培訓資料之儀表部分

1、.PAGE ：.；培訓資料之儀表部分前言自動化技術是當代開展迅速、運用廣泛、最引人矚目的高新技術之一，在某種程度上，可以說自動化是現(xiàn)代化的同義詞。工業(yè)自動化技術，就是在沒有人直接參與的情況下，經(jīng)過自動控制安裝或系統(tǒng)，對消費過程、工藝參數(shù)、技術目的、產(chǎn)品要求等進展自動的調理與控制，使之到達預定的技術目的。自動化技術的程度，將直接影響到產(chǎn)品的質量、產(chǎn)量、本錢、勞動消費率、預期消費和盈利目的的完成。我廠煤制油工藝是世界上第一套利用原煤作為原料，在高溫、高壓、催化劑、臨氫條件下消費石油產(chǎn)品的工業(yè)化大型消費安裝，其所采用的自動控制系統(tǒng)具有技術先進、高精度、高可靠性、高靈敏性等特點，將會確保全廠安裝平安、

2、平穩(wěn)、長周期、滿負荷和高質量運轉，將會極大地提高企業(yè)的消費才干和經(jīng)濟效益。本章將從以下幾個部分著手，結合本廠實踐，有代表性的講解工業(yè)自動化的根底實際和實踐運用等方面的知識。第一節(jié) DCS、ESD及現(xiàn)場總線技術一、 DCS 系統(tǒng)1. 概述 DCS(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)即集散型控制系統(tǒng),是利用計算機技術對消費過程進展集中檢測、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術，是由計算機技術、信號處置技術、丈量控制技術、通訊網(wǎng)絡技術、 CRT技術、圖形顯示技術及人機接口技術相互浸透開展而產(chǎn)生的。它實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的功能分散，負荷分散，危險分散以及集中管理。DCS既不同于分散的儀

3、表控制，又不同于集中式計算機控制系統(tǒng)，而是抑制了二者的缺陷集中了二者的優(yōu)勢。DCS采用的是規(guī)范化、模塊化和系列化的設計，由過程控制級、控制管理級和消費管理級組成一個以通訊網(wǎng)絡為紐帶的集中顯示而操作管理、控制相對分散的適用系統(tǒng)。它具有如下特點： 自主性； 協(xié)調性； 在線性與實時性； 高可靠性； 順應性、靈敏性和可擴展性；6 友好性。各DCS廠商以Honeywell、Emerson、橫河、ABB為代表紛紛提升DCS系統(tǒng)的技術程度，并不斷地豐富其內容。總的開展趨勢可表達在如下幾個方面：各制造廠商都在“開放性上下功夫，力求使本人的 DCS與其他廠商的產(chǎn)品很容易地聯(lián)網(wǎng)；大力開展和完善 DCS 的通訊功能

4、，并將消費過程控制系統(tǒng)與工廠管理系統(tǒng)連結在一同，構成管控一體化；高度注重系統(tǒng)的可靠性，在軟件的設計中采用容錯技術；在控制功能中，不斷引進各種先進控制實際，以提高系統(tǒng)的控制性能，如自整定、自順應、最優(yōu)、模糊控制等；在系統(tǒng)規(guī)模和構造上，構成由小到大的產(chǎn)品，以順應不同規(guī)模的需求。當今Honeywell 公司最新推出的Experion PKS過程知識系統(tǒng)、Emerson 公司的Plant Web (Emerson Process Management)、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3PRM-工廠資源管理系統(tǒng)和ABB公司的 Industrial IT 系統(tǒng)代表了目前DCS的最新技術特點。而以和

5、利時、浙大中控、上海新華為代表的國內DCS廠家經(jīng)過10年的努力，各自推出本人的DCS系統(tǒng)：和利時推出MACSSmartpro第四代DCS系統(tǒng)、浙大中控推出Web field(ECS)系統(tǒng)、新華推出XDPF-400系統(tǒng)。三家積極努力，為DCS在國內工業(yè)企業(yè)的普及運用，特別是在中小型企業(yè)中的運用做出了奉獻。2. Honeywell Pks 集散型控制系統(tǒng)1 簡介 Experion PKS系統(tǒng)包含了霍尼韋爾公司三十年來在過程控制、操作管理、行業(yè)知識等方面積累的閱歷，采用最先進的開放平臺和網(wǎng)絡技術，為工業(yè)企業(yè)提供一個一致的、全廠的、自過程控制、設備和資產(chǎn)管理、直至消費管理、集成制造等一體化的知識系統(tǒng)體

6、系構造和全系列的處理方案。 PKS是具有最先進的DCS才干的、一致的、協(xié)作的體系構造。它最大的特點是采用容錯以太網(wǎng)技術，具有先進的、魯棒式的分布式控制系，它提供方便的知識共享和任務流的管理，使企業(yè)人員與最先進的自動化技術結合在一同，并使企業(yè)人員也相互聯(lián)絡在一同。Experion PKS 系統(tǒng)主要包括: 調理控制和邏輯控制一體化的C200混合控制器 和EPKS系一致體化的高可靠性的缺點平安控制器FSC 多種類型的常規(guī)的、智能的輸入/輸出子系統(tǒng)和各種類型現(xiàn)場總線的集成 方便的基于Windows 的操作、運用環(huán)境 先進的HMIWeb技術的人機界面 支持OPC等開放式規(guī)范，提供多種第三方控制器的通訊接

7、口 魯棒的、高可靠性的容錯以太網(wǎng)FTE 高效的分布式系統(tǒng)體系構造DSA 全系列的先進控制、設備和異常形狀管理、運營管理等集成制造處理方案2 系統(tǒng)組成 DCS普通由五部份組成：控制器、I/O板、操作站、通訊網(wǎng)絡、圖形及編程軟件。雖然假設干年以前就有人斷定DCS即將被FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)所取代，然而直至今日，DCS依然具有相當?shù)纳Α?3 煤液化運用煤液化工程結合控制室UCR1-UCR5采用HONEYWELL PKS系統(tǒng)，單元控制室采用SCADAP32P控制器。二、 ESD 系統(tǒng)1. 概述ESD是英文Emergency Shutdown Device的縮寫，即緊急停車系統(tǒng)。這種公用的平安維護系

