《中级仪表维修工培训教程》项目二 检测仪表

项目二检测仪表任务1温度检测与变送任务2压力检测与变送任务3流量检测与变送任务4物位检测仪表任务5成分分析任务1温度检测与变送知识准备一、温度测量的基本概念温度是表征物体冷热的程度的物理量。从微观上讲，温度表示物质内部分子热运动平均动能的大小。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。

1.经验温标借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用实验的方法或经验公式所确定的温标称为经验温标。常用的有摄氏温标、华氏温标等。因是开尔文提出来的，故又称为开尔文温标。热力学温标是一种理想温标，规定分子运动停止时的温度为绝对零度。温度单位为开尔文K)，大小定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。下一页返回任务1温度检测与变送

3.国际实用温标为了解决国际上温度标准的统一及实用问题，国际计量委员会在1968年建立了一种国际协议性温标，即IPTS-68温标。这种温标与热力学温标基本吻合，其差值符合规定的范围，而且复现性(在全世界用相同的方法，可以得到相同的温度值)好，所规定的标准仪器使用方便、容易制造。上一页下一页返回任务1温度检测与变送国际实用温度规定，建立温标的唯一基准点选用水的三相点。二、温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。工业上常用的温度检测仪表的分类见表2一1.1.膨胀式温度计热膨胀式温度计是利用液体、气体或固体热胀冷缩的性质测量温度。分为液体膨胀式温度计和固体膨胀式温度计两大类。1)玻璃管液体温度计组成:主要由玻璃温包、毛细管、工作液体和刻度标尺等组成。工作液:一般采用水银和酒精作为工作液，其中水银与其他液体相比有许多优点，如不茹附玻璃、不易氧化、测量温度高、容易提纯、线性较好、准确度高等。上一页下一页返回任务1温度检测与变送玻璃管液体温度计是应用最广泛的一种温度计，其结构简单、使用方便、准确度高、价格低廉。如图2一1所示，它主要包含玻璃温包、毛细管、工作液体和刻度标尺等。玻璃管液体温度计是利用了液体受热后体积随温度膨胀的原理。玻璃管温度计按用途分类，又可分为工业、标准和实验室用三种。标准玻璃温度计(图2一1是成套供应的，可作为检定其他温度计用，准确度可达0.05℃~0.10c;工业用玻璃温度计为了避免使用时被碰碎，在玻璃管外通常罩有金属保护套管，仅露出标尺部分，供操作人员读数，如图2-2所示。2)双金属温度计双金属温度计是利用两种膨胀系数不同的金属元件来测量温度的。上一页下一页返回任务1温度检测与变送双金属温度计是由两种膨胀系数不同的金属薄片叠焊在一起制成的测温元件，如图2-3(a)所示.为了提高仪表的灵敏度，工业上应用的双金属温度计是将双金属片制成螺旋形，如图2一3(b)所示。实际的双金属温度计的结构如图2一4所示，螺旋形双金属片的一端固定在测量管的下部，另一端为自由端，与指针轴焊接在一起。双金属片常被用作温度继电控制器、温度开关或仪表的温度补偿器。特点:双金属温度计结构简单、耐振动、耐冲击、使用方便、维护容易、价格低廉，适于振动较大场合的温度测量。3)压力式温度计压力式温度计的结构及工作原理如下。上一页下一页返回任务1温度检测与变送压力式温度计虽然属于膨胀式温度计，但它不是靠物质受热膨胀后的体积变化或尺寸变化反映温度，而是靠在密闭容器中液体或气体受热后压力的升高反映被测温度，因此这种温度计的指示仪表实际上就是普通的压力表。压力温度计的主要特点是结构简单，强度较高，抗振性较好。压力温度计的典型结构示意如图2一5所示。压力式温度计由充有感温介质的感温包、传递压力元件(毛细管)及压力敏感元件齿轮或杠杆传动机构、指针和读数盘组成。温包直接与被测介质接触，它应把温度变化充分地传递给内部的工作物质。与玻璃温度计相比，压力温度计具有强度大、不易破损、读数方便，但准确度较低、耐腐蚀性较差等特点。图2一6为典型的压力温度计外形图。上一页下一页返回任务1温度检测与变送目前生产的压力温度计根据充人密闭系统内工作物质的不同，可分为充气体的压力温度计和充蒸汽的压力温度计。(1)充气体的压力温度计。气体状态方程式pv=mRT表明，对一定质量m的气体，如果它的体积v一定，则它的温度T与压力p成正比。(2)充蒸汽的压力温度计。充蒸汽的压力温度计是根据低沸点液体的饱和蒸汽压只和其气液分界面的温度有关这一原理制成的。充蒸汽的压力温度计的优点是感温包的尺寸比较小，灵敏度高。其缺点是测量范围小，标尺刻度不均匀(向测量上限方向扩展)，而且由于充人蒸汽的原始压力与大气压力相差较小，故其测量精度易受大气压力的影响。压力式温度计是利用密封容器内的工作介质(气体、蒸汽或液体)随着温度的变化，压力发生改变的原理制成的。在使用、安装中要注意下面几个问题:上一页下一页返回任务1温度检测与变送(1)充气体或液体的压力式温度计的仪表读数不仅与温包的温度有关，而且受毛细管和弹簧管温度的影响，也就是受周围环境温度的影响，虽然采用了一定的补偿办法，但还不能使环境温度的影响得到完全的补偿。因此规定了使用时环境温度的变化范围。实际使用时要注意这个问题。(2)充液体的压力式温度计，液体的静压力就作用在压力计上，产生读数误差，应加以修正。(3)不宜测量接近于室温的温度。因为被测温度在室温附近波动，毛细管和弹簧管内的蒸汽一会儿汽化，一会儿冷凝，不能正确、及时反映温度的变化。(4)使用时温度一定不能超过其测量上限值。一旦超过后，温包内所有液体全部汽化，这时的蒸汽压力已不是饱和蒸汽压了，因此与温度响应关系发生了变化，测量结果肯定是不准确的，甚至还会由于蒸汽的剧烈膨胀而损坏仪表。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(5)压力式温度计的毛细管容易发生断裂和渗漏，安装时要注意不要铺设在容易被破坏和被磨损的地方。在选择适当位置稍微拉紧后，用夹子固定，并用角铁保护，转弯处不可成直角。毛细管不应与蒸汽管等高温热源靠近或接触。2.热电偶温度计热电偶温度计是众多温度计中，已形成系列化、标准化的一种，它能将温度信号转换成电动势。热电偶是工业中最常用的温度检测元件之一，具有如下特点:(1)它属于自发电型温度计，因此测量时可以不要外加电源，可直接驱动动圈式仪表。(2)测量范围大.(3)构造简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制，可按照需要选择。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(4)机械强度好，性能可靠，使用寿命长，安装方便。(5)测量精度高，各温区中的误差均符合国际计量委员会的标准。1)热电偶测温原理1821年，德国物理学家赛贝克(T.J.Seebeck)用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点(称为节点)，发现放在回路中的指南针发生偏转，如图2-7(a)所示。显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生，电动势的强弱与两个节点的温差有关。2)热电偶基本定律(1)组成定律。在热电偶回路中，如果A,B两导体材质相同，无论其冷热端温度是否相同，热电偶回路中总的热电势始终为零;如果热电偶冷热端温度相同，无论A,B导体的材质是否相同，热电偶回路中总的热电势仍为零。