儀表安裝與維修

1、儀表安裝與維修 一、儀表的作用；儀表是將被測量（未知值或信息）轉(zhuǎn)換成可直接觀測的值 或信息，并且還可以通過這些信息來控制或傳遞給其他設(shè)備的工具。 二、儀表按他的工作領(lǐng)域不同可分為兩類。 （一）、電工儀表；如、電壓電流表、功率表、功率因數(shù)表、電能表、頻率 表等。 （二）、熱工儀表；如、溫度測量儀表、壓力側(cè)連儀表、流量測量儀表、中 量測量儀表、各種物質(zhì)含量測量儀表、各種分析儀表、各種控制儀表等。 三、下面先簡單介紹一下熱工儀表：熱工儀表按測量方式不同可分為兩類： （1）非電量測量、（即不用電信號進(jìn)行測量的方式，如壓力表、溫度計等） （2）非電量的電測量、（即把物理狀態(tài)通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行測量

2、的 方式。如壓力數(shù)顯儀、溫度數(shù)顯儀等。） 四、 電測量儀表按作用不同可分為兩部分（一體化儀表除外）。一部分位檢 測儀表（即一次表、傳感器）第二部分是顯示儀表（即二次表、測量顯示儀表） （一）、下面我們先介紹一下檢測儀表、傳感器：傳感器是、在感受被測環(huán) 境變化的同時將此變化量轉(zhuǎn)換成（函數(shù)、線性或非線性的）電量輸出給顯示儀表。 1、傳感器的種類很多、分類方式也很多，下面我們按傳感器工作原理和 信號傳遞方式分為兩類： （1） 壓電式有源傳感器：即能根據(jù)被測量的變化而產(chǎn)生變化的電流或電壓，如 熱電偶和軸震動等。 （2）物理量無源傳感器：即能根據(jù)被測量的變化而自身的物理量（電阻、 電容磁場）發(fā)生變化，壓

3、力、差壓變送器和遠(yuǎn)傳壓力計等。 2、下面我們認(rèn)識一下熱電偶和軸震動。 （1）熱電偶是有兩種不同的、特殊材質(zhì)的金屬導(dǎo)體結(jié)合成回路組 成，這兩根導(dǎo)體結(jié)合以后，結(jié)合點(diǎn)（稱之為熱端）與接線端 之間（稱之為冷端）有溫差時、兩導(dǎo)體上就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢, 電勢的大小隨感溫點(diǎn)溫度的變化成正比而變化，所以稱他為 熱電勢。 自由端、冷端 工作端、熱端 線盒 （2）熱電偶的組成：偶絲、絕緣套管、保護(hù)管、接線板、接 （3）熱電偶按使用環(huán)境和方式不同、有分為鎧裝熱電偶和裝配熱電偶。他 們的主要區(qū)別是：鎧裝偶是將偶絲裝在帶有絕緣的金屬倒管里，他是 不能拆裝的、但是他的氣密性好反應(yīng)快、抗震性好能彎曲。裝配熱電 偶是將偶絲套上

4、絕緣套管后放進(jìn)保護(hù)管中，他的好處是：拆裝方便、 可以換偶心便于維修，還有他的測量范圍比鎧裝偶大 （4） 偶的選型：（1、）根據(jù)偶所工作和被測的環(huán)境、溫度來選擇熱電偶。（2、） 根據(jù)被測環(huán)境來選擇偶絲的材質(zhì)和保護(hù)管的材質(zhì)，下面兩列表我們可 以參考：表1、熱電偶測量范圍 熱電偶類型 代號 分度號 長時間范圍C 短時間范圍c 鉑銠30-鉑銠6 WRR B 01600 1800 鉑銠I。-鉑 WRP S 01400 1600 鎳鉻-鎳硅 WRN K 01200 1300 鎳鉻-銅鎳 WRE E 0800 900 表2、熱電偶保護(hù)管的承受范圍 保護(hù)管材質(zhì) 長期使用溫度 短期使用溫度 此參數(shù)必須在 鋼玉

