儀器儀表基礎(chǔ)知識

1、壓力的解釋：1、大氣壓：地球表面上的空氣柱因重力而產(chǎn)生的壓力。它和所處的海拔高度、緯度及氣象狀 況有關(guān)。2、差壓（壓差）：兩個壓力之間的相對差值。3、絕對壓力：介質(zhì)（液體、氣體或蒸汽）所處空間的所有壓力。絕對壓力是相對零壓力而言的壓力。4、表壓力（相對壓力）：如果絕對壓力和大氣壓的差值是一個正值，那么這個正值就是表壓力， 即表壓力=絕對壓力-大氣壓0。5、負(fù)壓（真空表壓力）：和“表壓力相對應(yīng)，如果絕對壓力和大氣壓的差值是一個負(fù)值，那么 這個負(fù)值就是負(fù)壓力，即負(fù)壓力=絕對壓力-大氣壓0o6、靜態(tài)壓力：一般理解為不隨時間變化的壓力，或者是隨時間變化較緩慢的壓力，即在流體 中不受流速影響而測得的表壓

2、力值”。7、動態(tài)壓力：和靜態(tài)壓力相對應(yīng)，隨時間快速變化的壓力，即動壓是指單位體積的流體所 具有的動能大小。通常用1/2pv2計算。式中p流體密度；v流體運動速度?！盚ART協(xié)議和現(xiàn)場總線技術(shù)有哪些異同？HART和現(xiàn)場總線技術(shù)都可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)等進行遠程訪問。同時，兩種技術(shù)都 支持在一條總線上連接多臺設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)方式。HART和現(xiàn)場總線都采用設(shè)備描述，實現(xiàn)設(shè)備的互 操作和綜合運用。所以，它們之間有一定的相似之處。它們之間的不同有以下四點：1）現(xiàn)場總線采用真正的全數(shù)字通信，而HART是以FSK方式疊加在原有的420mA模擬信號 上的，因此可以直接聯(lián)入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)中而不需要重新組態(tài)；

3、2）現(xiàn)場總線多采用多點連接，HART協(xié)議一般僅在做監(jiān)測運用的時候才會采用多點連接方式；3）用現(xiàn)場總線組成的控制系統(tǒng)中，設(shè)備間可以直接進行通信，而不需要經(jīng)過主機干預(yù)；4）現(xiàn)場總線設(shè)備相對HART設(shè)備而言，可以提供更多的診斷信息。所以現(xiàn)場總線設(shè)備適用于高速的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，而HART設(shè)備的優(yōu)越性則體現(xiàn)在與現(xiàn)有模擬系 統(tǒng)的兼容上。智能壓力/差壓變送器較模擬變送器有什么優(yōu)越性?智能化儀表的優(yōu)越性主要有：對儀表制造過程一一簡化調(diào)校過程、補償傳感器缺陷（如線性化、環(huán)境因素補償?shù)龋?、提高儀表 性能、降低制造成本、可形成多參數(shù)復(fù)合儀表。對儀表安裝調(diào)試過程一一簡化安裝調(diào)試過程（如對線、清零）、降低安裝調(diào)試成本。

4、對儀表運行過程一一提高測量質(zhì)量、有利于進行軟測量、便于儀表的維護校驗和資產(chǎn)管理（需要 系統(tǒng)和設(shè)備管理軟件的支持）。壓力/差壓變送器有哪些選型原則？在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金、便于安裝和 維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強腐蝕的場合，必須選用隔離型變送器。在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，變送器的膜盒材質(zhì)有普通不 銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200C400C，要選用高溫型，否則硅油 會產(chǎn)生汽化膨脹，使測量不準(zhǔn)。在選型時要考慮設(shè)備工作壓力等級，變送器的壓力

5、等級必須與應(yīng)用場合相符合。從選用變送器測 量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，最好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的 1/43/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應(yīng)用場合（液 位測量）需要對變送器的測量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，遷移有正 遷移和負(fù)遷移之分。為何變送器輸出固定在20.8mA ?如何解決？變送器輸出固定在20.8mA，表示當(dāng)前主過程變量大于傳感器的設(shè)定量程上限，儀表處于輸出飽 和狀態(tài)?？梢赃M行以下幾項檢查：1）檢查設(shè)定的傳感器量程上限或傳感器極限量程是否大于或等于當(dāng)前被測信號，確定所選的傳 感器型號和設(shè)定量程的正確性；2

