工业仪表的操作与维护

1、工业仪表的操作与维护陈凯明一、仪表操作维护规程； 二、测温仪表部分；三、压力（压差）测量仪表； 四、流量测量仪表；五、电子秤及电子皮带秤； 六、调节阀、执行器 前言：前言： 1、仪表自动化专业，又称检测与控制仪表专业。、仪表自动化专业，又称检测与控制仪表专业。 仪表自动化专业分为检测仪表（温度、压力、流量、仪表自动化专业分为检测仪表（温度、压力、流量、液位等一次仪表）；控制仪表（液位等一次仪表）；控制仪表（PLC、DCS等显示、操等显示、操作、控制仪表）；执行仪表（执行器、调节阀、切断阀作、控制仪表）；执行仪表（执行器、调节阀、切断阀等执行仪表）。等执行仪表）。 2、电气专业：、电气专业： 电

2、气专业包括：电工（电气作业工人）；电气设备电气专业包括：电工（电气作业工人）；电气设备（高低压配电柜、控制柜、变频器、电机等电气控制设（高低压配电柜、控制柜、变频器、电机等电气控制设备）；电器备）；电器 （开关、按钮、指示灯等原件和材料部分）。（开关、按钮、指示灯等原件和材料部分）。 3、中钢电气、仪表、自动化专业状况、中钢电气、仪表、自动化专业状况 轧钢自动化：以电气自动化控制为主，主要控制设备轧钢自动化：以电气自动化控制为主，主要控制设备为电机及开关量等装置。加热炉以仪表自动化为主。为电机及开关量等装置。加热炉以仪表自动化为主。 炼钢、炼铁、烧结自动化：以电气仪表自动化为一体。炼钢、炼铁、

3、烧结自动化：以电气仪表自动化为一体。 焦化、制氧、电厂自动化：涉及系统控制安全问题，焦化、制氧、电厂自动化：涉及系统控制安全问题，执行仪表多为气动执行器、气动调节阀等，所以仪表自执行仪表多为气动执行器、气动调节阀等，所以仪表自动化为主。也有分项的配煤、筛焦等以电气自动化为主。动化为主。也有分项的配煤、筛焦等以电气自动化为主。 关键词：关键词： 温度温度 压力压力 流量流量 电子秤电子秤 调节阀调节阀 操作操作 维护维护 第一部分第一部分 仪表安全技术操作规程仪表安全技术操作规程 电仪工要熟悉所用仪表以及有关电气、毒害气体/液体、易燃易爆气体/液体的安全操作知识，工作时必须穿戴好劳动保护（工作服

4、、安全帽、绝缘鞋等），高空作业必须系好安全带，操作维护高温、高压、有毒气体/液体、有腐蚀性气体/液体、易燃易爆气体/液体仪表时必须两人以上，并携带相关检测仪表、防护装置、专用工具进行。 1、维护检修有毒气体管道或设备上仪表时，应打开通风装置，站在上风侧且有人监护方可维修。 2、维护检修带压力（或负压）的仪表时，需关闭表前阀门方可维修。 3、维护检修含酸碱等腐蚀性介质的设备仪表时，要关闭仪表进口阀门，打开排污阀，在排除酸碱等腐蚀性介质后方可维修。 4、维护检修氧气系统仪表时，严禁明火、抽烟，应防火、防爆。氧气系统的一切检修仪表、工具需用四氯化碳（CCl4）清洗合格后，方可使用。安装时连接严密，不

5、得有泄露现象。 5、维护检修测温仪表热电偶、测温枪时，应避开炉口、炉膛及高温管道正压方，以免高温介质、钢水烧伤。 6、维护检修汽化、蒸汽系统的仪表时，要先泄放压力自冷后，再动蒸汽导压管路，防止烫伤。 7、维护检修煤气系统（含氮气等窒息性气体）设备仪表时，应先停气吹扫后再进行拆卸。此时检修任何部位仪表都应事前与操作工、值班人员取得联系，在检修部位悬挂“有人工作，禁止操作”的警示牌后，方可工作。 8、要按周期计划定期校验仪表，经常检查电缆、补偿导线的绝缘情况。不准在仪表室（仪表盘柜）周围放置对仪表灵敏度有干扰的设施，也不准堆放易产生腐蚀性气体的化学物质。 9、使用移动式工作灯绝缘防护要良好，工作电

6、压不准超过36伏，潮湿地点不得超过12伏。检修时发生触电事故，立即切断电源，用绝缘物使触电者与电源脱离进行抢救。 10、检修完毕，将汽油、酒精等易燃物品密封盖紧，在规定地点保存。 保持仪表内外清洁，仪表控制室环境条件符合技术要求； 定期巡回检查，观察仪表工作状况，如曲线、温升、压差、流量特性及噪音、润滑、动作等；定期保养和示值比对，如导压管排污、吹扫、仪表检零及示值对比； 及时排除仪表故障；认真填写仪表校验记录与维护记录；配合生产工艺开、停车，信号报警设定值的调整、自动调节器的参数整定。保证仪表工作正常、可靠、稳定运行。 第二部分第二部分 测温仪表操作与维护测温仪表操作与维护 在工业生产中最常

7、用的测温仪表有接触式和非接触式两种：接触式有双金属温度计、压力式温度计、玻璃管温度计、热电阻温度计、热电偶温度计等；非接触式光学高温计、辐射高温计、红外温度计等。 热电偶 1、热电偶测温原理：是基于热电效应来测量被测介质的温度。 热电偶是由两根不同的导体或半导体材料焊接或铰连而成。焊接的一端称为热端，而与导线连接的另一端称为冷端。如果把热电偶的热端置于被测介质中，此被测介质的稳定为T，而冷端位于环境温度下，此时冷端温度为T0。当热电偶的热端、冷端温度不同时，则在热电偶的检测回路中就会产生热电动势E。电动势E的大小与T和T0有关。在T0恒定情况下， E = f（T） 图一3、热电偶温度参数对照表