8、統(tǒng)是90年代開展起來的，以它的高可靠性和靈敏性而遭到一致好評。ESD緊急停車系統(tǒng)按照平安獨立原那么要求，獨立于DCS集散控制系統(tǒng)，其平安級別高于DCS。為何要獨立設置ESD系統(tǒng)呢？當然普通平安聯(lián)鎖維護功能也可由DCS來實現(xiàn)。但是對于較大規(guī)模的緊急停車系統(tǒng)應按照平安獨立原那么與DCS分開設置，這樣做主要有以下幾方面緣由： 1降低控制功能和平安功能同時失效的概率，當維護DCS部分缺點時也不會危及平安維護系統(tǒng)。 2對于大型安裝或旋轉機械設備而言，緊急停車系統(tǒng)呼應速度越快越好。這有利于維護設備，防止事故擴展；并有利于分辨事故緣由記錄。而DCS處置大量過程監(jiān)測信息，因此其呼應速度難以作得很快； 3DCS

9、系統(tǒng)是過程控制系統(tǒng)，是動態(tài)的，需求人工頻繁的干涉，這有能夠引起人為誤動作；而ESD是靜態(tài)的，不需求人為干涉，這樣設置ESD可以防止人為誤的動作。2. TRICON ESD 系統(tǒng)1 簡介 Tricon 控制器是一種三重化冗余Triple Modular RedundantTMR控制器，它采用“三取二表決方式任務。由于該控制器是美國Triconex 公司開發(fā)的，所以也稱其為Tricon 控制器。另外，Tricon 控制器也是特指Triconex 公司開發(fā)的TMR產(chǎn)品，以別于其它公司開發(fā)的TMR產(chǎn)品。2系統(tǒng)組成Tricon三重化冗余容錯控制器是經(jīng)過三重模件冗余構造TMR實現(xiàn)容錯的，不論是構造的硬件缺

10、點，還是內部或外部的瞬時缺點，Tricon控制器都能做到無過失，不會中斷控制。Tricon 控制器三重化構造如以下圖所示。自動熱備用自動熱備用I/O總線輸出分電路A主處置器A輸入分電路A三總線三總線 輸出分電路B主處置器B輸入分電路B I/O總線輸出分電路C主處置器C輸入分電路C輸入表決器輸出Tricon 控制器三重化構造 TRICON系統(tǒng)TMR的每一個數(shù)字輸入/輸出模件都包含三個完全一樣的相互隔離的支路。每一個支路含有一個I/O微處置器，并從它的相應的主處置器上的I/O通訊處置器接納其輸出表。 3 煤液化運用煤液化工程的聯(lián)鎖維護系統(tǒng)采用的是Triconex 公司的TMR三重化冗余控制系統(tǒng)，滿

11、足TUV6的認證要求，到達SIL3的平安等級。三、 PLC 系統(tǒng)1. 概述PLC英文全稱是Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是: 一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境中運用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并經(jīng)過數(shù)字或模擬式輸入/輸出來控制各種類型的機械或消費過程?？删幊绦蚩刂破魇橇甏┰诿绹紫瘸霈F(xiàn)的，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判別、計時、計數(shù)等順序控制功能，故也稱它為順序控制器Sequence Controller。2. 系統(tǒng)組成

12、可編程序控制器硬件由五部分構成:1中央處置器 Central Processor Unit 簡稱CPU；2電源 Power Supply；3輸入組件Inputs；4輸出組件Outputs；5編程器Programmer。3. PLC的主要特點 1 可靠性；2 豐富的I/O接口模塊；3采用模塊化構造；4編程簡單易學；5安裝簡單，維修方便。4. PLC的功能1邏輯控制；2定時控制；3計數(shù)控制；4步進(順序)控制；5PID控制；6數(shù)據(jù)控制；7通訊和聯(lián)網(wǎng)；8其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。5. PLC圖例1根本邏輯門符號根本邏輯運算常用的邏輯門圖

13、形符號，如以下圖所示：(a) 與門 (b) 或門 (c) 非門圖 根本邏輯門2 組合邏輯運算 組合邏輯運算將根本邏輯運算進展各種組合，可以獲得與非、或非、與或非、異或、同或等組合邏輯運算。 組合邏輯門符號 與根本邏輯運算有對應的邏輯門一樣，組合邏輯運算也有相應的邏輯門符號，這些符號根本上是由根本邏輯門的與門、或門和非門符號組合而成，見圖。(a) 與非門 (b) 或非門 (c) 與或非門 (d) 異或門 (e) 同或門圖 各種組合邏輯門6. 煤液化安裝主要運用PLC在煤液化工程中運用較多，如泵、緊縮機、透平等。四、 現(xiàn)場總線1. 概述現(xiàn)場總線FCS是銜接現(xiàn)場智能設備和自動化控制設備的雙向串行、數(shù)

14、字式、多節(jié)點通訊網(wǎng)絡，它也被稱為現(xiàn)場底層設備控制網(wǎng)絡INFRANET。分布式的FCS系統(tǒng)比DCS系統(tǒng)更好地表達了“信息集中，控制分散的思想。2. 構造隨著現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)和成熟，促使了控制系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng)DCS向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS的過渡。在普通的FCS系統(tǒng)中，遵照一定現(xiàn)場總線協(xié)議的現(xiàn)場儀表可以組成控制回路，使控制站的部分控制功能下移分散到各個現(xiàn)場儀表中。從而減輕了控制站負擔，使得控制站可以專職于執(zhí)行復雜的高層次的控制算法。對于簡單的控制運用，甚至可以把控制站取消，在控制站的位置代之以起銜接現(xiàn)場總線作用的網(wǎng)橋和集線器，操作站直接與現(xiàn)場儀表相連，構成分布式控制系統(tǒng)。3. 特點分布式的FCS

15、系統(tǒng)比DCS系統(tǒng)更好地表達了“信息集中，控制分散的思想。與傳統(tǒng)的DCS 相比，F(xiàn)CS有其本身的特點。FCS系統(tǒng)具有高度的分散性，它可以由現(xiàn)場設備組成自治的控制回路。FCS的構造比DCS簡化。有的FCS系統(tǒng)省略了DCS中控制站這一層，操作站直接與現(xiàn)場儀表相連。這些使FCS的可靠性得到提高。現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開放性。系統(tǒng)的開放性決議了它具有互操作性和互用性。作為工廠網(wǎng)絡底層的現(xiàn)場總線還對現(xiàn)場環(huán)境有較強地順應性。由于構造上的改動，F(xiàn)CS比DCS更節(jié)約硬件設備。與此同時，F(xiàn)CS比DCS性能有所提高。4. 現(xiàn)場總線的優(yōu)點由于現(xiàn)場總線具有以上特點，特別是其系統(tǒng)構造的簡化，使其從設計、安裝、投運到正常消費運轉