6、）檢查導(dǎo)壓管是否存在泄漏或堵塞，如果使用引壓閥，檢查閥門是否完全打開；3）確認(rèn)引入的被測信號是穩(wěn)定的輸入量；如果被測量是液體，確認(rèn)不存在殘留氣體；如果被測 量事干燥氣體，確認(rèn)不存在液體；4）檢查傳感器法蘭測是否存在沉淀，法蘭是否有被腐蝕現(xiàn)象；5）如果是遠傳法蘭型變送器，檢查兩個被測信號間是否存在位差，計算由位差所引起的差壓是 否大于傳感器量程;檢查供電電源是否在12V24VDC之間；利用手持操作器對儀表進行自檢和參數(shù)讀取，檢驗是否智能電子部件故障或未經(jīng)初始化。變送器的維護工作主要包括以下幾個方面：巡回檢查：儀表指示情況，儀表示值有無異常；氣動變送器氣源壓力是否正常；電動變送器電源電壓是否正常；

7、環(huán)境溫度、濕度、清潔狀況；儀表和工藝接口、導(dǎo)壓管和閥門之間有無泄漏、腐蝕。定期維護：定期檢查零點，定期進行校驗；定期進行排污、排凝、放空；定期對易堵介質(zhì)的導(dǎo)壓管進行吹掃，定期灌隔離液。設(shè)備大檢查：檢查儀表使用質(zhì)量，達到準(zhǔn)確、靈敏，指示誤差、靜壓誤差符合要求，零位正確；儀表零部件完整無缺，無嚴(yán)重銹垢、損壞，銘牌清晰無誤，緊固件不得松動，接插件接觸良好， 端子接線牢固；技術(shù)資料齊全、準(zhǔn)確、符合管理要求。質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍是個什么概念？質(zhì)量流量控制器(MFC)中設(shè)置有一個氣體流量調(diào)節(jié)閥門，閥門能使通過控制器的流量從零調(diào)節(jié)到 測量的滿量程，在工作的過程當(dāng)中，控制器的入口和出口之間會產(chǎn)生一個氣

8、壓降，即壓差。MFC 的工作壓差范圍通常為0.10.3MPa，若壓差低于最低值(0.1 MPa)，有可能控制達不到滿量程 值;若高于最高值(0.3MPa)，有可能關(guān)閉時流量不能小于2%F.S。用戶使用MFC時，無論用戶工 作的反應(yīng)室是真空還是高壓，應(yīng)做到使MFC進出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內(nèi)，并 且要求氣壓要相對穩(wěn)定。電磁流量計常見故障現(xiàn)象有: （1）無流量信號；（2）輸出晃動；（3）零點不穩(wěn)；（4）流量測量值與實際值不符；（5）輸山信 號超滿度值5類。經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容有哪些？（1）通用常規(guī)儀器檢查（2）替代法 利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務(wù)線路板部件間的互換

9、性，以替代法判別故 障所在位置。（3）信號蹤跡法 用模擬信號器替代傳感器，在液體未流動條件下提供流量信號，以測試電磁 流量轉(zhuǎn)換器。檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進行。用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器， 以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還足在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉(zhuǎn)換器故障，如 有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時，因 必須停止運行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程 量大，通常只有在作完其他各項檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況或調(diào) 換。使用超聲波流量計應(yīng)注意哪些問題？（

10、1）根據(jù)介質(zhì)、流量及工作場地的不同，選擇合適的流量計型式；（2）根據(jù)不同型式的超聲波流量計以合理的方式安裝換能器；（3）定期維護，經(jīng)常檢查流量計工作狀態(tài)、顯示器的連接；（4）定期校準(zhǔn)流量計。我廠污水排放測量用的是電磁流量計，流量計安裝前經(jīng)過了檢定，可計量數(shù)據(jù)一直和其他流量計 指示的量值不一致，原因何在？極有可能是安裝位置不對。若流量計裝于系統(tǒng)的最高處，管道中的氣泡會嚴(yán)重影響計量精度；或 流量計裝在流體向下流動的垂直管道上，有可能產(chǎn)生非滿管流。建議將流量計裝在系統(tǒng)位置較低 的水平管道上或向上流動的垂直管道上，最好在系統(tǒng)中安裝消氣器或排氣閥什么是質(zhì)量流量計？什么是質(zhì)量流量控制器？質(zhì)量流量計，即Ma

