溫度、液位儀表

1、一、參數(shù)的測量l參數(shù)檢測：將被測參數(shù)經(jīng)過一次或多次能量的交換，獲得一種便于顯示和傳遞的信號的過程。l根據(jù)信號的不同，參數(shù)檢測儀表可以分為氣動檢測儀表和電動檢測儀表兩類。l非電量的電測法：將非電量工藝參數(shù)，如壓力、溫度、流量、物位等，轉(zhuǎn)換為電流、電壓等電路參數(shù)（信號）的檢測方法。1. 準(zhǔn)確度與誤差l準(zhǔn)確度：測量值與被測量真值的接近程度；l絕對誤差：反映測量值偏離真值的大小 ； l相對誤差：絕對誤差與測量值或多次測量的平均值的 比值； -實際相對誤差：絕對誤差與被測量真值之比； -示值相對誤差：絕對誤差與儀表指示值之比； -引用相對誤差：絕對誤差與儀表滿刻度值之比；l允許誤差：儀表在整個量程范圍內(nèi)

2、的最大示值的絕對 誤差比儀表量程上限；2.指示變差與精密度l指示變差：同一儀表對相同的被測參數(shù)進行正、 反行程測量時，其顯示值的差異。l精密度（簡稱精度）：儀表檢測微小參數(shù)變化的能力。l精確度：儀表精密而準(zhǔn)確的程度。l儀表精度等級：用允許誤差的絕對值表示： 常用儀表等級有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等， 3. 靈敏度、靈敏限與分辨率l靈敏度：儀表的指示位移變化量與被測參數(shù)變化量之比。l靈敏限：能引起儀表指針發(fā)生位移變化的被測參數(shù)的最小變化量。l分辨率：測試儀表數(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。4. 線性

3、度與反應(yīng)時間l線性度：測量儀表在全量程范圍內(nèi)實際校準(zhǔn)值與理論對應(yīng)值的吻合程度。l反應(yīng)時間：顯示值變化相對于實際值變化的滯后時間。 測量儀的變差測量儀表差被測參數(shù)敏感元件信號變換信號傳輸信號測量顯示記錄控制+-A/DPLCl物位：液位：容器中液體表面的高低；料位：容器中固體的堆積高度；界面：兩相物質(zhì)的交界面。要求觀察思考調(diào)節(jié)變換顯示記錄調(diào)節(jié)給定值執(zhí)行機構(gòu)檢測儀表記錄儀顯示器調(diào)節(jié)器l直讀式物位計l浮力式物位計l壓差式物位計l電磁式物位計l核輻射式物位計l超聲波物位計l光電式物位計l用帶有刻度的透明物質(zhì)（如玻璃、有機玻璃）作為容器壁的一部分或連通管，可以直接顯示容器內(nèi)液位的高低。l利用浮子高度隨液面

4、或液體界面變化而變化的原理工作。l利用物料內(nèi)靜壓力與物料深度或堆積高度成正比的關(guān)系進行測量。液體密閉容器液體敞開容器l工作原理：利用液體自身上利用液體自身上下高度產(chǎn)生的壓差，其壓差下高度產(chǎn)生的壓差，其壓差與液體高度成正比。與液體高度成正比。l公式：公式：P=P1-P2=HP=P1-P2=H* *p p* *g glP1P1為下法蘭測得的壓力，為下法蘭測得的壓力，P2P2為上法蘭測得的壓力。為上法蘭測得的壓力。H H為為液面高度，液面高度，p p為介質(zhì)密度為介質(zhì)密度g g位位重力加速度。重力加速度。l校驗時需考慮零點遷移。校驗時需考慮零點遷移。l硅油密度: :ABBABB型為型為1.07,Ros

5、emount,Rosemount型為型為0.92電容式液位計電容（繩）式料位計主要用于測量不導(dǎo)電流體投入式液位計.flvl利用物料的導(dǎo)電性能測量高低液位。注：使用電極式液位計需要的前提條件是液體導(dǎo)電且不容易被電引燃。 l放射線通過介質(zhì)時，其強度衰減與物質(zhì)的吸收系數(shù)和介質(zhì)層厚度有關(guān)：l目前，工業(yè)上使用的放射線物位計有連續(xù)式和間斷式兩種。l目前，工業(yè)使用最多的為射線，它有很強的穿透能力。HeII0l利用聲波在空氣中傳播速度不變的原理，通過檢測聲波發(fā)射、反射和接收全過程的時間間隔可以計算出物料界面到探頭的距離，從而得到物位的高低。l注意事項：確保反射波能回到探頭；防止物料對聲波的吸收（如表面泡沫漂浮

6、）。 液位計演繹.flvl溫度是化工過程中最普遍而重要的操作參數(shù)。所有的過程都是在一定的溫度條件下進行的；溫度決定一些反應(yīng)能否進行和反應(yīng)方向；溫度決定一些反應(yīng)的進程程度；溫度顯示反應(yīng)的能量變化。l溫度不能直接測量。溫度的測量都是通過溫度傳遞到敏感元件后，其物理性質(zhì)隨溫度變化而進行的。l玻璃液體溫度計利用液體受熱膨脹并沿玻璃毛細管延伸而直接顯示溫度l雙金屬溫度計不同金屬受熱膨脹不同，雙金屬片在受熱情況下發(fā)生彎曲而顯示溫度t = t0t t0l利用液體的蒸發(fā)或氣體的膨脹而引起的壓力變化進行測量。溫包：傳熱、容納膨脹介質(zhì)；（乙醚）毛細管：傳遞壓力；彈簧管：顯示壓力（溫度）。l通過特定波長光波的強度或

