化工儀表及自動(dòng)化第3章(1)

1、化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 第三章第三章 檢測儀表與傳感器檢測儀表與傳感器 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n 概述概述 n測量過程與測量誤差測量過程與測量誤差 n儀表的性能指標(biāo)儀表的性能指標(biāo) n工業(yè)儀表的分類工業(yè)儀表的分類 n 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 n壓力單位及測壓儀表壓力單位及測壓儀表 n彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì) n電氣式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì) n智能型壓力變送器智能型壓力變送器 n壓力計(jì)的選用及安裝壓力計(jì)的選用及安裝 1 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 n概述概述 n差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì) n轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) n橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì) n渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)

2、n電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) n漩渦流量計(jì)漩渦流量計(jì) n質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì) 2 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n 物位檢測及儀表物位檢測及儀表 n概述概述 n差壓式液位變速器差壓式液位變速器 n電容式物位傳感器電容式物位傳感器 n核輻射物位計(jì)核輻射物位計(jì) n稱重式液罐計(jì)量儀稱重式液罐計(jì)量儀 n 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 n溫度檢測方法溫度檢測方法 n熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì) n熱電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì) n電動(dòng)溫度變送器電動(dòng)溫度變送器 3 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n一體化溫度變送器一體化溫度變送器 n智能式溫度變送器智能式溫度變送器 n測溫元件的安裝測溫元件的安裝 n 現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感

3、器的發(fā)展 n軟測量技術(shù)的發(fā)展軟測量技術(shù)的發(fā)展 n現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展 4 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測儀表檢測儀表。 用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號的儀表通 常稱為傳感器傳感器。 當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時(shí)， 通常稱為變送器變送器。 5 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 n 一、測量過程與測量誤差一、測量過程與測量誤差 6 測量過程測量過程在實(shí)質(zhì)上都是將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單 位進(jìn)行比較的過程，而測量儀表就是實(shí)現(xiàn)這種比較的工具。 測量誤差測量誤差指由儀表讀得的被測值與被測量真值之間的 差距。通常有兩種表示方法，即絕對誤差和

4、相對誤差。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 ti xx 絕對誤差 0 xx 0 0 0 x xx x y xi：儀表指示值, xt：被測量的真值 由于真值無法得到 x：被校表的讀數(shù)值，x0 ：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值 相對誤差 7 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 n 二、儀表的性能指標(biāo)二、儀表的性能指標(biāo) %100 max 測量范圍下限值測量范圍上限值 8 1. 1. 精確度（簡稱精度）精確度（簡稱精度） 說明：說明：儀表的測量誤差可以用絕對誤差來表示。但是，儀表 的絕對誤差在測量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同。因此，常說的“絕對 誤差”指的是絕對誤差中的最大值max。 兩大影響因素 絕對誤差和儀表的測量范圍 相對百分誤差 允許誤差

5、 %100 測量范圍下限值測量范圍上限值 差值儀表允許的最大絕對誤 允 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 儀表的允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表 的允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對 百分誤差去掉“”號及“”號，便可以用來確定儀表 的精確度等級。 目前常用的精確度等級有0.005，0.02， 0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。 小結(jié)小結(jié) 9 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 %8 . 0%100 200700 4 10 舉例 例1某臺測溫儀表的測溫范圍為200700，校驗(yàn)該表時(shí) 得到的最大絕對誤差為4，試確定該儀表的精度等級。 解解 該儀表的相對百分誤差

6、為 如果將該儀表的去掉“”號與“”號，其數(shù)值為0.8。由 于國家規(guī)定的精度等級中沒有0.8級儀表，同時(shí)，該儀表的誤差超 過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度等 級為1.0級。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 %7 . 0%100 01000 7 允 例例2某臺測溫儀表的測溫范圍為1000。根據(jù)工藝要求， 溫度指示值的誤差不允許超過，試問應(yīng)如何選擇儀表 的精度等級才能滿足以上要求？ 解解 根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為 如果將儀表的允許誤差去掉“”號與“”號，其 數(shù)值介于0.51.0之間，如果選擇精度等級為1.0級的儀表， 其允許的誤差為1.0，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng) 選