以上说明了热电势为零的条件。由此可知，热电偶的二电极材料不能相同，且测温时，二节点不能置于同一温度中。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(2)中间导体定律。根据这一定律，我们就可以在热电偶回路中接入各种显示记录仪表和连接导线等，要第三种导体连接点处的温度相同即可。(3)中间温度定律。(4)匀质导体定律。(5)标准电极定律。3)热电偶选型与设计(1)分度号及其选择。常用的标准化热电偶有以下几种:①铂锗10一铂热电偶(分度号为s)。②铂锗30一铂锗6热电偶(分度号为B)。上一页下一页返回任务1温度检测与变送③镍铬一镍硅(镍铝)热电偶(分度号为K)。④镍铬一铜镍热电偶(分度号为E)。⑤铜一铜镍热电偶(分度号为T)。热电偶分度号的选择主要针对使用条件，包括常用工作温度、最高工作温度、使用气氛(氧化、还原、中性)等因素。(2)结构形式及其选择。根据测量对象的不同，热电偶的结构形式是多种多样的。下面介绍几种典型的热电偶结构形式。①普通型热电偶。其应用最广，一般情况下都要选用这种热电偶，其结构组成如图2一8(a)所示。②铠装型热电偶。如图2一8(b)所示③薄膜型热电偶。薄膜热电偶如图2一9所示。上一页下一页返回任务1温度检测与变送④快速微型热电偶。电是一种一次性使用的专门用来测量钢水和其他熔融金属温度的热电偶，其结构如图2一10所示。(3)插入深度选择。热电偶测温时，沿其长度方向会产生热流，如果冷热端温差较大，就会有热损失产生，这将导致热电偶热端温度比被测实际温度偏低而产生测温误差。为了解决这种由热传导引起的误差，必须保证热电偶有足够的插入深度，插入深度至少应为保护管直径的8一10倍。4)安装与使用(1)安装位置。一般而言应把握以下几点:①热电偶应安装在温度较均匀且能代表欲测工作温度的地方。②热电偶不应装在离加热源或门太近的地方。上一页下一页返回任务1温度检测与变送③热电偶的安装应尽可能地避开强电场和强磁场，应远离仪表电源及动力电缆或采取相应的屏蔽措施，以防止由于外来因素干扰而造成测量误差。④应使热电偶热端与被测介质充分接触，不能装在被测介质很少流动的区域内(对流动介质而言)。⑤热电偶冷端尽量避免温度过高(一般不应超过1000c)。(2)安装方式。热电偶安装方式有水平、垂直和倾斜三种。水平安装的热电偶较易附着灰分和氧化物，如果长时间运行而未及时清理，则会引起测量滞后并使示值偏低，动态性能变差;垂直安装的热电偶表面粘积物要比水平安装少得多，故测量精度较高。(3)电极绝缘问题。除热端节点外，电极的其他部分应严格绝缘，如果绝缘不好或短路，将会引起测量误差甚至不能测量。安装和使用时，应检查热电偶两电极间的绝缘材料(如普通型的陶瓷管)是否完好。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(4)与补偿导线的连接。常用热电偶补偿导线见表2一2。使用时应注意:一是补偿导线型号与热电偶的分度号必须对应，绝不能用错;二是与热电偶的两连接点的温度应相同，且不得超过规定的使用温度(普通型小于1000C，耐热型小于2000C);三是补偿导线和热电偶都有正负极之分(可根据电极硬度、电极颜色或绝缘层颜色来区分)，连接时极性不能接反，否则将产生反补，使测量误差大大增加。(5)热阻抗的影响。热电偶因保护套管外表面附着灰分和氧化物产生的热阻抗不仅会增加热电偶的响应时间，使其反应滞后，同时还会使示值偏低，必须重点考虑，尤其是水平安装的热电偶。在使用过程中，应根据环境状况定期检查并清理，以保持热电偶保护管外部的清洁。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(6)热电特性变化的影响。热电偶经长期使用后，热电极会出现被腐蚀、氧化或晶格不均匀等现象，这将导致其热电特性发生变化，如变化显著，则会严重影响其示值准确性。解决这一问题的主要办法就是保护好热电偶接线盒，使接线盒的出线口和盖子都由橡胶垫片进行密封，防止丢失和损坏，这将会有效减缓热电特性发生变化的速度。5)冷端温度补偿热电偶冷热端电势可用关系式表示为热电偶有B,S、K,T,E等多种分度号，在实际应用中，首先必须选用与热电偶相配套的补偿导线将热电偶冷端延伸到控制室，然后再与变送、显示、记录、调节仪表或I/0接口等设备相连，系统原理示意如图2一11所示。上一页下一页返回任务1温度检测与变送冷端温度补偿通常由二次仪表或接口等设备完成，具体方法如下:(1)冰点法。冰点法是将补偿导线末端放入冰水混合物或零度恒温器中，这样，热电偶冷端的温度就是00C，可直接测出热端温度。

(2)恒温迁移补偿法。这种方法是根据补偿导线末端所处环境温度估计值的大小，人为将显示或记录仪表的零点调到该值。(3)热电势修正法。该方法是基于中间温度定律，即此法测量精确但工作烦琐，冷端温度变化频率较高时，测量效率难以保证实时性要求，故少用于工业现场，可应用于实验室测温或对带冷端补偿的二次仪表进行校验等。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(4)电桥补偿法。电桥补偿法是现场最常用的冷端补偿法之一，它是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度界，的变化对输出电势的影响，其原理如图2一12所示。采用补偿电桥法时必须注意下列几点:①所选冷端补偿器必须和热电偶配套;②补偿器接人测量系统时正负极性不可接反;③显示仪表的机械零位应调整到冷端温度补偿器设计时的平衡温度，如补偿器是按t0=20℃时电桥平衡设计，则仪表机械零位应调整到20℃处;④因热电偶的热电势和补偿电桥输出电压两者随温度变化的特性不完全一致，故冷端补偿器在补偿温度范围内得不到完全补偿，但误差很小，能满足工业生产的需要。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(5)二极管补偿法。热电偶冷端温度补偿电路，如图2一13所示。(6)集成温度传感器补偿法。这种方法是利用高性能半导体温度传感器实现测温和补偿的，其原理是由集成温度传感器测得冷端温度，再与热电偶所测温差叠加而得到热端温度。方法简单、精度高、功耗低、线性好、性价比高、方便易行。

(7)智能补偿法。在智能温度测控系统中，常用软件方法实现冷端温度补偿，如图2一14所示。6)热电偶常见故障原因及处理方法热电偶常见故障原因及处理方法见表2一3。7)一体化热电偶温度变送器(1)工作原理。一体化热电偶温度变送器是国内新一代超小型温度检测仪表。上一页下一页返回任务1温度检测与变送一体化温度变送器的特点是将传感器(热电偶)与变送器综合为一体。变送器的作用是对传感器输出的温度变化信号进行处理，转换成相应的标准统一信号输出，送到显示、运算、控制等单元，以实现生产过程的自动检测和控制。它的原理框示意如图2一15所示。(2)一体化热电偶温度变送器的结构。一体化热电偶温度变送器的变送单元置于热电偶的接线盒里，取代接线座。安装后的一体化热电偶温度变送器外观结构如图2一16所示。变送器模块采用全密封结构，用环氧树脂浇注，具有抗震动、防腐蚀、防潮湿、耐温性能好的特点，可用于恶劣的环境。变送器模块外形如图2一17所示。上一页下一页返回任务1温度检测与变送一体化热电偶温度变送器的安装与其他热电偶安装要求基本相同，但特别要注意感温元件与大地间应保持良好的绝缘，否则将直接影响检测结果的准确性，严重时甚至会影响仪表的正常运行。3.热电阻温度计热电阻温度计主要用于测量温度以及与温度有关的参量。按热电阻性质不同，可分为金属热电阻和半导体热电阻两大。前者仍简称热电阻，而后者的灵敏度比前者高十倍以上，所以又称为热敏电阻。1)热电阻的测量原理温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻力增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增大，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。上一页下一页返回任务1温度检测与变送2)热电阻温度计的测量电路热电阻温度计的测量电路常用电桥电路，由于工业用热电阻安装在生产现场，离控制室较远，因此热电阻的引线对测量结果有较大影响。为了减小或消除引线电阻的影响，目前，热电阻引线的连接方式经常采用三线制或四线制。

