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文档简介

眼-

-

-

-

化工仪表学习交流2、

表3、

表目

录1、

化工仪表基础知识5、

表4、

流量检测及仪表第

识仪

识一

标仪

识1.

精确度〔简称精度相对百分误

差δ=△fmax/range目前我国生产的仪表常用的精度等级

:0.005、0.02、

0.05、

0.1、

0.2、

0.4、

0.5、1

.

0、1

.

5、2

.

5、4

.

0等是指在外界条件不变的情况下,用同一仪表

被测

范围内进

行正

(

逐渐由大到小测量时,被测量值正行和反行所

线

.仪

识2.

差仪

识3.

限灵

线

这个

.灵敏限:

是指引起仪表指针发生动作的被测参数的

.〔

用对于数字仪表,分辨力是指数字显示器的最

字间隔

表的

.仪

识4.分辨力仪

识5.

线

度线

线

线

线

.仪

识6.反

间当用仪表对被测量进行测量时,被测量

突然变化以后,仪表指示值总是要经过

一段时间后才能准确地显示出来.电动仪表的优点:

电动仪表是以电为能源,信号之间联系比较方便,适宜于远距离传送和集中控制;便于与计算机联用;现在电动仪表可以做到防火、防爆,更有利于电动仪表的安全使用

.电动仪表的缺点:电动仪表一般结构较复杂;易受温度、湿度、

电磁场、放射性等环境影响.仪

识二

类1.按

仪表使用的能源分类:气

表液

表电

仪表仪

识2.

按信息的

得、

类>检

测仪

表>显

表>集

表>控

表>执

器仪

识3.按仪表的组成形式分类◆

表基地式仪表:

将测量、

显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里,从而形成一个整体,并且可就地安

装的的一类仪

表.◆

表单元组合仪表:

以统一的标准信号,将对参数的测量、变送、显示及控制等各

种能

工作的单元仪

表〔简称单元,例如变送单元、显示单元、控制单元等相互联系而组合起来的一种仪表仪

识三

号仪表工位号:参数符号+功能符号+数字,

TIC2

310A.十

R:

;I:

;T:

;式

G:

视参数符号F:流量;

L:

液位;P:

;T:

E:电

;H:

;V:

;英

文二

母功

号A:

C:

Q:

CV:

力数

字129仪

表位

号数字第

表压力检测的意义还不局限于自身,有些其他参数的测量,如物位,流量等往往是通过测量压力或压差来进行的,即测出了压力或压差,便

.压

表压

表1.

位〔1常见压力单位国际单位制〔SI---帕〔Pa,工

---at标

---atm毫米汞柱---mmHg毫米水柱---mmH20Psig

磅/平方英寸(表压力,poundper

squareinch,gaugePsia(绝对压力磅/平方英寸square

inch,absolute(pounds

per压

表〔2常见压力单位的换算1Pa=1

N/m281

MPa1

bar=0.1

MPa1

mmH₂O=9.81×10-6MPa1

mmHg=1.333×10-3MPa1atm=0.1013

MPa1bar≈14.5psilpsi≈6.895kPa09Pa06²1c1ga11M压

表2.

表弹

广

一种

器压

表3.

弹性

计弹性元件弹性式压力计弹

管压

表转

理弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件,在被测介质压力的作用下,使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表.具有结构简单、使用可靠、读数清晰、

牢固

可靠、价格低廉、

测量范围宽以及有足够的精

度等优点。可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。压

表〔

1转换原理优点原理压

表〔

2

件岂

几门

几(d)(a)(b)(c)(e)1—弹簧管2—拉杆3—扇形齿轮4—中心齿轮5—指针6—面板7—游丝8—调节螺钉9—接头压

表压

表4.

表测压原理:它是通过机械和电气元件将被测压力转换

成电量

力n

点家笔或进行测是的仪表.压力

传感器

电量

测量线路

指示器记录仪

控制器辅助电源应

:反应较快

测量范围较广测量范围较广

可测7×10-5Pa至5×102MPa的压力,精度可达0.2

%

,

便

.压

表△U(b)测量桥路应变式压力传感器化

7

0

7

作(c)受力示意图(a)

结构图p压

表5.