16、及檢修維護，都表達出優(yōu)越性。它不僅節(jié)省了硬件數(shù)量與投資，節(jié)省了安裝費用，而且系統(tǒng)的維護開銷也大大地降低?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)不僅準確度與可靠性高，在方便運用和維護性方面，F(xiàn)CS也比DCS有優(yōu)勢。FCS運用一致的組態(tài)方式，安裝、運轉、維修簡便；利用智能化現(xiàn)場儀表，使維修預告Predicted maintenance成為能夠；由于系統(tǒng)具有互操作性和互用性，用戶可以自在選擇不同品牌的設備到達最正確的系統(tǒng)集成，在設備出現(xiàn)缺點時，可以自在選擇交換的設備，保證用戶的高度系統(tǒng)集成自動權。此外，它還具有設計簡單，易于重構等特點。5. 開展趨向傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)具有集中監(jiān)控、分散控制、操作方便的特點。但是

17、，在實踐運用中也發(fā)現(xiàn)DCS的構造存在一些缺乏之處，如控制不能做到徹底分散，危險依然相對集中；由于系統(tǒng)的不開放性，不同廠家的產(chǎn)品不能互換、互聯(lián)，限制了用戶的選擇范圍。利用現(xiàn)場總線技術，開發(fā)FCS系統(tǒng)的目的是針對現(xiàn)存的DCS的某些缺乏，改良控制系統(tǒng)的構造，提高其性能和通用性。FCS想要在實踐中取代DCS，既要具備DCS所具有的功能，又要能抑制DCS的缺陷。FCS由于采用了現(xiàn)場總線技術，在開放性、控制分散等方面優(yōu)于傳統(tǒng)DCS。但是由于它是一種新技術，目前連規(guī)范本身都還沒有制定一致，因此FCS與成熟的DCS相比，還存在以下的一些欠缺。1由于現(xiàn)場總線規(guī)范本身尚在開展中，從而給產(chǎn)品的開發(fā)和測試帶來難度。2

18、在某些場所中，F(xiàn)CS還無法提供DCS已有的控制功能。3目前FCS勝利的運用實例不多，難以評價實踐運用效果。由于以上這些緣由，F(xiàn)CS取代DCS將是一個逐漸的過程。在這一過程中，會出現(xiàn)一些過渡型的系統(tǒng)構造，如在DCS中以FCS取代DCS中的某些子系統(tǒng)。用戶將現(xiàn)場總線設備銜接到獨立的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡效力器，效力器配有DCS中銜接操作站的上層網(wǎng)絡接口，與操作站直接通訊。在DCS的軟件系統(tǒng)中可增添相應的通訊與管理軟件，這樣不需求對原有控制系統(tǒng)作構造上作出較大變動。第二節(jié) 現(xiàn)場儀表技術一、儀表的各種丈量誤差及參數(shù)1. 關于丈量的概念 根據(jù)國際通用計量學根本名詞的引薦“丈量是以確定量為目的的一組操作。這里的量值

19、均指物理量而言。測得的物理量值是一個名數(shù), 它由表示物理量的數(shù)值和物理量的單位組成。同一物理量, 由于所選擇的單位不同, 得到丈量結果的數(shù)值也不同。因此, 在給出丈量值大小的同時一定要給出所用的丈量單位。 2. 丈量方法丈量方法是完成丈量義務所采用的手段。普通是根據(jù)給定的原理規(guī)定出在丈量中所涉及的運算和實踐操作。 在丈量過程中由于丈量對象、丈量環(huán)境、丈量參數(shù)不同, 采用著各式各樣的丈量儀表和丈量方法。 1簡單丈量中選用適當?shù)恼闪績x表即可直接完成丈量義務, 即可測得足夠精度的被測物理量的大小時, 常把這種丈量稱為簡單丈量。 2 直接丈量任何丈量都包含不同的簡單丈量。假設在丈量過程中只包括一項簡單

20、丈量和只根據(jù)一些知數(shù)據(jù)對丈量結果運算就可以得到被測物理量的大小, 常把這種丈量稱為直接丈量。 3 間接丈量假設對被測物理量的丈量包括兩個或兩個以上的簡單丈量, 或包括根據(jù)假設干直接丈量結果來計算出最后丈量結果, 這種丈量稱為間接丈量, 也叫非直接丈量。 3. 丈量儀表的性能目的 儀表運轉特性通常分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性兩大類。 1 丈量儀表的靜態(tài)特性 準確度 與準確度有關的目的有三個: 精細度、正確度和準確度等級。 a精細度它闡明丈量儀表表示值的不一致程度。即對某一穩(wěn)定的被丈量在一樣的規(guī)定的任務條件下, 由同一丈量者用同一儀表在相當短的時間內延續(xù)反復丈量多次, 其丈量結果的不一致程度。 b正確度

21、它闡明表示值有規(guī)律地偏離真值大小值的程度。 c準確度它是精細度和正確度兩者的總和, 即丈量儀表給出接近于被測真值的才干。 d準確度等級它是指在規(guī)定的任務條件下, 儀表最大允許誤差相對于儀表丈量范圍的百分數(shù)也稱精度等級。 穩(wěn)定性 它是指在規(guī)定的任務條件堅持恒定時在規(guī)定時間內儀表性能堅持不變的才干。普通用精細度數(shù)值和觀測時間長短表示。 影響系數(shù) 影響系數(shù)是儀表性能的重要目的。由于儀表實踐任務條件要比規(guī)范任務條件差很多, 此時影響量的作用可以用影響系數(shù)來表示。它是示值變化與影響量變化之間的比值。 儀表靜態(tài)輸入-輸出特性 儀表靜態(tài)輸入-輸出特性由靈敏度、靈敏限、分辨率、線性度、滯環(huán)、量程等特性表示。

22、a靈敏度它表征儀表在穩(wěn)態(tài)輸出增量與輸入增量之間的比值, 是靜態(tài)特性曲線上相對應的斜率。 b靈敏限當儀表的輸入量從零不斷添加時, 在儀表示值發(fā)生可覺察的極微小變化時, 此時對應的輸入量的最小變化值, 稱為靈敏限。 c分辨率它表示儀表可以檢測到被丈量最小變化的身手。 d線性度通常用實踐校驗曲線與一條經(jīng)過特性曲線上、下限值的端基直線之間的最大偏向值與最大值之比來衡量。 死區(qū)、回差和滯環(huán) a死區(qū)它是指不會引起儀表輸出的輸入值最大變化的范圍。 b回差它是指在儀表全部丈量范圍內被丈量值上行和下行所得到的兩條 特性曲線之間的最大偏向。 c滯環(huán)它是指在儀表全部丈量范圍內被丈量值上行和下行所得到的兩條特性曲線之