(1)三线制(图2一18)。在电阻体的一端连接两根引线，另一端连接一根引线，此种引线形式称为三线制。当热电阻和电桥配合使用时，这种引线方式可以较好地消除引线电阻的影响，提高测量精度，所以工业热电阻多半采用这种方式。(2)四线制(图2一19)在电阻体的两端各连接两根引线称为四线制，这种引线方式不仅消除连接线电阻的影响，而且可以消除测量电路中寄生电动势引起的误差。这种引线方式主要用于高精度温度测量。上一页下一页返回任务1温度检测与变送3)常用热电阻的种类及结构(1)铂热电阻。铂的物理、化学性能非常稳定，是目前制造热电阻的最好材料。铂电阻主要作为标准电阻温度计广泛应用于温度基准、标准的传递。(2)铜热电阻。由于铂是贵重金属，因此，在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，普遍采用铜电阻进行温度的测量，测量范围一般为-50℃~150℃。在此温度范围内线性关系好，灵敏度比铂电阻高，容易提纯、加工，且价格便宜，复现性能好。但是铜易于氧化，一般只用于150℃以下的低温测量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。与铂相比，铜的电阻率低，所以铜电阻的体积较大。热电阻的结构:工业用热电阻的结构形式如图2-20所示，主要包括电阻体支架、电阻丝、引线、保护套管、绝缘瓷管和接线盒等部分。上一页下一页返回任务1温度检测与变送对于电阻体支架，为保证测量精度，对其要求为膨胀系数要小，以防止对热电阻丝产生应力;绝缘性能好;机械强度高;耐高温;对热电阻丝不起侵蚀作用。绝缘套管和保护套管的作用和材料与热电偶的类似。连接电阻体引出端和接线盒之间的线称为内引线。和恺装热电偶相似，热电阻也有恺装结构。恺装热电阻的组成和特点与恺装热电偶基本相同。目前还研制生产了薄膜型铂热电阻，如图2一21所示。4)应用问题(1)应根据测温范围及被测温度场气氛等因素选择热电阻的类型和规格参数。(2)安装地点应避开加热源和炉门，接线盒处的环境温度应相对恒定且不超过1000C。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(3)热电阻最好垂直安装，一方面可防止其高温下弯曲变形，另一方面其表面粘积物要比水平安装少得多，这样可缩短测量滞后时间，提高测量精度。(4)热电阻的插入深度应大于其保护套管外径的8一10倍，具体数值可根据现场情况确定。(5)使用中应保持电阻丝与保护套管之间具有良好的绝缘，以防带来测量误差，甚至使仪表不能正常工作。5)一体化热电阻温度变送器(1)工作原理。一体化热电阻温度变送器与一体化热电偶温度变送器一样，将热电阻与变送器融为一体，将被测温度转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V/I转换器计算处理后转换成4~20mADC的标准信号输出。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(2)一体化热电阻温度变送器的结构。一体化热电阻温度变送器的变送模块与一体化热电偶温度变送器一样，也置于接线盒中，热电阻与变送器融为一体组装，消除了常规耐温方式中连接导线所产生的误差，提高了抗干扰能力。采用一体化结构形式的两线制热电阻温度变送器，现场安装时将变送器直接安装在恺装式的热电阻传感器的接线盒内。根据被测对象的温度和不同的环境条件，分为两种结构形式，如图2-22所示。4.辐射式温度测量系统物体处于绝对零度以上时，其内部带电粒子的热运动会以电磁波的形式向外辐射能量，这就是热辐射。热辐射电磁波的波长可涉及红外、可见及紫外光区，但主要是在红外区(波长在0.8~15μm)。上一页下一页返回任务1温度检测与变送光纤辐射测温系统如图2一23所示。由探头(光学系统)、光纤、探测器、信号处理系统及显示仪表等组成。光纤辐射测温系统的关键部件是探头，它对拾光大小和测量灵敏度起决定性的作用。这种探头的结构主要有直接藕合式和透镜藕合式两种，如图2一24所示。5.温度测量仪表的选择与安装1)温度测量仪表选择的一般原则(1)根据被测温度的高低和温度变化范围选择温度测量仪表的测量范围(量程)。(2)根据被测温度的精度要求，选择温度测量仪表的精确度等级。(3)根据被测介质的特性(腐蚀性、氧化性、还原性)选择感温元件及保护套管，如选择不当，则会增大测量误差、缩短仪表使用寿命。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(4)根据被测温度随时间变化的速度选择温度传感器的时间常数。(5)按照经济合理、有利管理的原则，所选温度测量仪表的生产厂家及类型不宜过多，以减少备品备件数量，方便维护及管理。温度测量仪表的选用原则示意如图2-25所示。2)温度测量元件的安装感温元件在管道或设备上安装时应注意以下问题。(1)感温元件与被测介质能进行充分的热交换。(2)感温元件应与被测介质形成逆流。(3)避免热辐射所产生的测温误差。(4)避免感温元件外露部分的热损失所产生的测温误差。①要有足够的插入深度。上一页下一页返回任务1温度检测与变送②必要时，为减少感温元件外露部分的热损失，应对感温元件外露部分进行适当的保温，可加装保温层。(5)避免热电偶与火焰直接接触。用热电偶测量炉膛温度时，应避免热电偶与火焰直接接触，否则必然会使测量值偏高。同时，应避免把热电偶装置在炉门旁或与加热物体距离过近之处，其接线盒不应碰到被测介质的器壁，以免热电偶冷端温度过高。(6)感温元件安装必须保证其密封性。感温元件安装于负压管道(设备)中(如烟道中)必须保证其密封性，以免外界冷空气袭人，而降低测量指示值。也可用绝热物质(如耐火泥或石棉绳)堵塞空隙。(7)安装压力表式温度计的温包时，除要求其中心与管道中心线重合外，尚应将温包自上而下垂直安装，同时毛细管不应受拉力和机械损伤。上一页下一页返回任务1温度检测与变送(8)热电偶、热电阻的接线盒出线孔应向下，以防因密封不良而使水汽、灰尘与脏物等落入接线盒中影响测量。(9)避免引入干扰。(10)水银温度计只能垂直或倾斜安装，同时需观察方便，不得水平安装(直角形水银温度计除外)，更不得倒装(包括倾斜安装)。(11)感温元件的安装应确保安全、可靠。为避免感温元件的损坏，应保证其具有足够的机械强度。感温元件的机械强度还与其结构形式、安装方法、插入深度以及被测介质的流速等诸因素有关，必须予以考虑。①凡安装承受压力的感温元件，都必须保证其密封性。②高温下工作的热电偶，其安装位置应尽可能保持垂直，主要是防止保护管在高温下产生变形。若必须水平安装时，则不宜过长，且应装有用耐火茹土或耐热合金制成的支架。