化工仪表自动化培训

1、 化工检测仪表化工仪表自动化培训腾龙化学（漳浦）有限公司一、化化工测量量与仪表表检测与过过程控制制仪表（通常称称自动化化仪表）分类方方法很多多很多：根据能源源分：气气动、电电动、液液动、核核能等根据组合合：基地地式、单单元式、综合控控制根据安装装：现场场、盘装装、架装装根据是否否可引入入计算机机：智能能、非智智能根据仪表表信号形形式：模模拟仪表表、数字字仪表最通用的的分类是是按仪表表在测量量与控制制系统中中的作用用进行划划分：检测仪表表、显示示仪表、调节仪仪表、执执行器返回目录录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

2、、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、快开分类类返回目录录温度参数数是不能直接接测量的，一般般只能根根据物质质的某些些特性值值与温度度之间的的函数关关系，实实现间接测量量。工业上测测温的基基本原理理有：应用热膨膨胀原理理测温：双金属属温度计计应用压力力随温度度变化的的原理测测温：压压力式温温度计应用热阻阻效应测测温：热热电阻应用热电电效应测测温：热热电偶应用热辐辐射原理

3、理测温按工作原原理分：有膨胀式式、热热电阻阻、热电电偶以及及辐射等等。按测量方方式分：有接触式式和非接接触式两两类。一、温温度测量量仪表返回目录录1、原理热电偶温温度计是是基于热电效应应这一原理理测量温温度的；它的测温温范围很很广，可可测量-200160O范围，在在特殊情情况下，可测至至2800 的高温。【热电偶】2、特点测量精度度高，测测量范围围广，构构造简单单，使用用方便，不受大大小和形形状的限限制，外外有保护护套管，用起来来方便。第一节温温度测测量仪表表返回目录录3、热电偶偶的类形形8种标准化化热电偶偶：S：铂铑10-铂201300B：铂铑30-铂铑63001600 K：镍铬-镍硅-50

4、1000 J：铁-康铜-40750R：铂铑13-铂-01600 E：镍铬-康铜-401000 T：铜-康铜-40350【热电偶】第一节温温度仪仪表分类类4、冷端补补偿（1）补偿导导线概念念：在一定温温度范围围内（100以下）与与所连接接的热电电偶具有有相同或或十分相近的热热电特性性，其材料料也是廉廉价金属属，。（2）作用：无论是补补偿型还还是延伸伸型，补补偿导线线本身并并不能补补偿热电电偶冷端端温度的的变化，只是起起到热电电偶冷端延伸伸作用，改改变冷端端位置。在规定的的范围内内，由于于补偿导导线热电电特性不不可能与与热电偶偶完全相相同，因因而仍存存在一定定的误差差。第一节温温度仪仪表分类类【热

5、电偶】（3）补偿导导线的正正确选用用补偿导线线的使用用是以热电偶中中间温度度定律为依据的的。各种补偿偿导线只只能与相相应型号号的热电电偶配用用，使用用时正、负极必必须对应应。第一节温温度仪仪表分类类【热电偶】4、冷端补补偿【热电偶】第一节温温度仪仪表分类类5、对热电电偶冷端端温度补补偿冰点法计算修正正法；（查表，冷端温温度为0）仪表零点点校正法法补偿电桥桥法补偿热电电偶法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

6、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节温温度仪仪表分类类返回目录录【热电阻】1、热电阻阻材料实际应用用最广的的是铜、铂两种材料料，并已已列入了了标准化化生产。铂电阻（PT100）-200850铜电阻（Cu

7、50、Cu100）-50150热电阻是是中低温区最常用用的一种种温度检检测器。它的主主要特点点是测量量精度高高，性能能稳定。其中铂铂电阻的的测量精精度是最最高的，可作为为基准仪仪器。第一节温温度仪仪表分类类返回目录录2、常见故故障原因因及处理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温度仪仪表分类类压力单位帕/Pa兆帕/ M

8、Pa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1013250.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.359510-31.3158

9、10-310.01361.93410-21.333210-3水柱9.8061039.80610-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.8951036.89510-30.070310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501第二节压压力测测量仪表表7在压力测测量中，常有表表压、绝绝对压力力、负压压或真空空度之分分。p表P真P绝P绝大气压力线 零线图2-1绝对压力、表压、负压（真空度）的关系第二节压压力测测量仪表表一、压力力的表示示方法返回目录录二、压力力测量仪仪表的分分类