23、間的最大偏向與死區(qū)之差。 量程它是指丈量上下限之間的代數(shù)差。 2 丈量儀表的動態(tài)特性及動態(tài)誤差 動態(tài)特性 丈量儀表的動態(tài)特性是儀表在動態(tài)任務中所呈現(xiàn)的特性, 它決議儀表丈量快變參數(shù)的精度, 通常用穩(wěn)定時間和極限頻率來概括表示。 所謂穩(wěn)定時間是指給儀表一個階躍輸入, 從階躍開場到輸出信號進入并不再超出對最終穩(wěn)定值規(guī)定的允許誤差時的時間間隔,穩(wěn)定時間又稱阻尼時間。 極限頻率是指一個儀表的有效任務頻率。在這個頻率以內儀表的動態(tài)誤差不超越允許值。 動態(tài)誤差 動態(tài)誤差是儀表隨時間變化的被丈量時所具有的誤差, 其數(shù)值是動態(tài)與靜態(tài)丈量結果的差值。動態(tài)誤差屬于規(guī)律性誤差。 儀表的各種丈量誤差參數(shù) 傳感器和變送

24、器在儀器、儀表和工業(yè)自動化領域中起著舉足輕重的作用。但是在實踐丈量過程中，往往由于儀表本身性能、安裝運用環(huán)境、丈量方法及操作人員忽略等主客觀要素的影響，使得丈量結果與被丈量的真實值之間存在一些偏向，這個偏向就稱為丈量誤差。4. 誤差的分類誤差的分類方法很多，如按誤差出現(xiàn)的規(guī)律來分，可分為系統(tǒng)誤差、偶爾誤差和忽略誤差；按儀表運用條件來分，有根本誤差、附加誤差；按被丈量變量隨時間變化的關系來分，有靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差等等。普通經(jīng)常用絕對誤差、相對誤差和援用誤差等來表示儀表的性能目的。 絕對誤差絕對誤差是指儀表的丈量值與被測變量真實值之差,即CCm-Cr。 相對誤差相對誤差是指丈量的絕對誤差與被測變量

25、的真實值之比，即Ca=C/Cr。 援用誤差丈量儀表的準確性不僅與絕對誤差和相對誤差有關，而且還與儀表的丈量范圍有關。工業(yè)儀表通常用援用誤差來表示儀表的準確程度，即絕對誤差與丈量范圍的比值，以百分數(shù)表示，Ca=C/(Cmax-Cmin)x100%。 在正常運用條件下，儀表丈量結果的準確程度叫儀表的準確度準確度，按數(shù)值的大小分為不同的等級，它是衡量儀表質量優(yōu)劣的重要目的之一。普通用最大援用誤差去掉正、負號及百分號來表示準確度等級準確度等級。我國工業(yè)儀表等級普通劃分為、0.05、0.1、0.25、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、。 二、儀表分類及選用原那么1. 檢測與過程控制儀表分

26、類檢測與過程控制儀表通常稱自動化儀表分類方法很多，根據(jù)不同原那么可以進展相應的分類。例如按儀表所運用的能源分類，可以分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表很少見；按儀表組合方式，可以分為基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制安裝；按儀表安裝方式，可以分為現(xiàn)場儀表、盤裝儀表和架裝儀表；隨著微處置機的蓬勃開展，根據(jù)儀表有無引入微處置機器又可分為智能儀表與非智能儀表。根據(jù)儀表信號的方式可分為模似儀表和數(shù)字儀表。顯示儀表根據(jù)記錄和指示、模擬與數(shù)字等功能，又可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數(shù)顯儀表，其中記錄儀表又可分為單點記錄和多點記錄指示亦可以有單點和多點，其中又有在紙記錄或無紙記錄，假設是有紙記錄又分筆錄

27、和打印記錄。 調理儀表可是以分為基地式調理儀表和單元組合式調理儀表。由于微處置機引入，又有可編程調理器與固定程序調理器之分。執(zhí)行器由執(zhí)行機構和調理閥兩部分組成。執(zhí)行機構按能源劃分為氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器和液動執(zhí)行器，按構造方式可以分為薄膜式、活塞式氣缸式和長行程執(zhí)行機構。調理閥根據(jù)其構造特性和流量特性不同進展分類，按構造特點通常分為直通單座、直通雙座、三通、角形、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉、套筒籠式、閥體分別等，按流量特性分為直線、對數(shù)等面分比、拋物線、快開等。 這類分類方法相對比較合理，儀表覆蓋面也比較廣，但任何一種分類方法均不能將一切儀表分門別類地劃分得井井有序，它們中間互有浸透，彼此溝通

28、。例如變送器具有多種功能，溫度變送器可以劃歸溫度檢測儀表，差壓變送器可以劃歸流量檢測儀表，壓力變送器可以劃歸壓力檢測儀表，假設用靜壓法測液位可以劃歸物位檢測儀表，很難確切劃歸哪一類，中外單元組合儀表中的計算和輔助單元也很難歸并。 2. 變送器的選用原那么1各類變送器的特點傳感器和變送器在儀器、儀表和工業(yè)自動化領域中起著舉足輕重的作用。與傳感器不同，變送器除了能將非電量轉換成可丈量的電量外，普通還具有一定的放大作用。下面簡單地引見各類變送器的特點。 一體化溫度變送器 一體化溫度變送器普通由測溫探頭熱電偶或熱電阻傳感器和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊方式將測溫探頭直接安裝在接線盒內，從而構成

29、一體化的變送器。一體化溫度變送器普通分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。熱電阻溫度變送器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接維護、限流維護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進展補償，經(jīng)V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的420mA的恒流信號。 熱電偶溫度變送器普通由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處置、V/I轉換、斷偶處置、反接維護、限流維護等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補償放大后，再由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，最后放大轉換為420mA電流輸出信號。為防止熱電偶丈量中由于電偶斷絲而使控溫失效呵斥事故，

30、變送器中還設有斷電維護電路。當熱電偶斷絲或接解不良時，變送器會輸出最大值28mA以使儀表切斷電源。一體化溫度變送器具有構造簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾才干強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接維護和限流維護、任務可靠等優(yōu)點。 一體化溫度變送器的輸出為一致的420mA信號,可與微機系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配運用,也可按用戶要求做成防爆型或防火型丈量儀表。 壓力變送器 壓力變送器也稱差壓變送器，主要由測壓元件傳感器、模塊電路、顯示表頭、表殼和過程銜接件等組成。它能將接納的氣體、液體等壓力信號轉變成規(guī)范的電流電壓信號，以供應指示報警儀、記錄儀、調理器等二次儀表進展丈量、指示和過程調理。