上一页下一页返回任务1温度检测与变送③在介质具有较大流速的管道中，安装感温元件时必须倾斜安装。为了避免感温元件受到过大的冲蚀，最好能把感温元件安装于管道的弯曲处(即肘管处)。④如被测介质中有尘粒、粉物，为保护感温元件不受磨损，应加装保护屏(如煤粉输送管中)或加装保护管(如硫酸厂焙烧沸腾炉，在热电偶外再加装高铬铸铁保护外套管)。⑤在安装瓷和氧化铝这一类保护管的热电偶时，其所选择的位置应适当，不致因加热工件的移动而损坏保护管。在插入或取出热电偶时，应避免急冷急热，以免保护管破裂。⑥在薄壁管道上安装感温元件时，需在连接头处加装加强板。⑦当介质工作压力超过10MPa时，必须加装保护外套。上一页下一页返回任务1温度检测与变送⑧在有色金属管道上安装时，凡与工艺管道接触(焊接)以及与被测介质直接接触的部分，其有关部件(如连接头、保护外套之类)均需与工艺管道同材质，以符合生产要求。(12)感温元件的安装应便于工作人员工作。(13)加装保护套管。接触式温度计在管道设备上的安装图例可参阅有关仪表的安装手册。例如，热电偶，热电阻在管道设备上的安装如图2-26所示。任务实施二、热电偶热电偶不仅在使用前要进行检定，而且在使用一段时间后还要进行检定，以确定其误差大小。上一页下一页返回任务1温度检测与变送新制造的热电偶通过检定，可以确定其是否符合国家标准中所规定的技术条件，标准化工业用热电偶通过检定可确定它对分度表的偏差。而非标准化工业用热电偶通过检定可确定它的热电势与温度的对应关系。目前，我国将各热电偶分成下列几个等级来实现温标的传递工作。(1)基准铂锗10一铂热电偶，它分为两等，即一等和二等。各等级热电偶逐级进行量值传递。(2)铂锗30一铂锗6标准热电偶组，它主要是为检定高温热电偶而建立的。它也下设一等和二等热电偶，也是逐级量值传递的。标准铜一康铜热电偶是通过一等铂电阻温度计来进行量值传递的。所谓对工作基准铂锗10一铂标准热电偶的分度，就是确定它在铜、锑、锌三个凝固点温度下的电势值。上一页下一页返回任务1温度检测与变送工作热电偶(除铂锗10一铂热电偶外)在整百摄氏度点上被测定，测出它们的热电势然后与标准分度表规定的热电势进行比较，以确定其是否合格。检定点上的炉温则以标准热电偶测定。热电偶的检定步骤和检定周期按国家计量检定系统表和检定规程进行。三、热电阻为确保热电阻测温的准确性，应按检定规程的规定，定期对热电阻感温元件进行检定。检定项目包括:装配质量和外观检查;绝缘电阻的检测R0、R100及Rt

的检定;稳定度检定。检定时所需仪器和设备包括:二等标准铂电阻温度计(或二等标准水银温度计);成套工作的0.02级测温电桥，直流低电势电位差计或其他同等准确度的电测设备;冰点槽;水沸点槽或油恒温槽:水沸点槽插孔之间的最大温差不大于0.010C。上一页下一页返回任务1温度检测与变送标准、工业用热电偶、热电阻的检定多数是在检定室或试验室完成。四、温度变送器目前，DDZ一111型温度变送器是常用的热工仪表之一，其技术要求有:①基本误差:应符合表2-4、表2-5的规定;②回程误差:温度变送器的回程误差不得超过允许基本误差限的绝对值;③线性度:温度变送器的线性度应符合仪表的基本误差要求。1.校准用的标准计量器具标准计量器具的允许基本误差限应小于或等于被校变送器允许误差限的1/3，校准用的标准计量器具及相关参数见表2一6。

2.检定项目和校准接线(1)外观检查。①变送器的外壳及外露部件表面覆盖层、面板及铭牌均应光洁完好，使用中的变送器不得有严重的剥落及损伤等影响计量性能的缺陷。上一页下一页返回任务1温度检测与变送②铭牌应标明制造厂名或厂标、变送器名称、型号、编号、制造年月。专用型变送器还应标明测量范围、准确度等级及配用传感器分度号。③接线端子板应有接线标志。④紧固件不得有松动现象，可动部分应灵活可靠。(2)绝缘电阻:输出端对机壳大于20MΩ;电源输入端子对机壳或对输出端大于50MΩ。(3)接线:热电偶温度变送器按图2-27接线;热电阻温度变送器按图2-28接线。3.校准方法校准前应调好变送器的零点和量程。根据温度变送器的规格、型号分别选择校准用标准器和配套设备，并按图2-27或图2-28接线。上一页下一页返回任务1温度检测与变送4.校验案例(1)校验一台热电阻分度号为Cu50，测量范围为一50℃一150℃的DDZ一111型温度变送器。校验前先做好变送器外观、绝缘电阻测试等工作后，按图2一27接线，然后按如下步骤校验。①检查接线正确后送电观察几分钟。②从热电阻分度表上查有关温度点对应的电阻值。③零点校验。④测量上限校验。⑤刻度误差校验。(2)如有一台热电偶分度号为K，测量范围为100℃一500℃的DDZ一111型温度变送器，请叙述校验步骤。上一页下一页返回任务1温度检测与变送校验前先做好变送器外观、绝缘电阻测试等工作后，按图2一26接线。然后按如下步骤校验。①接好线路后检查是否正确，暂不通电。用玻璃温度计测量室温(假设当时室温为200C)。②从热电偶分度表上查有关温度点对应的毫伏值。③将变送器通上电源，并稳定几分钟。④零点校验。⑤测量上限校验。⑥刻度误差校验。上一页返回任务2压力检测与变送知识准备一、概述压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证生产正常运行，必须对压力进行监测和控制。但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。在压力测量中，常有绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。二、压力的测量与压力计的选择压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等。1.就地压力指示当压力在2.6kPa~69MPa时，可采用膜片式压力表、波纹管压力表和波登管压力表。下一页返回任务2压力检测与变送2.远距离压力显示若需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变送器，也可用电气压力传感器。当压力范围为140一280MPa时，则应采用高压压力传感器。当高真空测量时可采用热电真空计。3.多点压力测量进行多点压力测量时，可采用巡回压力检测仪。若被测压力达到极限值需报警时，则应选用附带报警装置的各类压力计。正确选择压力计除上述几点考虑外，还需考虑以下几点。(1)量程的选择。根据被测压力的大小确定仪表量程。

(2)精度选择。根据生产允许的最大测量误差，以经济、实用的原则确定仪表的精度级。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(3)使用环境及介质性能的考虑。(4)压力表外形尺寸的选择。三、压力、差压测量1.U形液柱压力计U形液柱压力计以液体静力学原理为基础，利用一定高度的液柱对底面产生的静压力与被测压力(或压力差)相平衡的原理，通过液柱高度得知被测压力大小的一种仪表，这种压力计通常用水或水银作为工作液，可用于低压、负压及压力差测量，如锅炉一次风压力即采用此压力计来测量。测量原理如图2-29所示。

U形液柱压力计结构简单、使用方便，且有比较高的准确度，因工作液密度和重力加速度都可精确得到，故测量误差主要取决于对液柱高度的读数，又因工作液毛细现象的影响，其绝对误差可达2mm，读数要给予考虑。上一页下一页返回任务2压力检测与变送

