差压变送器（中级）

第二部分测量仪表第二部分测量仪表四大测量参数：压力(Pressure)流量(Flow)液位(Level)温度(Temperature)第二部分测量仪表一压力测量仪表1、压力概念是指均匀而垂直作用于单位面积上的力。

P=F/S其中P——压力

F——垂直作用力

S——受力面积第二部分测量仪表一压力测量仪表2、压力的法定计量单位(1)国际单位：牛顿/平方米N/m2

(2)工程大气压：是指1平方厘米的面积上有1公斤均匀垂直的作用力。用1kgf/cm2

表示，1kgf/cm2≈9.81*104Pa(3)毫米水柱或毫米汞柱。即1cm2

分别由1mm水柱或1mm汞柱所产生的压力。第二部分测量仪表一压力测量仪表3、绝对压力、大气压力、表压力的关系。P绝对=P表+P大气我们平时所说的压力如没有特别说明指的是表压。第二部分测量仪表一压力测量仪表4、压力变送器的传感器（1）压电式压力传感器：当某些晶体沿着某一个方向受压或受拉发生机械变形（压缩或伸长）时，在其相对的两个表面上会产生异性电荷。当外力去掉后，它又会重新回到不带电的状态，此现象称为“压电效应”。第二部分测量仪表一压力测量仪表4、压力变送器的传感器（2）压阻式压力传感器：固体（半导休材料如单晶硅）受到作用力后，其电阻率会发生变化，从而使输出电压发生变化，这种现象称为压阻效应。第二部分测量仪表一压力测量仪表4、压力变送器的传感器（3）应变式压力传感器：是一种通过测量各种金属弹性元件的应变来间接测量压力的传感器。即金属丝受到外力作用后，电阻发生变化。第二部分测量仪表一压力测量仪表4、压力变送器的传感器（4）电容式压力传感器：采用电变电容原理，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，计算出被测量压力的大小。第二部分测量仪表一压力测量仪表4、压力变送器的传感器（5）谐振式压力传感器：靠被测压力所形成的应力改变弹性元件的谐振频率，经过适当的电路输出频率信号进行远传。第二部分测量仪表一压力测量仪表5、压力表的安装（1）取压位置的选择取压位置要具有代表性，应该能真实地反映被测压力的变化，因为测到的静压信号，取压位置要求：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、死角或其它易形成漩涡的地方；取压位置的上游侧不应有突出管路或设备的阻力件（如温度计套管、阀门、挡板等），否则应保证一定的直管段要求；测量液体压力时，取压点应在管道横截面下侧，使导压管内不积存气体，但也不宜取在最低部，以免沉淀物堵塞取压口；测量气体时，取压点应在管道横截面的上侧，使导压管内不积存液体。第二部分测量仪表一压力测量仪表5、压力表的安装（2）导压管的安装：导压管口最好应与设备连接处的内壁体持平齐，若一定要插入对象内部时，管口平面应严格与液体流动方向平行。此处导压管端部要光滑，不应有凸出物或毛刺。导压管的内径一般为6～10mm，长度≤50m，对于水平安装的导压管有1：10～1：20的坡度，以防导压管中积液或积气。取压点与压力表之间在靠近取压口处应安装切断阀，以备检修压力仪表时使用。导压管中介质为气体时，在导压管最低处要装排水阀；为液体时，在导压管最高处要安装排气阀。如果被测介质易冷凝或冻结，必须增加保温伴热措施。

第二部分测量仪表一压力测量仪表5、压力表的安装（2）压力仪表的安装：应安装在易观察和易维修处，避免振动和高温。测量蒸汽压力或压差时，应装冷凝管或将冷凝器，对有腐蚀介质的测量，应加装充有中性介质的隔离罐。压力仪表的连接处根据压力高低和介质性质，加装密封。当被测压力较小，而压力仪表与取压点不在同一高度时，需进行修正。

第二部分测量仪表一压力测量仪表6、压力检测常见故障判断思路工艺因素，和工艺人员商计解决，仪表无故障Y检查显示仪表输入信号，若使用DCS控制，查输入接口调校显示仪表Y调零点指示恢复正常分别进行处理，有保温要检查保温状态检查压力压力变送器零位，关取压阀，打开排污阀，或松开取压接头NN调校压力变送器检查取压管线：测气体堵，有冷凝液测量蒸汽冻、堵测量液体堵、冻，隔离液冲走NNYYY第二部分测量仪表二流量测量仪表

