化工测量仪表PPT教案

1、会计学1化工测量仪表化工测量仪表按功能按被测变量按工作原理或结构形式按能源其它检测仪表压力液柱式、弹性式、电气式电、气温度电偶、电阻、辐射、流量节流、转子、靶式、涡电、气物位浮力、静压、声波、光学、辐射电、气成分PH值、色谱、氧分析、红外电、核显示模拟和数字电、气指示和记录调节仪表自力式电、气组装式可编程式电执行器执行机构薄膜工、活塞、长行程、其它电、气、液阀直通、套筒、蝶阀、偏心旋转、三通直线、对数、抛物线、快开分分 类类第1页/共59页返回目录返回目录 温度参数是温度参数是不能直接测量不能直接测量的，一般只能根据物质的某些特性值与温度之间的，一般只能根据物质的某些特性值与温度之间的函数关系

2、，实现的函数关系，实现间接测量间接测量。工业上测温的基本原理有：工业上测温的基本原理有：应用热膨胀原理测温：双金属温度计应用热膨胀原理测温：双金属温度计应用压力随温度变化的原理测温：压力式温度计应用压力随温度变化的原理测温：压力式温度计应用热阻效应测温：热电阻应用热阻效应测温：热电阻应用热电效应测温：热电偶应用热电效应测温：热电偶应用热辐射原理测温应用热辐射原理测温按工作原理分：按工作原理分： 有膨胀式、有膨胀式、 热电阻、热电偶以及辐射等。热电阻、热电偶以及辐射等。按测量方式分：按测量方式分： 有接触式和非接触式两类。有接触式和非接触式两类。 一、温度测量仪表一、温度测量仪表第2页/共59页

3、返回目录返回目录 1、原理、原理 热电偶温度计是基于热电偶温度计是基于热电效应热电效应这一原理测量温度的；这一原理测量温度的； 它的测温范围很广，可测量它的测温范围很广，可测量-200160O范围，在特殊情况范围，在特殊情况下，可测至下，可测至2800 的高温。的高温。【热电偶热电偶】2、特点、特点 测量精度高，测测量精度高，测量范围广，构造量范围广，构造简单，使用方便简单，使用方便，不受大小和形，不受大小和形状的限制，外有状的限制，外有保护套管，用起保护套管，用起来方便。来方便。第一节温度测量仪表第一节温度测量仪表第3页/共59页返回目录返回目录3、热电偶的类形、热电偶的类形8种标准化热电偶

4、：种标准化热电偶： S ：铂铑：铂铑10-铂铂 201300 B ：铂铑：铂铑30-铂铑铂铑6 3001600 K ：镍铬：镍铬-镍硅镍硅 -501000 J ：铁：铁-康铜康铜 -40750 R ：铂铑：铂铑13-铂铂 -01600 E ：镍铬：镍铬-康铜康铜 -40 1000 T ：铜：铜-康铜康铜 -40 350 【热电偶热电偶】第一节温度仪表分类第一节温度仪表分类第4页/共59页4、冷端补偿、冷端补偿（1）补偿导线概念：）补偿导线概念：在一定温度范围内（在一定温度范围内（100 以下）与所连接的热电偶具有相同或十以下）与所连接的热电偶具有相同或十分分相近的热电特性相近的热电特性，其材料

5、也是廉价金属，其材料也是廉价金属，。（2）作用：）作用：无论是补偿型还是延伸型，补偿导线本身并不能补偿热电偶冷端温无论是补偿型还是延伸型，补偿导线本身并不能补偿热电偶冷端温度的变化，只是起到热电偶度的变化，只是起到热电偶冷端延伸冷端延伸作用，改变冷端位置。作用，改变冷端位置。在规定的范围内，由于补偿导线热电特性不可能与热电偶完全相同在规定的范围内，由于补偿导线热电特性不可能与热电偶完全相同，因而仍存在一定的误差。，因而仍存在一定的误差。第一节温度仪表分类第一节温度仪表分类【热电偶热电偶】第5页/共59页（3 3）补偿导线的正确选用）补偿导线的正确选用n补偿导线的使用是以补偿导线的使用是以热电偶