8、 (E,mv)At0t0AtBBT 0 200 400 600 800 1000 1200 14001600B0.0000.1780.7871.7923.1544.8346.7868.95611.26S0.0001.4413.2325.2397.3459.58711.9514.37K0.0008.13816.3924.9033.2741.2748.83E0.00013.4228.9445.0961.0176.37 4、热电偶检测系统的故障分析及处理 示值不准 热电偶的值比实际值偏低，这是由于热电极潮湿或瓷管绝缘不良引起电极间漏电；接线盒内接线柱短路或补偿导线短路；热电偶冷接点温度过高；热电极变

9、质或工作端霉坏等原因所致；有时往往由于补偿导线和热电偶错配或极性接反，热电偶种类与二次仪表刻度不一致，热电偶安装方法、位置、插入深度不当，此时测量仪表示值也会出现比实际值偏高或偏低现象。 有时各连接点接触不良、安装不稳固或保护套管的表面结垢过多也会出现示值不稳的现象。 热电偶变质的处理 廉价热电偶变质 往往由于热电偶受被测介质侵蚀而引起不同程度的损坏，可将热电偶工作端剪掉一段后再重新焊接使用，有时还可以将冷热端对调后再焊接使用。以上方法只能适合于热电偶轻度损伤下，对于中、重度损伤的热电偶须更还新的热电偶。 其他误差亦影响热电偶测温的准确性 例如热交换的误差（被测对象和热电偶的热交换不完善）、热

10、电偶材料不均匀性引起的误差、分度误差、热端特性不同引起的误差、冷端温度引起的误差（如在20、70已冷端补偿，但其他点而引起的误差）、动态误差（当被测对象的温度变化后，测温仪表不能立即指示出变化了的温度，即对象的动特性参数T=RC的影响）。这些误差的正方向或负方向的叠加均能引起或导致热电偶的正常检测系统的工作，而造成热电偶故障。 热电偶检测系统指示偏低的分析与处理 例如某温度指示偏低，首先分析为何指示偏低。用数字万用表或便携式毫伏计、水银温度计、热电偶分度表。从现场热电偶端子处测其温度热电势与实际温度相对应，说明热电偶无故障。再经检查发现热电偶补偿导线正、负线接错。因为t1t2,热电偶两端温度差

11、电势为e1，又因为t2t3，补偿导线亦可视为一对热电偶，产生的热电势为e2，二次仪表接收的总电势为 e = e1 + e2，如补偿导线的正负极性接反，则此时二次仪表收到的总电势为 e=e1 e2 所以ee 。从上分析热电偶补偿导线接线接反，引起二次仪表指示偏低。图二et2t3e2e1t1 再如某仪表温度指示偏低。当发现此故障时应从二次仪表、线路、固定端子、检测元件等下手分析与处理。如果热电偶接线端子螺丝松动，引起线路接触不良，使其接触电阻值增大，结果使信号源内阻值很大，虽然记录仪的输入阻抗很大，但亦有一定的限度。当信号源内阻很大时，就把一部分信号分压掉，这样记录仪上的信号就会变小，导致温度指示

12、偏低。 u入=R入 e /(R入+R内) 如R内很小，即R内R入，则R内可忽略不计， 则R入 / (R入+R内) 1， 得u入= e 。 当R内大到不能省略时，则R入 / (R入+R内)1， 得u入 e，故温度指示偏低。 图三u入eR内题 又如计算机显示不出某点温度的故障 现场温度很高，但计算机显示室温。检查热电偶接线端子是否短路，两根补偿导线在短路时可视为一个新的热电偶，故计算机显示短路处的环境室温。补偿导线与热电偶有相似的温度特性，热电偶处短路，相当于补偿导线为一支热电偶显示环境温度。图四 热电阻 热电阻温度计的测量原理是根据导体（或半导体）的电阻值随温度变化的性质，视其阻值变化用二次仪表

13、显示其检测温度。热电阻是由电阻体、绝缘套管、接线盒等部件构成。e1t3t2e2t1计算机显示环境温度热电偶补偿导线热阻丝的材料一般要求电阻温度系数大，电阻率（比电阻）高，热容量小。在检测范围内应具有稳定的物理、化学性能，阻值与温度呈线性关系。1、 铂热电阻 铂电阻的特点是精度高，稳定性好、性能可靠等。缺点是在还原性介质中，尤其是高温下易被氧化，使铂丝质量变坏。对电阻体的引线亦有一定的要求，要求引出的线与金属热电阻丝、连接导线（铜导线）不应产生较大的热电势，以免影响测量精度。工业用铂热电阻的引出线为3根，这样可以减小热电阻与测量仪表间的连线电阻因环境温度变化引起的测量误差。测温范围： - 200

14、500。2、铜热电阻 因铂丝价格贵，常用在测温要求高的场合。在测温中铜电阻的使用较为广泛，铜电阻测温范围 -50+150。3、热电阻温度参数对照表 (R,)t, 50 0 20 50 100 150 300 400 500Pt10080.31100.0107.79119.40138.51157.33212.05247.09280.98Pt108.03110.0010.77911.94013.85115.73321.20524.70928.098Gu5039.2450.0054.28560.70471.40082.134Gu10078.48100.0108.57121.41142.80164.2

15、7热电偶、热电阻的安装1、 感温元件在管道（设备）上的安装感温元件的安装应确保测量的准确性。感温元件的安装应符合下列要求。由于测温元件与被测介质进行热交换而测温，所以须使测温元件与被测介质进行充分的热交换，尤其是感温元件放置的方式和位置应有利于热交换，不能将感温元件插到死角区。在管道中，感温元件的工作端应置于管道中流速最大处。例如热电偶的护套管的末端应越过流束中心线510mm；热电阻的护套管的末端应越过流束中心线，铂电阻为5070mm,铜电阻为2530mm。感温元件与被测介质形成逆流，应迎着介质流向插入，至少应与被测介质流向成90。特别情况下亦不能顺流安装测温元件，否则会产生测温误差。 为避免

