端和负压端负压端, ,普通状况下普通状况下, , 差压变送器正压差压变送器正压端的压力应大于负压段压力端的压力应大于负压段压力第十一页，共37页。) 差压变送器有两个接口，分别为高压差压变送器有两个接口，分别为高压(goy)侧和低压侧

11、主要测两侧和低压侧主要测两个口之间的差压，压力变送器就一个接口个口之间的差压，压力变送器就一个接口) 压力变送器是将实践的压力值转换成标准的电信号输出，而差压变压力变送器是将实践的压力值转换成标准的电信号输出，而差压变送器是比较两个压力值之间的压力差，送器是比较两个压力值之间的压力差， 将这个差值转换成标准信将这个差值转换成标准信号输出号输出(实践就是做减法，然后输出差值实践就是做减法，然后输出差值)。压力压力(yl)(yl)变送器于差压变送器的区别变送器于差压变送器的区别第十二页，共37页。压力压力(yl)(yl)变送器于差压变送器的用途变送器于差压变送器的用途) 压力测量压力测量(clin

12、g) 1、正压、正压) 2、负压真空度、负压真空度) 液位测量液位测量(cling) 计算公司：计算公司：P=gh) P：压力：压力) ：密度：密度 水的密度水的密度1000kg/m) g：重力加速度：重力加速度10N/kg) h：高度：高度例子：例子： 十米高水罐压力十米高水罐压力(yl)计算计算：=1000 kg/mg=10 N/kgh=10 MP=1000 kg/m10 N/kg10M0.1MPa=1公斤压力公斤压力(yl)=10米水柱米水柱第十三页，共37页。压力压力(yl)(yl)变送器于差压变送器的选型变送器于差压变送器的选型) 压力选型压力选型) 1、被测介质液体、气体、蒸汽、被

13、测介质液体、气体、蒸汽) 2、安装场所、安装场所) 3、量程范围、量程范围) 4、输出信号及工作电压、输出信号及工作电压) 5、不适合粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质的测量、不适合粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质的测量) 备注：一般选择压力变送器备注：一般选择压力变送器) 液位选型液位选型) 1、同上、同上) 2、被测容器的样式敞口罐还是密闭、被测容器的样式敞口罐还是密闭(mb)罐也叫常压罐和高压罐也叫常压罐和高压罐罐) 备注：一般选择差压变送器备注：一般选择差压变送器第十四页，共37页。4.4.液位液位) 磁翻板液位计磁翻板液位计) 工作原理：根据浮力原理和磁性耦合作用工作原理：

14、根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器研制而成。当被测容器 中的液位升降时，中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子浮子 内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱柱指示器，驱动红、白翻柱 翻转翻转180，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时液位下降时 翻柱由红色转变为白色，指示翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部器的红白交界处为容器内部(nib)液位的液位的实实 际高度，从而实现液位清晰的指示。际高度，从而实现液位清晰的指示。第

15、十五页，共37页。磁翻板磁翻板(fn bn)(fn bn)液位计特点液位计特点) 可就地显示也可远传信号可就地显示也可远传信号) 液位显示直观液位显示直观) 不局限于被测容器的样式不局限于被测容器的样式) 测量测量(cling)精度不高精度在精度不高精度在10毫米左右毫米左右) 不适合粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质的测量不适合粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质的测量(cling)第十六页，共37页。超声波液位计超声波液位计) 超声波液位计是采用超声波测距原理超声波液位计是采用超声波测距原理 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为，测量声超声波测距的原理是利用超声波在空气中

16、的传播速度为，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际差计算出发射点到障碍物的实际(shj)距离。距离。) 超声波液位计适用于粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质超声波液位计适用于粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质的测量的测量第十七页，共37页。超声波液位计与磁翻板液位计的安装超声波液位计与磁翻板液位计的安装(nzhung)(nzhung)方式方式磁翻板安装磁翻板安装(nzhung)方式方式超声波安装超声波安装(nzhung)方式方式第十八页，共37页。5. 5. 流量仪表流量仪表按

17、原理分：按原理分：力学：差压式孔板流量计、浮子式、靶式、涡街等力学：差压式孔板流量计、浮子式、靶式、涡街等；声学声学(shngxu)(shngxu)：超声波：超声波电学：电磁流量计等电学：电磁流量计等第十九页，共37页。孔板流量计孔板流量计当充满管道的流体流经孔板时，将产生局部收缩，当充满管道的流体流经孔板时，将产生局部收缩，流束集中，流速增加，静压力降低流束集中，流速增加，静压力降低(jingd)(jingd)，于是在孔板前后产生一个静压力差，该压力差与于是在孔板前后产生一个静压力差，该压力差与流量存在着一定的函数关系，流量越大，压力差流量存在着一定的函数关系，流量越大，压力差就越大。通过导

18、压管将差压信号传递给差压变送就越大。通过导压管将差压信号传递给差压变送器，转换成器，转换成4 4标准信号，经流量显示仪，便显示标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内的瞬时和累积流量。出管道内的瞬时和累积流量。适用介质适用介质 ：各种液体、气体、饱和蒸汽：各种液体、气体、饱和蒸汽, ,过热蒸汽过热蒸汽第二十页，共37页。5.3.5.3.电磁流量计电磁流量计 电磁流量计所依电磁流量计所依据的根本理论是法拉第电磁据的根本理论是法拉第电磁感应定律。当导体感应定律。当导体(dot)(dot)切割磁力线运动切割磁力线运动时，导体时，导体(dot)(dot)内将产内将产生感应电动势。根据该原理生感应电动势。