U形液柱压力计的应用问题有:压力计应垂直固定于专用工作台上，并应避免过热、过冷及振动等;测量较大的压力时，可选水银等密度较大的工作液，而测量较小的压力时，可选水或乙醇等密度较小的工作液，而且，为了方便读数，可根据工作液的性质，在其中添加适量颜料或着色剂;从取压口到压力计间的距离应尽量短，一般在3~50m;为减小视值误差，必须正确读取U形管内液面位置，必要时可采用辅助设施(如放大尺、光学读数装置或游标卡尺等);应定期检查玻璃管和连接软管，以防泄漏现象发生。2.弹性式压力计弹性式压力计是利用弹性元件受压后产生弹性形变的原理工作的。所用弹性元件及规格不同，可测压力范围也会不同。常用的弹性元件有弹簧管(又称波登管，有单圈弹簧管和多圈弹簧管之分)、波纹膜片和膜盒、波纹管等。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(1)膜片、膜盒压力计。(2)弹簧管压力计。(3)波纹管压力计。(4)应用问题。①在使用过程中，测量的平稳压力不得超过仪表满刻度的3/4，测量的脉动压力不得超过仪表满刻度的2/3;②被测介质压力有脉动或激烈变化时，应加装缓冲器或弯管，以使压力变得比较平缓;③当被测介质会对仪表零件造成腐蚀时，应安装充满中性液体的隔离容器，且中性液体不会与被测介质发生化学反应。3.应变式压力传感器应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的。上一页下一页返回任务2压力检测与变送图2一30为应变式压力传感器的结构示意。4.压电式压力传感器压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础的。这些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形时，其表面上会产生电荷;若将外力去掉后，它们又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。而具有这种压电效应的物体称为压电材料或压电元件。常见的压电材料有石英、钦酸钡、错钦酸铅等。这种压力传感器的特点:体积小，结构简单，不需外加电源，灵敏度和响应频率高，适用于动态压力的测量，广泛地应用于空气动力学、爆炸力学、发动机内部燃烧压力的测量等。压电式传感器的结构如图2一31所示。上一页下一页返回任务2压力检测与变送5.压力(差压)变送器测量系统1)压力(差压)变送器压力(差压)变送器是把被测压力(差压)转换成标准信号(4一20mADC)的测量装置。压力(差压)变送器主要由感压元件和信号调理电路组成。根据感压元件转换原理不同，压力(差压)变送器可分为力平衡式、电容式、扩散硅电子式等，目前应用较多的是电容式和扩散硅电子式，力平衡式已经淘汰。下面对电容式和扩散硅电子式作简要介绍。电容式压力(差压)变送器以差动电容作为感压元件，如图2一32所示，这种传感器具有结构简单、灵敏度高、非线性误差小等优点。扩散硅电子式差压(压力)变送器采用硅杯压阻传感器作为感压元件，它具有体积小、重量轻、结构简单、稳定性好和测量精度比较高等特点。上一页下一页返回任务2压力检测与变送这种变送器的感压元件由两片研磨后胶合成杯状的硅片组成，如图2一33所示的硅杯。2)测量系统采用压力(差压)变送器的压力测量系统如图2-34所示，由取压口、导压管、压力变送器、配电器及显示、记录或控制仪表等组成。四、压力、差压测量仪表的选择与安装1)压力、差压测量仪表选择的一般原则压力、差压测量仪表的种类和型号很多，选择时应根据被测压力的大小、被测介质的特点及现场环境条件等诸多因素综合考虑。(1)根据被测压力(差压)的大小及变化范围来选择仪表测量范围，并应留有一定的余地。(2)精度等级的选择。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(3)仪表类型的选择。2)压力、差压测量仪表安装的一般原则压力、差压测量仪表的安装应以确保检测的准确性、安全性及运行维护的方便性为原则，具体内容包括取压口选择、导压管安装及压力计安装等。(1)取压口选择。取压口是被测对象上引出被测压力信号的开口，其选择必须具有代表性，应能真实反映被测压力的变化，并要便于维护和检修。取压口应按下述原则选择:①取压口应选择在被测介质直线流动的直管段部分，不能选在管道拐弯、分叉、死角或易形成旋涡的地方;②当管道中有突出物(如温度传感器套管等)时，取压口应选在突出物的上流方向一侧;上一页下一页返回任务2压力检测与变送③取压口必须在阀门或挡板附近时，如选在其前，则取压口与阀门或挡板间的距离应大于2D(D为管道内径);如选在其后，则取压口与阀门或挡板间的距离应大于3D;④测量液体介质压力时，取压口应选在管道横截面的下侧部分，以防导压管内积气，但也不能选在底部，以免沉积物堵塞取压口;⑤测量气体介质压力时，取压口应选在管道横截面的上侧部分，以防气体中析出的液体进入导压管，影响测量精度，而对于水蒸汽压力测量，由于导压管内总是充满凝结水，故应按液体压力测量办法处理。(2)导压管安装。导压管的作用是将被测介质的压力从取压装置传递到压力计，导压确保被测压力真实、可靠传递的重要条件。导压管路的敷设与安装应按如下原则进行:①为避免产生大的测量延迟，导压管路应尽可能短而直，且不能有急弯或复杂的弯曲;上一页下一页返回任务2压力检测与变送②导压管路总长一般不应超过60m，内径一般为6~10mm;③水平敷设的导压管路应有3%以上的坡度，以防管内积水(对于气体介质)或积气(对于液体介质)，并在相应位置设置排水或排气阀;④导压管路应敷设在便于维护、不易受机械损伤及温度相对恒定的地方，不能埋于地坪内;⑤应避免将导压管路敷设在振动大、高温或低温环境中，如遇可能发生冻结的环境，则必须在导压管表面敷设保温管路并设置保温层;⑥在与仪表的连接侧应焊接一小段无缝钢管或铜管，对于小压力或负压力(如炉膛压力)，也可用长度不大于400mm的胶皮管(如医用乳胶管)连接;⑦导压管路敷设好后，应很好地固定，尤其是检测高压或脉动压力的管路;应根据实际情况设置压缩空气源等导压管路吹扫装置。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(3)压力计安装。压力计的安装应以确保测量数据准确、可靠，且便于运行维护人员观察、记录及维护为原则。一般规则如下:①压力计必须经计量检定合格后方可安装;②安装环境条件(温度、湿度、振动、灰尘、腐蚀性、电磁干扰及光线等)应符合压力计使用说明书所规定的相应要求;③在压力计与导压管的连接处，应根据被测介质的温度、压力等物理化学特性加装密封垫片(如石棉垫、铝垫、退火紫铜垫或铅垫等);④室外露天安装的压力计应加装专用保护罩或保护箱，以防损坏仪表;⑤如压力计与取压口不在同一水平线，则应对压力计的零点进行修正。上一页下一页返回任务2压力检测与变送任务实施一、选择压力仪表校验用的设备和信号源压力仪表除按说明书和一般方法校验外。在精度校验时，应按其不同使用条件分别采用如下设备和信号源进行校验。(1)校验测量范围小于0.1MPa的压力表时，宜采用仪表空气作为信号源，与测量范围相适应的标准压力表进行比较。(2)测量范围大于0.1MPa的压力表应用活塞式压力计加压，与标准压力表或标准祛码相比较。当使用砧码比较时，应在砧码旋转的情况下读数。(3)校验真空压力表时，应用真空泵产生真空度，与测量范围相适应的液柱压力计或标准真空表比较。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(4)校验禁油压力表应用专用校验设备和工具，或在被校压力表与活塞式压力计之间安装一套油水隔离器，严禁压力表与油接触。