31、 壓力變送器的丈量原理以電容式為例是：過程壓力經(jīng)過兩側或一側隔離膜片，灌充液作用在元件(即敏感元件)內張緊的丈量膜片上，丈量膜片與兩側絕緣體上的電容極板各組成一個電容器，在無壓力通入或兩側壓力均等時丈量膜片處于中間位置，兩個電容器的電容量相等.當兩側壓力不一致時，致使丈量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，這種位移轉變?yōu)殡娙輼O板上構成的差動電容。由電子線路把差動電容轉換成4-20mADC的二線制電流信號。壓力變送器和絕對壓力變送器的任務原理和差壓變送器一樣，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成普通壓力變送器0.001MPa20MP3和微差壓變送器030kPa兩種。

32、 液位變送器 a浮球式液位變送器 浮球式液位變送器由磁性浮球、丈量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。 普通磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿丈量導管上下挪動。導管內裝有丈量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比于液位變化的電阻信號，并由電子單元轉換成420mA或其它規(guī)范信號輸出。該變送器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點，電路內部含有恒流反響電路和內維護電路，可使輸出最大電流不超越28mA，因此可以可靠地維護電源并使二次儀表不被損壞。 b浮筒式液位變送器 浮筒式液位變送器是將磁性浮球改為浮筒，它是根據(jù)阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位變送器是利用微小

33、的金屬膜應變傳感技術來丈量液體的液位、界位或密度的。它在任務時可以經(jīng)過現(xiàn)場按鍵來進展常規(guī)的設定操作。 c靜壓或液位變送器 該變送器利用液體靜壓力的丈量原理任務。它普通選用硅壓力測壓傳感器將丈量到的壓力轉換成電信號，再經(jīng)放大電路放大和補償電路補償，最后以420mA或010V的電流方式輸出。 電容式物位變送器 電容式物位變送器適用于工業(yè)企業(yè)在消費過程中進展丈量和控制消費過程，主要用作類導電與非導電介質的液體液位或粉粒狀固體料位的遠間隔 延續(xù)丈量和指示。 電容式液位變送器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制420mA恒定電流輸出為基型，經(jīng)過轉換，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號構成為15V

34、、05V、010mA等規(guī)范信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有丈量介質的圓柱形金屬容器組成。當料位上升時，因非導電物料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。變送器的模塊電路由基準源、脈寬調制、轉換、恒流放大、反響和限流等單元組成。采用脈寬調原理進展丈量的優(yōu)點是頻率較低，對周圍無射頻干擾、穩(wěn)定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。 超聲波變送器 超聲波變送器分為普通超聲波變送器無表頭和一體化超聲波變送器兩類，一體化超聲波變送器較為常用。 一體化超聲波變卦新器由表頭如LCD顯示器和探頭兩部分組成，這種直接輸出420mA信號的變送器是將小型化的敏感元件探頭和電子電路組裝在一同，

35、從而使體積更小、分量更輕、價錢更廉價。超聲波變送器可用于液位。物位的丈量和開渠、明渠等流量丈量，并可用于丈量間隔 。 銻電極酸度變送器 銻電極酸度變送器是集PH檢測、自動清洗、電信號轉換為一體的工業(yè)在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值丈量系統(tǒng)。在被測酸性溶液中，由于銻電極外表會生成三氧化二銻氧化層，這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會構成電位差。該電位差的大小取決于三所氧化二銻的濃度，該濃度與被測酸性溶液中氫離子的適度相對應。假設把銻、三氧化二銻和水溶液的適度都當作1，其電極電位就可用能斯特公式計算出來。 銻電極酸度變送器中的固體模塊電路由兩大部分組成。為了現(xiàn)場作用的平安起見，電源部分

36、采用交流24V為二次儀表供電。這一電源除為清洗電機提供驅動電源外，還應經(jīng)過電流轉換單元轉換成相應的直流電壓，以供變送電路運用。第二部分是丈量變送器電路，它把傳感器的基準信號和PH酸度信號經(jīng)放大后送給斜率調整和定位調整電路，以使信號內阻降低并可調理。將放大后的PH信號與溫度補償信號進展迭加后再進入轉換電路，最后輸出與PH值相對應的420mA恒流電流信號給二次儀表以完成顯示并控制PH值。 酸、堿、鹽濃度變送器 酸、堿、鹽濃度變送器經(jīng)過丈量溶液電導值來確定濃度。它可以在線延續(xù)檢測工業(yè)過程中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。這種變送器主要運用于鍋爐給水處置、化工溶液的配制以及環(huán)保等工業(yè)消費過程。 酸、堿

37、、鹽濃度變送器的任務原理是：在一定的范圍內，酸堿溶液的濃度與其電導率的大小成比例。因此，只需測出溶液電導率的大小變可得知酸堿濃度的高低。當被測溶液流入公用電導池時，假設忽略電極極化和分布電容，那么可以等效為一個純電阻。在有恒壓交變電流流過時，其輸出電流與電導率成線性關系，而電導率又與溶液中酸、堿濃度成比例關系。因此只需測出溶液電流，便可算出酸、堿、鹽的濃度。 酸、堿、鹽濃度變送器主要由電導池、電子模塊、顯示表頭和殼體組成。電子模塊電路那么由鼓勵電源、電導池、電導放大器、相敏整流器、解調器、溫度補償、過載維護和電流轉換等單元組成。 電導變送器 它是經(jīng)過丈量溶液的電導值來間接丈量離子濃度的流程儀表

38、一體化變送器，可在線延續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導率。 由于電解質溶液與金屬導體一樣是電的良導體，因此電流流過電解質溶液時必有電阻作用，且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導體相反，具有負向溫度特性。為區(qū)別于金屬導體，電解質溶液的導電才干用電導電阻的倒數(shù)或電導率電阻率的倒數(shù)來表示。當兩個相互絕緣的電極組成電導池時，假設在其中間放置待測溶液，并通以恒壓交變電流，就構成了電流回路。假設將電壓大小和電極尺寸固定，那么回路電流與電導率就存在一定的函數(shù)關系。這樣，測了待測溶液中流過的電流，就能測出待測溶液的電導率。 電導變送器的構造和電路與酸、堿、鹽濃度變送器一樣。 智能變送器 智能式變送器是由傳

