化工仪表基础知识培训

1、仪表专业技术培训仪表基础知识讲授人：张*仪表五大变量：温度、压力、流量、液位、成分分析一、生产过程几大参数 及常用检测仪表1、温度及常用检测仪表 温度是用来表征工艺介质、工艺设备、管线、容器、炉膛冷热程度的一大参数。常用单位： KA、热膨胀式温度计：玻璃棒（酒精、水银），直读式。B、双金属温度计（万向型）：也是膨胀原理，直读式。C、热电阻温度计：常用的有PT100 、 Cu50，远传式。. 即0时CU的电阻为50欧姆，铂的电阻为100欧姆。电阻随温度的升高而升高，成正比例关系。D、热电偶：西贝克电动势，远传式，输出mV信号。 常用：E镍络康铜、K镍络镍硅、B铂铑铂 原理：两种不同金属材质的热电

2、特性不同，有一 定电势差，其差值与温度成正比。双金属温度计的测温元件由两种不同膨胀系数彼此牢固结合的金属片制成的。它是一种适合中、低温现场检测的仪表。可直接测量气体或液体的温度。 精度等级较低：1.0、1.5、2.5，主要用于现场指示。 其中电接点双金属温度计是带有报警输出机械式的（温度开关）双金属温度计.万向式1、分铠装式，配套保护套管。尺寸量程多种2、安装时不足DN100的管道要扩径的DN1001.2 铂电阻温度计 原理； 铂电阻是铂丝制成的测温元件。它是利用铂金属的电阻值变化而变化的特性来测量温度的。常用的分度号为PT100。 PT100即表示热电阻在0时的阻值：R为100 PT100的

3、测量范围及精度 测量范围：-200-+600，适用于500 以内温度的测量。精度： A级 T（0.15+2.0*10-2T) B级 T（0.3+5.0*10-2T)其中：T为被测量温度的绝对值 允许通过电流：5mA1.3 热电偶 热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热电势随温度变化的特性来测量温度的。由于热电偶具有结构简单、使用方便、测量范围宽、便于远距离传送和集中检测等特点，因而在工业生产中得以广泛使用。热电偶的热电特性由电极材料的化学成分和物理性能所决定，热电势的大小与组成热电偶的材料及两端温度有关，与热电偶的粗细无关。热电偶的测温范围及精度 表中T为被测温度的绝对值，测温范围是指热偶丝

4、，不包括保护套管。绝缘电阻：热电偶与其保护套管之间的绝缘电阻应不小于5M（100V）在工业生产中利用热电偶来测量温度通常要使用到补偿导线，各种分度号的热电偶使用的补偿导线是不相同的，根据说明选用。测温元件在管道上、设备上安装时，固定方式有两种：螺纹连接、法兰连接。热电偶热电偶故障造成的几次紧急停车生产事故A、转化炉集气管测温热电偶套管断裂，造成转化气泄漏着火；B、转化炉盲三通热电偶因插入深度没有达到中心线，实测温度显示偏低，造成二段转化炉超温，废锅、二段炉损坏；安装问题3、压力及常用检测仪表3.1 压力表 实验室所使用的标准压力表精度较高，而在生产装置中管道上或容器、机泵进出口等设备上作为现场

5、指示的压力表精度都比较低，而这类压力表根据传统习惯归工艺管理，它们包括：全不锈钢压力表、不锈钢耐震压力表、膜片耐震压力表、隔膜压力表、化学密封压力表。对上述所说到的压力表应进行以下检查：A、零点示值检查（I）有零值限止钉的压力表，其指针应紧靠在限止钉上。（II）无零值限止钉的压力表，起指针须在零值分度线上。B、示值检查（I）压力表指针的移动，在全分度范围内应平稳，不得有跳动或卡住现象。（II）在轻敲表壳后，其指针值变动量不得超过最大允许基本误差的1/2。现场指示型压力表在测量稳定压力时，可在测量上限值的1/3-2/3范围内使用，在测量交变压力表，则应不大于测量上限值的1/2为宜，对于在瞬间的测

6、量时，允许使用在测量上限值的3/4。3.2 压力表：我们常用的两种压力表1)一般压力表（弹簧管） 一般压力表适用测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。2)隔膜压力表隔膜压力表采用间接测量结构（硅油），适用于测量粘度大、易结晶、腐蚀性大、温度较高的液体、气体或颗粒状固体介质的压力。隔离膜片有多种材料，以适应各种不同腐蚀性介质 注意；测量 氨气应选用氨气专用压力表 测量氧气应使用禁油垫片 一般压力表 隔膜式压力表精度划分；一般分为05、1、15、2、25、3、4七个等级量程规格多种材质一般304或3163.4 差压变送器：电容式扩散硅压阻式单晶硅谐振硅式3.5

7、 压力变送器：可测量表压、绝压、真空3.6 压力变送器工作原理 压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号，送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC 的输出信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压力检测仪表。压力变送器的工作原理如下：4-20MADC及数字信号3.6 压力开关压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保护系统中。压力开关的主要技术指标包括以下内容：（1）设定值控制范围（2）控制精度（3）控制方式：一位式或二位式（4）触点容量：380

8、VAC2A或220VAC3A（6）使用环境：温度-25-70。相对湿度不大于85。3.7 差压开关差压开关是一种差压控制仪表，与压力开关类似。差压开关的主要技术指标：（1）设定值控制范围（2）控制精度（3）触点容量（4）使用环境精度； 0.1%、0.2%、0.075%、0.04%EJA系列变送器安装电气接头距离表头不应大于50cm焊接电流不许流经变送器EJA系列表头都可以旋转90度，不可超过180度表头防尘罩更换为2/1NPT不锈钢接头螺纹部应进行防水，涂抹不硬化的硅树脂系列密封剂使用厂家提供合适的垫片，紫铜或四氟垫片。接头等备件 气体表头高于引压阀液体、蒸汽表头低于引压阀测定微压时候把常压口