7、擇0.5級儀表才能滿足工藝要求。 11 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 12 儀表的精度等級儀表的精度等級是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高， 也說明該儀表的精確度越高。0.05級以上的儀表，常用來作 為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其精度大多在0.5以下。 儀表的精度等級一般可用不同的符號形式標(biāo)志在儀表面板 上。 舉例舉例 1.5 1.0 如： 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級和根據(jù)工藝要求 來選擇儀表精度等級，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù) 來確定儀表精度等級時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至

8、少等 于）儀表校驗(yàn)所得的相對百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀 表精度等級時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝 上所允許的最大相對百分誤差。 小結(jié)小結(jié) 13 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 %100 測量范圍下限值測量范圍上限值 最大絕對差值 變差 2.2.變差變差 變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被 測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測參數(shù)逐漸 由小到大和逐漸由大到?。y量時(shí)，被測量值正行和反行所 得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。 圖3-1 測量儀表的變差 14 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 15 3.3.靈敏度與靈敏限靈敏度與靈敏限 儀表的靈敏度儀表的靈敏度是指儀表指針的線位

9、移或角位移，與引 起這個(gè)位移的被測參數(shù)變化量的比值。即 x S 式中，S為儀表的靈敏度；為指針的線位移或角位移； x為引起所需的被測參數(shù)變化量。 儀表的靈敏限儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測參 數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允 許絕對誤差的一半。 注意：注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中， 往往用分辨力表示。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 4.4.分辨率分辨率 對于數(shù)字式儀表，分辨力分辨力是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字 間隔所代表的被測參數(shù)變化量。 不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力 稱為該表的最高分辨力最高分辨力，也叫靈敏度靈敏度。通常以最高分

10、辨力 作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字 位數(shù)有關(guān)。 16 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 %100 max 儀表量程 f i 17 5.5.線性度線性度 線性度線性度是表征線性刻度儀表的輸 出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論 直線的吻合程度。通常總是希望測量 儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。 圖3-2 線性度示意圖 式中式中，f為線性度（又稱非線性誤差）；fmax為校準(zhǔn)曲 線對于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計(jì)算）。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 18 6.6.反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變 化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間長，說明儀表需要較長時(shí)間才能

11、給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。 儀表反應(yīng)時(shí)間的長短，實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞。 儀表的 反應(yīng)時(shí) 間有不 同的表 示方法 當(dāng)輸入信號突然變化一個(gè)數(shù)值后，輸出 信號將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。 儀表的輸出信號由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值 的63.2（95）所用的時(shí)間，可用來表示 反應(yīng)時(shí)間。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 n 三、工業(yè)儀表的分類三、工業(yè)儀表的分類 19 1. 按儀表使用的能源分類按儀表使用的能源分類 氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表 以電為能源，信號之間聯(lián)系比較方便，適宜于以電為能源，信號之間聯(lián)系比較方便，適宜于 遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)

12、算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn) 在電動(dòng)儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動(dòng)在電動(dòng)儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動(dòng) 儀表的安全使用。儀表的安全使用。 一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場、一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場、 放射性等環(huán)境影響。放射性等環(huán)境影響。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 20 2. 按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類 檢測儀表檢測儀表 作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。 顯示儀表顯示儀表 作用是將由檢測儀表獲得的信息顯示出來。 集中控制裝置集中控制裝置 包括各種巡回檢測儀、巡回控制

13、儀等。 控制儀表控制儀表 可以根據(jù)需要對輸入信號進(jìn)行各種運(yùn)算。 執(zhí)行器執(zhí)行器 可以接受控制儀表的輸出信號或直接來自操作 員的指令，對生產(chǎn)過程進(jìn)行操作或控制。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 圖3-3 各類儀表的作用 21 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 2222 3. 3. 按儀表的組成形式分類按儀表的組成形式分類 基地式儀表基地式儀表特點(diǎn)是將測量、顯示、控制等各部分集 中組裝在一個(gè)表殼里，形成一個(gè)整體。這種儀表比較 適于在現(xiàn)場做就地檢測和控制，但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù) 的集中顯示與控制。這在一定程度上限制了基地式儀 表的應(yīng)用范圍。 分為基地式儀表和單元組合儀表分為基地式儀表和單元組合儀表 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述