6、中间温度定律热电偶中间温度定律为依据的。为依据的。n各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，使用时正、负极必各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，使用时正、负极必须对应。须对应。第一节温度仪表分类第一节温度仪表分类【热电偶热电偶】4、冷端补偿、冷端补偿第6页/共59页【热电偶热电偶】第一节温度仪表分类第一节温度仪表分类5、对热电偶冷端温度补偿、对热电偶冷端温度补偿 冰点法冰点法 计算修正法；（查表，冷端温度为计算修正法；（查表，冷端温度为0） 仪表零点校正法仪表零点校正法 补偿电桥法补偿电桥法 补偿热电偶法补偿热电偶法第7页/共59页故障现象可能原因处理方法温度示值偏低或不稳电极短路找出短路

7、原因，如潮湿或绝缘损坏接线柱处积灰清扫补偿导线与热偶极性接反纠正接线补偿导线与热偶极不配套更换相配套的补偿导线冷端补偿不符要求调整冷端补偿达到要求热偶安装位置不当按规定重新安装温度示值偏高补偿导线与热偶极不配套更换相配套的补偿导线有直流干扰信号进入排除直流干扰显示不稳定接线柱处接触不良将接线柱拧紧测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地找出故障点，修复绝缘热偶安装不牢或有震动紧固电偶，消除震动热电偶电极将断未断更换热偶外界干扰查出干扰源，采取屏蔽措施显示误差大热电偶电极变质更换热偶热电偶安装位置不当改变安装位置保护管表面积灰清除积灰显示无穷大接线断路找到断点，重新接好热电极断开或损坏更换热电偶第一

8、节温度仪表分类第一节温度仪表分类第8页/共59页返回目录返回目录【热电阻热电阻】1、热电阻材料、热电阻材料实际应用最广的是实际应用最广的是铜、铂铜、铂两种材料，并已列入了标准化生产。两种材料，并已列入了标准化生产。铂电阻（铂电阻（PT100） -200850铜电阻（铜电阻（Cu50、Cu100） -50150 热电阻是热电阻是中低温中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂电阻的测量精度是最高的点是测量精度高，性能稳定。其中铂电阻的测量精度是最高的，可作为基准仪器。，可作为基准仪器。第一节温度仪表分类第一节温度仪表分类第9页/

9、共59页返回目录返回目录2、常见故障原因及处理、常见故障原因及处理故障现象可能原因处理方法温度示值偏低或不稳保护管内有金属屑、积灰，接线柱处脏污或短路除去金属屑，清扫灰尘、水滴等，找到短路点，加强绝缘温度示值无穷大热电阻或引线断路更换热电阻，找到断点重新接好温度显示负值热电阻接线有错或有短路现象改正接线，找出短路处，加强绝缘温度显示误差大热电阻丝材料受腐蚀变质更换热电阻第一节温度仪表分类第一节温度仪表分类第10页/共59页压力单压力单位位帕帕/Pa/Pa兆帕兆帕/ / MPaMPa工程大气工程大气压压/ / (kgf/cm(kgf/cm2 2) )物理大气物理大气压压/ atm/ atm汞柱汞

10、柱/ / mmHgmmHg水柱水柱/ / mHmH2 2O O（磅（磅/ /英寸英寸2 2）/ / （1b/in1b/in2 2）巴巴/bar/bar帕帕1 11 110106 61.01971.01971 10 0-5-59.8699.8691010- -6 67.5017.5011010-3-31.01971.01971010-4-41.4501.4501010-4-41 11010- -5 5兆帕兆帕1 110106 61 110.19710.1979.8699.8697.5017.50110103 31.01971.019710102 21.4501.45010102 21010工程大

11、工程大气压气压9.8079.80710104 49.8079.8071010-2-21 10.96780.9678735.6735.610.0010.0014.2214.220.98070.9807物理大物理大气压气压1013251013250.101330.101331.03321.03321 176076010.3310.3314.7014.701.01331.0133汞柱汞柱1.33321.333210102 21.33321.33321010-4-41.35951.35951 10 0-3-31.31581.31581 10 0-3-31 10.01360.01361.9341.934

12、1010-2-21.33321.33321010-3-3水柱水柱9.8069.80610103 39.8069.8061010-3-30.10000.10000.096780.0967873.5573.551 11.4221.4220.09800.09806 6（磅（磅/ /英寸英寸2 2）6.8956.89510103 36.8956.8951010-3-30.070310.070310.068050.0680551.7151.710.70310.70311 10.06890.06895 5巴巴1 110105 50.10.11.01971.01970.98690.9869750.1750.