9、打弯为防止干扰信号电缆不得穿入同一根保护管，单独使用桥架隔爆型、本安型盒内外必须有一点接地 2、物位及常用检测仪表 用来表达容器内储存物质表面高低位置的参数。A、钢带液位计：油罐、水塔B、玻璃（管）板液位计：容器液位C、磁浮子液位计：润滑油箱D、同位素液位计：高压容器E、浮球液位计：塔底液面F、浮筒液位计：容器液位G、差压式液位计：量程大于2米的容器H、磁伸缩液位计：容器液位I、超声波液位计：常温开口容器J、雷达液位计：精密测量 导波雷达：介电常数大于1.4的液位测量 是替代浮筒液位计的新型仪表K、射频导纳液位计：界面测量L、静压式液位计：开口水箱导波雷达和音叉开关 双法兰液位计4、流量及检测

10、仪表流量是表征生产过程中所传送物料数量的数。一般分为重量流量和体积流量KG/h、M3/hA、孔板：前后差压与流量成正比B、转子流量计（变截面积）：转子的高度与流量成正比C、楔形流量计：前后差压与流量成正比。适用于介质粘度大、易结晶、易结焦、有颗粒的场合。D、靶式流量计：靶受介质冲击发生位移，其大小与流量成正比。E、超声波流量计F、质量流量计：克利奥里力原理，测量精度高，用于交接。G、电磁流量计：法拉第电磁感应原理H、阿牛巴流量计：差压法，主要用于测量蒸汽流量。I、托巴管流量计 ：差压法，主要用于大口径水、污水、蒸汽的测量 J、旋涡流量计：根据漩涡发生体后产生的漩涡数量，测量流量。K、腰轮流量计

11、：根据腰轮转动的频率测量流量。对介质洁净度要求高。L、刮板流量计：根据刮板转动的频率测量流量。M、涡轮流量计：根据涡轮转动的频率测量流量。N、螺杆流量计：根据螺杆转动的频率测量流量。有单、双螺杆。转子流量计精度；2.54级。精度较低，一般做流量参考安装要求；垂直安装，流体自下而上，直管段要求前5后2。管道不允许有震动钢制孔板法兰钢制孔板法兰孔板流量计是差压流量计的一种差压流量计组成： 1、差压变送器2、导压管3、节流装置 4、显示装置节流装置的分类：孔板、喷嘴、文丘里管、文丘里喷嘴。孔板流量计的安装规范1、非常严格的直管段要求。经验数据；前8D后5D D:管道直径2、管道内部2D内不允许有肉眼

12、可见的突出物等不平现象。3、节流装置的端面应与管道的几何中心相垂直。4、环室与孔板有 “+”号的一侧应在介质流向的上游。5、节流装置的垫片应与工艺管道同一质地，并且不能小于管道内径。楔形流量计.电磁流量计特点 测量管无阻碍流动部件、无压损、直管段要求较低。 测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。 适用于导电率5us/cm的流体流量测量 量程比大，达1：20，满量程流速范围可0.5m/s-10m/s范围自由选定四、执行机构1、调节阀： 按动力可分为： 气动、电动、液动，自力式 按阀体结构可分为： 单座阀、双座阀、笼式阀、球形阀、碟 阀、角形阀、三通阀、隔膜阀、偏心阀。自动化仪表的

13、信号制1、气动开关阀 A、气源压力：0.5MP2、气动薄膜调节阀 A、气源压力： 0.5MP B、输入信号：4-20mA DC3、电动仪表A、电源：-220V ACB、输入：P 、P 、mV 、mA 、欧姆C、输出：0-10mADC、 4-20mADC、 1-5VDC5、开关阀6、调节阀阀芯阀座 笼式调节阀 单座调节阀 6.1单座阀6.2套筒阀6.3双座阀6.4三通阀角形阀蝶阀隔膜阀调节阀 电磁平衡机构1、喷嘴挡板机构及气动放大器P0为气动放大器的输入压力（0.14MPa）P1为气动放大器的背压 在气动放大器中背压P1的大小决定了膜片对针型阀作用力的大小，从而决定了阀的开度，而使输出的气动信号

14、发生变化。 由图中可以看到，当档板逐渐靠近盖住喷嘴时背压逐渐接近并达到气源压力P0。但由于档板和喷嘴都是金属材料，所以实际上不可能完全盖住，也就是说P1只可能接近气源压力P0。 当档板远离喷嘴时，P1为大气压力。但喷嘴有一定的阻力，所以实际上是P1接近于大气压力。档板与喷嘴之间的距离在实际工作中一般很微小，只有零点零几毫米。 喷嘴档板机构在目前的仪表系统中主要用于电气阀门定位器中。阀门定位器典型控制方式1、单回路控制：增加实例2、串级控制：如精馏塔塔顶温度调节3、比例控制：如水碳比调节4、三冲量控制： 锅炉汽包液位、给水流量、排汽流量5、逻辑控制：如大于、小于、三取二等等6、先进控制：多变量输入，多变量输出。PID的参数的整定：对于简单的单回路控制系统，根据在工程中得到的实际经验，一般设定如下：液位调节系统，P=20%80%, I=15,D=0。流量调节系统，P=40%100%, I=15,D=0。温度调节系统：P=20%60%，I=510， D=520。压力调节系统：