39、感器和微處置器微機相構造而成的。它充分利用了微處置器的運算和存儲才干，可對傳感器的數(shù)據(jù)進展處置，包括對丈量信號的調理如濾波、放大、A/D轉換等、數(shù)據(jù)顯示、自動校正和自動補償?shù)取?微處置器是智能式變送器的中心。它不但可以對丈量數(shù)據(jù)進展計算、存儲和數(shù)據(jù)處置，還可以經(jīng)過反響回路對傳感器進展調理，以使采集數(shù)據(jù)到達最正確。由于微處置器具有各種軟件和硬件功能，因此它可以完成傳統(tǒng)變送器難以完成的義務。所以智能式變送器降低了傳感器的制造難度，并在很大程主上提高了傳感器的性能。另外，智能式變送器還具有以下特點：具有自動補償才干，可經(jīng)過軟件對傳感器的非線性、溫漂、時漂等進展自動補償；可自診斷，通電后可對傳感器進展

40、自檢，以檢查傳感器各部分能否正常，并作出判別；數(shù)據(jù)處置方便準確，可根據(jù)內部程序自動處置數(shù)據(jù)，如進展統(tǒng)計處置、去除異常數(shù)值等；具有雙向通訊功能。微處置器不但可以接納和處置傳感器數(shù)據(jù)，還可將信息反響至傳感器，從而對丈量過程進展調理和控制；可進展信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數(shù)據(jù)、組態(tài)信息和補償特性等；具有數(shù)字量接口輸出功能，可將輸出的數(shù)字信號方便地和計算機或現(xiàn)場總線等銜接。2 傳感器選用原那么現(xiàn)代傳感器在原理與構造上千差萬別，如何根據(jù)詳細的丈量目的、丈量對象以及丈量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進展某個量的丈量時首先要處理的問題。當傳感器確定之后，與之相配套的丈量方法和丈量設備也就可以確定了。丈量

41、結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用能否合理。 根據(jù)丈量對象與丈量環(huán)境確定傳感器的類型 靈敏度的選擇 頻率呼應特性 線性范圍 穩(wěn)定性 精度三、流量丈量儀表 流量就是在單位時間內流體經(jīng)過一定截面積的量。這個量用流體的體積來表示稱為瞬時體積流量qv，簡稱體積流量；用流量的質量來表示稱為瞬時質量流量qm，簡稱質量流量。流量計量單位普通有:體積流量： m3/h，L/h；質量流量： Kg/h，t/h；規(guī)范形狀下氣體體積流量： Nm3/h 對在一定通道內流動的流體的流量進展丈量統(tǒng)稱為流量計量。根據(jù)丈量原理，將流量丈量方法分為幾大類，下面分別闡明其丈量方法、特性等，并引見幾種常用的流量計。1. 差壓式

42、流量計1 概述 差壓式流量計(Difference Press Flowmeter)簡稱DPF，是利用孔板節(jié)流原理，根據(jù)產(chǎn)生的差壓、知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來丈量流量的儀表。2 根本原理充溢管道的流體，當它流經(jīng)管道內的節(jié)流件時，流速將在節(jié)流件處構成部分收縮，因此流速添加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可根據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種丈量方法是以流動延續(xù)性方程(質量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為根底的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多要素有關，例如當節(jié)流安裝方式或管道內流體的物理性質(密度、粘度)不同時，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的

43、壓差也是不同的。在正常情況介質物理參數(shù)堅持不變下，流量的大小是與孔板前后產(chǎn)生的壓差的平方根成正比的，F(xiàn)kP1/2?？装迨且粔K加工成圓形同心的具有銳利直角邊緣的薄板?？装彘_孔的上游側邊緣應是銳利的直角。規(guī)范孔板有三種取壓方式：角接、法蘭及D-D/2取壓；如下圖。 圖 孔板的三種取壓方式在煤液化安裝中楔形流量計也是儀表的選型之一，如FE1606、FE1706、FE1806等等。楔形流量計也是差壓節(jié)流元件的一種，其構造如以下圖所示。其檢測件為V形，設計適宜時無滯流區(qū)，不會使管道堵塞，取壓方式未規(guī)范化。楔形流量計 1-高壓取壓口；2-低壓取壓口；3-丈量管；4-楔形孔板；5-法蘭主要特點： 丈量范圍寬

44、, 雷諾數(shù)500到數(shù)百萬范圍內, 流量和差壓一直堅持方根關系。 準確度高,經(jīng)標定的楔式流量計, 其流量系數(shù)根本誤差在+0.5%內。 具有自清潔才干, 節(jié)流件上下游無滯流區(qū)。 永久壓損比孔板小。 它構造鞏固、抗震性好，安裝方便、操作簡單且反復性好, 可靠性高。 壽命長, 本錢低, 安裝及維護方便適用范圍： 適宜于低雷諾數(shù)流體的流量丈量。 特別適宜于高粘度流體、含固體顆粒液體、漿狀流體，如燃料油、原油、廢水、煤焦油、鐵礦漿、油漿、碳黑溶液、兩相流體等流量的丈量。 適宜于公稱直徑DN25-DN300的管道。 管嘴取壓楔式流量計用于公稱壓力PN6.4MPa和溫度450以下的各種場所；法蘭取壓式楔式流量

45、計適用于公稱壓力PN4.0MPa以下的各種場所；其溫度視差壓變送器的耐溫性能而定，普通限制在180以下。3 差壓計特點節(jié)流孔板構造易于復制，簡單，結實，性能穩(wěn)定可靠，運用期限長，價錢低廉。DPF運用領域極其廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比，封鎖管道各種丈量對象都有運用：流體方面，單相、混相、干凈、臟污；任務形狀方面，常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫；管徑方面，從幾毫米到幾米；流動條件方面：亞音速流、臨界流、脈動流。缺陷；如流出系數(shù)不穩(wěn)定，線性差，反復性不高，準確度因受諸多要素影響也不高，易積污和易被磨損，壓損較大，量程比范圍度小，現(xiàn)場安裝條件高，要求的直管段過長等。4 安裝運用本卷須知