用一类型选择一功能:

显示、报警、记录、传送〔数字、模拟一介质条件:温度、腐蚀性、粘度、脏污程度、易燃易爆

;如:

氨气表防腐,氧气表禁油.一现场环境条件:

温度、震动、

电磁场等.一量程与盘面大小一测量稳定压力Pmax≤2/3

量程<上限>,

Pmin≥1/3量程;一测量脉动压力Pmax≤1/2

量程;测高压Pmax≤3/5

量程.一盘面大小应方便安装和观察.压

表6.

压力表

装〔1测压点的选择◆要选在被测介质直线流动的管段部分,不要选在管路拐

弯、分叉、死角或其他易形成漩涡的地方.◆测量流动介质的压力时,应使取压点与流动方向垂直,取

压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持齐平,不应有

凸出物或毛刺.◆测量液体压力时,取压点取压点应在管道下部,使导压管

内不积存气体;测量气体时,取压点应在管道上方,使导压管

.压

表〔2导压管铺设◆导压管粗细要合适,

一般内径为6~10mm,长度应尽可

能短,最长不超过50m,以减少压力指示的迟缓,如超过

50m,应选用能远距离传送的压力计.◆导压管水平安装时应保证有1:10~1:20的倾斜度,以利

于积存于其中之液体〔或气体的排出.◆当被测介质易冷凝或冻结时,必须加设保温伴热管线.◆取压口到压力计之间应装有切断阀,以备检修压力表

时使用.切断阀应装设在靠近取压口的地方.压

表〔3压力计的安装口压力计应安装在易观察和检修的地方;口安装地点应力求避免震动和高温影响;口针对被测介质的不同性质

〔高温、低温、腐蚀、结晶、沉淀等,要采取相应的防热、防腐、防冻、防堵等措施

.第

表·为

?温

表1.

温度单

位摄氏温标:所用标准仪器是水银玻璃温度计.分度方法是规

定在

标准大气压力下,水的冰点为零度,沸点为100度,单

位为'℃'

.华氏温标:标准仪器是水银温度计,选取氯化铵和冰水

混合物的温度为零度,单位为F'.热力学温标:以绝对零度作为计算起点的温度.即将水三

相点的温度准确定义为273.16K后所得到的温度,过去也

曾称为绝对温度.单位为'K'.·

摄氏温度和华氏温度的关系:T

F=1.8t℃+32

〔t为摄氏温度数,T为华氏温度数·摄氏温度和开尔文温度的关系:K=℃+273.15两

系温

表2.

温度

法接触式

量特点:

单、

靠、

较高.

但由

要达到热平衡,因而产生了滞后.而且可能与

.

不能

温度

.非接触式测量

(辐射热特点:其测温范围很广,其测温上限原则上

不受限制;

测温速度比较快,而且可以对运

动体进行测量,但一般测温误差较大.膨胀式温度计接触式测量仪表

热电偶温度计热电阻温度计按测量方式分类

辐射温度计(非接触式测量仪表

{亮度温度计比色温度计温

表3.

类〔

1

热电

理由两种不同的导体〔或半导体A、B

组成的闭合回路,当接点1、

2处于不同温度时,回路就会出现电动势,称为热电动势,简称为热电势.这一由温度产生电动势的现象称为热电现象.这两根

(

.4.热

计温

表温

表热电势是由温差电势和接触电势组成.温差电势温差电势是由于一根导体两端温度不同而产生的热电动势.