10、压力测量量原理可可分为液液柱式、弹性式式、电气气式、活活塞式等等。实际工业业应用中中，压力力检测仪仪表以弹性式和和电气式式为主。1、 弹性性式压力力计类型：弹弹簧管压压力计（可测高、中、低低压）、波纹纹管压力力计（测测微压、低压）及膜式式压力计计（低压压）等。特点：结结构简单单、使用用可靠、读数清清晰、价价格低廉廉，在工工业上广广泛应用用。第二节压压力测测量仪表表压力测量仪表液柱式弹性式电气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

11、要特点优点：精度高缺点：易碎 优点：结构简单、使用方便，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、压力力测量仪仪表的分分类第二节压压力测测量仪表表压力检测测方法及及仪表弹簧管拉杆指针中心齿轮扇形齿轮接头游丝刻度盘调整螺钉游丝和调调整螺钉钉有什么作作用呢？弹簧管压压力表1、弹性式式压力计计第二节压压力测测量仪表表1、检测元元件：弹弹簧管2、传送放放大部分分：扇形形齿轮和和中心齿齿轮3、游丝：克服变变差主要部件件1、弹性式式压力计计第二节压压力测测量仪表表弹性元件件1、弹性式式压力计计第二节压压力测测量仪表表扁圆形椭椭圆圆形半半圆形 弹簧管的的各种

12、横横截面图图21双圆形8字形厚厚壁扁扁圆形1、弹性式式压力计计第二节压压力测测量仪表表膜片膜盒22波纹管1、弹性式式压力计计第二节压压力测测量仪表表8它根据流体静力力学原理，将将被测压压力转换换成液柱柱高度进进行测量量。按其结构形式的不同 有U形管压力计、单管压力计等 优点精度高、结构简简单缺点易碎，测测量范围围较窄，一般用用来测量量较低压压力、真真空度或或压力差差。2、液柱式式压力计计二、压力力测量仪仪表的分分类第二节压压力测测量仪表表3、电气式式压力计计原理：通过机械械和电气气元件将将被测压压力转换换成电量量（如电电压、电电流、频频率等）。种类：（1）在弹簧簧管压力力表中附附加变换换装置：

13、霍尔片式式（霍尔尔效应）、电感感式（电电磁感应应）；（2）不许附附加变换换装置：应变片式式（应变变效应）、振弦弦式（压压力频率）。第二节压压力测测量仪表表组成一般由压压力传感感器、测测量电路路和信号号处理装装置所组组成。常常用的信信号处理理装置有有指示仪仪、记录录仪以及及控制器器、微处处理机等等。图2-5 电气式压力计组成方框图183、电气式式压力计计第二节压压力测测量仪表表19应变片式式压力传传感器利用电阻阻应变原原理构成成。电阻应变变片有金金属和半半导体应应变片两两类，被被测压力力使应变变片产生生应变。当应变变片产生生压缩（拉伸）应变时时，其阻阻值减小小（增加加），再再通过桥桥式电路路获得

14、相相应的毫毫伏级电电势输出出，并用用毫伏计计或其他他记录仪仪表显示示出被测测压力，从而组组成应变变片式压压力计。应变片压力传感器1应变筒；2外壳；3密封膜片3、电气式式压力计计第二节压压力测测量仪表表应变片式式压力传传感器压阻式压压力传感感器压阻式压压力传感感器利用单晶硅的的压阻效效应而构成。采用单晶晶硅片为为弹性元元件。当当压力发发生变化化时，单单晶硅产产生应变变，使直直接扩散散在上面面的应变变电阻产产生与被被测压力力成比例例的变化化，再由由桥式电电路获得得相应的的电压输输出信号号。工作原理理3、电气式式压力计计第二节压压力测测量仪表表压阻式压力传感器1基座；2单晶硅片；3导环；4螺母；5密