46、 安裝本卷須知：節(jié)流元件的安裝要求包括方向要求孔板圓柱形銳孔方向與流體流向一致、管道條件(吹掃干凈)、管道銜接情況節(jié)流件的前端面應與管道軸線垂直、取壓口位置根據(jù)被測介質而定、節(jié)流安裝上下游直管段長度節(jié)流件不同要求也不同以及差壓信號管路的敷設情況等。 運用本卷須知雖然DPF的設計、制造及安裝等皆符合規(guī)范規(guī)定的要求，但假設不留意運用，也能夠達不到設計準確度的要求。DPF檢測件節(jié)流安裝安裝于現(xiàn)場各種任務場所，在長期運轉后，無論管道或節(jié)流安裝都會發(fā)生一些變化，如堵塞、結垢、磨損、腐蝕等等，因此節(jié)流件任何幾何外形及尺寸的變化都會帶來附加誤差，因此定期檢查檢測件是必要的。運用者要及時檢查工藝參數(shù)，對儀表進

47、展修正或采取一些措施，如改換節(jié)流件，調整差壓變送器量程等等。 另外，在起表時應留意防止差壓表單向受壓和接受高溫，排放時留意隔離液的流失并防止產(chǎn)生熄滅、爆炸、中毒、污染等危險。留意引壓管和變送器的保溫伴熱，防止介質冷凝，結晶等，影響丈量。2. 容積式流量計 1 概述容積式流量計又稱排量流量計positive displacement flowmeter，簡稱PDF，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機械丈量元件把流體延續(xù)不斷地分割成單個知的體積部分，根據(jù)計量室逐次、反復地充溢和排放該體積部分流體的次數(shù)來丈量流量體積總量。PDF流量計普通不具有時間基準，為得到瞬時流量值需求另外附加丈量時間的安裝

48、。PDF種類繁多，可按不同原那么分類。按丈量元件構造分類有如下型式：轉子式、刮板式、旋轉活塞式、膜式等。2 根本原理典型的PDF橢圓齒輪式的任務原理如以下圖所示。兩個橢圓齒輪具有相互滾動進展接觸旋轉的特殊外形。P1和p2分別表示入口壓力和出口壓力，顯然p1p2，圖a下方齒輪在兩側壓力差的作用下，產(chǎn)生逆時針方向旋轉，為自動輪；上方齒輪因兩側壓力相等，不產(chǎn)生旋轉力矩，是從動輪，由下方齒輪帶動，順時針方向旋轉。在(b)位置時，兩個齒輪均在差壓作用下產(chǎn)生旋轉力矩，繼續(xù)旋轉。選裝到(c)位置時，上方齒輪變?yōu)樽詣虞?，下方齒輪那么成為從動輪，繼續(xù)旋轉到與(a)一樣位置，完成一個循環(huán)。一次循環(huán)動作排出四個由齒

49、輪與殼壁間圍成的新月形空腔的流體體積，該體積稱作流量計的循環(huán)體積。 設流量計循環(huán)體積為v，一定時間內齒輪轉動次數(shù)為N，那么在該時間內流過流量計的流體體積為V有VNv 。雖然有許多分割方法構成各種方式的PDF，但大部分都有類似的根本特征。PDF產(chǎn)生誤差的主要緣由是分割單個流體體積的活動丈量件和靜止丈量室之間的縫隙走漏量所構成。3特點PDF計量精度高，沒有前置直管段要求。PDF可用于高粘度流體的丈量。范圍度寬，普通為10：1到5：1，特殊的可達30：1或更大。PDF是直讀式儀表，無需外部能源，可直接獲得累計總量，操作簡便。但是PDF構造復雜，體積大，笨重，故普通只適用于中小口徑。與其他幾類通用流量

50、計如差壓式、浮子式、電磁式相比，PDF的被測介質種類、介質工況溫度、壓力、口徑局限性較大，順應范圍窄。由于高溫下零件熱膨脹、變形，低溫下材量變脆等問題，PDF普通不適用于高低溫場所。目前可運用溫度范圍大致在-30+160，壓力最高為10MPa。大部分PDF儀表只適用干凈單相流體，含有顆粒、臟污物時上游需裝過濾器否那么檢測活動件易被卡死，既添加壓損，又添加維護任務；如丈量含有氣體的液體必需裝設氣體分別器。部分方式PDF儀表如橢圓齒輪式、腰輪式、旋轉活塞式等在丈量過程中會給流動帶來脈動，較大口徑儀表還會產(chǎn)生噪聲，甚至是管道產(chǎn)生振動。4 安裝及運用本卷須知 安裝本卷須知：a.周圍溫度和濕度應符合制造

51、廠規(guī)定，普通溫度為-10(-15)4050，濕度為10%90%。b.日光直射在夏季會使溫度升高，接近輻射熱的場所，亦會使溫度升高 。這種場所應采取遮陽或隔熱措施。c.非防塵、防浸水型儀表應避開有腐蝕性氣氛或潮濕場所，由于計算器減速齒輪等零部件會被腐蝕氣體和晝夜溫差結露所損壞。如無法防止，可采取內腔用干凈空氣吹氣(air pruge)方式堅持微正壓。d.避開振動和沖擊的場所。e.要有足夠空間便于安裝和日常維護。f.儀表姿態(tài)必需做到橫平豎直，普通為程度安裝。流動方向應與儀表殼體闡明方向一致，普通只能作一方向丈量，必要時在其下游裝止逆閥，以免損壞儀表。與管道銜接要使流量計不接受管線膨脹、收縮、變形和

52、振動；防止系統(tǒng)因閥門及管道設計不合理產(chǎn)生振動，特別要防止諧振。PDF計量室與活動檢測件的間隙很小，流體中顆粒雜質影響儀表正常運轉，呵斥卡死或過早磨損。儀表上游必需安裝過濾器，并定期清洗；丈量氣體在必要時應思索加裝沉渣器或水吸收器等維護性設備。用于丈量液體管道必需防止氣體進入管道系統(tǒng)，必要時設置氣體分別器。g.在延續(xù)運用的消費線上安裝流量計時，應設置旁路管線和閥門，以便于清掃和檢修。 運用本卷須知： a.清洗管線 新投管線運轉前要清掃，往往隨后還要用實流沖洗，以去除殘留焊屑垢皮等。此時先應封鎖儀表前后截止閥，讓液流從旁路管流過；假設無旁路管，儀表位置應裝短管替代。b.排盡氣體 通常實液掃線后，管