设t≥tO,eA<t,tO>称为温差电势.eA<t,tO>的大小取决于两端温差和电子密度.温

表·

接触电势·

是由于两种材料电子密度不同而产生的电势.t+++一一CAE(t)eAB<t>

电●

NA>NB.势

.AB温

表·

热电势●

两种不

势EAB<t

,tO>.●

t>t0,NA>NB,

.en(t,to)温

表当保持材料确定的条件下,热电势只与t有关,只要

测出EAB<t,tO>就可求出温度t的数值.常

把t

称为热

端、

端、

;把t0称为冷端、

自由端、参考端.在冷端,电流从导体A流向导体B,

则A称为正热电

极,B称为负电极.温

表热电

计工

图热电势mV热

极A左端称为:测

量端(工作端、

端热电极B右端称为:

自由端(参

考端、冷端温

表〔2

补偿导线使用时应注意:补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用;不得

;补偿导线与热电偶连接点的温度,不得超过规定的使用温

范围

;两连接点温度必须相同.温

表偶

题冷端

0℃的方

法冷端温度修正方法E〔t,tO=E<t,t1>+E<t1,tO>E〔t,t1=E<t,tO>-E<t1,tO>补

法补

法〔

3

电◆◆温

表〔4热电极材料的选择对热电极材料的要求:物理性能稳定,能在较宽的温度范围内使用,其热电特

性不随时间变化;化学性能稳定,不易氧化和电极间不相互渗透;热电势和热电势率要大〔温度变化1℃引起的热电势

变化,热电势与温度间呈线性关系;复制性好,以便互换;价格便宜,加工方便.温

表只有满足上述要求的材料才能制成热电偶.但实际上,

很难找到全部满足上述要求的电极材料,只能根据所

使用的条件范围,选择合适的热电极材料.纯金属电极:

热电极容易复制,热电势率小;

当两电极

是由两种纯金属组成时,热电势率平均为20μV/℃,所

以热电偶的两电极很少均采用纯金属.非金属电极:

电势率大〔可达1000μV/℃

,熔点高,复现

稳定

.合金电极:

热电性质和工艺性能介于两者之间.常用的热电偶一般是用纯金属与合金相配,或是合金与

.温

表〔

5

偶标

应用

广泛、能

成批生产、性能优良且稳定并已列入专业或国家工业标准化文件中的那些热电偶.·K型<测温范围:-200℃--1250°℃>镍铬-镍硅热电偶<K型>·J

型<测温范围:0℃--750℃>

铁-铜镍<康铜>热电偶<J型>·

E型<测温范围:

-200℃--900℃>镍铬-铜镍<康铜>热电偶<E型

>·T

型<测温范围:

-250℃

--350℃>铜-铜镍<康铜>热电偶<T

型>·

B型<测温范围:0℃

--1700℃>

铑3

0

-

6

热电

偶<B

型>故

象可

因处理方法温度示值偏低或不稳电

路找出短路原因

如潮湿或绝缘损坏接

线

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

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

偶外界干扰查出干扰源

采取屏蔽措施显

大热电偶电极变质更

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

路找到断点

重新接好热电

坏更

热电

偶〔6常见故障原因及处理温

表5.

计〔1测温原理金属导体或半导体:电

R=

f<温度t>>电阻温度系数〔

a——

温度变化1℃时,导体电阻

值的

量,单

1

/

.〔

2

点得,

度敏

,高它

计的

输出

号,

便

冷端温度补偿.所以在中低温<—200—650>测量中得

广

.阻号另的灵温稳0,性能测

5

0热量比测温

表〔3工业常用热电阻〔A铂

(

Pt特点:稳定性好、精确度高、性能可靠.铂的

电阻值与温度的关系

:Rt=R0<1+At+Bt2+Ct3>铂

电阻

的分度

号:Pt10、Pt

100Pt10—表示铂电阻在0℃时的电阻值为R0=102温

表(B铜

阻(Cu特点:金属铜易加工提纯,价格便宜;

电阻温度系

数很大,电阻与温度呈线性关系;

过150℃,易被氧

化,氧化后失去良好的线性特性,铜电阻与温度的关系在-50~+150℃

范围内电阻温度关系是线性的:Rt=RO<1+a<t-tO>>式中,α为铜的电阻温度系数,α=<4.25×10-3/℃>,

铜电阻的分度号

Cu

50和

Cu100温

表<

4

>

求①物理及化学性质稳定;②电阻温度

;③电

阻率大;④电阻值与温度近似为线性关系;⑤

;⑥

便

宜.故障现象可能原因处理方法温

稳保

管内

屑、

灰,

线

路除

屑,

、水

等,

点,

缘温

大热电阻

或引

线断

路更

热电阻,

到断

重新接好温

示负

值热电阻

线

象改

线,

找出

加强绝缘温

大热电阻

质更

热电阻<

5

>

理温

表6.