16、由于热辐射产生的测温误差，在高温情况下应尽量减少被测介质与管（设备）壁表面之间的温差。如器壁暴露于空气中，应在其表面包裹一层绝热层（如石棉），以减少热量损失，提高器壁温度。特别情况下应加防辐射罩，以消除两者之间的直接辐射作用。 测温元件暴露在外面部分的热损失，会产生测温误差。尤其是当测温深度不够，外露部分又空气流通，这样所测出的温度比实际温度低34。措施如下：应有足够的插入深度。为保证插入深度可进行倾斜45插入安装，亦可在管路轴线方向安装（肘管处），特别情况下可在较小管径上增加扩大管，进行测温元件安装，确保测温准确。特别情况下，为减少测温元件外露部分的热损失，应对外露部分加保温层。热电偶检测炉

17、膛温度时，应避免热电偶和火焰直接接触，防止测温偏高。不应将热电偶安装在炉门旁。测温元件安装在负压管道（设备）上，应防止冷空气漏入，确保其密封性。热电阻热电偶的接线盒出线孔应向下，以防止灰尘、水气、赃物进入，影响正常测量。另外测温元件安装应防止电磁场干扰的引入而影响准确测量。热电偶、热电阻在管道和设备上的安装图例测温元件的安装应确保安全、可靠。感温元件一般分为低压PN1.6MPa;中压1.6MPaPN6.4MPa;高压PN6.4MPa。高温下安装热电偶应尽可能保持垂直，以防热电偶护套变形；测量大流速介质，测温元件应倾斜45安装，最好安装在弯曲处（肘管处），以防受到较大冲击；在有微颗粒粉尘介质设备

18、或管道处安装热电偶、热电阻时应加装护套管；在有色金属管道上安装热电偶、热电阻时连接头、护套管、焊条均应与工艺管道设备同材料；2、 连接导线与补偿导线的安装 穿管安装的要求。 连接导线与补偿导线应予防机械损伤，避免高温、潮湿、腐蚀、爆炸性气体与灰尘对连接导线、补偿导线的作用。不允许将导线敷设在炉壁、烟道、热的物料与蒸汽管道上。 补偿导线与连接导线穿入钢管内，能排除外界电磁场对电子式仪表的干扰，敷设在钢管内的导线不允许有接头，敷设完成后要检查其绝缘是否良好。3、常见温度检测故障判断 检查显示仪表输入信号：检查热电偶mV信 号 ； 信 号 隔 离 器 有 无 1 5 V 或420mA;检查 PLC系

19、统输入接口。检查热电偶接线盒：接线盒是否进水；接线柱之间是否短路、开路；接线端子是否锈蚀；绝缘、干扰、灰尘。 测量mV信号抽出热电偶检查：保护管内是否进入工艺介质；陶瓷绝缘是否损坏。冷端温度是否变化 检查补偿导线是否绝缘、老化工艺因素：检查炉内、管内或设备内物料或介质温度，是否由于工艺、设备原因造成温度局部不均匀；检查物料或介质由于液面过低或热电偶在气相造成温度指示变化；热电偶保护套管外结垢严重，影响温度测量。调试显示仪表 处 理调校温度变送器 处 理调整冷端温度更换补偿导线温度指示正常是否否否否否否是是是是是 第三部分、压力测量仪表的操作与维护第三部分、压力测量仪表的操作与维护 压力的基本概

20、念：物理学定义是均匀而垂直作用在单位面积上的力。（是指垂直作用于流体或固体界面单位面积上的力）压力的大小是由垂直作用在单位面积上的力来决定的。工程上压力的法定计量单位为Pa、KPa、MPa,其它非法定计量单位为kgf/cm2、mmH2O、mmHg等。压力测量中分为表压、绝压、负压或真空度。工业上相应检测压力的仪表有压力表、真空表、压力真空两用表。工程上检测压力的仪表多数是表压，但在工程上仪表调校和计算时，又多数用绝对压力。应根据实际情况，分清是什么压力。表压是绝对压力和大气压力之差，即绝对压力等于表压力加大气压力。工程上常遇到测量真空度，即负压，是低于大气压力的压力。 测压仪表就其工作原理来分

21、，可分成下列几类。 液柱式压力计 将北侧压力转换成液柱高度差进行测量。 弹性式压力计 将被测压力转换成弹性元件弹性变形的位移进行测量。 电气式压力计（也称电测式压力计） 将被测压力转换成各种电量进行测量（电流、电压、脉冲等）。活塞式压力计 将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量。压力计根据精度等级分为标准压力表和工作压力表两类。其中标准压力表分0.25, 0.4， 0.6级；工作压力表分1.0， 1.5， 2.5， 4.0级。 压力单位的换算绝对零压线大气压力线P绝P负（真空度）P表 P绝 压力单位标准大气压 atm工程大气压kgf/cm2 毫米汞柱 mmHg 毫米水柱 mmH2O

22、帕斯卡Pa 标准大气压 1 1.033 760 103361.013105 工程大气压 0.968 1 735.56 100009.80665104 毫米汞柱 0.001321.3610-3 1 13.6 133.322 毫米水柱 9.6710-59.996310-57.35310-2 19.80665 帕斯卡 9.86910-61.019710-57.500610-30.10197 1 压力表的选用在选用压力表时应遵守以下规则：最大压力值不应超过满量程的3/4；当被测压力波动较大的情况下，其最大压力值不应超过满量程的2/3；为确保其测量精度，被测压力的最小值不应低于全量程的1/3。 产生误差

23、的原因引起弹性式压力表误差的主要原因是弹性元件的质量变化、传动-放大机构的摩擦、磨损、变形、间隙等。 元件弹性滞后现象 当被测压力恢复到原来数值时，变形却不能完全恢复到原来的数值，（弹性滞后现象类似磁滞现象）。 元件的弹性衰退 压力表在使用过程中，其示值误差逐渐增大，原因是弹性元件在热处理过程中质量不好。此项误差可在周期检定中予以调整。 元件的温度影响 当较高的被测介质温度与弹性元件直接相接触或受到其他设备的热辐射影响，均使弹性元件的示值偏高。弹性变形的原因除元件材料的内应力外，还因金属材料的弹性模数与温度成反方向变化，即温度计高其弹性模数降低。这样在检测过程中形成示值降低。 此外，取压点位置