（一）、流量测量的作用和概念在化工生产中，流量检测的目的主要有：确定各物料的数量或比例；判断一些设备（如泵、压缩机）的运行状况；对生产过程的经济效果进行考核与分析。流量是指流经管道的（设备）某截面积的流体数量。对它的测量可分为流量测量（瞬时流量）和总量（累积流量）测量。第二部分测量仪表二流量测量仪表（二）、流量仪表的单位瞬时流量指单位时间内流经管道（设备）某截面的流体数量。累积流量指一段时间内流经管道（设备）某截面的流体流量。流量测量的单位是体积或质量与时间的导出单位。表示体积流量的单位有m3/h、m3/s、L/h、L/min、L/s。表示质量流量的单位有t/h、kg/h、kg/s。第二部分测量仪表二流量测量仪表（三）、流量仪表分类工业所用的流量仪表一般可分为三类：速度式、容积式、质量式；（1）速度式流量仪表：叶轮式水表、弯管流量计、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；（2）容积式流量计：盘式流量计、椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、皮膜式流量计等；（3）质量流量计：质量流量计等第二部分测量仪表二流量测量仪表（四）、差压式流量计测量原理差压式流量计由节流装置、导压管和差压计（差压变送器）、显示仪表三部分组成。节流装置包括节流元件和取压装置。在节流装置中，应用最多的是孔板、喷嘴、文丘里管和文丘里喷嘴。由于这种四种节流元件历史悠久，试验数据完善，产品已经标准化，所以称它们为“标准节流装置”。但不同场合下的节流装置的加工尺寸必须单独计算，节流装置没有互换性。另外如圆缺孔板，尚未标准化，称为特殊节流装置。在管道中流动的液体具有动能和位能，在一定的条件下这两种能量可以互相转换，但能量的总和是不变的。节流装置测量流量就是利用这个原理来实现的。第二部分测量仪表二流量测量仪表1、节流装置原理：由于流体在流动时遇到节流装置的阻挡，其流束形成收缩。在挤过节流孔后，流速又由于流通面积的变大和流束的扩大而降低。所以流体在流过节流装置的前后会发生能量的相互转换。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。流量越大，节流装置前后所产生的压差越大。因此能够通过测量压差的大小实现对流量大小的测量。流量与压差的平方根成正比。一台仪表现场变送器指示50%，如果在变送器进行开方，DCS指示多少？如果在DCS开方，DCS现在指示多少？第二部分测量仪表二流量测量仪表5、节流装置原理：孔板装反，会怎样？第二部分测量仪表二流量测量仪表5、节流装置原理：第二部分测量仪表二流量测量仪表2、节流装置的取压方式（喷嘴只有角接取压和径距取压）（1）角接取压上下游侧取压孔轴心线与孔板（喷嘴）前后端的间距各等于取压孔直径的一半。（2）法兰取压上下游侧取压孔中心与孔板前后端的间距均为25.4±0.8mm。（3）径距取压上游侧取压中心与孔板（喷嘴）前后端的间距为1D，下游侧与孔板（喷嘴）前后端的间距为1/2D。（4）理论取压法上游侧取压孔中心至孔板前端面的距离为1D±0.1D，下游侧取压孔后端面的距离随d/D的大小而变化。（5）管接取压法上游侧取压孔的中心线距孔板前端面为2.5D，下游为8D。第二部分测量仪表二流量测量仪表3、节流装置的取压方式（喷嘴只有角接取压和径距取压）第二部分测量仪表二流量测量仪表4、标准节流装置的安装要求：前后的直管段原则上是越长越好，需保证前10D，后5D。节流装置的开孔中心需与管中心同心，节流装置的入口端面应与管道中心线垂直。安装孔板前，应将孔板表面的油污擦掉，需绝对保持孔板的尖锐边缘。当节流装置安装在水平管道时，测液体时取压口的位置选择如中心线水平向下倾斜不超过45度。测气体时向上倾斜不超过45度。