15、封垫圈；6等效电阻电容式压压力变送送器工作原理理先将压力力的变化化转换为为电容量量的变化化，然后后通过转转换、放放大部分分转换成成标准电电流信号号输出。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3、电气式式压力计计第二节压压力测测量仪表表它是根据据水压机机液体传传送压力力的原理理，将被被测压力力转换成成活塞上上所加平平衡砝码码的质量量来进行行测量的的。用途：校验各种种压力变变送器压力传感感器压力开关关差压变送送器数字压力力表等专专用压力力校验仪器器。 优点缺点测量精度度很高，允许误误差可小小到0.05%0.02%。结构较复复杂，价价格较贵贵。4、活塞式式

16、压力计计第二节压压力测测量仪表表三、压力力检测仪仪表的选选择1.仪表量程程选用为保证安安全性，压力较较稳定时时，最大大工作压压力不超超过仪表表量程的的3/4，压力波波动较大大时，最最大工作作压力不不超过仪仪表量程程的2/3。为保证准准确度，最小工工作压力力不低于于满量程程的1/3。第二节压压力测测量仪表表2仪表精精度的选选择根据在测测量时允允许的最最大测量量误差选选择仪表表，可根根据仪表表的精度度等级算算出用该该仪表测测量可能能引起的的最大示示值绝对对误差另外在选选择仪表表时不需需一味追追求高精精度，只只要满足足测量精精度要求求即可。弹簧管压压力表量量程和精精度系列列我国目前前弹簧管管压力表表

17、量程系系列：1,1.6, 2.5,4.0,6.0kPa以及10n倍精度系列列：0.005,0.02,0.05；0.1,0.2,0.5；工业表1.0, 1.5,2.5三、压力力检测仪仪表的选选择第二节压压力测测量仪表表例题：有有一压力力容器，压力范范围0.40.6MPa，压力变变化速度度较缓，不要求求远传。试选择择压力仪仪表（给给出量程程和精度度等级）测量该该压力，测量误误差不大大于被测测压力的的4%。根据最大工作压力根据最小工作压力被测压力的最大示值绝对误差所选仪表的基本误差所以可选选择量程程范围为为01.0MPa弹簧管压压力表可选择1.5级的压力力表三、压力力检测仪仪表的选选择第二节压压力测

18、测量仪表表3仪表类类型选择择（1）被测介介质的性性质，例例如，氧氧气、乙乙炔都有有专门的的测量仪仪表，对对腐蚀性性介质要要采用不不锈钢或或其他耐耐腐蚀的的材料。氧用压力力表：禁油（向向弹簧管管内注射射四氯化化碳或丙丙酮清洗洗）；乙炔用压压力表：禁止用铜铜垫片；氨用压力力表：弹簧管不不可用铜铜；（2）对仪表表输出信信号的要要求，例例如是否否需要为为电信号号（3）使用环环境（高高温、震震动、电电磁场）。三、压力力检测仪仪表的选选择第二节压压力测测量仪表表四压力力表的安安装气上部防堵汽侧上部防堵，防防液，防防气液侧下部防堵，防防汽气汽液1、取压口口的选择择第二节压压力测测量仪表表2导压管管的敷设设为

19、了使导导压管正正确传递递压力或或压差，应作到到：导压管管长度小小于50m，内径为为6-10mm。对于水水平敷设设，导压压管要有有1:101:20的坡度，测量液液体介质质时下坡坡，测量量气体介介质时上上坡。3当被测测介质易易冷凝或或冻结，必须加加装伴热热管后再再行保温温；当测测量腐蚀蚀性介质质时，应应加装隔隔离罐；当测量量高温蒸蒸气压力力时，应应加装冷冷凝盘管管；测量量含尘气气体时，应加装装灰尘捕捕集器；测量高高于60度的介质质时，应应加装环环行圈；四压力力表的安安装第二节压压力测测量仪表表返回目录录4、常见故故障原因因及处理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

20、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压压力测测量仪表表返回目录录第 三节节流流 量仪仪表表【基本概念念】流量是单位时时间内流流经某一一截面的的流体数数量。体积流量量：流体量量以体积积表示时时称为体体积流量量。qv=uA质量流量量：流体量量以质量量表示时时称为质质量流量量。qm=qv=uA【分类】工业上常常用的流流量仪表表可分为为：（1）速度式式流量计计：以测量流流