24、、导压管安装不符合规定要求，均会带来测量误差。P 0弹性滞后现象压力表隔离罐12截止阀管道12管 道腐 蚀介 质腐 蚀介 质特 殊介 质液体蒸汽压力表隔离罐12截止阀设备 压力表的安装的基本要求 ： 测压点 按被测介质的需求选取正确的测压点，插入生产设备的取压管的内端面，与工艺设备的接触处内壁应保持平齐，不许有凹出物或毛刺，以免影响静压力的正确取得。 安装地点的选择 避免振动和高温的影响。 防温、防腐、防冻、防堵措施 例如检测蒸汽压力时，应加装凝液罐，以防止高温蒸汽与测压元件直接接触而损坏测压元件。对于有腐蚀性的被测介质，应加装充有中性介质的隔离罐。一般来讲，对于不同的被测介质，如高温、低温、

25、腐蚀、脏污、结晶、沉淀、粘稠等介质，应采取相应的防护措施。 安装压力表时，应考虑今后检修方便，压力的取压口到压力表之间应装切断阀，切断阀安装在靠近取压口的地方。 压力变送器 压阻式压力传感器固体受到作用力后，其电阻率会发生变化，这种现象称为压阻效应。压阻式压力传感器就是利用半导体材料（单晶硅）的压阻效应原理制成的传感器。压阻式压力传感器主要由压阻芯片和外壳组成。压阻芯片采用周边固定的硅杯结构，硅膜片上的扩散电阻接成电桥形式，用引线引出。构成全桥的四片电阻，有两片位于受压应力区，另两片位于受拉力区。由于高、低压腔承受一定的压差，电桥上就会产生电位差，利用该电位差就可以方便的测量出压力值。2、电容

26、式压力（差压/液位）变送器采用变电容原理，用弹性元件的变形，改变可变电容的电容量，用测量电容的方法测出电容量，便可知道被测压力的大小，从而实现压力电容的转换。平行板电容器的电容量表达式 C = （A/d） 依普西隆-电容极板间介质的介电常数；A-两平行板覆盖的面积；C-电容量 d-两平行板之间的距离。改变A、d、其中任意一个常数都可以是电容量方式变化，改变平行板间距d能够获得较高的灵敏度可测微米数量级的位移。2 定极板1 动极板p 当被测压力p作用于隔离膜片时，通过填充液使中心测量膜片产生位移，使动极板产生x的位移变化时，改变了两极板的距离，从而会引起电容量的变化。电容式压力传感器就是应用上述

27、原理与弹性元件组合制成变极式或变面积式压力传感器。 (C2C1)/(C2+C1) = K1P由式可知差动电容(C2C1)与P成正比关系。传送部分就是将差动电容的变化转化为电压或电流的标准信号，以便远传显示或控制。 引 线 中心测量膜片 固定极板膜盒硅油 固定极板由玻璃和金属杯体烧结后，磨出球性凹面，镀一层金属薄膜即电容极板。中心测量膜片焊接在两杯体之间即电容活动极板，它和两侧凹性极板形成高压测量电容CH和低压测量电容CL。杯体外侧焊上隔离膜片。膜片内侧充满硅油。 电容式变送器传送部分原理方框图 振荡器I1 解调器I2基准源稳压源功放限流 量程调节（反馈部分）反极性保护调零迁移R- E 12 4

28、5V I0 420 mAP1 4、德国E+H公司与北京恩德斯合作生产PMC压力变送器 采用新兴电子陶瓷技术，无中介液的干式压力测量技术，厚膜电子技术，SMT技术和PFM巡回传输技术。其稳定性优于0.1%每年；过载能力强；经特殊工艺制作课适用于介质温度从40至350.5、PDS系列压力（差压）变送器 PDS系列压力（差压）变送器是采用复合微硅固态传感器。（无详细资料） 操作功能要点： 功能描述 方式 按键功能描述 按键功能描述 按键功能描述 按键操作 M键增加键 减少键 同时 参考压力设零点 2增加电流输出 减少电流输出 设定为4mA 参考压力设量程 3增加电流输出 减少电流输出 设定为20mA

29、 阻尼时间 4增加阻尼时间 减少阻尼时间 设定为0S(0100S) 无参考压力设零点 5增加量程下限值 减少量程下限值 设定为0kPa 无参考压力设量程 6增加量程上限值 减少量程上限值 设定最大量程上限零压调整 7（对绝对压力变送器 抽真空后执行，其它 卸除压力后执行 ）模拟恒流输出 8（在3.6或4或12或 20或22.8mA恒流 转换，按M键关闭 ）故障报警电流选择 9出厂设定为低限3.6 出厂设定低限22.8 由用户自定义设定 功能禁用 10（O不禁用；LA全禁用LO禁用，零点除外；LS禁用，零/量程除外 ）输出方式(仅差压） 11Lin线性；Srlin开方 ；Sroff开方 小信号切

30、除 ；Srli2开方（0.6%线性） 开方作用点 12增加 减少 10% 显示方式选择 13（在压力值或电流值 或当前量程百分比之间选择）压力单位选择 14（Pa;KPa;MPa;KGcm2;G/cm2;TORR;aTm; Bar;mmH2O;mmHg）压力变送器检查排除故障步骤：检查显示仪表输入信号检查PLC系统，查输入接口调校显示仪表指示恢复正常检测压力变送器零位，关闭取压阀，打开排污阀，松开取压接头 气体：堵 有冷凝液；蒸汽：堵 冻、无冷凝液；液体： 冻 堵 调零点调校压力变送器工艺因素问题，仪表无故障疏通导压管；解决泄露；检查保温；检查冷凝液等。是是是是是否否否否 压力（差压/差压式液