13、110.19710.19714.5014.501 1第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第11页/共59页大气压力绝对压力表压ppp7在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。 绝对压力大气压力真空度pppp表P真P绝P绝大气压力线大气压力线 零线零线图2-1绝对压力、表压、负压（真空度）的关系第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表一、压力的表示方法一、压力的表示方法第12页/共59页返回目录返回目录二、压力测量仪表的分类二、压力测量仪表的分类 压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电气式、活塞式等。实际工业应用中，压力检测仪表以弹性

14、式和电气式弹性式和电气式为主。 1、 弹性式压力计弹性式压力计类型：弹簧管压力计（可测高、中、低压可测高、中、低压）、波纹管压力计（测微压、低压）及膜式压力计（低压）等。特点：结构简单、使用可靠、读数清晰、价格低廉，在工业上广泛应用。第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第13页/共59页压力测量仪表液柱式液柱式弹性式弹性式电气式电气式活塞式活塞式图片原理流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度进行测量 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量 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 主要特点优点：精度高缺点：易碎 优点：结构简单、使用方

15、便，就地检测，应用广泛 优点：可以远传，应用广泛 精度高、结构复杂、价格贵，用于校验压力表 二、压力测量仪表的分类二、压力测量仪表的分类第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第14页/共59页压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表弹簧管弹簧管拉杆拉杆指针指针中心齿轮中心齿轮扇形齿轮扇形齿轮接头接头游丝游丝刻度盘刻度盘调整螺钉调整螺钉游丝和调整螺钉游丝和调整螺钉有什么作用呢？有什么作用呢？弹簧管压力表弹簧管压力表1、弹性式压力计、弹性式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第15页/共59页1、检测元件：弹簧管、检测元件：弹簧管2、传送放大部分：扇形、传送放大部分：扇形齿轮和中心齿轮齿轮和中

16、心齿轮3、游丝：克服变差、游丝：克服变差 主要部件主要部件1、弹性式压力计、弹性式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第16页/共59页1、弹性式压力计、弹性式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第17页/共59页 扁圆形扁圆形 椭圆形椭圆形 半圆形半圆形 弹簧管的各种横截面图弹簧管的各种横截面图21双圆形双圆形 8字形字形 厚壁扁圆形厚壁扁圆形1、弹性式压力计、弹性式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第18页/共59页膜片膜片膜盒膜盒22波纹管波纹管1、弹性式压力计、弹性式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第19页/共59页8它根据流体静力学流体静力学原理

17、，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 精度高、结构简单易碎，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空度或压力差。 二、压力测量仪表的分类二、压力测量仪表的分类第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第20页/共59页3、电气式压力计、电气式压力计 原理：原理：通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如电压、电流、频率等）。如电压、电流、频率等）。种类：种类：（1）在弹簧管压力表中附加变换装置：）在弹簧管压力表中附加变换装置：霍尔片式（霍尔效应）、电感式（电磁感应）；霍尔片式（霍尔效应）、电感式（电磁感应）；（2）不许附加变换装

18、置：）不许附加变换装置：应变片式（应变效应）、振弦式（压力应变片式（应变效应）、振弦式（压力频率）。频率）。第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第21页/共59页 一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。 图2-5 电气式压力计组成方框图183、电气式压力计、电气式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第22页/共59页19 利用电阻应变原理构成。利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片电阻应变片有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减

19、小产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。式压力计。 应变片压力传感器1应变筒；2外壳；3密封膜片3、电气式压力计、电气式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第23页/共59页 利用利用单晶硅单晶硅的压阻效应的压阻效应而构成。而构成。 采用单晶硅片为弹性元件。当采用单晶硅片为弹性元件。当压力发生变化时，单晶硅产生应压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上

20、面的应变电变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。输出信号。 3、电气式压力计、电气式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表压阻式压力传感器压阻式压力传感器1基座；基座；2单晶硅片单晶硅片；3导环；导环；4螺母；螺母；5密封垫圈；密封垫圈；6等效等效电阻电阻第24页/共59页 先将压力的变化转换为电容量的变化，然后通过转换、先将压力的变化转换为电容量的变化，然后通过转换、放大部分转换成标准电流信号输出。放大部分转换成标准电流信号输出。 电容式测量膜盒电容式测量膜盒11中心感应膜片