21、体在管管道中的的流速作作为测量量依据来来计算的的仪表。如：差差压式流流量计、转子流流量计、涡街流流量计、电磁流流量计、超声波波流量计计、叶轮轮式流量量计。（2）容积式式流量计计：它以单位位时间内内所排出出的流体体固定容容积的数数目作为为测量依依据。如如：椭圆圆齿轮流流量计、腰轮流流量计。（3）质量流流量计返回目录录一、孔板板流量计计节流装置置与差压压变送器器配套测测量流体体的流量量，孔板是目前使使用最广广的一种种流量测测量仪表表。在节流装装置中，应用最最多的是是孔板、喷喷嘴、文文丘利管管等。根据能量量守恒定定律及流流体连续续原理，节流装装置的流流量公式式可以写写成：Q=kP取压方式式：角接取压

22、压、法兰兰取压、径距取取压。如果孔板板反装，则所测测流量偏小。第 三节节流流 量仪仪表表转子流量量计又称称面积式式流量计计或恒压压降式流流量计。特点：可以测量量多种介介质的流流量，压压力损失失小而且且稳定，反应灵灵敏，量量程较宽宽，结构构简单，价格便便宜，使使用维护护方便。注意：但转子流流量计的的精度受受测量介介质的温温度、密密度和粘粘度的影影响，而而且仪表表必须垂直安装。从流量公公式可知知，流量量值与被被测流体体密度有有关。为为了便于于成批生生产，生产厂是是在工业业标准状状态下（20，0.10133MPa），用水或或空气进进行标度度。对液体测测量，仪仪表示值值代表20时时水的流流量值。对气体

23、测测量，则则是代表表20，0.10133MPa压力下下空气的的流量值值。实际使用用时，须须对指示示值进行行修正。第 三节节流流 量仪仪表表二、转子子流量计计三、漩涡涡流量计计漩涡流量量计（又又称涡街街流量计计）是利利用有规规则的漩漩涡剥离离现象来来测量流流体流量量的仪表表。精度度高、测测量范围围宽、没没有运动动部件、无机械械磨损、维护方方便、压压力损失失小、节节能效果果明显。卡门涡列 (a)圆柱涡列； (b)三角柱涡列第 三节节流流 量仪仪表表四、质量量流量计计定义直接测量量单位时时间内所所流过的的介质的的质量,即质量流流量M。优点质量流量量计的最最后输出出信号只只与介质质的质量量流量M成比例

24、,这就能从从根本上上提高流流量测量量的精度度,省去了烦烦琐的换换算和修修正。第 三节节流流 量仪仪表表超声波（频率在20000HZ以上）流量测测量属于于非接触触式测量量。它通通过发射射超声波波，穿过过流动的的流体，被接收收后，经经过信号号处理反反映出流流体的流流速。根根据流速速便能算算出流量量。超声波的的测量有有多种不不同的方方式。如如：时差差法、相相差法、频差法法等。第 三节节流流 量仪仪表表五、超声声波流量量计特点：超超声波流流量计属属非接触触式测量量，不会会影响被被测流体体的流动动状况。精度高高，量程程范围可可达201。要求流体清洁洁，以避免免对超声声波束的的干扰。测量管管前后要要有足够

25、够长的直管段，以保证证流速均均匀。第 三节节流流 量仪仪表表五、超声声波流量量计半导体应变片式靶式流量变送器 1靶；2输出力杠杆； 3推杆； 4悬臂块；R1R4半导体应变片40和差压式式流量计计相似，流量和力力是开方方关系。可用于较较小的雷雷诺数状状态，特特别是于于高粘度的流体，如重油油、沥青青等的流流量测量量。精度为23%。第 三节节流流 量仪仪表表五、靶式流量量计411.工作原理理椭圆齿轮流量计结构原理通过椭圆齿轮流量计的体积流量2.使用特点点适用于高黏度介质的流流量测量量。测量精度度较高，压力损损失较小小，安装装使用也也较方便便。椭圆齿轮轮流量计计的入口口端必须须加装过滤器。椭圆齿轮轮流