31、位）变送器的定期检查维护 定期检查维护工作：主要包括每天必须进行的巡回检查；一定时间间隔的排污、排凝、排空及冬季保温等；定期的以仪表完好为主要内容的设备检修。 定期维护工作内容： 定期检查零点，定期进行校验。变送器工作一段时间应进行零点检查调整。调整周期视变送器被测工艺压力波动频繁程度决定，一般有三至六个月不等。 定期排污，排凝、放空。对装有沉降器的测量介质易产生渣滓的变送器，要定期排污；对测量介质为空气、氮气等部位的变送器，应定期排除导压管内的冷凝液；对测量介质为液体且测压孔在管道上方的变送器，应安装集气器并定期排气放空。 定期对易堵介质的导压管进行吹扫，定期灌隔离液。对于含有粉尘、微小颗粒

32、物、污油的介质，沉积在导压管内引起介质密度变化，增加测量误差。除定期排污外，还应定期吹扫。保证变送器正常测量。 第四部分第四部分 流量测量仪表的操作与维护流量测量仪表的操作与维护 流体的流量是指单位时间内流过管道断面（截面）的流体数量大小，即瞬时流量。常用每小时吨（t/h）、每小时立方米（m3/h）、每小时公斤（kg/h）、每小时升（L/h）等计量单位表示。还有每分钟立方米等m3/min kg/min L/min。 工业上所用的流量仪表分三类：速度式流量仪表、容积式流量仪表、质量式仪表。 速度式流量仪表是以测量流体的流速为测量依据。当流体的管道面积为F，流速为,流体的体积流量为FV = F。而

33、质量流量是把体积流量乘以流体的密度，即Fw = Q=F。例如叶轮式水表、差压式孔板流量计、靶式流量计、转子流量计、涡轮流量计、超声波流量计、电磁流量计等。 容积式流量仪表以单位时间内所排出流体的固定容积V的数目作为测量根据。例如腰轮式流量计、椭圆齿轮流量计等。当单位时间内排出次数为n，则其体积流量为FV = Nv, 而质量流量为Fw = Q=nV。一、差压式流量计1 、结构原理 差压式流量计是利用节流原理，在节流件前后形成压差进行流量的测量（例如孔板、文丘里、维锥以及威力巴等）。具有历史性、普遍性，而且目前企业仍有60%以上在运用差压式流量计检测流量，所以差压式流量计安装、维护调校、极为重要。

34、 实用流量方程式： 体积流量 QV = m(/4)D2(2P/) 质量流量 QW = m(/4)D2(2P)-流量系数；-体积膨胀系数；m-孔口面积与管道内截面积之比；D管道内径； P-差压值；-流体介质密度。 节流孔板 P1 P2P1PP2PP孔板附近流束及压力分布图P3P4流体方向 插入式双文丘里管流量计测量原理例二炼铁高炉一炼钢干法除尘出口流体方向 维锥流量计测量原理图例二焦化化产终冷出口 由于其流束在节流装置前后形成收缩和扩大，所以在节流装置前后的管壁处的流体静压力发生变化，形成静压力差P；P = P1P2；P1P2，即为节流现象。差压式流量计便是利用此节流现象，静压差的形成为原理进行

35、流量检测。同时流过的流量愈大，在节流装置前后所产生的压差愈大，因此通过测量压差的大小来进行测量流量的大小，归结为F P的函数关系（流量正比于根号差压）。 2 、流量变送器投运与故障分析 差压式液体测量流量计的开表程序 当一台差压变送器安装完毕或检修后，均需进行开表投运，经安装、检修过的差压变送器在开表前需进行严格的冲洗，使其导压管的铁屑、杂质、灰土等脏污清除。吹扫、冲洗过程：先打开平衡阀5，然后关阀3、4、6、7，再打开阀8、9，最后打开阀1、2进行吹扫、冲洗。冲洗结束后，关闭阀8、9，其他阀保持吹扫、冲洗状态，待冷凝液充满管后，为正式开表做好准备。开表（投运）过程：平衡阀5开状态，打开阀3（

36、使高压冷凝液经阀5到变送器负压室），打开阀6和阀7（排气），关闭阀6和阀7，没有设置阀6和阀7的系统，则拧松变送器后部正负压室的排气螺丝排气；然后打开阀4（或先开4后开3），最后关闭阀5，变送器投运，其他程序不变。 差压式流量计的故障分析与处理 负压管堵塞。当流量值增加而负压管又堵塞时，流量计示值升高。当流量降为P0流量计示值不变。（差压降为零时，流量示值不变）1 23 5 4 变送器 896、7阀为排气阀；8、9阀为排污阀1、2为一次阀；3、4、5为三阀组；67 正压管堵塞。当流量增加时当流量增加时，流体管道中的静压力亦相应增加，设其增加值为Pa,时；因流速增加而静压降低（流体挤过孔板时使静

37、压力降低）设其值为P0。若P0=Pa,则流量计示值不变；若P0 Pa,则流量计示值下降；若P0 Pa, 则流量计示值增加。当流量降低时当流量降低时，流体管道中的静压力也相应降低，设其降低值为Pa,同时，因流速降低而静压升高（流体通过孔板速度降低，使静压力增加） ，设其值为P0。若P0=Pa,则流量计示值不变；若P0 Pa,则流量计示值升高；若P0 Pa, 则流量计示值下降。若流量不变化（保持原流量），流量计示值不变。 负压管漏：当流量F增加，而负压管泄漏时，则流量示值增加。当流量下降时，负压管静压增高为P0，负压管漏压为Ps 。当Ps = P0时，其流量示值不变；当Ps P0时，其流量示值增加