5、1600 1800 咼鋁 1300 1600 垂直按裝且沒 Cr25Ti（不銹鋼） 1000 1100 有強(qiáng)烈氧化的 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼 -200+800 900 情況下 碳鋼20# -100+500 600 （3、）根據(jù)外部環(huán)境來選擇結(jié)構(gòu)和按裝方式，比如、是不是需要防水、防 濺、隔爆（根據(jù)環(huán)境來選擇隔爆等級），還有偶的固定方式、是閥蘭連接還是螺 紋連接或無連接方式。偶直徑的選擇要根據(jù)環(huán)境的震動性和對于偶的氧化程度 還有偶的熱惰性來選擇。偶的精度等級要根據(jù)工況來選擇。注意、在震動大的地 方要用凱裝熱電偶，宜延長使用壽命。如熱電聯(lián)產(chǎn)的汽機(jī)的循環(huán)水管道，現(xiàn)在全 壞過了，以后我們要注意。

6、熱電偶的熱惰性 保護(hù)管直徑 保護(hù)管材質(zhì) 時間常數(shù)（秒） C 16 非金屬保護(hù)管 90180 金屬 90180 C 20 非金屬保護(hù)管 小于180 金屬 小于180 C 25 非金屬保護(hù)管 小于300 （4、）偶長度的選擇：如果是在管道上垂直安裝偶的插入深度 （我們稱他 為小L）為保護(hù)管或連接頭的尺寸+管道的半徑，如果要傾斜45度安裝，其插入 深度應(yīng)為直形連接頭的尺寸+0.7被的管道外徑，也就是熱電偶要將其感溫點(diǎn)插入 到被測管的中心，側(cè)溫元件感溫點(diǎn)：1）熱電偶的感溫點(diǎn)是器熱接點(diǎn)，2）熱電阻 是其電阻棒的中心，電阻棒的長度（鉑電阻為30-80mm，銅電阻為64mm，雙金 屬溫度計是距前端50mm）

7、。如果條件不允許的話，偶的插入深度應(yīng)大于偶直徑的 810倍。雙金屬溫度計其保護(hù)管長度不大于 300mm時，插入深度不小于70mm， 如果大于300mm時，其插入深度不小于100mm。偶的總長度（我們稱他為大L ） 要保證其接線盒的溫度不超過100C。 L 10倍的管徑 （5）、偶的安裝：（1、）選擇按裝地點(diǎn)，選擇按裝地點(diǎn)是要避開高溫區(qū)和危險 區(qū)，要選擇便于按裝和檢修的地方。 在管道上安裝時除了偶的感溫點(diǎn)要插到管中 心以外，還要注意液體的管道，在測量水平的液體管道的溫度時要盡量向下取點(diǎn)， 避免有氣體的存在。在測量高溫高壓的氣體和液體時 （如蒸汽管道和高爐爐體檢 點(diǎn)），還要加與管道同材質(zhì)的保護(hù)管、

8、壁厚 2mm以上、（參考工況壓力）。如果被 測量管道直徑小，安裝是要逆向介質(zhì)流向傾斜裝。如果是在其他物體中測量、如 爐膛或煙道，那麼他的插入深度應(yīng)不小于其保護(hù)管直徑的810倍。 （2、）安裝熱電偶時密封一定要做好，螺紋連接的一定要加淬火的銅墊，閥 蘭按裝的要擾緊石棉繩，高溫時還要加耐火土，纏繞長度是其保護(hù)管長度的1/3。 （3、）熱電偶的連接，熱電偶與顯示表連接是要用補(bǔ)償導(dǎo)線，補(bǔ)償導(dǎo)線是將熱 電偶的冷端引道恒溫或溫度波動范圍小的地方，實計上是將冷端延長，補(bǔ)償導(dǎo)線 的熱電性能在0 100C時、與其使用的熱電偶的材質(zhì)的特性是相同的。注意： 補(bǔ)償導(dǎo)線和接線盒的溫度在常溫狀態(tài)下、不能過高，測量值才是最