装〔1温度计的选择原则<1>所需测量温度的范围和精度要求;<2>所需温度计是否便于读数、记录和远传;

<3>感温元件的尺寸是否适合测量现场要求;<

4

>

化的

度,

件的

态性能是否满足测温要求;<

5

>所

全、

、<

6

>

使

寿

短、

格高

低.使用方便;温

表〔2安装形式安装时应注意有利于测温准确,安全可靠及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作.在选择对热电偶和热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点

:A.为了使热电偶和热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和

设备的死角附近装设热电偶或热电阻.B.带有保

管的热电偶

热电阻有

失,

为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:温

表◆对于测量管道中心流体温度的热电偶,

一般都应将其测量

端插入到管道中心处<垂直安装或倾斜安装>.如被测流体的管道直径是200毫米,那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米

;◆对于高温高压和高速流体的温度测量<如主蒸汽温度>,为

了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发

生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶.浅插式

的热电偶保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热电偶的标准插入深度为100mm;◆假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热

电偶或热电阻插入深度1m

即可;◆当测量原件

过1m

装支

.温

表第

表流

表流

量的基

念·流量〔瞬时流量:

单位时间内流过管道某一截面的流体的

数量.·

累积流量〔总流量:

某一时段内流过的流体的总合.瞬时

流量在某一时段的累积量.·质量流量<M>:单位时间内流过某截面的流体的质量.单位:

〔t/h、

kg/h、

kg/s·

量<Q>:

.〔

〔m3/h、

L/h、

L/min流

表14.3%图

1

图流

表三

、压差

计差压式〔也称节流式流量变送器基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的.它是目前生产中测量流量最

成熟,最常用的方法之一.通常是由节流装置产生的压差信

号,通过差压流量变送器转换成相应的标准电信号,以供显

.流

表1.

理在管道中流动的流体具有动压能和静压能,在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换,但参加转换的能量总

和不变.用节流元件测量流量时,流体流过节流装置前后产生压力差△p<△p=p1-p2>,

且流过的流量越大,节流装置前后的压差也越大,流量与压差之间存在一定关系,这就是差

压式流

量原

.流

表2.

常见的差压流量计在管道中安装一个孔板(节流板),流体流经孔板时,速度增加,压强减小。

孔板两侧的静压头之差正好是管中动压头之差:(P₁-Po>/p=(Uδ-U?)/2。化工707剪辑制作孔板流量计流体应当清洁,充满圆管并连续稳定地流动.流体的雷诺数在104

~105以上,不发生相变.□管道必须是直的圆形截面,直径大于50

mm.□

为保证流体在节流装

稳定的流

在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段.流

表3.

使

件流

表4.

正采用差压式流量计测量气体或蒸汽流量时,若被测介质的实际工况偏离了流量计的设计工况,则因介质密度的变化,需对流量计的读数进行校正.流

表4.

取压方式流

表四

转子

计1.

理转子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而

升降,改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪

表,又称浮子流量计.转子流

体的

量.结构

.故

.流

表2.

出①锥形管是玻璃的,直接目视转子的位置.②在转子内安装磁铁,锥形管外安装磁环随转子上下移动,触发显示.③在转子内安装磁铁,锥形管

传感器,测出磁场的水平分量和垂直分量,可确定转子位置.④在转子上方安装

导磁棒,使差动变压器输出随转子

化.流

表3.

点·结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点.·适用于测量通过管道直径D<150mm的小流量,也可以测量腐蚀

质的流量.·使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上,流体介质自下而

计.·安装维护方便,可广泛用于复杂,恶劣环境及各种介质条件的流量

量与

制中.1.工

作原

理该流量计系直读累积式流体流量计,是由装有一对椭圆齿轮转子的计量室、密封联轴器(小口径流量计采用灵敏度高的磁性联轴器和计数机构组成.测得旋转频率就可求得体积流量.四

齿

计流

表流

表2.