26、量计计的使用温度度有一定定范围。椭圆齿轮轮流量计计的结构构复杂，加工成成本较高高。第 三节节流流 量仪仪表表五、椭圆圆齿轮流流量计六、涡轮轮流量计计涡轮流量计1涡轮；2导流器；3磁电感应转换器；4外壳；5前置放大器优点安装方便便。测量精度度高，可可耐高压压。反应快，可测脉脉动流量量。输出信号号为电频频率信号号，便于于远传，不受干干扰。缺点一般应加加过滤器。安装时，前后要要有一定定的直管段。第 三节节流流 量仪仪表表七、电磁磁流量计计根据电磁磁感应原原理，用用于测量量导电液体与浆浆液的体体积流量量。电磁流量计原理注意：只能用来来测量导电液体的流流量，且且导电率率要求不不小于水水的导电电率，不不能

27、测量量气体、蒸汽及及石油制制品等的的流量。为了避避免直流流磁场产产生的直直流感应应电势使使电极周周围导电电液体电电解，导导致电极极表面极极化，而而减小感感应电势势，一般般采用交流励磁。使用中要要注意维维护，防防止电极极与管道道间绝缘缘的破坏坏。安装装时要远离一切切磁源。不能有振振动。第 三节节流流 量仪仪表表测量导管管内无任任何阻碍碍物，因因而被测测流体的的压力损损失很小小。可以测量量各种导导电液体体的流量量，如酸酸、碱、盐溶液液，流体体可以含含有固体体颗粒、悬浮物物或纤维维等。输出信号号与流量量之间的的关系不受流体体的物理理性质（例温度度、压力力、粘度度等）变变化和流流动状态态的影响响。测量

28、响应应速度快快，可用用来测量量脉动流流量。七、电磁磁流量计计第 三节节流流 量仪仪表表优点点：【概念】液位、料料位以及及界位总总称为物物位。【分类】物位测量量仪表的的种类很很多，按按液位、料位和和界位来来可分：1、液位仪仪表：浮力式（浮筒、浮球、浮标）、静压压式（压压力式、差压式式）、电电容式、电感式式、电阻阻式、超超声波式式、微波波式等。2、界位仪仪表：浮力式、差压式式、电极极式、超超声波式式等。3、料位仪仪表：重锤探测测式、音音叉式、超声波波式、激激光式、放射性性式等。第四节液液位测量量仪表一、浮力力式液位位计（1）恒浮力力式液位位计如浮球、浮标式式液位计计。第四节液液位测量量仪表（2）变

29、浮力力式液位位计如浮筒式式液位计计。8为了解决决测量具具有腐蚀蚀性或含含有结晶晶颗粒以以及黏度度大、易易凝固等等液体液液位时引引压管线线被腐蚀蚀、被堵堵塞的问问题，应应使用法法兰式差差压变送送器。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、差压压式液位位计第四节液液位测量量仪表根据液体体静力学学原理，有：Pb=Pa+gH翻板液位位计的翻翻板是由由导磁的薄铁皮皮制成。垂直排排列，并并各自能能绕框架架上的小小轴翻转转。翻板板一面涂涂红漆，另一面面涂银灰灰色漆。工作时时，液位位计的连连通管经经法兰与与容器相相连通，构成一一连通器器。连通器中间有浮标，它随液液位的变变化而变变化

30、。浮浮标中间间有一磁钢，其位置置正好与与液面一一致。当当液位上上升时，磁钢将将吸引翻翻板，并并将它们们逐个翻翻转，使使红的一一面在外外边；下下降时，又将它它们翻过过来，使使银灰的的一面在在外边。即以颜颜色表示示液位高高低，十十分醒目目。三、翻板板液位计计第四节液液位测量量仪表原理：电容式液液位计利利用液位位高低变变化影响响电容器器电容量量大小的的原理进进行测量量分类：有有平极板板式、同同心圆柱柱式等等等。应用：它的适用用范围非非常广泛泛，对导电介质质和非导电介介质都能测量量，此外外还能测测量有倾倾斜晃动动及高速速运动的的容器的的液位。四、电容容式液位位计第四节液液位测量量仪表超声波液液位计利利用波在在介质中中的传播播特性。超声波液液位计按按传声介介质不同同，可分分为气介式、液介式和固介式三种；按探头的的工作方方式可分分为自发自收收的单探探头方式式和收发分开开的双探探头方式式。相互组组合可以以得到