38、；当Ps P0时，其流量示值下降。 正压管漏：当流量增加时，负压管静压下降为P0 ，正压管漏压为Ps 。若P0 =Ps ,其流量示值不变；当 P0Ps 时，其流量示值升高；当P0 Ps 时，其流量计示值下降。当流量下降时，流量计示值下降。 孔板倒装：孔板倒装后流量示值下降。处理办法，拆卸重新安装。 故障处理。关于正、负导压管（差压变送器的引压管或称脉冲管线）堵塞的处理：使用钢丝或铁丝将其堵塞位置疏通，如无法疏通，使用0.3MPa蒸汽加以冲洗；使用蒸汽冲洗后仍没有解决脉冲管线堵塞，则应动用焊具，更换其冲击管线堵塞部分，恢复其正常运行。 3 误差分析及处理差压式流量计在运行中正常与否的判断 故障事

39、例。有一气体流量计，一次仪表为差压变送器，二次仪表为YS-80，最大流量为10000m3/h，差压变送器量程为100009.8Pa,现仪表显示经常为95%，工艺操作人员反映此表不准，请仪表维护人员检查正确与否？ 排出故障的步骤及方法如下：a、差压变送器气闭性检查：用肥皂水进行气密性检查，看其有无泄漏点。b、孔板根部一次阀检查：有无漏气。c、导压管（脉冲管线）、表正、负压室检查：看其有无堵塞。d、平衡阀检查：有无泄漏、内漏之处。e、一次表信号、系统检查：当以上检查为正确无异，认定一次表无外漏现象（再检查调校一次表亦可省略），使用标准电流表在现场进行瞬时电流信号测量；此后又在中控室进行瞬时电流检查

40、，看是否与现场瞬时电流相符，否则传递信号线有故障，进行排出处理。f、上述程序完毕后，再进行计算核实。当检测中控室和现场的瞬时电流为11mA时因为 P I （无开方）；所以Fx / Fmax= Ix/Imax=9 / 16 = 3/4 = 75%. Ix = 20mA-11mA(16 11 + 4)=9mA ；Imax=20mA-4mA=16mA g、因为95% 75%，由此可知线路接错或量程设定错误。h、特别提示：在此示例为变送器不带开方，F=KP；如果变送器为带开方功能则F = I；即P=Ii、将线路改正或将量程设定更正后，二次表立即恢复正常示值75%。 差压变送器在运行中正常与否的判断：由

41、于差压变送器的故障多为零点漂移和导压管堵塞，所以在现场很少对刻度进行逐点校验，而是检查零点和变化趋势。具体措施如下：a、零点检查：打开平衡阀,关闭正、负压截止阀。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应为0.02MPa。b、变化趋势检查：零点检查后，各阀恢复原来的开表状态，微缓打开负压室的排气阀，此时变送器的输出趋于最大，即电动差压变送器输出应为20mA,气动差压变送器输出信号为0.1MPa,若打开正压室排污阀，则输出为最小（或趋小），即电动差压变送器为4mA,气动差压变送器为0.02MPa。在打开排污阀时被测介质排出很少或没有，则说明导压管有堵塞现象，需设法疏通。c、对

42、于测量蒸汽的差压变送器，在排污时会将导压管内的冷凝液放掉，故应等一段时间，将导压管充满冷凝液后，再开表运行。由于充满冷凝液的时间较长，势必影响仪表使用，所以检查蒸汽的差压变送器一般不轻易排污，必须检查时排完污后，应从冷凝罐管装冷凝液。此外，导压管内充满隔离液时更不能轻易排污。d、操作时，尤以操作差压变送器的三阀组为重要，对于蒸汽差压变送器、充满隔离液的差压变送器，要防止冷凝液和隔离液因操作三阀组不当而引起放掉。导致仪表无法工作。特别对于重要的流量控制系统，更不允许差压变送器的三阀组有任何不妥的误操作。正确地操作三阀组应遵守两个原则：不能流失冷凝、隔离液；不能单向受压和受热。带隔离液差压变送器三

43、阀组启动程序：打开三阀组正压阀；检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀关闭；稍开一次阀，检查导压管、阀门、活接头等，如果不漏就把一次阀全打开；分别打开排污阀进行排污，随即关闭；拧松差压变送器丝堵，排除其中的空气；待导压管内充满凝结水后方可启动变送器。测蒸汽带隔离液启动差压变送器顺序：打开三阀组正压阀，关闭平衡阀，打开三阀组负压阀。e、由于误操作使计量不准。以检测蒸汽流量的差压变送器为例。如某测量蒸汽流量计的差压变送器的仪表，其最大流量为50t/h，最大压差为59kPa。为防冻和节能的需要，冬天时没有用蒸汽伴热，而是用乙二醇和水的混合液充当隔离液。某操作人员在该表开表时先打开正、负压阀，然后关闭平衡阀

44、，这时仪表已有指示。但操作工反映此表流量不准，流量越小时，误差越大。 对于充有隔离液的差压式流量计，在开表前为防止隔离液被冲走，需把平衡阀切断。由于本实例中先打开正负压阀，最后才关闭平衡阀，致使正负压引压管内的一部分隔离液通过平衡阀和负压管线被压到管道中去。设正压侧的隔离液全被冲走，而负压侧还是密度为1.05g/cm3的隔离液，故在正、负压室产生误差。 P = (隔-水) P = (1.05 -1.00)10000 = 4.9 kPa由于在正、负压室产生4.9kPa的误差，当流量越小时，由于流量引起的压差亦越小，但在较小的压差信号上再叠加4.9kPa的误差，故流量越小误差越大。（例：一炼钢汽化

45、冷却除氧器蒸汽流量计） 在维修中，依据差压求流量。根据流量公式 F = K P Px /P = (Fx / F)24 流量的温度和压力补偿 差压式流量计使用中的测量误差往往来自被测介质工作状态的变动、节流装置安装不正确、孔板入口边缘的磨损、节流装置内表面的结构和流通面积的变化、差压计和引压导压管管路安装不正确等因素。为减少误差，不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造，更要注意正确的安装、维护和符合使用条件，方能保证差压式流量计有足够的实际测量精度。下面将对介质状态（温度、压力、密度）变动引起的检测误差加以补偿。 补偿原理 实际使用时被测介质的工作压力状态（温度、压力、粘度等）参数值与设计