9、準(zhǔn)確的，在 2005年4月10日至4月18日，熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上集汽集箱的溫度一直偏高 28攝 氏度左右，直到19日下午、下了一場雨，隨著氣溫的變化，熱電偶接線盒由原 來的54攝氏度慢慢降到了 26攝氏度，這是傳輸?shù)街骺厥业男盘栆矞p小到了正常 值。由于在測溫比較低的冬季測量的數(shù)據(jù)一直很穩(wěn)定，所以我們判斷熱電偶的接 線盒的溫度不能過高，要在常溫的環(huán)境中是最準(zhǔn)確的。 前面我們講的熱電勢是靠 熱電偶冷端和熱端的溫差產(chǎn)生的， 那現(xiàn)在電偶的冷端和熱端相距很遠(yuǎn)、 冷端的溫 度未知，在正常測量時，冷端的溫度在零攝氏度時，冷端和熱端的測量值才是實 際值，所以我們要消除由于冷端溫度影響而產(chǎn)生誤差。這誤差消除的方法很

10、多， 我們通常采用冷端補(bǔ)償法（即內(nèi)部補(bǔ)償），原理是用感溫元件測量出冷端的實際 溫度，然后與冷熱端的測量值相加，這時的結(jié)果才是實際測量值。也就是人為地 在顯示值上加以修改，在顯示表和 PLC內(nèi)部有測溫元件還有設(shè)置冷端補(bǔ)償?shù)膮?（6）、軸震動的工作原理：軸震動傳感器又稱磁電式傳感器，他是有特殊的線圈 和永磁鐵心組成，傳感器固定在被測物體上，磁鐵手震動后、磁力線切割線圈、 產(chǎn)生微電勢，此信號傳送到顯示表、就得到了震動數(shù)值。軸震動是一體封裝的， 其按裝地點(diǎn)隨設(shè)備定，安裝時一定固定緊，以免測量時有誤差。 3、下面我們了解一下無源式傳感器， 熱電阻和壓力和差壓傳感器。（1）、熱電阻： 是靠感溫元件隨溫度的

11、變化而阻值發(fā)生變化的特性來測量溫度的。熱電阻的種類 很多，我們通常所用的有： WZP系列、和WZC系列，W、表示溫度儀表，Z表 示熱電阻，P、表示鉑電阻，C、表示銅電阻。下表可以體現(xiàn)出不同的熱電阻在不同溫 度下工作范圍。 類別 型號 分度號 測量范圍c 0C電阻值（Q） 鉑熱電阻 WZP Pt10 200 + （玻璃、陶瓷骨架） 200 +420 （云母骨架） 10 Pt100 100 銅熱電阻 WZC Cu50 50+100 50 Cu100 100 （2）、熱電阻的感溫元件和熱電偶不同，鉑熱電阻是由直徑為0.030.05毫 米的鉑絲擾在不同材質(zhì)的骨架上組成。 銅電阻是由直徑為 0.11毫米

12、的絕緣鋼絲 雙繞在塑料鼓架上組成，然后用導(dǎo)線將其引到接線盒。由于熱電阻的感溫元件太 細(xì)，所以不能按裝載有振動的場合。如這次熱電聯(lián)產(chǎn)工程中循環(huán)水管道的熱電阻， 現(xiàn)在已經(jīng)壞了幾個了。熱電阻在安裝時感溫元件要放在管道中心。 （3）、熱電阻的安裝與電偶基本相同。只是接線方式不同，熱電阻本體有兩線制 和三線制：其實熱電阻感溫元件只有兩個接線端， 三線制的熱電阻只是在任意一 個接線端上并了一根導(dǎo)線引到了接線盒上。熱電阻外部連接有三線制和四線制： 三線制為的是減去線路電阻，四線制的，其作用也是為了消除線路電阻、只是方 式不同、更為精確了。熱電阻的導(dǎo)線要采用直徑為1.5mm2以上的銅導(dǎo)線，避免 電阻過大給測量