(5)膜盒式压力表和吸力计的精度校验，宜用大波纹管微压发生器，用补偿式微压计作标准表。二、压力计的校验将被校压力计与标准压力计通以相同的压力，用标准压力计的示值作为真值，比较被校压力计的示值，以确定被校压力计的误差、精度、变差等性能。所选标准压力计的允许最大绝对误差起码应小于被校压力计允许最大绝对误差的1/3。认为标准压力计的读数就是真实压力的数值。压力计的校验仪器为活塞式压力计。上一页下一页返回任务2压力检测与变送1.压力发生部分压力发生部分是一种螺旋液压泵。工作液一般用变压器油或蓖麻油。2.测量部分如图2-35所示，测量活塞及砧码将被顶起而稳定在某一平衡位置上时，可由砧码确定压力。测量的操作步骤如下。(1)压力计应放在工作台上，使用前校准水平，调整底螺钉，使气泡水平仪的气泡位于中间位置。(2)压力计的工作环境温度为20℃士5℃，周围空气不得含有腐蚀性气体。祛码放置平稳，且环境须干燥。(3)使用前，用汽油清洗压力计各部分，在手摇泵和测量系统中注满传压介质，并排净空气。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(4)旋转手摇泵手轮，检查油路的畅通，确认没有问题，装上被检压力表。(5)检定压力表的操作步骤如下。①打开油杯阀，逆时针旋转手轮，使活塞缸充满油。②关闭油杯阀，打开被检表阀及祛码托盘阀，顺时针旋转手轮，产生初压，使托盘升起，到与指示板上端平齐为止。③增加祛码，使之产生所需的检验压力。增加祛码时，应不断转动手轮，以免托盘下降;操作时，必须使托盘及珐码以不小于30r/min的初角速度按顺时针旋转，借以克服摩擦阻力的影响。④检验完毕，左旋手轮，逐步卸去珐码;最后打开油杯阀，卸去全部珐码。(6)检验完毕将压力表拆下，拆卸时注意安全，防止被检表的跌落。上一页下一页返回任务2压力检测与变送(7)活塞杆、活塞筒、托盘和祛码必须为同一压力计配套使用，不能互换。三、差压(压力)变送器1.差压(压力)变送器的技术要求其技术要求包括以下几项。

(1)外观。①变送器的铭牌应完整、清晰、应注明产品名称、型号、规格、测量范围等主要技术指标，高、低压容室应有明显标记。还应标明制造厂的名称或商标、出厂编号、制造年月。②变送器零部件应完整无损，紧固件不得有松动和损伤现象，可动部分应灵活可靠。上一页下一页返回任务2压力检测与变送③新制造的变送器的外壳、零件表面涂覆层应光洁、完好、无锈蚀和霉斑。内部不得有切屑、残渣等杂物。使用中和修理后的变送器不允许有影响使用和计量性能的缺陷。(2)密封性。变送器的测量部分在承受测量上限压力(差压变送器为额定工作压力)时，不得有泄漏和损坏现象。(3)基本误差。变送器的基本误差应符合表2一7的规定。(4)回程误差。变送器的回程误差不得超过允许基本误差限的绝对值。(5)当负载电阻在0~1.5kΩ变化时，变送器的输出电流变化不应超过允许基本误差的绝对值。(6)对测量氧气的变送器，使用前必须进行脱脂，并杜绝接触油类。(7)绝缘电阻。输出端对机壳电阻大于20MΩ;电源输入端子对机壳或对输出端电阻大于50MΩo上一页下一页返回任务2压力检测与变送(8)输出交流分量。输出为0一l0mA的变送器，在200取样电阻两端的交流电压有效值应不大于20mA输出为4~20mA的变送器，在250SL取样电阻两端的交流电压有效值应不大于50mV(力平衡式应不大于150mV)。(9)绝缘强度。在环境温度为15℃一350C，相对湿度为45%一75%时，变送器各端子之间施加下列频率为50Hz的正弦交流电压，历时1min，应无击穿和无飞弧现象。2.差压(压力)变送器的校准用标准计量器具标准计量器具的允许基本误差限应小于或等于被校变送器允许误差限的1/3，输出电流的测量可采用标准电流比较法或电位差计补偿法进行。校准用的标准计量器具及相关参数见表2一8。上一页下一页返回任务2压力检测与变送3.差压(压力)变送器的检定项目和校准接线(1)检查项目。差压(压力)变送器的检查项目见表2-9。(2)校准接线。差压(压力)变送器校准接线如图2一36所示。4.差压（压力)变送器的校准方法1)差压(压力)变送器的基本误差按图2-36接线无误后通电预热30mino校准前应先调好变送器的零点和量程，但零值误差不得超过基本误差的1/2。校准时按表2-10确定的差压值依次输入差压测量信号，并读取升压时各点的输出电压信号，达到最大差压值时保持差压信号1min，然后逐渐下降至最小值，并记录各校准点输出电压值。上一页下一页返回任务2压力检测与变送变送器各校准点的误差绝对值(即输出电压测量值与输出电压标准值之差的绝对值)，均应不超过最大允许基本误差的绝对值。2)回程变差变送器在升压和降压时各校准点输出电压值之差的绝对值为回程变差，该值均不得超过最大允许基本误差的绝对值。3)恒流特性当负载电阻分别为0;500Ω;1kΩ;1.5kΩ时，变送器输出电流变化均不得超过允许基本误差绝对值。上一页返回任务3流量检测与变送知识准备一、概述1.流量的概念流量是指流经管道或设备某一截面的流体数量。(1)瞬时流量。单位时间内流经某一截面的流体数量称为瞬时流量。①体积流量是提单位时间内流过某一截面的流体体积。②质量流量是指单位时间内流经某一截面的流体质量。(2)累计流量。累积流量是指一段时间内流经某一截面的流体数量的总和，也称急量。2.流量测量仪表的分类流量测量仪表按流量测量原理分，可分为以下几类。下一页返回任务3流量检测与变送(1)速度式流量计。(2)容积式流量计。(3)质量式流量计。二、流量测量流量测量方法很多，常用的测量方法有差压式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、超声波流量计及质量流量计等。具体介绍如下。1.差压式流量计差压式流量计是基于被测流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时在节流装置前后产生的压力差与流量间的定量关系来检测流体流量的。它的突出特点是结构简单、坚固耐用、工作可靠、适应范围广、标准节流件不需单独标定等。上一页下一页返回任务3流量检测与变送1)节流原理流体在装有节流装置的管道中流动时，会在节流装置前后的管壁处产生静压力差，这种现象称为节流原理。具有一定能量的流动流体在经过管道中的节流装置(此处以孔板为例)时，由于节流装置的流通面积比管道的流通面积小，如图2一37(a)所示，这样，流体的流动截面面积就突然变小，流束收缩，流速增大，挤过节流孔;之后，由于流束不断扩大，致使流速逐渐减小至节流前的大小。图2-37(b),(c)分别表示了在节流装置前后流体的速度和静压力的分布情况。2)流量基本方程式流量基本方程式是定量地表示节流装置的输出差压与流量之间的数学关系的方程式。上一页下一页返回任务3流量检测与变送流量基本方程式是以节流原理、伯努利方程式和流体流动连续性方程式为理论依据推导出来的。体积流量方程式为3)节流装置常用的节流装置分标准节流装置和非标准节流装置两种，标准节流装置又有孔板、喷嘴、文丘里管、文丘里喷嘴等，非标准节流装置有1/4圆喷嘴、双重孔板、圆缺孔板(1/2,1/4)等，标准节流装置可按相关标准进行设计、制造、安装和使用，而非标准节流装置则必须针对具体情况进行单独设计、标定、制造。标准孔板的结构形式如图2一38所示，它是应用最广泛的差压式节流装置。上一页下一页返回任务3流量检测与变送4)取压方式不同的节流装置应采用不同的取压方式，我国国家标准GB2624-1993规定:标准孔板的取压方式有角接取压、法兰取压和径距取压(D一D/2取压)。