46、值有所变动，如将原有的常数K值乘以差压计流量标尺的示值N所得到的流量数值，将与流过节流装置的实际流量之间产生误差。为此需将被测介质流量，由工作状态变动后的工况流量加以修正，经修正后的流量代表管道中的实际流量。现以气体介质为例。当压力、温度变化后，实际流量为： F = FPT /P T 式中：F换算成标准状态下的实际流量，m3/h；F工作状态变动后的工况流量，m3/h;P工作状况下的绝对压力，MPa;T工作状况下的绝对温度，；P设计时的绝对压力，MPa;T设计时的绝对温度，。值得指出的是上式仅适于不致引起流量系数变化较大的补偿公式。当被测介质工作参数变化较大的情况下还应乘以/。 补偿实例在前面曾

47、用到过F = K P ，其中K = （0.01251d 2）/ （对气体而言）。只有当、不变情况下，方能使公式： F = K P 成为线性关系，才能在量程范围内求取任何差压、流量均保持线性关系。只有流体流动的雷诺数Re在足够的范围内，使其他数值均不变的情况下，K值恒为常数，F、P在求取中恒为线性。当温度、压力变化后，其密度亦跟着变化，K值不恒为常数，则F / Fmax P / Pmax 。因此，只有当F = K P的情况下，温度、压力补偿公式F = FPT /P T方为有意义。 F = FPT /P T = F（1.2+0.1033）（220+273.2）/（0.9+0.1033）（250+2

48、73.2） = 0.97 F假设此工况下的流量F= 50 t / h，则实际流量为48.5t /h.结论：当被测介质的温度、压力比设计均升高时，其工况下的流量每小时比实际流量多1.5 t。5 、差压式流量计安装维护要点 差压式流量计的安装应包括节流装置、压差引压导管、差压计三部分。但人们总认为正确的选型、使用、精确的设计计算和加工制造，就能准确计量，而忽视了差压计的安装重要环节。事实证明，不合理的安装，或不符合国家规定的安装规程去安装差压计，不可能有准确的量值检测和计量。 标准节流装置的安装 标准节流装置的正确安装是为确保流体经节流装置时的流动状态和计算数据相符，从而使流量值与差压间具有F =

49、 KP的数学关系。为此对节流装置的安装有如下要求： 对安装维护节流装置管道的要求。 安装节流装置的前后直管段原则上越长越好，但工程上实际是不可能的，为此需保证节流装置前10D、后5D的直管段长度，应竭力避免任何局部阻力对流束的影响，尤其是在节流装置前后长度2D的一段管道内壁上，不允许有任何突出部分。例如凸出的垫片、粗造的焊缝、测温元件的套管、引压管在内壁的突出等。此外，前后不允许有各种阀门、弯头等局部阻力而影响流束。（压力取压点应设在流量计直管段前10D处，温度检测部件在流量计直管段后5D）。 首先要保证节流件方向、正确；其次节流装置的开孔中心与管道中心线同心ex(0.0025D/0.1+2.

50、34)；再次节流装置的入口端面应与管道中心线垂直，（垂直度允许偏差 1）。 引压管及差压变送器的维护安装 引压管的安装。 流体经节流装置后被测介质的流量信号变换成压差信号，压差信号是通过两根引压管传递到差压计，从而显示流量的大小。引压管（脉冲管线）能否准确如实地传递压差信号，主要来自引压管的精确设计和正确安装。 a、引压管尽量最短距离敷设，总长不应超过30米，最短不应少于3米。引压管的拐弯处应是均匀的圆角，弯曲半径R不小于5D。b、引压管的安装应保持垂直或与水平之间成不小于1:101:20的倾斜度，便于排除引压管内积贮的气体、水分、液体或固体微颗粒而影响压差的精确传递。此外，还加装气体、凝液、

51、微粒的收集器和沉淀器等，便于定期排除。c、引压管应远离热源，并有防冻保温措施，便于压差信号畅通准确传递。d、检测粘性、腐蚀性的介质，为防堵、防腐应加装充有中性液体的隔离罐。e、引压管密封性好，全部引压管均无泄漏现象。 差压变送器的安装。主要应便于维修，选择周围环境条件（温度、湿度、腐蚀性、振动等）较好的地方安装差压计。尤其是在严寒的北方，应有保护（温）箱加以保护。对尘土较大、腐蚀性较强的恶劣环境均应有防护箱加以保护。安装差压计的支架、引压管的连接均应按设计规定、安装规程要求进行安装。 差压式流量计的安装要点及图例a、测量液体流量。取压口应选择在管道水平线以下与水平线成45的夹角内为好，这样既可

52、以防止管道上方液体中有气体进入并结存在导压管内，其次还可以防止管道下方液体中有沉淀物析出。为达到上述两要点，差压计应安装在节流装置的下方。但某些地方达不到这些要求，或环境条件不具备，需将差压计安在节流装置的上方，则从节流装置开始引出的引压管先向下弯，而后再向上，形成U形液封。但在导压管的最高点应装集气器。对于被测介质有沉淀物析出时，则引压管到差压计前需装沉降器。 此外，测量温度t70的液体介质时，引压管上应装设平衡容器，对于检测粘性及腐蚀性介质时，需装隔离罐。检测液体差压计安装在管道下方检测液体差压计装在管道上方沉降器排污阀排气阀集气器二次阀平衡阀差压计一次阀 b、检测气体流量。在安装时要防止