21、中心感应膜片 ( (可可动电极动电极) )； 22固定电固定电极；极； 33测量侧；测量侧； 44隔离膜片隔离膜片3、电气式压力计、电气式压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第25页/共59页 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。用途：校验各种压力变送器压力传感器压力开关差压变送器数字压力表等专用压力校验仪器。 测量精度很高，允许误差可小到0.05%0.02%。 结构较复杂，价格较贵。 4、活塞式压力计、活塞式压力计 第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第26页/共59页三、压力检测仪表的选择1.仪表量程选用仪表量程选用为保证安全性

22、，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的3/4，压力波动较大时，最大工作压力不超过仪表量程的2/3。为保证准确度，最小工作压力不低于满量程的1/3。 第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第27页/共59页2仪表精度的选择v 根据在测量时允许的最大测量误差选择仪表，可根据仪表的精度等级算出用该仪表测量可能引起的最大示值绝对误差v 另外在选择仪表时不需一味追求高精度，只要满足测量精度要求即可。弹簧管压力表量程和精度系列弹簧管压力表量程和精度系列 我国目前弹簧管压力表量程系列：我国目前弹簧管压力表量程系列： 1, 1.6, 2.5, 4.0, 6.0kPa以及以及10n倍倍 精度系列：精度系列

23、： 0.005, 0.02, 0.05；0.1,0.2,0.5； 工业表工业表 1.0, 1.5, 2.5三、压力检测仪表的选择三、压力检测仪表的选择第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第28页/共59页例题：有一压力容器，压力范围例题：有一压力容器，压力范围0.40.6MPa，压力变化速度较，压力变化速度较缓，不要求远传。试选择压力仪表（给出量程和精度等级）缓，不要求远传。试选择压力仪表（给出量程和精度等级）测量该压力，测量误差不大于被测压力的测量该压力，测量误差不大于被测压力的4%。30.60.8MPa4A 根据最大工作压力根据最大工作压力10.41.2MPa3A根据最小工作压力根据最小

24、工作压力max0.4 4%0.016MPa被测压力的最大示值绝对误差被测压力的最大示值绝对误差max0.016100%1.6%1.0所选仪表的基本误差所选仪表的基本误差所以可选择量程范围为所以可选择量程范围为01.0MPa弹簧管压力表弹簧管压力表可选择可选择1.5级的压力表级的压力表三、压力检测仪表的选择三、压力检测仪表的选择第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第29页/共59页3仪表类型选择 （1）被测介质的性质，例如，氧气、乙炔都有专门的测量仪表，对腐蚀性介质要采用不锈钢或其他耐腐蚀的材料。氧用压力表：禁油（向弹簧管内注射四氯化碳或丙酮清洗）；乙炔用压力表：禁止用铜垫片；氨用压力表：弹簧

25、管不可用铜； （2）对仪表输出信号的要求，例如是否需要为电信号 （3）使用环境（高温、震动、电磁场）。 三、压力检测仪表的选择三、压力检测仪表的选择第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第30页/共59页四压力表的安装 气气 上部上部 防堵防堵 汽汽 侧上部侧上部 防堵，防液，防气防堵，防液，防气 液液 侧下部侧下部 防堵，防汽防堵，防汽气气汽汽液液1、取压口的选择、取压口的选择第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第31页/共59页2导压管的敷设为了使导压管正确传递压力或压差，应作到：导压管长度小于50m，内径为6-10mm。对于水平敷设，导压管要有1:101:20的坡度，测量液体介质时下坡

26、，测量气体介质时上坡。3当被测介质易冷凝或冻结，必须加装伴热管后再行保温；当测量腐蚀性介质时，应加装隔离罐；当测量高温蒸气压力时，应加装冷凝盘管；测量含尘气体时，应加装灰尘捕集器；测量高于60度的介质时，应加装环行圈；四压力表的安装四压力表的安装第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第32页/共59页返回目录返回目录4、常见故障原因及处理、常见故障原因及处理故障现象可能原因处理方法压力无指示无电源检查电源接线，接通电源信号接线断路检找断点，重新接线压力指示跳动被测介质压力波动大关小阀门开度安装位置震动大可安装减震器或移到震动小的地方显示不变化导压管堵透通导压管导压管切断阀未打开打开切断阀显示误