其中角接取压又分环室取压和单独钻孔取压。几种取压方式如图2一39所示。5)测量系统的构成及原理采用孔板的流量测量系统如图2一40所示，图(a)为采用流量变送器的流量测量系统示意，该变送器包含了开平方功能;图(b)为采用差压变送器的流量测量系统示意，在配电器后需加开方器。6)应用问题(1)节流装置前后必须有足够长的直管段，一般孔板前为10一20D，孔板后为SD(D为管道内径)。具体数值可见表2一l1。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(2)节流装置的几何尺寸必须符合设计要求。(3)节流装置的开孔必须与管道的轴线同心，且节流装置前后长度为2D的管道内不得有任何凸出物(如测温装置等)。(4)孔板安装方向必须正确，即流体从圆柱形一侧流入，从圆锥形一侧流出。如果装反，则显示值比实际值偏小。(5)导压管路应尽量短，且其走向必须符合有关的规范要求，必要时必须安装集气器、排气阀或排污阀等。(6)被测介质应充满管道，流速应尽量平稳，且通过节流装置时不发生相变。(7)被测介质在节流装置前后应始终保持单向流体。(8)使用中要保证导压管路畅通，并不得泄漏，要根据待测介质定期进行排气或排污。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(9)测量如人工煤气等易引起节流装置几何尺寸变化甚至堵塞的介质流量时，必须进行定期清刷。2.电磁流量计电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律工作的流量测量仪表。电磁流量计的特点主要有:①无节流装置，无可动部件，结构简单，反应灵敏，性能可靠;②输出信号与被测流量呈线性关系，且在一定范围内不受被测介质的物理特性(如温度、压力、密度、勃度等)的影响;③测量范围宽，且在一定范围内可随意改变量程，其量程比一般为10:1,流速范围一般为1一6m/s(也可扩展到0.5一10m/s);④可测量含固体颗粒、悬浮物或酸、碱、盐溶液等具有一定电导率的液体体积流量，并可进行双向测量;⑤可根据被测介质的物理化学性能选择合适的衬里和电极材料，耐腐蚀性好;上一页下一页返回任务3流量检测与变送⑥安装方便，变送器可以水平安装，也可以垂直安装，且对直管段要求较低(直管段不能太短，否则会使流速分布不均匀，进而产生较大的测量误差);⑦使用寿命长，维护简单方便;⑧不能用来测量气体、蒸汽、石油等非导电性流体的流量;⑨使用温度和压力不能太高;⑩流速过低时，干扰信号的影响会非常明显，这将产生很大的测量误差，流速下限一般不得低于0.3m/s。1)电磁流量计的基本原理电磁流量计(EMF)的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中做切割磁力线运动时，在其两端产生感应电动势。对于电磁流量计，如图2一41所示，当导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动时，在与流向和磁场垂直方向上会产生感应电动势，此感应电动势的方向可由右手定则来判断，其大小与流量成正比的。上一页下一页返回任务3流量检测与变送2)电磁流量计测量系统电磁流量计由传感器和转换器两部分组成，再加上流量显示、记录或累积仪即可构成电磁流量计测量系统，如图2-42所示。3)电磁流量计的应用问题研究电磁流量计测量误差产生的原因及相应的解决办法尤为重要，具体分析如下。(1)待测液体中含有气泡。解决办法:①更换安装位置，最好将变送器垂直安装，以预防液体流过电极时形成气泡而造成测量误差;②如安装位置不易更换，可在流量计上游安装集气器，定期排气。(2)待测液体非满管。解决办法:①尽量将电磁流量计安装在自下而上流动的垂直管道上;上一页下一页返回任务3流量检测与变送②很多情况下电磁流量计水平安装，此时应安装在管道最低端，且电极轴线应平行于地平线(否则处于低位的电极易被沉积物覆盖);③传感器应安装在泵的下游、控制阀的上游，以防止测量管内产生负压;④传感器安装口应有一定的背压，别离直接排放口太近;⑤现在已有新型电磁流量计，可用来测量非满管等自由表面自由流动液体流量，如市政工程下水、工业废水排放计量等。(3)待测液体电导率剧变。解决办法尽量从流量计下游注入化学物质，如果必须从上游注入时，则要在上游装上足以完成化学反应或保证物料充分混合的直管段或反应器，以保证混合分布足够均匀。(4)待测液体电导率太低。解决办法:①选用其他满足要求的低电导率电磁流量计，如电容式电磁流量计;②选用其他原理流量计，如孔板等。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(5)空间电磁波等干扰。解决办法:①尽量远离强磁场(如大电机、大变压器和电力电缆附近);②尽量缩短电缆长度;③采用屏蔽和接地措施，包括采用符合要求的屏蔽电缆和将电缆单独穿在接地钢管内(不能与电源线同穿于一根管内)，并将变送器的外壳、变送器两端的管段、屏蔽线、等单独接地，以防因地电位不等而引入干扰。(6)传感器接地。(7)测量管内有附着层。解决办法:①尽量选用如玻璃或聚四氯乙烯等难附着沉淀的衬里;②定期清洗，可采用机械法或化学法;③流速不低于2m/s，最好提高到3一4m/s以上，这样在一定程度上可起到自动清洗管道的目的，防止茹附沉淀。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(8)待测液体非对称流动。解决办法:①上游有足够的直管段(SD以上，视具体情况而定)，以保证流速按同心圆分布;②流量计内径应与上下游一定范围内的管道内径相同，否则会使流速分布不均匀;③如果上游直管段不足，可安装流量补偿装置，这样只能作部分补偿。(9)连接电缆问题。解决办法:①电缆越短越好，其长度应在允许的范围之内，最大长度由待测液体电导率、屏蔽层数、分布电容及导体横截面面积等决定;②应避免中间接头，末端应处理好、连接好;③尽量使用规定型号的电缆。(10)电极及衬里材料选择问题。(11)励磁稳定性问题。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(12)待测液体流速问题。(13)混合相流体流量测量问题。(14)电极与励磁线圈对称性问题。(15)安装点振动问题。3.旋涡流量计旋涡流量计又称涡街流量计，它是利用有规律的旋涡剥离现象来测量流体流量的，具有工作可靠、准确度高、测量范围宽、无运动部件、压力损失小和维护方便等特点，可以用来测量各种液体、气体和蒸汽的流量。1)基本原理在管道中垂直于流体流动方向插入一根非流线形的阻流体(也叫旋涡发生体)，当流体的雷诺数达到一定数值时，就会在阻流体的两侧交替地产生两列平行且有规则的旋涡，如图2-43所示。上一页下一页返回任务3流量检测与变送2)旋涡频率的测量旋涡频率的测量可采用热、电、声等多种方法，如热敏检测法、压力检测法、电容检测法、超声检测法等，这些方法是利用敏感元件把旋涡处的压力、流速及密度等的周期性变化转换为周期性的电信号，然后经放大整形等处理后得到方波脉冲，最后由二次仪表显示、记录或累积。图2-44(a)是一种检测方法，它是根据旋涡发生处流体的流速与压力会周期性变化的特征工作的。测量旋涡频率的另一种方法如图2-44(b)所示。3)测量系统构成旋涡流量计测量系统由传感器、转换器及显示/记录仪等组成。