14、化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動(dòng)單元組合儀表和氣 動(dòng)單元組合儀表兩種。國產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表簡稱 DDZ儀表；氣動(dòng)單元組合儀表簡稱QDZ儀表。 注意注意 單元組合儀表是將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、 控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表（簡 稱單元，例如變送單元、顯示單元、控制單元等）。 這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號互相聯(lián)系，可以根據(jù) 不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)， 適用性和靈活性都很好。 23 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 n 一、壓力單位及測量儀表一、壓力單位及測量儀表 表示受力面積。表示垂直作用力；表示壓力；式中，SFp S F p 是指均勻垂直地作用

15、在單位面積上的力。 的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa） 2 11mNPa PaMPa 6 1011 24 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 為了使大家了解國際單位制中的壓力單位（Pa或 MPa）與過去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位之 間的換算關(guān)系表。 25 26 壓力單壓力單 位位 帕帕/Pa兆帕兆帕/ MPa 工程大氣壓工程大氣壓/ (kgf/cm2) 物理大氣壓物理大氣壓/ atm 汞柱汞柱/ mmHg 水柱水柱/ mH2O （磅（磅/英寸英寸2）/ （1b/in2） 巴巴/bar 帕帕1110106 61.01971010- - 5 5 9.8691010-6 -6 7.501

16、 1010-3 -3 1.0197 1010-4 -4 1.4501010-4 -4 11010-5 -5 兆帕兆帕110106 61 110.1979.8697.501 10103 3 1.0197 10102 2 1.45010102 210 工程大工程大 氣壓氣壓 9.80710104 49.807 1010-2 -2 10.9678735.610.0014.220.9807 物理大物理大 氣壓氣壓 1.013310105 50.101331.0332176010.3314.701.0133 汞柱汞柱1.333210102 21.3332 1010-4 -4 1.35951010- -

17、3 3 1.31581010- - 3 3 10.01361.9341010-2 -2 1.3332 1010-3 -3 水柱水柱9.80610103 39.806 1010-3 -3 0.10000.0967873.5511.4220.0980 6 （磅（磅/ 英寸英寸2） 6.89510103 36.895 1010-3 -3 0.070310.0680551.710.703110.0689 5 巴巴110105 50.11.01970.9869750.110.19714.501 表3-1 各種壓力單位換算表 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 大氣壓力絕對壓力表壓 ppp 27

18、p表 P真 P絕 P絕 大氣壓力線大氣壓力線 絕對壓力的零線絕對壓力的零線 在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負(fù)壓或真空度之分。在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負(fù)壓或真空度之分。 絕對壓力大氣壓力真空度 ppp 當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來表示。當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來表示。 圖3-4絕對壓力、表壓、負(fù) 壓（真空度）的關(guān)系 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 28 測量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。測量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。 它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測量。 有U形管壓力計(jì)

19、、單管壓力計(jì)等 這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便 其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視 差等因素的影響，測量范圍較窄，一般用來測 量較低壓力、真空度或壓力差。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測量的。 它是通過機(jī)械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量（如 電壓、電流、頻率等）來進(jìn)行測量的儀表。 29 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn) 換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量的。 測量精度很高，允許誤差可小到0.05%0.02%。 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。 30 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測

20、及儀表 n 二、彈性式壓力計(jì)二、彈性式壓力計(jì) 31 是利用各種形式的彈性元件， 在被測介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后 產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測壓儀表。 具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢 固可靠、價(jià)格低廉、測量范圍寬以及有足夠的 精度等優(yōu)點(diǎn)。 可用來測量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓 力。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 32 彈性元件是一種簡易可靠的測壓敏感元件。當(dāng)測壓范圍不 同時(shí)，所用的彈性元件也不一樣。 圖3-5 彈性元件示意圖 彈簧管式彈性元件波紋管式彈性元件 薄膜式彈性元件 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 33 使用的測壓元件使用的測壓元件 單圈彈簧管壓