53、液体污物或灰尘等进入导压管内，故差压计需安装在节流装置上方。常规安装位置在管道水平线以上180范围内。如条件不具备，只能安装在下方，则需在引压管的最低处装设沉降器，以便排出凝液和灰尘。此外，当气体中含污物和灰尘时，在维修中规定定期吹洗，以保持管线的洁净。对于有腐蚀性气体时，还需装设隔离罐。上图气体测量差压计安装在上方右图气体测量差压计安装在下方隔离器沉降器一次阀 排污阀隔离器c、测量水蒸气流量。测量蒸汽流量的取压口位置应在管道水平线上部45以上范围内，要点是保持两根引压管内的冷凝液柱高度相等，防止高温蒸汽与差压计直接接触。为此，在近节流装置处的引压管路上装设两个平衡器。要求两平衡器及引压管内均

54、充满冷凝液，并在同一水平上装设平衡器，以免引入附加误差。此外，据被测介质的物理特性及安装要点，节流装置应位于差压计的上方。如条件不具备，差压计装在节流装置上方时，应在引压管路的最高处加装集气器。蒸汽测量差压计装在下方蒸汽测量差压计装在上方平衡器平衡容器也称冷凝器排气阀集气器一次阀沉降器排污阀 二、 电磁流量计 电磁流量计是基于电磁感应定律而工作的流量测量仪表。它能测量具有一定电导率的液体或液、固混合物的体积流量，常用于检测酸、碱、盐、含固体颗粒（或纤维）液体的流量，这是它优越于其他流量计的特点。 电磁流量计由变送器和转换器组成。电磁流量变送器由磁路系统、测量导管、电极、外壳和干扰信号调整装置等

55、部分组成，它将流量的变化转换成感应电势的变化。转换器由电子器件组成，它将微弱的感应电势放大，并转换成统一的标准信号输出，以便进行远传指示、记录、积算和调节。测量原理：由电磁感应原理定律可知，导体在磁场中运动而切割磁力线时，在导体中便会有感应电势产生，这就是发电机原理。同理如图，导电的流体介质在磁场中作垂直方向流动而切割磁力线时，也会在两电极上产生感应电势，感应电势的方向可以由右手定则判断: Ex = BDu108Ex感应电势, V；B磁感应强度, 104T； D管道内径，导体垂直切割磁力线长度cm； u垂直于磁力线方向的液体速度，cm/s。体积流量QV (cm3/s) QV = 1/4D2uN

56、SB测量原理：由电磁感应原理定律可知，导体在磁场中运动而切割磁力线时，在导体中便会有感应电势产生，这就是发电机原理。同理如图，导电的流体介质在磁场中作垂直方向流动而切割磁力线时，也会在两电极上产生感应电势，感应电势的方向可以由右手定则判断: Ex = BDu108Ex感应电势 V；B磁感应强度；D管道内径cm；切割磁力线长度；u垂直于磁力线方向的液体速度。体积流量QV (cm3/s) QV = 1/4D2uEx 1、 电磁流量计的特点 被测介质的管内无可动部件，无突出管内的部件，所以压损很小。当电磁流量计采取防腐衬里的情况下，可检测具有腐蚀性介质的液体流量，并能检测含有颗粒、悬浮物的液体，如纸

57、浆、泥浆的流量。 检测时与温度、压力、粘度无关。输出电流I与流量F成线性关系。仪表刻度值可适应110m/s的流速变化，所以使用的流速范围较广。 可检测脉动流量，这是优于其它流量计的地方，检测时反应较快。 此表的口径范围大，能从直径1mm2m。此外，测量范围大，其量程比高达1:10，表的精度为12.5级。有的电磁流量计可达0.5级。 被测介质需是导电的液体，不能检测气体、蒸汽。此外结构复杂成本高。2 、电磁流量计的使用 检测管段必须安装于管内任何时候充满液体的地方，以免在管内无液体时指示不在零位的错觉。一般应垂直安装（流体自下而上），预防液体流过电极时形成气泡造成误差。 该流量计的信号较微弱，一

58、般为2.58mV，尤其是当流量很小时，只有几微伏，因而在使用时要特别注意外来干扰对其测量精度的影响。所以变送器的外壳、屏蔽线、测量导线、变送器两端的管道均需接至单设的接地点，以免因地电位不等而引人附加误差。 变送器应安装于远离一切磁源（功率电机、变压器等）的地方，不允许有振动。 使用电源时，变送器和二次表需使用同一相线，以免检测和反馈信号相位差120，造成仪表无法正常工作。管道内壁沉积垢层要定期清理，以防电极短路，无法检测流量。始终保持一次表管道内绝缘衬里良好状态，以免酸、碱、盐等腐蚀，导致仪表无法检测。 三、 转子流量计（浮子流量计） 转子流量计是利用流体流动节流原理来进行流量测量的仪表，它

59、不同于差压式孔板流量计，差压式流量计是在节流装置流通截面积F0为定值下，测量压差信号P而求取被测介质的流量。而转子流量计是在恒差压（P=常数）的条件下，利用流体截面积F0的变化来测量流量。 P = P1 P2 与流通截面积F0之间有一些的数学关系式： F = F0 2g/（P1 P2）式中 流量系数； P1 、P2转子前后被测介质的绝对压力；F0转子流体截面积； 被测介质截面积； g重力加速度.hP2P1转子锥形管 dl h 1 转子流量计的特点 转子流量计的最大特点是使用于小流量测量。工业上的转子流量计的测量范围从每小时十几升到几百立方米（液体）、几千立方米（气体）。该表的基本误差为仪表刻度

60、最大值的2%左右。转子流量计的有效测量范围即量程比为10:1，比差压式流量计的量程比大。 此外，转子流量计使用时压损小，反应快，量程比大。转子流量计需垂直安装、不允许有倾斜，介质的流向由下而上，不能反相。 由于在检测过程中工业转子流量计在恒差压、变流体截面积F0下进行流量测量，被测介质不允许有粘附污垢，导致F0变化影响精度。此外，在使用中除摩擦和沾污会引起测量误差外，当转子上附有气泡和转子锥形管的安装垂直程度均会带来附加误差，在使用时需加以注意和避免。2 、转子流量计的使用 示值修正 转子流量计是一种非标准化仪表。在一般情况下，应个别地按照实际被测介质进行标定。因为仪表制造厂是用水或空气在标准