11、ss Flow Meter（縮寫為MFM）,是一種精確測量氣體流量的儀表，其測量值 不因溫度或壓力的波動而失準(zhǔn)，不需要溫度壓力補償。質(zhì)量流量控制器，即Mass Flow Controller (縮寫為MFC),不但具有質(zhì)量流量計的功能，更重 要的是，它能自動控制氣體流量，即用戶可根據(jù)需要進行流量設(shè)定，MFC自動地將流量恒定在 設(shè)定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動或環(huán)境溫度有變化，也不會使其偏離設(shè)定值。簡單地說，質(zhì)量流 量控制器就是一個穩(wěn)流裝置,是一個可以手動設(shè)定或與計算機聯(lián)接自動控制的氣體穩(wěn)流裝置。質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)點是什么？流量的測量和控制不因溫度或壓力的波動而失準(zhǔn)。對于多數(shù)流量測控

12、系統(tǒng)而言，很難避免系統(tǒng)的壓力波動及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對于普通的流 量計，壓力及溫度的波動將導(dǎo)致較大的誤差；對于質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器，則一般可以忽 略不計。測量控制的自動化質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器可以將流量測量值以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出。這樣很容易實現(xiàn)對流量 的數(shù)字顯示、累積流量自動計量、數(shù)據(jù)自動記錄、計算機管理等。對質(zhì)量流量控制器而言，還可 以實現(xiàn)流量的自動控制。通常，模擬的MFC/MFM輸入輸出信號為0+5V或420mA,數(shù)字式 MFC/MFM還配有RS232或RS485數(shù)字串行通訊口，能非常方便地與計算機連接，進行自動控 制。精確地定量控制流量質(zhì)量流量控制器可以精確地控制氣體的給定

13、量，這對很多工藝過程的流量控制、對于不同氣體的 比例控制等特別有用。適用范圍寬有很寬的工作壓力范圍，我們的產(chǎn)品可以從真空直到10MPa;可以適用于多種氣體介質(zhì)(包括一 些腐蝕性氣體，如HCL)；有很寬的流量范圍，我們的產(chǎn)品最小流量范圍可達05 sccm，最大 流量范圍可達0200 slm。流量顯示的分辨率可達滿量程的0.1%,流量控制范圍是滿量程的 2100% (量程比為-50:1),因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。雷達物位測量裝置前景廣闊我國這些年工業(yè)發(fā)展迅速，種類逐漸齊全，而物位測量儀表作為工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的重要儀表， 需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的競爭。雖然目前國內(nèi)物位儀表生產(chǎn)廠家眾

14、多，但大多 是技術(shù)含量較低、精度比較低的產(chǎn)品，即便銷量可觀，經(jīng)濟效益也不可觀。怎樣的產(chǎn)品才能有效 的占領(lǐng)國內(nèi)物位儀表市場呢，關(guān)鍵在于開發(fā)和生產(chǎn)先進，精確的高檔產(chǎn)品。根據(jù)有關(guān)機構(gòu)的調(diào)查顯示，在物位測量裝置的選購標(biāo)準(zhǔn)中，最受人們關(guān)注的因素依次是：精度， 可靠性，耐久性，操作簡易度，價格，技術(shù)支持等。很明顯，精度是人們關(guān)心的首要參數(shù)。而很 多市場預(yù)測也驗證了這一觀點。根據(jù)ARC咨詢集團的研究報告顯示，雷達物位測量裝置將是連續(xù)物位測量領(lǐng)域前景最被看好的 測量裝置。當(dāng)有效的控制成本和提高效益對于使用者越來越重要的時候，高精度的測量裝置變得 越來越受歡迎。隨著價格的下降和人們對其技術(shù)的認(rèn)可度不斷提高，雷達