上一页下一页返回任务3流量检测与变送4)应用问题旋涡流量计的安装要求主要包括:传感器前后要有足够长的直管段;传感器可以水平或垂直安装，当垂直安装时，应使待测流量自下而上流动，以保证流体充满管道;不能将变送器安装于有冲击或振动的管道上，以免影响测量精度;周围环境温度及腐蚀性气体含量等指标应符合仪表要求。4.超声波流量计超声波流量计是利用超声波来测量流体流量的。1)超声波流量计的特点(1)超声波流量计的优点如下所述①非接触测量，在管道内部无测量部件，故不改变流体流动状态，不产生压力损失，且安装使用方便;上一页下一页返回任务3流量检测与变送②测量结果不受被测流体茹度、电导率及腐蚀性等因素的影响，可测各种气体和液体的流量，适应范围广;③可测大口径管道内的流体流量，甚至包括河流流量;④输出信号与流量呈线性关系;⑤量程比较宽，最高可达5:10(2)超声波流量计的缺点如下所述。①结构比较复杂，成本较高;②超声波在流体中的传播速度会随流体温度变化而变化，这会对测量结果产生较大影响，必要时应予以补正;③流体中的气泡或杂音会对测量结果产生较大影响，使用时应注意。2)超声波流量计测量原理上一页下一页返回任务3流量检测与变送利用超声波测量流量的方法有多种，比较典型的有时差法、相差法、频差法、多普勒频移法及声速偏移法等。(1)时差法。如图2-45所示。(2)相差法。(3)频差法。3)应用问题应用问题主要包括:待测流体中不能含有过多的杂质和气泡，且私度不能太大;待测流体必须充满整个管道;传感器前后至少要有前10D、后5D的直管段;必须对超声波速度进行精确的温度补偿;视现场情况，对不同管道、不同流速及不同私度的介质进行雷诺数补偿。5.质量流量计质量流量是指在单位时间内流经管道某一横截面的流体质量。用来测量质量流量的仪表称为质量流量计。上一页下一页返回任务3流量检测与变送在一般情况下，对于液体而言，可以将已测得的体积流量乘以密度换算成质量流量;对于气体，则须经上述换算和温压补正后方可得到比较准确的质量流量，这种方法通常称为推导式(外补偿式)，它又可分为温度压力补偿式和密度补偿式两种，该方法虽然会因被测介质工况的变化而给检测、计量带来误差，但因为其突出的优点，目前还是应用最广泛的质量流量测量方法，如火电厂的生水量、除盐水量、锅炉给水量、锅炉蒸汽量、燃气量等都是采用这种方法测量。测量质量流量的另一种方法是使用直接式(内补偿式)质量流量计，它可直接测得单位时间内被测介质的质量，无须换算，且其最终输出信号与被测介质的温度、压力、密度、私度等无关。直接式质量流量计具有测量精度高、稳定性好、量程比宽、价格高等特点。这种流量计在石化行业应用比较多，尤其是在厂际间物料计量方面应用比较广泛。上一页下一页返回任务3流量检测与变送目前，直接式质量流量计又可分为热力式、科氏力式、动量式和差压式等，在多种直接式质量流量检测方法中，基于科里奥利力的科氏力质量流量计是目前最为成熟，发展较快，应用较多的一种直接式质量流量计。科氏力质量流量计测量系统一般由传感器、变送器及指示累计器三部分组成。传感器是基于科里奥利效应制成的，其结构形式有直管、弯管、单管和双弯管之分，图2一46所示为双弯管示意，传感器与被测管路相连，流体按箭头方向从双弯管内通过。6.容积式流量计容积式流量计主要有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计。(l)椭圆齿轮流量计的工作原理(图2一47)。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(2)腰轮流量计组成与原理。其测量部分由壳体及一对表面光滑无齿的腰轮构成，在腰轮与壳体、上下盖板内壁之间形成“计量室”。容积式流量计的安装(图2一48):容积法测量流量受流体物性影响较小，故检测精度较高。但结构复杂，加工制造较困难，成本较高。7.流量测量仪表的选择与安装流量测量装置的选择与安装是关系流量测量准确性和仪表使用寿命的重要条件。选择的一般原则介绍如下:(1)类型选择。(2)量程选择。(3)精度等级选择。上一页下一页返回任务3流量检测与变送任务实施一、智能流量计1.技术要求(1)输入信号的技术要求包括如下内容。①流量信号②压力信号③温度信号(2)输出信号(3)输入阻抗(4)负载电阻(5)输出反应时间上一页下一页返回任务3流量检测与变送(6)基本误差(7)回程误差2.校准用标准计量器具标准设备的允许误差限应小于或等于被校仪表允许误差的1/3。校准用标准计量器具见表2一12。3.检定项目和校准接线(1)外观检查;(2)参数设定检查:接线无误后，通过仪表的各个功能键来检查所有参数是否正确;(3)校准接线:配感温器件为热电偶的智能流量计校准接线示意如图2-49所示;配感温器件为热电阻的智能流量计校准接线示意如图2-50所示。上一页下一页返回任务3流量检测与变送4.校准方法(1)温度校准。(2)压力校准。(3)流量校准。按表2一13调整可调恒流源相应的输入电流信号，按初始输入信号同一方向增加或减小信号，逼近校准点，依次给出测量范围的0%,25%,50%,75%,100%,105%,100%,75%,50%,25%,0%，观察显示屏温度的显示值，看是否符合仪表的允许误差和回程误差要求。(4)输出模拟量校准。当压力、温度、流量调整完毕之后，检查输出模拟量可按表2一14对应关系校准，结果应符合仪表允许误差和回程误差要求。上一页下一页返回任务3流量检测与变送二、开方器和开方积算器1.开方器和开方积算器的技术要求(1)表体整洁，积算器数码清晰。

(2)基本误差。仪表开方输出电压和记数频率的允许基本误差应符合表2一15的规定。(3)开方积算器小信号切除应符合下述要求。①对输入信号而言，小信号切除点应在1.020一1.040V范围内，其中输入信号等于1.040V时，不允许切除。切除后开方输出电压等于1V，并停止计数;②小信号一切除过程中，不允许开方输出值有缓慢变化现象。(4)开方输出指示刻度误差。上一页下一页返回任务3流量检测与变送①开方积算器开方输出指示表刻度误差应不超过其指示范围上、下限之差的士2.5%;②开方器基本误差不超过输出信号范围上、下限之差的士0.5%。2.校准用标准计量器具及相关参数(1)标准计量器具的允许基本误差限应小于或等于被校表允许误差限的1/3。(2)校准用标准计量器具及相关参数，见表2一16。3.检查项目和校准接线(1)外观检查;(2)绝缘电阻应符合:仪表的接线端子对外壳电阻应大于20MSL;电源输入、输出端子对外壳或对输出端子电阻应大于50MΩ;上一页下一页返回任务3流量检测与变送(3)基本误差校准:按图2一51所示的开方器和开方积算器校准示意接线无误后，接通电源预热30min进行校准。4.校准方法(1)仪表开方输出电压误差校准。(2)开方积算器基本误差校准(3)小信号切除性能试验。(4)开方输出指示表示值误差检查。三、当工艺介质密度改变时，用BT200对涡轮流量计修改密度将BT200通信线与接线端子正确连接。(1)按ON/OFF键，按ENTER出现仪表位号，按F4，通过按V键选择SET1，按ENTER。(2)通过按键，选择B08项，该项为密度。上一页下一页返回任务3流量检测与变送(3)输入密码0000，按ENTER，这时即可改密度，然后按两次ENTER。(4)再按F4，选择B14项，改密度。(5)继续按>键，直到B60出现SELFCHECKGOOD为止。上一页返回任务4物位检测仪表知识准备一、静压式液位计静压式液位计是根据液柱静压与液柱高度成正比的原理工作的液位计，它利用测得的液体的静压推知其液位的高度，这种方法也叫静压法。1.敞口容器液位测量常用以下方法测量。

(1)差压(压力)变送器测量系统。这类系统中，变送器的正压室接容器底部的取压