7、熱輻射強度來確定光源溫度。l輻射式溫度計：測定熱輻射強度；l光學(xué)溫度計：采用光學(xué)分頻法，測定不同頻率光波的強度比值；l比色法：直接通過可見光顏色的對比，確定光源溫度。1.輻射式溫度計，通常用于測量高溫條件，特別是光學(xué)溫度計和比色溫度計需要利用物體在高溫下發(fā)射的可見光進行檢測。不同金屬具有不同的電子密度；兩種金屬接觸面因為電子的擴散作用而產(chǎn)生電場熱電現(xiàn)象；電子在擴散作用和電場力作用下最終達到平衡；電子的擴散與溫度相關(guān)，溫度越高，擴散作用越強。擴散作用電場作用+-金屬A金屬Bl熱電偶的材質(zhì)要求：單位溫度變化的熱電勢大，且盡量接近線性關(guān)系；熱電性質(zhì)穩(wěn)定；化學(xué)穩(wěn)定性好：高溫下抗氧化，抗腐蝕；具有較好的

8、延展性，易于加工；復(fù)現(xiàn)性好，便于批量生產(chǎn)和互換。l不同材質(zhì)的熱電偶有不同的特性，應(yīng)根據(jù)實際需要選擇測量范圍、放大系數(shù)（以分度值表示）、測量精度、抗腐蝕能力、價格等。l熱電極工作部分l絕緣子防止電極與電極、套管短路l保護套管保護l接線盒圖5-10 熱電偶的結(jié)構(gòu)l把兩種不同的導(dǎo)體或者半導(dǎo)體材料A和B連接成閉合回路，當(dāng)兩個接觸端溫度不同時回路就會產(chǎn)生熱電勢。這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。A和B稱為熱電極，其中溫度高的接點T稱為熱端（或工作端），溫度低的接點成為冷端（或自由端）。熱電偶回路中所產(chǎn)生的熱電勢由兩種導(dǎo)體的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差電勢所組成。v熱電偶測量的關(guān)鍵是如何保證冷端的溫度l熱電偶的導(dǎo)線補償用

9、廉價材料將冷端延伸到溫度相對穩(wěn)定的控制室內(nèi)；l冷端溫度補償將冷端浸泡在恒溫的冰水中；采用電路差減法消除冷端熱電勢。v補償導(dǎo)線應(yīng)與熱電偶的電極材料配合使用；v補償導(dǎo)線的材質(zhì)不同，接線時應(yīng)特別注意不能接錯。圖5-11 補償導(dǎo)線接線圖l測量原理：利用熱電阻的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進行溫度測量的。 l工業(yè)熱電阻溫度計主要有兩種材質(zhì)：鉑電阻：0650C，Pt10，Pt100銅電阻：-50+150C，Cu50，Cu100l結(jié)構(gòu)：普通型，鎧裝型，薄膜型l攝氏溫標(biāo)（ ）：又稱百分溫標(biāo)，它把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的融點定為零度（0 ）；把水的沸點定為一百度（100 ），在0 到100 之間劃分一百等分，每一等分

10、為一攝氏度。l華氏溫標(biāo)（F）：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的融點為32F，水的沸點為212F，中間劃分180等分，每一等分稱為一華氏度。l凱氏溫標(biāo)（K）：是一種絕對溫標(biāo)，也叫熱力學(xué)溫標(biāo)。它規(guī)定分子運動停止（即無熱存在）時為絕對零度或最低理論溫度（0K）。l 溫標(biāo)（攝氏 、華氏F、凱氏K）換算：l 1、 =5*（F-32）/9 F=9/5+32l 2、 =K-273.15 它是指將變送器模塊安裝在測溫元件接線它是指將變送器模塊安裝在測溫元件接線盒或?qū)Ｓ媒泳€盒內(nèi)的一種溫度變送器。盒或?qū)Ｓ媒泳€盒內(nèi)的一種溫度變送器。 測溫元件和變送器模塊圖5-16 一體化溫度變送器結(jié)構(gòu)框圖AD693、XTR101、 XTR103、IXR100等-20+80 可以與各種熱電偶或熱電阻配合使用測量溫度； 具有量程范圍寬、精度高； 環(huán)境溫度和振動影響小、抗干擾能力強； 質(zhì)量輕； 安裝維護方便。 輸入板輸入板主電路板主電路板液晶顯示器液晶顯示器信號輸入信號輸入信號輸出信號輸出圖5-17 TR04溫度變送器基本構(gòu)成框圖由硬件部分和軟件部分兩部分構(gòu)成。l 電阻溫度系數(shù)、電阻率要大；l 熱容量要小；l 在整個測溫范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性質(zhì)和良好的復(fù)制性；l 電阻值隨溫度的變化關(guān)系，最好呈線性；l 價格便