21、力表與多圈彈簧單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧 管壓力表。管壓力表。 用途用途 普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓 力表、禁油的氧氣壓力表等。力表、禁油的氧氣壓力表等。 1彈簧管；2 拉桿；3 扇形 齒輪；4 中心齒輪；5 指針； 6 面板；7 游絲；8 調(diào)整螺 絲；9 接頭 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 單圈彈簧管是一根彎成270圓弧的橢圓截面的空心金 屬管子。管子的自由端B封閉，另一端固定在接頭上。當(dāng) 通入被測的壓力p后，由于橢圓形截面在壓力p的作用下，將 趨于圓形，而彎成圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生擴(kuò)張變形。同 時(shí)，使彈簧管的自由端B產(chǎn)生位移。輸入壓力p

22、越大，產(chǎn)生的 變形也越大。由于輸入壓力與彈簧管自由端B的位移成正比， 所以只要測得B點(diǎn)的位移量，就能反映壓力p的大小。 ：彈簧管自由端B的位移量一般很小，直接顯示有困難， 所以必須通過放大機(jī)構(gòu)才能指示出來。 34 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)， 即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí)，就會(huì)破壞正常工藝條件，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí)，就會(huì)破壞正常工藝條件， 甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓 力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化

23、，便可成為電接點(diǎn)信號力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號 壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號，以提壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號，以提 醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。 35 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 圖3-7 電接點(diǎn)信號壓力表 1，4 靜觸點(diǎn)；2 動(dòng)觸 點(diǎn)；3 綠燈；5 紅燈 壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn)2，表 盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分 別有靜觸點(diǎn)1和4。當(dāng)壓力超過上限 給定數(shù)值時(shí)，2和4接觸，紅色信號 燈5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若 壓力低到下限給定數(shù)值時(shí)，2與1

24、接 觸，接通了綠色信號燈3的電路。1、 4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。 36 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 n 三、電氣式壓力計(jì)三、電氣式壓力計(jì) 是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行 傳輸及顯示的儀表。 37 1. 該儀表的，分別可測710-5Pa至 5102MPa的壓力，允許誤差可至0.2； 2. 由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號，所以在工業(yè)生產(chǎn)過 程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè) 控制機(jī)聯(lián)用。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 圖3-8 電氣式壓力計(jì)組成方框圖 一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置所組成。常用 的信號處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。 38

25、 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾 元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從 而實(shí)現(xiàn)壓力的測量。 圖3-9 霍爾效應(yīng) 可用下式表示 BIRU HH 式中，UH為霍爾電勢；RH為霍爾常數(shù)， 與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng) 強(qiáng)度；I為控制電流的大小。 3939 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 霍爾電勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流成正比。提高B和I值可增 大霍爾電勢UH，但兩者都有一定限度，一般I為320mA， B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢UH約為幾十毫伏數(shù)量級。 導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過它們的霍爾電勢遠(yuǎn)比半導(dǎo)體 的霍爾電勢小得多。

26、40 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管 壓力傳感器，如圖3-10所示。 圖3-10 霍爾片式壓力傳感器 1彈簧管；2 磁鋼；3 霍爾片 當(dāng)被測壓力引入后，在被測 壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生 位移，因而改變了霍爾片在非均 勻磁場中的位置，使所產(chǎn)生的霍 爾電勢與被測壓力成比例。 利用這一電勢即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 距離顯示和自動(dòng)控制。 41 42 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 利用電阻應(yīng)變原理構(gòu)成。電阻應(yīng)變片 有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng) 應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減小（增加），再通 過橋式電路獲得相

27、應(yīng)的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計(jì)或其他記 錄儀表顯示出被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。 圖3-11 應(yīng)變片壓力傳感器示意圖 1應(yīng)變筒； 2 外 殼 ； 3密封膜片 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。 采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集 成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻， 并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。 當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散 在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化，再由 橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號。 43 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 圖3-12 壓阻式壓力傳感器 1基座；2

28、單晶硅片； 3導(dǎo)環(huán)；4螺母；5密 封墊圈；6等效電阻 精度高、工作可靠、頻率 響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、 重量輕、結(jié)構(gòu)簡單； 便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化； 可以測量壓力，稍加改 變，還可以測量差壓、高度、 速度、加速度等參數(shù)。 4444 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是一種典型的自平衡檢測儀 表，它利用負(fù)反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝 等不利因素的影響，使儀表具有較高的測量精度（一般 為0.5級）、工作穩(wěn)定可靠、線性好、不靈敏區(qū)小等一系 列優(yōu)點(diǎn)。 45 圖3-13DDZ-型電動(dòng)力矩平衡 壓力變送器示意圖 1測量膜片；2軸封膜片；3主杠桿；4矢量機(jī)構(gòu) 5量程調(diào)整螺釘；6 連桿；7副杠桿