13、造成影響。 實際測量值 線 路 電丨 壓 四線制熱電阻 三線制熱電阻 、此圖為熱電阻接線原理：在 A和b之間加、250uA恒電流，此時（看三 線制）在B和b之間由于線路電阻的存在會產(chǎn)生電壓，用總電壓bA減去二倍此 電壓（即將A的線電阻也減去），就得到了準(zhǔn)確的數(shù)值。而四線制的熱電阻就 更加精確了，他的A和b之間是250uA恒流源，a和B是電阻的電壓信號，此 信號沒有電流，相當(dāng)于直接測量電阻兩端電壓，這樣就得到了準(zhǔn)確的數(shù)值了。 壓力和差壓變送器 4、壓力、差壓變送器：（1、）壓力變送器是測量介質(zhì)壓力的，我們可以大致把它 分為兩部分，傳感器部分和信號轉(zhuǎn)換部分，由于變送器的應(yīng)用領(lǐng)域不同所以他們 的種類

14、很多。特別是傳感器的結(jié)構(gòu)不同，有電阻式的、有電容式的、還有頻率式 的。但是他們的工作原理都相近，傳感器的隔離膜片是直接接觸被測介質(zhì)的他會 因為介質(zhì)的壓力變化自己產(chǎn)生形變， 這形變通過隔離液傳送給測量膜片， 測量膜 片會產(chǎn)生相應(yīng)的變形，（如果是電阻式的，這個形變輝改變電阻值，其他形式的 同理）然后信號轉(zhuǎn)換部分會根據(jù)此形變所產(chǎn)生的信號變送出相應(yīng)的電信號。 （2、）差壓變送器：他是測量兩組介質(zhì)壓力差的，一般配用于差壓式流量計或 液位計，也有測量微小壓力用的，但價格比較高。差壓變送器比壓力變送器多一 個測量壓室，多一組測量膜片，他的測量值是通過兩壓是的壓力差的到的，所以 稱他為差壓變送器。 差壓式測量

15、流量的節(jié)流裝置孔板: 固定閥蘭取壓管 環(huán)室孔板側(cè)視圖 普通孔板側(cè)視圖 主視圖 孔板的應(yīng)用范圍很廣，有環(huán)室孔板和普通孔板，區(qū)別是普通孔板德取壓管是 分別穿透兩個閥蘭，直接進(jìn)入管道，而環(huán)室孔板是在兩個閥蘭的內(nèi)園上作了一個 環(huán)形槽，取壓管直接進(jìn)到環(huán)形槽進(jìn)行測量，這樣的好處是避免由于介質(zhì)臟、造成 取壓管的堵塞。在閥蘭一般不是腐蝕性或顆粒狀可流動氣體或液體它都能測量。 上面為孔板的分析圖，孔板上面的件 2是阻礙介質(zhì)流動的，所以在件 2兩短會 產(chǎn)生差壓，此差壓值是我們要測量的數(shù)值。注意按裝時孔板的方向，必須按上圖 介質(zhì)的流向、來安排孔板的方向，另外，不同的介質(zhì)、孔板的取壓管的方向也不 同，下圖為取壓管方向

16、示意圖。 介質(zhì)為液體時、小于45度 介質(zhì)為氣體和蒸汽時、小于45度 取壓管 前后都 閥 側(cè)視圖 阻礙介質(zhì)流 動部分、件2 介質(zhì)流向 俯視圖 差壓是流量測量節(jié)流量裝置：德爾塔巴 德爾塔巴是靠件2的阻礙使其前后取壓孔產(chǎn)生差壓進(jìn)行測量。 注意正取壓管是 與上游取壓孔相連接的。它的特點(diǎn)是安裝簡便，可以在線插拔（即生產(chǎn)時可以 插拔），它的應(yīng)用范圍很廣，只要不是太粘或太臟的氣體或液體它都能測量。 壓力測量儀表 SITRANS P壓力，絕壓，差壓，流量，液位變送器 SITRANS P. OS III祭列壓力套送褐 被測樂力用蚓過過秤連雅杵圖為）估列測啟噸杵門人 逍而經(jīng)隔離鎖片C3）利充蔽【4作用T毬帀估帝黔