27、差大变送器与仪表量程设置不一致重新设置量程检测元件损坏更换压力计零点量程调跑了重新调校压力计第二节第二节 压力测量仪表压力测量仪表第33页/共59页返回目录返回目录第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表【基本概念基本概念】 流量流量是单位时间内流经某一截面的流体数量。是单位时间内流经某一截面的流体数量。 体积流量体积流量：流体量以体积表示时称为体积流量。：流体量以体积表示时称为体积流量。 qv=uA 质量流量质量流量：流体量以质量表示时称为质量流量。：流体量以质量表示时称为质量流量。 qm=qv=uA【分类分类】 工业上常用的流量仪表可分为：工业上常用的流量仪表可分为： （1）速度式流量计：

28、）速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测以测量流体在管道中的流速作为测量依据来计算的仪表。如：差压式流量计、转子流量计、涡量依据来计算的仪表。如：差压式流量计、转子流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计、叶轮式流量计。街流量计、电磁流量计、超声波流量计、叶轮式流量计。 （2）容积式流量计：）容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定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、腰轮流量容积的数目作为测量依据。如：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计。计。 （3）质量流量计）质量流量计第34页/共59页返回目录返回目录一、孔板流量计一、孔板流量计 节流装置与差压变

29、送器配套测量流体的流量，节流装置与差压变送器配套测量流体的流量，孔板孔板是目前使用最广的一是目前使用最广的一种流量测量仪表。种流量测量仪表。 在节流装置中，应用最多的是在节流装置中，应用最多的是孔板、喷嘴、文丘利管孔板、喷嘴、文丘利管等。等。 根据能量守恒定律及流体连续原理，节流装置的流量公式可以写成：根据能量守恒定律及流体连续原理，节流装置的流量公式可以写成： Q=kP 取压方式：取压方式：角接取压、法兰取压、径距取压。角接取压、法兰取压、径距取压。 如果孔板反装，则所测流量如果孔板反装，则所测流量偏小偏小。第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表第35页/共59页转子流量计又称面积式流量计

30、或恒压降式流量计。转子流量计又称面积式流量计或恒压降式流量计。特点：特点：可以测量多种介质的流量，压力损失小而且稳定，反应灵敏，量可以测量多种介质的流量，压力损失小而且稳定，反应灵敏，量程较宽，结构简单，价格便宜，使用维护方便。程较宽，结构简单，价格便宜，使用维护方便。注意：注意：但转子流量计的精度受测量介质的温度、密度和粘度的影响，而但转子流量计的精度受测量介质的温度、密度和粘度的影响，而且仪表必须且仪表必须垂直垂直安装。安装。从流量公式可知，流量值与被测流体密度有关从流量公式可知，流量值与被测流体密度有关。为了便于成批生产，。为了便于成批生产，生产厂是在工业标准状态下（生产厂是在工业标准状

31、态下（20，0.10133MPa），用水或空气进行标度。，用水或空气进行标度。q对液体测量，仪表示值代表对液体测量，仪表示值代表20时水的流量时水的流量值。值。q对气体测量，则是代表对气体测量，则是代表20，0.10133MPa压力压力 下空气的流量值。下空气的流量值。实际使用时，须对指示值进行修正。实际使用时，须对指示值进行修正。第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表二、转子流量计二、转子流量计第36页/共59页三、漩涡流量计漩涡流量计（又称涡街流量计）是利用有规则的漩涡剥离现象漩涡流量计（又称涡街流量计）是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。精度高、测量范围宽、没有运动部件来测

32、量流体流量的仪表。精度高、测量范围宽、没有运动部件、无机械磨损、维护方便、压力损失小、节能效果明显。、无机械磨损、维护方便、压力损失小、节能效果明显。 卡门涡列卡门涡列 (a)圆柱涡列；圆柱涡列； (b)三角柱涡列三角柱涡列第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表第37页/共59页四、质量流量计直接测量单位时间内所流过的介质的质量直接测量单位时间内所流过的介质的质量,即质量流量即质量流量M。 质量流量计的最后输出信号只与介质的质量流量质量流量计的最后输出信号只与介质的质量流量M成比成比例例,这就能从根本上提高流量测量的精度这就能从根本上提高流量测量的精度,省去了烦琐的换省去了烦琐的换算和修正。