29、；8檢測片（銜鐵）；9差動(dòng)變壓器；10反饋動(dòng)圈； 11放大器；12調(diào)零彈簧；13永久磁鋼 DDZ-型系列為直流24V供電，輸出 420mA（DC）,兩線制，安全防爆。 fpF i 被測壓力p作用在測量膜片1上，通 過膜片的有效面積轉(zhuǎn)變成集中力Fi，即 f為膜片的有效面積。 （3-13） 4646 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 21l FlF ii pKfp l l F 1 2 1 1 該變送器是按工作的。根據(jù)主、副杠桿 的平衡條件可以推導(dǎo)出被測壓力p與輸出信號I0的關(guān)系。 （3-14） 式中， 、 分別為Fi、F1離支點(diǎn)O1的距離。 1

30、 l 2 l （3-15） 將式（3-13）代入式（3-14），有 式中, 為一比例系數(shù)。 f l l K 2 1 1 47 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 tantan 112 pKFF 02I KFf 0302 3 4 2 IKIK l l F tan 0 KpI 3 1 K K K 而 432 lFlF f 式中， 、 分別為F2及電磁反饋力 離支點(diǎn)O2的距離。 3 l 4 l f F 將式（3-18）代入式（3-17），得 （3-18） （3-17） （3-19） （3-16） 聯(lián)立式（3-16）與（3-19），得 （3-20） 式中， 為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)。 48 第二節(jié)第二節(jié)

31、 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是一種開環(huán)檢測儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、 過載能力強(qiáng)、可靠性好、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號是 標(biāo)準(zhǔn)的420mA（DC）電流信號。 圖3-14 電容式差壓變送器原理圖 1隔離膜片；2，7固 定電極；3硅油；4測 量膜片；5玻璃層；6 底座；8引線 49 先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測量。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 可以有效地保護(hù)測可以有效地保護(hù)測 量膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時(shí)，測量膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時(shí)，測 量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易 損壞，過載后的恢復(fù)特

32、性很好，這樣大大提高了損壞，過載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了 過載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有過載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有 杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性 好，測量精度相應(yīng)提高，可達(dá)好，測量精度相應(yīng)提高，可達(dá)0.20.2級。級。 50 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 n 四、智能型壓力變送器四、智能型壓力變送器 是在普通壓力或差壓傳感器 的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表。 可進(jìn)行遠(yuǎn)程通信 利用手持通信器，可對現(xiàn)場變送器進(jìn)行各種運(yùn)行參 數(shù)的選擇和標(biāo)定；其精確度高，使用與維護(hù)方便。 51 第二

33、節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 圖3-15 3051C型智能差壓變送器（420mA）方框圖 52 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 圖3-16 手持通信器的連接示意圖 所用的手持通信器為275型，帶 有鍵盤及液晶顯示器?？梢越釉诂F(xiàn)場變送器的信號端子上， 就地設(shè)定或檢測，也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的控制室中，接在某個(gè) 變送器的信號線上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測。 實(shí)現(xiàn)的功能實(shí)現(xiàn)的功能 （1）組態(tài) （2）測量范圍的變更 （3）變送器的校準(zhǔn) （4）自診斷 53 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 要對智能型差壓變送器每五年校驗(yàn)一次，智能 型差壓變送器與手持通信器結(jié)合使用，可遠(yuǎn)離生產(chǎn) 現(xiàn)場，尤

34、其是危險(xiǎn)或不易到達(dá)的地方，給變送器的 運(yùn)行和維護(hù)帶來了極大的方便。 54 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 n 五、壓力計(jì)的選用及安裝五、壓力計(jì)的選用及安裝 壓力計(jì)的選用壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要 求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的 分析，分析， 一般考慮以下幾個(gè)問題。一般考慮以下幾個(gè)問題。 55 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 MPapp562282 max1 例例3 3 某臺往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為某臺往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為 25252828MPa