15、測量裝置在工業(yè)上的使 用也變得越來越廣泛，而不是僅僅在油箱中使用。因此，雷達物位測量裝置以其技術(shù)上的不斷革 新而占領(lǐng)著越來越大的市場份額。ARC預(yù)計全球雷達式物位儀表市場到2007年將達到3.88億 美元，年增長率為10.3%。雷達式物位儀表取得這一可觀增長率時，其他物位測量技術(shù)正奮力 爭取一位數(shù)的年增長率和許多傳統(tǒng)的水平測量工藝不同，雷達測量裝置具有非常高的精度，并能夠適應(yīng)各種非常惡劣的 測量環(huán)境，測量時不依賴過程密度，壓力和溫度等環(huán)境因素，制造商們利用這些優(yōu)點給使用者提 供越來越好的產(chǎn)品。隨著雷達式物位技術(shù)進入其生命周期成熟期，其廣泛采用在很大程度上受其 快速ROI (投資回報)、低維護及

16、高可靠性特點的驅(qū)動。用戶相信，雷達式物位儀表能提供高性 價比，且即使在數(shù)量不斷增加的情況下也能順利實施。而作為一種首次用于罐儲量測量的物位測 量技術(shù)，標(biāo)志著雷達物位裝置已在更廣闊的過程物位測量領(lǐng)域中取得了重大進展。在ARC的研究報告中，接觸式和非接觸式物位測量裝置總體被分為3類：高端產(chǎn)品，中端產(chǎn)品 和低端產(chǎn)品。總的來說，雷達測量裝置會有很好的市場前景，但仍然會受到傳統(tǒng)測量裝置的挑 戰(zhàn)”，供應(yīng)商們最好根據(jù)自己的市場份額和整個市場的增長速度來制定自己的市場策略。目前被 過程控制行業(yè)看好的回路供電測量儀表(Loop powered devices)，目前已經(jīng)非常普遍。此外， 電池供電及無線雷達式物位

17、儀表亦開始在市場上出現(xiàn)。各種相關(guān)技術(shù)的不斷進步和雷達式物位計 的成本的有效控制，正有效的促進著雷達式物位儀表市場的不斷增長。用雷達式物位儀表來取代 傳統(tǒng)物位測量技術(shù)，將為雷達供應(yīng)商帶來巨大的商機。目前國內(nèi)常用的氣體傳感器有哪些？目前按照氣敏特性來分，主要分為：半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、固體電解質(zhì)型、接觸燃燒型、光化學(xué) 型等氣體傳感器，又以前兩種最為普遍。請介紹一下半導(dǎo)體型氣體傳感器的優(yōu)缺點。自從1962年半導(dǎo)體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器問世以來，半導(dǎo)體氣體傳感器已經(jīng)成為當(dāng)今應(yīng)用 最普遍、最實用的一類氣體傳感器。它具有成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命 長、對濕度敏感低和電路簡單等優(yōu)點。不足

18、之處是必須在高溫下工作、對氣體或氣味的選擇性差、 元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不理想、功率高等方面。半導(dǎo)體傳感器為什么需要加熱？半導(dǎo)體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣 體分子在薄膜表面進行還原反應(yīng)以引起傳感器電導(dǎo)率的變化。為了消除氣體分子達到初始狀態(tài)就 必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。傳感器內(nèi)的加熱器可以加速氧化過程，這也是為什么有些低端傳感器總 是不穩(wěn)定，其原因就是沒有加熱或加熱電壓過低導(dǎo)致溫度太低反應(yīng)不充分。電化學(xué)氣體傳感器是怎樣工作的?電化學(xué)氣體傳感器是通過檢測電流來檢測氣體的濃度，分為不需供電的原電池式以及需要供電的 可控電位電解式，目前可以檢測許多有毒氣體和氧氣，后者還能檢測血液中的氧濃度。電化學(xué)傳 感器的主要優(yōu)點是氣體的高靈敏度以及良好的選擇性。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。半導(dǎo)體傳感器和電化學(xué)傳感器的區(qū)別？半導(dǎo)體傳感器因其簡單低價已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是又因為它的選擇性差和穩(wěn)定性不理想目前還 只是在民用級別使用。而電化學(xué)傳感器因其良好的選擇性和高靈敏度被廣泛應(yīng)用在幾乎所有工業(yè) 場合。固態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器是怎樣的？顧名思義，固態(tài)電解質(zhì)就是以固體離子導(dǎo)電為電解質(zhì)的化學(xué)電池。它介于半