第二部分测量仪表二流量测量仪表4、标准节流装置的安装要求：第二部分测量仪表二流量测量仪表5、压差变送器引压管的安装要求引压管尽可能短，最长不能超过50m。最短不少于3m。引压管拐弯处应是均匀的圆角。引压管的安装应保持垂直或与水平面之间成不少于1：12的倾斜度，此外根据需要加收集器和沉降器。引压管应远离热源，并有防冻保温措施，便于差压信号畅通准确地传递。检测粘性、腐蚀性的介质，应加装充有中性隔离液的隔离罐，以防堵、防腐。引压管密封，无泄漏现象。引压管应安装相应的切断装置、冲洗系统、罐封液、排污阀门。第二部分测量仪表二流量测量仪表6、差压式流量计的安装示意图（1）测量液体流量防止液体中有气进入并积存在导压管内，同时防止液体中有沉淀物析出。差压计最好安装在节流装置的下方，否则导压管应先向下弯，再向上弯，并在最方点加集气器。第二部分测量仪表二流量测量仪表6、差压式流量计的安装示意图（2）测量清洁气体流量时，为防止有液体进入管道并积存在导压管内，差压计最好安装在节流装置的上方。第二部分测量仪表二流量测量仪表6、差压式流量计的安装示意图（3）测量蒸汽流量时，要保持两根引压管内的冷凝液柱高相等，为防止高温蒸汽与差压计直接接触，在接近节流装置处的引压管路上设两个平衡器。第二部分测量仪表二流量测量仪表6、差压式流量计的安装示意图（4）测量清洁湿气时，要在最低点加沉降器。第二部分测量仪表二流量测量仪表7、差压变送器的投用稍开一次阀，然后检查导压管、阀门、活接头等，如果不漏就把一次阀全开；分别打开排污阀，进行排污后，关闭排污阀；拧松差压室丝堵，排除其中的空气；待导压管内充满凝结水后方可启动差压变送器；启动三阀组的顺序为：打开正压阀，关闭平衡阀，打开负压阀。注：停运三阀组：关闭负压阀，打开平衡阀，关闭正压阀。注：蒸汽差压变送器排污后，要等导压管全部充满冷凝水再启动三阀组，有隔离液的，启动正压阀前必须先关闭平衡阀。第二部分测量仪表二流量测量仪表7、差压变送器常见故障判断思路第二部分测量仪表二流量测量仪表（五）、转子流量计转子流量计是一种恒压降式流量计，它也以液体流动时的节流原理为基础的一种流量测量仪表。特点是：可测量多种介质的流量，用于低雷诺数的中小流量的测量，压力损失小，但受介质的温度、密度、和粘度的影响较大，且必须垂直安装。第二部分测量仪表二流量测量仪表转子流量计工作原理当流体自下而上流过锥管时，转子因受到流体的冲击向上运动。随着转子的上移，转子与锥形管之间的环形流通面积增大，流体的流速减低，冲击作用减弱，直到流体作用在转子上向上的推力与转子在流体中的重力相平衡。此时，转子停留在某一高度上。因此根据转子悬浮的高低就可测量知流量的大小。转子流量计中转子上下的压差由什么决定？第二部分测量仪表二流量测量仪表（六）、涡轮流量计涡轮流量计是一种速度式流量计，被测介质的流体冲击叶轮片，使涡轮旋转，其旋转速度随流量大小而变化。特点是精度高、时间常数小、量程宽、刻度线性，尤其在脉冲流量情况下较为适用。不适当粘度大的介质。第二部分测量仪表二流量测量仪表（六）、涡轮流量计涡轮磁电转换前置放大显示仪表转数脉冲流量Q第二部分测量仪表二流量测量仪表（七）、漩涡流量计漩涡流量是利用流体振荡原理来进行测量的。可分为液体强迫振荡的漩涡进动型和自然振荡的卡门漩涡分离型。后者被称为涡街流量计。特点是测量精度高，量程比宽，可达100：1，使用寿命长；仪表示值不受温度、压力、密度、粘度及成分等影响。但当检测元件被污物粘附后，将会影响仪表的灵敏度，且对前后直管段的安装要求较高。第二部分测量仪表二流量测量仪表（七）、漩涡流量计涡街流量计是根据卡门涡街原理制成的。在流动的流体中插入一个非线型柱状物，则在柱体下游会产生如下图所示的两列不对称且又有规律的漩涡，该漩涡在柱体的侧后方产生、分开，开成漩涡列。漩涡频率与流速成正比。第二部分测量仪表二流量测量仪表（八）、质量流量计科氏力质量温度计采用牛顿第二运动定律为基础，F=maF——流体作用力