35、，測量誤差不得大于，測量誤差不得大于1 1MPa。工藝上。工藝上 要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一 臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。 解解由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以 選擇儀表的上限值為 根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本 章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測量 范圍為060MPa。 56 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 3 1 60 25 由于 ，故被測壓力的最小值不低于滿量程的 1/3，這是允許的。另外，根據(jù)測量誤差的要求，可 算得允許誤差為 所以，精度

36、等級為1.5級的儀表完全可以滿足誤差 要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型 電接點(diǎn)壓力表，測量范圍為060MPa，精度等級為 1.5級。 %67. 1%100 60 1 57 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 應(yīng)能反映被測壓力的真實(shí)大小。 要選在被測介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐 彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。 測量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直， 取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng) 有凸出物或毛刺。 測量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部， 使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。 58 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀

37、表 導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為610mm，長度應(yīng)盡可 能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過 50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。 導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:101:20的傾斜度，以利 于積存于其中之液體（或氣體）的排出。 當(dāng)被測介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。 取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí) 使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。 59 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。 安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。 60 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 測量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝 液管，以防止高溫蒸

38、汽直接與 測壓元件接觸圖3-17（a）； 對于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測量， 應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐， 右圖（b）表示了被測介質(zhì)密度 2大于和小于隔離液密度1的 兩種情況。 圖3-17 壓力計(jì)安裝示意圖 壓力計(jì)；切斷閥門； 凝液管；取壓容器 61 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)， 選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。 當(dāng)被測壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)， 對由此高度而引起的測量誤差應(yīng)按pHg進(jìn)行修正。 式中H為高度差，為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速 度。 為安全起見，測量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外， 安裝時(shí)表殼應(yīng)

39、向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。 62 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 n 一、概述一、概述 是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以 及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。 單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體 數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量。 在某一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總 和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。 63 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 M QQM或 如以 t 表示時(shí)間，則流量和總量之間的關(guān)系是 tt MdtMQdtQ 00 , 總總 測量流體流量的儀表。 ：測量流體總量的儀表。 64 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 以測量流體在管道內(nèi)的流速作為

40、測量依據(jù) 來計(jì)算流量的儀表 以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的 數(shù)目作為測量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。 以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。 質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種。 65 分 類 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 n 二、差壓式流量計(jì)二、差壓式流量計(jì) 是基于流體流動(dòng)的節(jié) 流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn) 流量測量的。 通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置 和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計(jì)以 及顯示儀表所組成。 66 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前 后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異

41、的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)節(jié)流現(xiàn) 象象。 67 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 圖3-18 孔板裝置及 壓力、流速分布圖 要準(zhǔn)確測量出截面、處的 壓力有困難，因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓 力p2的截面的位置隨著流速 的不同會(huì)改變。因此是在孔板前 后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓 點(diǎn)，來測量流體在節(jié)流裝置前后 的壓力變化。因而所測得的壓差 與流量之間的關(guān)系，與測壓點(diǎn)及 測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。 68 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基 本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連 續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。 pFMpFQ 10 1 0 2 2 要知

42、道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于的取值。 流量與壓力差P的平方根成正比。 69 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里 管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。 標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加 工要求、取壓方法、使用條件等。 70 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 圖3-19 孔板斷面 示意圖 如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙 度等都有詳細(xì)規(guī)定。度等都有詳細(xì)規(guī)定。 其中dD應(yīng)在0.20.8之間；最小 孔徑應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分的厚 度h（0.0050.02）D；總厚度H 0.05D

43、；錐面的斜角3045等 等，需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊。 71 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角 接取壓法。 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法 角接取壓法 法蘭取壓法 分為 圖3-20 環(huán)式取壓結(jié)構(gòu) 1管道法蘭；2環(huán)室；3孔板；4夾緊環(huán) 72 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 環(huán)室取壓法能得到較好的測量精度，但是加 工制造和安裝要求嚴(yán)格，如果由于加工和現(xiàn)場安 裝條件的限制，達(dá)不到預(yù)定的要求時(shí)，其測量精 度仍難保證。 ，在現(xiàn)場使用時(shí)，為了加工和安裝方便， 有時(shí)不用環(huán)室而用單獨(dú)鉆孔取壓，特別是對大口 徑管道。 73 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流