17、（5）,從而 悽測眈片發(fā)生影吏*滯星脫片丄的4平巫掘橋臂電祖凰值B測波動壓力時，最大壓力值 應(yīng)不超過滿量程的2/3。最低測量壓力值應(yīng)不低于全量程的1/3。 （2）精度選擇 根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測量誤差，以經(jīng)濟(jì)、實惠的原則確定儀 表的精度級。一般工業(yè)用壓力表1.5級或2.5級已足夠，科研或精密測量用0.5級 或0.35級的精密壓力計或標(biāo)準(zhǔn)壓力表 型號 結(jié)構(gòu) 公稱 直徑 測量范圍，MPa 精度 等級 用途 Y40 Y40Z 徑向 軸向無邊 40 00.1,0.16,0.25,0.4,0.6 1 2.5 測量對銅合金不起 腐蝕的液體氣體、蒸汽 壓力 Y60 Y60T （Y60TQ） Y60Z Y60Z

18、Q 徑向 徑向帶后邊 軸向無邊 軸向帶前邊 60 00.1,0.16,0.25,0.4,0.6 01, 1.6, 2.5, 4, 6 -0.10,-0.100.06,-0.10 .15 -0.10.3,-0.10.5,-0.10.9 -0.11.5,-0.12.4 測量對銅和鋼全金 不超腐蝕的液體、氣體 或蒸汽的壓力或真空 度 Y100 徑向 100 00.1,0.16,0.25,0.4,0.6 01, 1.6, 2.5, 4, 6 -0.10,-0.100.06,-0.10 .15 -0.10.3,-0.10.5,-0.10.9 -0.11.5,-0.12.4 1. 5 Y100T 徑向帶后

19、邊 Y100ZQ 軸向帶前邊 Y100TQ 徑向帶前邊 Y150 徑向 150 Y150T 徑向帶后邊 Y150ZQ 軸向帶前邊 Y150TQ 徑向帶前邊 Y260 徑向 260 （3）使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮環(huán)境條件惡劣，如高溫、腐蝕、潮濕、 振動等，被測介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等, 以此來確定壓力表的種類和型號。 （4 ）壓力表外形尺寸的選擇現(xiàn)場就地指示的壓力表一般表面直徑為 100mm,在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件關(guān)差的場合用表面直徑為200 250mm的, 盤裝壓力表直徑為 150m m,或用矩形壓力表。常用彈性式壓力表規(guī)格見表 2-1-13。 表2-1-13常用

20、彈性式壓力表規(guī)格 1.普通波紋管壓力表 2 精密波紋管壓力表（可作標(biāo)準(zhǔn)壓力表） 型號 結(jié)構(gòu) 彳 公稱直 測量范圍，MPa 等 精度 寧級 用途 備注 YB-160A YB-160B 徑向 160 -0.10,00.1,0,1 6 040.6,1,1.6 2.5,4,6,10,16 25,40,60 生產(chǎn) 00.106 0.25 0.4 可校普通壓力 表或精密測量液 體氣體、蒸汽壓 力和負(fù)壓 A一表示儀表 零點(diǎn)可調(diào) B 表示儀表 帶有鏡面 C帶鏡面且 可調(diào)零 YB-160C 徑向中壓 YB-160 徑向 符號說明：儀表型號中，常用漢語拼音的第一個字母表示某種意義，如 Y-壓力, Z 真空（阻尼），B標(biāo)準(zhǔn)（防爆），J精密（矩形），A 氨表，X信號（電