m——被测介质质量

a——加速度当流体通过两个平行的测量管时，会产生一个与流速方向横向的加速度及相应的科里奥利力，该力使测量管振荡而发生扭曲，这一扭曲现象被称为科里奥利现象。扭曲量的大小是完全与流经测量管的质量流量的大小成正比的。当流体流受到科里奥利的反作用，产生进口和出口的相位差。通过测得相位差，可测得流量的质量。第二部分测量仪表二流量测量仪表（八）、质量流量计质量流量计所测量的流量与流体的温度、压力、粘度、电导率、和流动状态无关，且没有直管段要求，第二部分测量仪表二流量测量仪表（八）、质量流量计安装传感器是用两个金属紧固夹进行安装；避免把传感器安装在管道的最高位置，因为气泡会集结和滞留，引起测量误差；周围避免有振动源；调零时，介质要充满传感器。如果金属紧固夹不在一个平面上会怎样？第二部分测量仪表二流量测量仪表（九）、电磁流量计

利用某些液体介质的导电性，应用电磁感应的方法去测量流量。被测流体的流量经传感器变换成感应电势，然后再由转换器将转换成统一的直流标准信号输出。可测量含固体颗粒或纤维液体的流量。第二部分测量仪表二流量测量仪表（十）、超声波流量计特点：液体不插入任何元件，对流束无影响，也没有压力损失；能用于任何液体，特别是具有高粘度、强腐蚀、非导电性等流量测量。也能测量气体流量，流出与流量之间呈线性关系等。缺点是含有气泡或有杂音时，将会影响测量精度，要求前后分别有10D和5D的直管段，结构较复杂，成本较高。第二部分测量仪表三物位测量仪表（一）概述在化工生产中对设备内的物位进行测量与控制是十分重要的。能为正常生产和质量管理及进行经济核算提供可靠保证。常的单位就是长度单位m、cm、mm等。测量液位、界位或料位的仪表称为物位计。第二部分测量仪表三液位测量仪表（二）种类1、测量液位的仪表：玻璃管式、称重式、浮力式（浮筒、浮球、浮标），静压式（压力式、差压式）、电容式、电感式、电阻式、超声波式、放射式、激光式及微波（雷达）式等；2、测量界面的仪表：浮力式、差压式、电极式和超声波式等；3、测量料位的仪表：重锤探测式、音叉式、超声波式、激光式、放射性式等。第二部分测量仪表三液位测量仪表（三）浮力式液位计1、磁翻式液位计第二部分测量仪表三液位测量仪表（三）浮力式液位计2、浮子钢带式液位计浮子钢带液位计出现液位变化，指针不动故障其可能原因是什么？（1）

链轮与显示部分轴松动，应重新坚固。（2）

显示部分齿轮磨损，应更换齿轮组件。（3）

活动部分被冻住，应采取防冻措施。第二部分测量仪表三液位测量仪表（三）浮力式液位计3、浮筒液位计浮筒式液位计应用变浮力原理，浮筒所受浮力与重量之差，转换成扭力管的角位移，把转换成4～20mA的标准信号。1——浮筒2——杠杆3——扭力管3——芯轴5——外壳浮筒脱落时，输出如何？浮筒破裂时输出如何？第二部分测量仪表三液位测量仪表（四）静压式液位计1、差压式液位计△P=P1-P2正迁移负迁移第二部分测量仪表三液位测量仪表（四）静压式液位计2、双法兰差压式液位计△P0=h1ρ1g－h2ρ0g量程=Hρ1g测量下限=△P0测量上限=△P0＋Hρ1g假设h1=0.5mH=1mρ0=0.935*103kg/m3ρ1=1*103kg/m3计算迁移量和校验范围第二部分测量仪表三液位测量仪表（五）电容式液位计电容式物位传感器是根据圆筒形电容器原理进行工作的，通过检测内电极和导电液体（外极）之间电容量来测量液位的高低。第二部分测量仪表三液位测量仪表（六）超声波物位计声波可以在气体、液体、固体中传播，并具有一定的传播速度，在穿过介质时会被吸收而衰减，同时在分界面会产生反射，测量收发的时间可测量液位的高低。第二部分测量仪表三液位测量仪表（七）物位测量常见故障处理第二部分测量仪表四温度测量仪表（一）概念及单位温度是表征物体冷热程度的物理量，是化工生产中最重要的，最普通的参数。温度的数值表示是温标，它规定了温度的读数起点（零点）和测量刻度的基本单位，各种温度计的刻度数值均由温标确定。温标的种类有摄氏温标、华氏温标、热力学温标等，我们最常用的是摄氏温标（℃）。第二部分测量仪表四温度测量仪表（二）分类

温度不能直接测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性，来加以间接的测量，根据测温的方式可把测温分为接触法和非接触法两类。接触法测温常用的温度计有玻璃液体温度计、压力表式温度计，双金属温度计，热电偶及热电阻等，接触法测温简单、可靠、测量精度高，缺点是由于测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，所以对运动状态的固体测温困难较大，又由于测温元件与被测介质需要一定的时间才能达到平衡，因而产生了测温的滞后现象，另外测温元件容易破坏被测对象的温度场，且有与被测介质产生化学反应的可能，而且由于受到耐高温材料的限制，也不能应用于很高的温度测量。第二部分测量仪表四温度测量仪表（二）分类