19、根据该原理，可测量管内流动的导电流，可测量管内流动的导电流体的体积，导电流体流动的体的体积，导电流体流动的方向与电磁场的方向垂直，方向与电磁场的方向垂直，在导管垂直方向施加一个交在导管垂直方向施加一个交变的磁场，并在有绝缘衬里变的磁场，并在有绝缘衬里的导管内壁两侧安装一对电的导管内壁两侧安装一对电极，两电极的连线既与导管极，两电极的连线既与导管轴线垂直，又与磁场方向垂轴线垂直，又与磁场方向垂直，当导电液体流经导管时直，当导电液体流经导管时，因切割磁力线，两个电极，因切割磁力线，两个电极上就产生感应电动势。上就产生感应电动势。第二十一页，共37页。电磁流量计的特点电磁流量计的特点 1、测量不受液

20、体密度、粘度、测量不受液体密度、粘度(zhn d)、温度、压力、温度、压力变化的影响。变化的影响。2、测量管内无节流装置，无压损、不堵塞，可测量、测量管内无节流装置，无压损、不堵塞，可测量含有纤维、固体颗粒和悬浮物的液体。含有纤维、固体颗粒和悬浮物的液体。3、仪表反映灵敏，量程范围可以任意选定、仪表反映灵敏，量程范围可以任意选定4、仪表不受液体流动方向的影响，正反向安装均可、仪表不受液体流动方向的影响，正反向安装均可测量，并安装方便，对直管段要求不高。测量，并安装方便，对直管段要求不高。5、电磁流量计的电极及内衬材料耐腐性和耐磨性极、电磁流量计的电极及内衬材料耐腐性和耐磨性极好，寿命长。可按用

21、户特殊工况要求生产电磁流量计好，寿命长。可按用户特殊工况要求生产电磁流量计。6、仪表不能测量气体及不导电液体。、仪表不能测量气体及不导电液体。第二十二页，共37页。金属浮子流量计金属浮子流量计 当流体向上流经管子时。浮子向上移动，在某一位置当流体向上流经管子时。浮子向上移动，在某一位置浮子所受升力与浮子重力到达浮子所受升力与浮子重力到达(dod)(dod)平衡，此时浮平衡，此时浮子与孔板或锥管间的流通环隙面积保持一定。环隙子与孔板或锥管间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成比例，即浮子的某一高度代表面积与浮子的上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移动时，以磁耦

22、合的形式将位置流量的大小。浮子上下移动时，以磁耦合的形式将位置传递到外部指示器，使指示器的指针跟随浮子移动，并传递到外部指示器，使指示器的指针跟随浮子移动，并借助凸轮板使指针线性地指示流量值的大小。借助凸轮板使指针线性地指示流量值的大小。第二十三页，共37页。金属浮子流量计特点金属浮子流量计特点1 1、金属浮子流量计适用于小管径和低流速、金属浮子流量计适用于小管径和低流速2 2、大局部浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对、大局部浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对上游直管段要求不高。上游直管段要求不高。3 3、大局部结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的、大局部结构浮子流量计只能用于自下向

23、上垂直流的管道安装。管道安装。4 4、测量不受液体密度、温度、压力变化的影响、测量不受液体密度、温度、压力变化的影响5 5、不适合蒸汽、气体、粘稠状液体、固体、液体与固、不适合蒸汽、气体、粘稠状液体、固体、液体与固体的混合物质的测量体的混合物质的测量6 6、但是比较、但是比较(bjio)(bjio)适合不导电液体乙醇、甲醇适合不导电液体乙醇、甲醇、纯洁水等等、纯洁水等等第二十四页，共37页。涡街流量计涡街流量计 涡街流量计是应用流体振荡原涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时道中经过涡街流量变送器时，在三角，在三角(snjio)柱的旋

24、涡柱的旋涡发生体后上下交替产生正比发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，通过测于流速的两列旋涡，通过测量旋涡频率就可以计算出流量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速过旋涡发生体的流体平均速度度第二十五页，共37页。涡街流量计特点涡街流量计特点1 1、压力损失、压力损失(snsh)(snsh)小、量程范围大、精度高小、量程范围大、精度高2 2、在测量流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘、在测量流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响度等参数的影响3 3、安装简单，维护十分方便、安装简单，维护十分方便4 4、应用范围广，蒸汽、气体、液体的流量均可测量、应用范围广，蒸汽、

25、气体、液体的流量均可测量5 5、要求有一定的前后直管路距离、要求有一定的前后直管路距离第二十六页，共37页。5.6 5.6 超声波流量计超声波流量计 超声波流量计的根本原理超声波流量计的根本原理 利用超声波可以透过物体的特性，在流体管道外利用超声波可以透过物体的特性，在流体管道外设置超声波发送装置设置超声波发送装置(zhungzh)(zhungzh)，测量管内流体流，测量管内流体流速，超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的速，超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。流速，从而换算成流量。 第二十七页，共37页。5.6 5.6 超声波流量计特点超声波流量计特点1 1、超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管、超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质径的介质(jizh)(jizh)流量也可以用于不易接触和观察的流量也可以用于不易接触和观察的介质介质(jizh)(jizh)的测量。的测量。2 2、它的测量准确度很高，尤其可以解决其它仪表不能的强、它的测量准确度很高，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性、高粘度及易燃易爆介质