33、算和修正。 第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表第38页/共59页 超声波（超声波（频率在频率在20000HZ以上以上）流量测量属于非接触式测）流量测量属于非接触式测量。它通过发射超声波，穿过流动的流体，被接收后，经过信号处量。它通过发射超声波，穿过流动的流体，被接收后，经过信号处理反映出流体的流速。根据流速便能算出流量。理反映出流体的流速。根据流速便能算出流量。 超声波的测量有多种不同的方式。如：时差法、相差法、频超声波的测量有多种不同的方式。如：时差法、相差法、频差法等。差法等。第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表五、超声波流量计五、超声波流量计第39页/共59页v特点：超声波流量

34、计属非接触式测量，不会影响被测流体的流动状况。精度高，量程范围可达201。v要求流体清洁，以避免对超声波束的干扰。测量管前后要有足够长的直管段，以保证流速均匀。第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表五、超声波流量计五、超声波流量计第40页/共59页半导体应变片式靶式流量变送器半导体应变片式靶式流量变送器1靶；靶；2输出力杠杆；输出力杠杆； 3推杆；推杆； 4悬臂块；悬臂块；R1R4半导体应变片半导体应变片40v和差压式流量计相似和差压式流量计相似，流量和力是开方关系流量和力是开方关系。v可用于较小的雷诺数可用于较小的雷诺数状态，特别是于状态，特别是于高粘度高粘度的流体的流体，如重油、沥青等的

35、流量测量，如重油、沥青等的流量测量。v精度为精度为23%。第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表五、五、靶式流量计靶式流量计第41页/共59页411.工作原理工作原理椭圆齿轮流量计结构原椭圆齿轮流量计结构原理理通过椭圆齿轮流量计的通过椭圆齿轮流量计的体积流量体积流量04nVQ 2.使用特点使用特点 适用于适用于高黏度高黏度介质的流量测量。介质的流量测量。 测量精度较高，压力损失较小，测量精度较高，压力损失较小，安装使用也较方便。安装使用也较方便。 椭圆齿轮流量计的入口端必须加椭圆齿轮流量计的入口端必须加装装过滤器过滤器。 椭圆齿轮流量计的椭圆齿轮流量计的使用温度有一使用温度有一定范围定范围。

36、 椭圆齿轮流量计的结构复杂，加椭圆齿轮流量计的结构复杂，加工成本较高。工成本较高。 第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表五、椭圆齿轮流量计五、椭圆齿轮流量计第42页/共59页六、涡轮流量计涡轮流量计1涡轮；涡轮；2导流器；导流器；3磁电感应转换器；磁电感应转换器；4外壳；外壳；5前置放大器前置放大器优点优点 安装方便。安装方便。 测量精度高，可耐高压。测量精度高，可耐高压。 反应快，可测脉动流量。反应快，可测脉动流量。 输出信号为电频率信号，便于远传输出信号为电频率信号，便于远传，不受干扰。，不受干扰。 缺点缺点 一般应加一般应加过滤器过滤器。 安装时，前后要有一定的安装时，前后要有一定的

37、直管段直管段。 第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表第43页/共59页七、电磁流量计根据电磁感应原理，用于测量根据电磁感应原理，用于测量导电导电液体与浆液的体积流量。液体与浆液的体积流量。电磁流量计原理电磁流量计原理注意：注意：只能用来测量只能用来测量导电导电液体的流量，且导电率要求不小于水的导电率，不能液体的流量，且导电率要求不小于水的导电率，不能测量气体、蒸汽及石油制品等的流量。为了避免直流磁场产生的直流感应电势测量气体、蒸汽及石油制品等的流量。为了避免直流磁场产生的直流感应电势使电极周围导电液体电解，导致电极表面极化，而减小感应电势，一般采用使电极周围导电液体电解，导致电极表面极化，

38、而减小感应电势，一般采用交交流流励磁。励磁。 使用中要注意维护，防止电极与管道间绝缘的破坏。安装时要使用中要注意维护，防止电极与管道间绝缘的破坏。安装时要远离一远离一切磁源切磁源。不能有振动不能有振动。 第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表第44页/共59页测量导管内无任何阻碍物，因而被测流体的压力损失很测量导管内无任何阻碍物，因而被测流体的压力损失很小。小。可以测量各种导电液体的流量，如酸、碱、盐溶液，流可以测量各种导电液体的流量，如酸、碱、盐溶液，流体可以含有固体颗粒、悬浮物或纤维等。体可以含有固体颗粒、悬浮物或纤维等。输出信号与流量之间的关系输出信号与流量之间的关系不受流体的物理性质