非接触法测量时，测量元件是不与被测物体直接接触的，常用的有辐射式高温计、光学高温计，其测温范围很广，原理上不受温度上限限制，由于它是通过热辐射来测量温度，所以不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快。但其测量误差较大，这是由于受到物体的发射率，对象到仪表之间的距离、烟尘和蒸汽等其它介质的影响。第二部分测量仪表四温度测量仪表（三）双金属温度计双金属温度计的感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属叠焊在一起制成的，当双金属片受热后，由于金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的弯曲越大，应有这一原理制成的温度仪表结构简单、成本低廉且比较耐用，但精度不高，通常被用作温度继电器，极值温度信号器。第二部分测量仪表四温度测量仪表（四）热电偶温度计热电偶温度计具有精度高,测量范围广，便于远距离传送和多点测量等优点,因而在化工生产中使用十分广泛。1、热电偶的工作原理热电偶是中间导体定律,由两种不同的金属导体A、B组成，单个导体A或B组成，单个导体A或B称为热电极，把它们的一端焊在一起，称此端为热电偶的热端或工作端；另一端称为冷端或自由端。处在不同的温度时，在此两根热电极之间就有热电势E产生，如采用导线接成回路，就会有热电流通过，我们称这种现象为热电效应，即通常所说的热电势。热电偶产生热电势的条件是:两热电极材料相异、两接点温度相异第二部分测量仪表四温度测量仪表（四）热电偶温度计经过推导可得：Et=eAB(t)－eAB(t0)其中Et为回路的热电势eAB(t)为热端热电势eAB(t0)为冷端热电势从上式可看出，如果我们保持冷端温度不变，则eAB(t0)不变，那么热电热Et就只与热电偶的热端温度有关，所以在利用热电偶测温时，只要将热电偶的热端插入需要测温的设备中去冷端置于设备之外。（以保持eAB(t0)不变），再将热电偶所产生的热电势至显示仪表，显示仪表就把热电势转换成一定的温度值指示出来。这就是热电偶测温的工作原理。At0tB第二部分测量仪表四温度测量仪表（四）热电偶——种类1.铂铑10—铂热电偶，分度号S型。用铂铑合金丝，和纯铂丝分别为热电偶的两个极。铂铑为正极，铂为负极。它的测温范围为0～1300℃，短期测量可达1600℃。其特点是测量精度高，热电性能稳定，常用来做标准热电偶，缺点是热电势较弱，材料昂贵，生产中比较少用。2.镍铬—镍铝（镍硅）分度号为K。可测量-200～+1200℃温度。它的优点是热电势较大，灵敏度高，价格便宜，抗氧化抗腐蚀性强，因此在化工生产中用得较多。3.镍铬—康铜热电偶分序号为E型，由镍铬材料与镍、铜合金材料组成。镍铬为正极，康铜为负极，它的优缺点和镍铬—镍硅热电偶相同，但它的灵敏度比较大，要高于其它热电偶的一倍，可测量-200～+750℃温度。

第二部分测量仪表四温度测量仪表（四）热电偶——按结构分类按结构分可分为普通型热电偶、铠装热电偶等；1、普通型热电偶，应用广泛，用来检测气体、蒸汽、液体等介质的温度，分为螺纹连接和法兰连接。22、铠装热电偶又称缆式热电偶，是由热电极、绝缘材料和金属保护管三者结合，经压制而成一个坚实的整体。分为单支和双支之分。热电偶或补偿导线短路或断路时，仪表指示如何？室温不动，有断偶保护时仪表上限第二部分测量仪表四温度测量仪表（五）热电阻温度计热电偶测量仪表，这类仪表适用于测量500℃以上的较高温度，对于300℃以下中、低温，使用热电偶测温就不一定恰当。这是因为一方面在中、低温区热电偶输出的热电势很小，这样小的热电势对抗干扰措施要求很小，这样小的热电势对抗干扰措施要求很高，否则就测量不准。另一方面在较低的温度区域，由于冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出，而不易得到全补偿。所以在中、低温区，一般是使用另一种测温元件—热电阻来进行温度测量的。

第二部分测量仪表四温度测量仪表（五）热电阻温度计热电阻温度计和热电偶温度计相比，它的优点是精确度比较高，不需要冷端温度补偿，尤其在低温测量（300℃以下）时比热电偶精确。缺点是不能测量高温，而且热电阻的体积较大，具有较大的热惰性。使用时由于连接导线的电阻值随环境温度变化，也会影响测