点>

由于椭圆齿轮流量计是基于容积式原理测量的,与流体的粘度、密度、雷诺数等参数无关.因此,安装时不需要有直管段,

对流体的流动状态无要求,特别适用于高粘度介质的流量测量.

测量精度高,最高可达±0.1%

.>有圆齿轮流量计的使用温度不能过高,否则可能使齿轮膨胀卡死.另外被测流体中不能含有固体颗粒,否则会引起齿轮磨损以至损坏.1.

理利用某些流体的导电性质,根据电磁感应原理制成的

测量流量的装置,称为电磁流量计.电磁流量计应用范围

广,可以测量酸、碱、盐溶液等腐蚀性介质,也可以测量

那些带有悬浮颗粒的导电浆液.五

计流

表流

表2.

点(1优点:测量导管内无任何阻碍物,因而被测流体的压力损失很小.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.输出信号与流量之间的关系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.测量响应速度快,可用来测量脉动流量.流

表〔

2

点只能用来测量导电液体的流量,要求导电率不小于水的导电率.不能测量气体、蒸汽及石油制品等的流量.由于感应电势数值很小,后级采用高放大倍数的放大器,很容易受外界电磁场干扰的影响.安装时应远离大功率

电机变压器电焊机等强磁场设备,保证测量管满管.流

表3.

主要技术指标>准确度等级:

0.5级、

1级>量

程比

1

:

20>最大流

速范围:

0.3~10m/s>

输出信号

:脉冲信号:0~2

KHz,幅度:0~

5V;>模拟信号:0~10mADC,

负载能力为0~1.5千欧;4~20mAD

C,负载能力为0~75千欧流

表六

、质

计1.质量流量计的分类质量流量计大致分为三大类:直接式:

即直接检测与质量流量成比例的量,检测元件直接反映出质量流量.推导式:

即同时检测出体积流量和流体密度,通过运算得出与质量

有关的输出信

.流

表2.

器(1工作原理科里奥利质量流量计<简称CMF>

是利用流体在振动管中

流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力而制成的一种直接

表.科里奥利质量流量传感器是利用流体在直线运动的同时,处于一个旋转系中,产生与质量流量成正比的科里奥利力而

制成的一种直接式质量流量传感器.然而,通过旋转运动产

生科里奥利力实现起来比较困难,目前的传感器均采用振动

的方式来

生.流

表(2科氏力质量流量计的特点优点:>精度高、稳定性好,且不受被测介质物理参数的影响;>不受管内流动状态的影响,从而在流量计的前后不必设置很长的直

;>

维护和清洗方便,使用寿命长;>测量范围大;对介质的适应性较广,可测量种类很多的液体和

浆液

;>

可进行多参数测量.缺点:>流量范围宽但零点不稳定;>对外界干扰敏感尤其是震动;>不能测量密度小的介质;>压力损失大,价格昂贵;>安装位置应使管道内流体满管,尽可能安装在静压高的位置,以防止空穴和汽蚀的发生.流

表六

安装

求<1>安装流量计前应吹扫管线,以免管道中有焊渣等较大异物影响传感器正常工作,甚至损坏传感器.<2>涡街流量传感器在管道上可以水平或垂直安装,被测介质应为满管流动,垂直安装时,流向应自下而上.<3>

当需要温度、压力补偿时,压力变送器安装在流量传感器下游3-5D处,测温元件〔通常用铂电阻安装在下游6-8D处.流

表<4>传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽、饱和蒸汽和低温液体,这样流体的温度对放大器的影响较小.当用于测量高温液体或需经常清洗管道时,可将传感器倒装.

<5>在有保温层的管道上,切勿用保温材料将传感器上连接

放大器盒的连杆都包围起来,最多不超过连杆高度的三分之

一.传感器壳体可以用保温材料包裹.<6>测量气体流量时,若被测气体中含有少量的液体,传感器应安装在管线的较高处;测量液体流量时,若被测液体中

含有少量的气体,传感器应安装在管线的较低处.第

表物

表物

述物

检测是

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