39、（例温不受流体的物理性质（例温度、压力、粘度等）变化和流动状态的影响。度、压力、粘度等）变化和流动状态的影响。测量响应速度快，可用来测量脉动流量。测量响应速度快，可用来测量脉动流量。七、电磁流量计七、电磁流量计第第 三三 节节 流流 量量 仪仪 表表优优 点：点：第45页/共59页【概念概念】液位、料位以及界位总称为物位。液位、料位以及界位总称为物位。【分类分类】 物位测量仪表的种类很多，按液位、料位和界位来可分：物位测量仪表的种类很多，按液位、料位和界位来可分： 1、液位仪表：、液位仪表：浮力式（浮筒、浮球、浮标）、静压式（压力式浮力式（浮筒、浮球、浮标）、静压式（压力式、差压式）、电容式、

40、电感式、电阻式、超声波式、微波式等。、差压式）、电容式、电感式、电阻式、超声波式、微波式等。2、界位仪表：、界位仪表：浮力式、差压式、电极式、超声波式等。浮力式、差压式、电极式、超声波式等。3、料位仪表：、料位仪表：重锤探测式、音叉式、超声波式、激光式、放射性重锤探测式、音叉式、超声波式、激光式、放射性式等。式等。第四节第四节 液位测量仪表液位测量仪表第46页/共59页一、浮力式液位计（1）恒浮力式液位计如浮球、浮标式液位计。第四节第四节 液位测量仪表液位测量仪表（2）变浮力式液位计）变浮力式液位计如浮筒式液位计。如浮筒式液位计。第47页/共59页8 为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏

41、度大、易凝固等液体为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用法兰式差压变送器。液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用法兰式差压变送器。法兰式差压变送器测量液位示意图1法兰式测量头；2毛细管；3变送器二、差压式液位计二、差压式液位计第四节第四节 液位测量仪表液位测量仪表根据液体静力学原理，有：根据液体静力学原理，有：Pb=Pa+gH第48页/共59页 翻板液位计的翻板是由翻板液位计的翻板是由导磁导磁的薄铁皮制成。垂直排列，并各自能绕框架的薄铁皮制成。垂直排列，并各自能绕框架上的小轴翻转。翻板一面涂红漆，另一面涂银灰色漆。工作时，液位

42、计的连通上的小轴翻转。翻板一面涂红漆，另一面涂银灰色漆。工作时，液位计的连通管经法兰与容器相连通，构成一连通器。管经法兰与容器相连通，构成一连通器。连通器连通器中间有中间有浮标浮标，它随液位的变化，它随液位的变化而变化。浮标中间有一而变化。浮标中间有一磁钢磁钢，其位置正好与液面一致。当液位上升时，磁钢将，其位置正好与液面一致。当液位上升时，磁钢将吸引翻板，并将它们逐个翻转，使红的一面在外边；下降时，又将它们翻过来吸引翻板，并将它们逐个翻转，使红的一面在外边；下降时，又将它们翻过来，使银灰的一面在外边。即以颜色表示液位高低，十分醒目。，使银灰的一面在外边。即以颜色表示液位高低，十分醒目。三、翻板

43、液位计三、翻板液位计第四节第四节 液位测量仪表液位测量仪表第49页/共59页 原理：电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量 分类：有平极板式、同心圆柱式等等。 应用：它的适用范围非常广泛，对导电介质和非导电介质都能测量，此外还能测量有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。四、电容式液位计四、电容式液位计第四节第四节 液位测量仪表液位测量仪表第50页/共59页超声波液位计利用波在介质中的传播特性。超声波液位计按传声介质不同，可分为气介式、液介式和固介式三种；按探头的工作方式可分为自发自收的单探头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可以得到六种液位计的方案。五、超声波液位计五、超声波液位计第四节第四节 液位测量仪表液位测量仪表(a)气介式 (b) 液介式 (c)固介式单探头超声波液位计 第51页/共59页 原理：原理：射线的透射强度随着射线的透射强度随着。 吸收射线的能力：固体吸收射线的能力：固体液体液体气体气体应用的射线源主要是：应用的射线源主要是：Co60（钴）