44、量檢測及儀表 標(biāo)準(zhǔn)孔板應(yīng)用廣泛，結(jié) 構(gòu)簡單，安裝 方便，適用于 大流量的測量 流體經(jīng)過孔板后壓力損 失大，當(dāng)工藝管道上不 允許有較大的壓力損失 時(shí)，便不宜采用。 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo) 準(zhǔn)文丘里管 壓力損失較孔 板小 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加 工 74 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測量管道直徑大于50mm， 雷諾數(shù)在104105以上的流體，而且流體應(yīng)當(dāng)清潔， 充滿全部管道，不發(fā)生相變。 節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 差壓大小，但這個(gè)差壓信號還必須由導(dǎo)壓管引出，并 傳遞到相應(yīng)的差壓計(jì)，以便顯示出流量的數(shù)值。 75 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 在

45、現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測量誤差， 有的甚至高達(dá)1020。 不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造， 更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保 證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測量精度。證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測量精度。 76 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 被測流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。 節(jié)流裝置安裝不正確。 孔板入口邊緣的磨損。 導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象 差壓計(jì)安裝或使用不正確 77 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 78 導(dǎo)壓管要正確地安裝，防止堵塞

46、與滲漏，否則會(huì)引起較大 的測量誤差。對于不同的被測介質(zhì)，導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的 要求，下面分類討論。 圖3-21 測量液體流量 時(shí)的取壓點(diǎn)位置 圖3-22 測量液體流量時(shí)的連接圖 1節(jié)流裝置；2引壓導(dǎo)管；3放空閥；4平衡 閥；5差壓變送器；6貯氣罐；7切斷閥 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 a) 取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角 為045。 b) 引壓導(dǎo)管最好垂直向下，如條件不許可，導(dǎo)壓管亦應(yīng) 下傾一定坡度（至少120110），使氣泡易于排出。 c) 在引壓導(dǎo)管的管路中，應(yīng)有排氣的裝置。 79 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 80 a) 取壓點(diǎn)應(yīng)在節(jié)流裝置的

47、上半部。 b) 引壓導(dǎo)管最好垂直向上，至少亦應(yīng)向上傾斜一定的坡 度，以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體。 c) 如果差壓計(jì)必須裝在節(jié)流裝置之下，則需加裝貯液罐和 排放閥，如圖3-23所示。 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 圖3-23 測量氣體流量時(shí)的連接圖 1節(jié)流裝置；2引壓導(dǎo)管； 3差壓變送器；4貯液罐； 5排放閥 圖3-24 測量蒸汽流量的連接圖 1節(jié)流裝置；2凝液罐； 3引壓導(dǎo)管；4排放閥； 5差壓變送器；6平衡閥 81 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 82 差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測量誤差。差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測量誤差。 由引壓導(dǎo)管

48、接至差壓計(jì)或變送器前，必須安裝切斷閥 1、2和平衡閥3，構(gòu)成三閥組，如圖3-25所示。 測量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì)）的 介質(zhì)流量時(shí)，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式 如圖3-26所示。 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 圖3-25 差壓計(jì)閥組安裝示意圖 1，2切斷閥；3平衡閥 圖3-26 隔離罐的兩種形式 83 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 n 三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)三、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 84 以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測量流量的大小， 即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方 法。 圖3-27 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀

49、表流量檢測及儀表 AppgV ft21 A gV ppp ft 21 phM f 2 轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是 （3-253-25） 由式（3-25）可得 根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測介質(zhì)的流量大小 或 phQ f 2 將式（3-26）代入上兩式，得 A gV hM fft 2 或 A gV hQ f ft 2 （3-263-26） 85 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 86 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號，適 合于遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯示或記錄。 LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由流量變送及電動(dòng)顯 示兩部分組成。 圖3-28 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu) 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀

50、表流量檢測及儀表 若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子 與差動(dòng)變壓器的鐵芯連接起與差動(dòng)變壓器的鐵芯連接起 來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn) 動(dòng)帶動(dòng)鐵芯一起運(yùn)動(dòng)，那么，動(dòng)帶動(dòng)鐵芯一起運(yùn)動(dòng)，那么， 就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成 輸出感應(yīng)電勢的大小。輸出感應(yīng)電勢的大小。 87 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 88 圖3-29 LTD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì) 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 A gV hQ w wt 2 0 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量標(biāo)尺上的刻度值，對用于測量液體 來講是代表20時(shí)水的流量值，對用于測量氣體來講則是 代表20，0.101

51、33MPa壓力下空氣的流量值。所以，在實(shí) 際使用時(shí)，要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正。 （3-313-31） 89 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 A gV hQ f ft f 2 fQf wft fwt QKQQ 0 如果被測介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大，可近似認(rèn)為 是常數(shù)，則有 （3-323-32） 整理后得 wft fwt Q K （3-343-34） （3-333-33） 90 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 fMf wfwt wf MKMQ 0 wfft wt M K f f Q K 9 . 7 9 . 6 ff M K 9 . 7 9 . 6 同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修

52、正公式為 當(dāng)采用耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時(shí)，t7.9g/cm3，水 的密度w1g/cm3，代入（3-34）與式（3-36）得 （3-353-35） （3-363-36） （3-373-37）（3-383-38） 91 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 f tKQKMtKQKM tKQKM 0.400.6701.516 0.950.9711.022 1.501.2720.847 0.450.6461.435 1.001.0001.000 1.551.2970.837 0.500.6831.365 1.051.0280.979 1.600.3230.827 0.550.7191.307 1

53、.101.0560.960 1.651.3510.818 0.600.7541.256 1.151.0840.943 1.701.3760.809 0.650.7871.211 1.201.1110.927 1.751.4010.800 0.700.8191.170 1.251.1390.911 1.801.4270.792 0.750.8511.134 1.301.1650.897 1.851.4530.785 0.800.8821.102 1.351.1930.884 1.901.4770.778 0.850.9121.073 1.401.2200.872 1.951.5040.771 0

54、.900.9441.046 1.451.2450.859 2.001.5290.764 表3-2 密度修正系數(shù)表 92 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 9 . 0 Q K 例例4 4現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量苯的流現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量苯的流 量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，t7.9g/cm7.9g/cm3 3，苯的密，苯的密 度為度為f0.83g/cm0.83g/cm3 3。試問流量計(jì)讀數(shù)為。試問流量計(jì)讀數(shù)為3.6L/s3.6L/s時(shí)，苯時(shí)，苯 的實(shí)際流量是多少？的實(shí)際流量是多少？ sLQ K Q Q f /46 . 3 9 . 0 11

55、0 解解由式（3-37）計(jì)算或由表3-2可查得 將此值代入式（3-33），得 即苯的實(shí)際流量為4L/s。 93 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 94 （2 2）氣體流量測定時(shí)的修正）氣體流量測定時(shí)的修正 對被測介質(zhì)的密度、工作壓力和溫度均需進(jìn)行修正。 當(dāng)已知儀表顯示刻度Q0，要計(jì)算實(shí)際的工作介質(zhì)流量 時(shí)，可按下式修正。 00 1 0 0 1 1 0 1 111 Q KKK Q T T p p Q TP 上式計(jì)算得到的上式計(jì)算得到的Q 是被測介質(zhì)在單位時(shí)間（小時(shí)） 是被測介質(zhì)在單位時(shí)間（小時(shí)） 內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（

56、標(biāo)準(zhǔn)立方米）， 而不是被測介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下的容積流量。而不是被測介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下的容積流量。 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 95 例例5 5 某廠用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量溫度為某廠用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量溫度為2727，表壓為，表壓為 0.16MPa0.16MPa的空氣流量，問轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為的空氣流量，問轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為38Nm38Nm3 3/h/h 時(shí)，空氣的實(shí)際流量是多少？時(shí)，空氣的實(shí)際流量是多少？ 解解已知Q038Nm3/h，p10.160.101330.26133MPa， T127273300K，T0293K，p00.10133MPa， 101.293Kg/Nm3。 將上列數(shù)據(jù)代入上式，便可得 即這時(shí)空氣的流量為60.3Nm3/h。 hNmQ/3 .60