53、道內還殘留較多空氣，隨著加壓運轉，空氣以較高流速流過PDF，活動丈量元件能夠過速運轉，損傷軸和軸承。因此開場時要緩慢添加流量，使空氣漸漸外逸。c.旁路管切換順序 液流從旁路管轉入儀表時，啟閉要緩慢，特別在高溫高壓管線上更應留意。啟用時第1步徐徐開啟旁路閥，液體先在旁路管流動一段時間；第2步徐徐開啟進口閥；第3步徐徐開啟出口閥；第4步徐徐封鎖旁路閥。切除儀表改旁路管時按上述逆順序動作操作。啟動后經(jīng)過最低位指針或字輪和秒表，確認未達過度流動，最正確流量應控制在(7080%)最大流量，以保證儀表運用壽命。d.檢查過濾器 新線啟動過濾器網(wǎng)最易被突破，試運轉后要及時檢查網(wǎng)能否完好。同時過濾網(wǎng)清潔無污物時

54、記錄下常用流量下的壓力損失這個參數(shù)，今后不用卸下檢查網(wǎng)堵塞情況，即以壓力損失添加程度判別能否要清洗。e.丈量高粘度液體 用于高粘度液體，普通均加熱后使之流動。當儀表停用后，其內部液體冷卻而變稠，再啟用時必需先加熱待液體粘度降低后才讓液體流過儀表，否那么會咬住活動丈量元件使儀表損壞。f.光滑 氣體用等PDF啟用前必需加光滑油，日常運轉也經(jīng)常檢查光滑油存量的液位計。g.防止急劇流量變化 運用氣體腰輪番量計時，應留意不能有急劇的流量變化(如運用快開閥)，因腰輪的慣性作用，急劇流量變化將產(chǎn)生較大附加慣性力，使轉子損壞。用作控制系統(tǒng)的檢測儀表時，假設下游控制忽然截止流動，轉子一時停不下來，產(chǎn)生壓氣機效應

55、，下游壓力升高，然后倒流，發(fā)出錯誤信號。h.沖洗管道用蒸汽時制止經(jīng)過PDF。3. 渦輪番量計1 概述渦輪番量計Turbine Flowmeter簡稱TUF，是一種速度式流量計，被測介質的流體沖擊葉輪片，使渦輪旋轉，其旋轉速度隨流量的大小而變化。2 根本原理如下圖為渦輪傳感器構造圖，由圖可見，當被測流體流過傳感器時，由于葉輪的葉片與流體流向之間有一傾角，流體沖力使葉輪產(chǎn)生轉動力矩，抑制阻力矩后葉輪開場旋轉，當兩力矩平衡時葉輪便恒速旋轉。其轉速與管道平均流速成正比，葉輪的轉動周期地改動磁電轉換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示

56、儀表顯示。在一定條件下轉速與流量成正比，因此測出葉輪轉速就可求得流量。3 特點渦輪番量計具有精度高、反復性好、時間常數(shù)小、量程寬、刻度線性以及構造簡單、加工零部件少、分量輕、維修方便、流通才干大同樣口徑可經(jīng)過的流量大和可順應高參數(shù)高溫、高壓、微流量和低溫等特點。它廣泛運用于以下一些丈量對象：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。TUF作為最通用的流量計，其產(chǎn)品已開展為多種類、全系列、多規(guī)格批量消費的規(guī)模。其弱點是不適于長期延續(xù)運用,同時流體物性密度、粘度對儀表特性有較大影響。氣體流量計易受密度影響，而液體流量計對粘度變化反響敏感。傳感器上下游側需設置較長的直管段，如安裝空間

57、有限制，可加裝流動調整器整流器以縮短直管段長度。不適于脈動流和混相流的丈量。對被測介質的清潔度要求較高，限制了其適用領域，雖可安裝過濾器以順應臟污介質，但亦帶來壓損增大、維護量添加等副作用。4 安裝和運用本卷須知 安裝本卷須知安裝渦輪番量計前，管道要清掃。被測介質不干凈時，要加過濾器。否那么渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來。傳感器要求程度安裝，不能垂直安裝，同時應安裝在便于維修，管道無振動、無強電磁干擾與熱輻射影響的場所。液體TUF的典型安裝管路系統(tǒng)如下圖。以下圖中各部分的配置可視被測對象情況而定，并不一定全部都需求。TUF對管道內流速分布畸變及旋轉流是敏感的，因此要根據(jù)傳感器上游阻流件類型配

58、備必要的直管段或整流器。當能夠產(chǎn)生逆流時，變送器后面應加裝止逆閥。假設上游阻流件情況不明確，普通引薦上游直管段長度不小于20D，下游直管段長度不小于5D。傳感器安裝在室外時，應有避直射陽光和防雨淋的措施。 運用本卷須知 投運前先進展儀表系數(shù)的設定。仔細檢查，確定儀表接線無誤，接地良好，方可送電。啟動渦輪番量計前要檢查變送器方向能否與流體方向一致，它的啟動步驟及方法與容積式流量計類似，目的就是要防止流體沖擊渦輪葉片而損壞儀表。在正常運用時，儀表上下游閥門應該全開，用下游閥門調理流量，以使介質能充溢變送器內部腔體。在丈量低溫介質時，為防止渦輪軸承凍結和葉片損壞，應加強保溫伴熱并除去管道和渦輪番量計

59、內部的水分和油分。對于丈量液化氣等易氣化的介質，在變送器的下游應維持必要的背壓，以保證流經(jīng)變送器的介質全部為液態(tài)。拆裝流量計時，對磁感應部分不能碰撞。 4. 科里奧利質量流量計1概述科里奧利質量流量計Coriolis Mass Flowmeter簡稱CMF，是一種新型流量丈量儀表，它可以直接用于丈量介質的質量流量、密度和溫度，在石化行業(yè)得到了廣泛運用。通常質量流量計指基于希臘人科里奧利Coriolis力原理制成的流量計，它由一臺傳感器和一臺用于信號處置的變送器組成，再配用流量計算器組成流量丈量系統(tǒng)。當然，還有很多其他種類的質量流量計。2根本原理科里奧利質量流量計CMF是利用流體在直線運動的同時

60、處于一旋轉系中，產(chǎn)生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。如以下圖所示，截取一根支管，流體在其內以速度V從A流向B，將此管置于以角速度旋轉的系統(tǒng)中。設旋轉軸為X，與管的交點為O，由于管內流體質點在軸向以速度V、在徑向以角速度運動，此時流體質點遭到一個切向科氏力Fc。這個力作用在丈量管上，在O點兩邊方向相反，大小一樣，為：Fc 2Vm 。因此，直接或間接丈量在旋轉管道中流動的流體所產(chǎn)生的科氏力就可以測得質量流量。這就是科里奧利質量流量計的根本原理。 科里奧利質量流量有很多種構造方式，如以下圖所示：3特點CMF直接丈量質量流量，具有丈量精度高、量程比寬、穩(wěn)定性好、維護量低等