化工儀表及自動化教案

1、 化 工 儀 表 及 自 動 化 教 案緒論內(nèi)容提要 : 1.化工自動化的含義2 學時2.化工生產(chǎn)過程自動化的目的3.化工自動化的進展情形4.化工外表及自動化系統(tǒng)的分類5.本學科的作用1. 化工自動化的含義是化工、煉油、食品、輕工等化工類型生產(chǎn)過程自動化的簡稱；在化工設備上,配備上一些自動扮裝置,代替操作人員的部分直接勞動,使生產(chǎn)在不同程度上 自動地進行,這種用自動扮裝置來治理化工生產(chǎn)過程的方法,稱為化工自動化；2. 化工生產(chǎn)過程自動化的目的加快生產(chǎn)速度,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量；減輕勞動強度,改善勞動條件；能夠保證生產(chǎn)安全,防止事故發(fā)生或擴大,達到延長設備使用壽命,提高設備利用才能的

2、目 的；生產(chǎn)過程自動化的實現(xiàn),能根本轉(zhuǎn)變勞動方式,提高工人文化技術(shù)水平,為逐步地毀滅體力勞 動和腦力勞動之間的差別制造條件；3. 化工自動化的進展情形 20 世紀 40 歲月以前 絕大多數(shù)化工生產(chǎn)處于手工操作狀況,操 作工人依據(jù)反映主要參數(shù)的外表指示情形,用人工來轉(zhuǎn)變操作條件,生產(chǎn)過程單憑體會進 行；低效率,花費巨大,見圖；20 世紀 50 歲月到 60 歲月 人們對化工生產(chǎn)各種單元操作進行了大量 的開發(fā)工作,使得化工生產(chǎn)過程朝著大規(guī)模、高效率、連續(xù)生產(chǎn)、綜合利用方向快速進展；20 世紀 70 歲月以來,化工自動化技術(shù)又有 了新的進展 已進展為綜合自動化,應用的領(lǐng)域和規(guī)模越來越大；顯示了學問密

3、集化、高技術(shù)集成化 的特點；智能化程度日益增加；20 世紀末,運算機、信息技術(shù)的飛速發(fā) 展,引發(fā)了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革；4. 化工外表及自動化系統(tǒng)的分類需要測量和掌握的參數(shù)是多種多樣的,主 要有熱工量（壓力、流量、液位、溫度）和成分（或物性）量；化工自動化外表按其功能分為：檢測、顯示、掌握外表和執(zhí)行器；由上述各類外表,可以構(gòu)成自動檢測、自動操縱、自動愛護和自動掌握四種自動化系統(tǒng)；5. 本學科的作用 化工生產(chǎn)過程自動化是一門綜合性的技術(shù)學科；它應用自動掌握學科、儀器外表學科及運算機學科的理論與技術(shù)服務于化學工程學科；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 1 頁,共 36 頁對于熟識化

4、學工程學科的人員,如能再學習和把握一些檢測技術(shù)和掌握系統(tǒng)方面的學問,必能 在推動中國的化工自動化事業(yè)中,起到事半功倍的作用；第一章 檢測外表基本學問 內(nèi)容提要 : 1.測量過程與測量誤差 4 學時（ 3 學時講授, 1 學時習題鞏固）2.外表的性能指標3.工業(yè)外表的分類1. 測量過程和測量誤差 測量過程 在實質(zhì)上都是將被測參數(shù)與其相應的測量單位進行比較的過程,而測量外表就是實現(xiàn) 這種比較的工具；測量誤差 指由外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,即肯定誤差 和相對誤差；肯定誤差式中：x ix tix外表指示值 , tx被測量的真值；由于真值無法得到 x x 0式中：x被校

5、表的讀數(shù)值,x 標準表的讀數(shù)值 相對誤差yx0 xx 0 x 02. 外表的性能指標 精確度（簡稱精度）兩大影響因素：肯定誤差和外表的測量范疇 說明：外表的測量誤差可以用肯定誤差 來表示；但是,外表的肯定誤差在測量范疇內(nèi)的各 點不相同；因此,常說的“ 肯定誤差” 指的是肯定誤差中的最大值 max；相對百分誤差測量范疇上限值max100%測量范疇下限值答應誤差小結(jié)：外表的外表答應的最大肯定誤差值100 %允測量范疇上限值測量范疇下限值允越大,表示它的精確度越低；反之,外表的允越小,表示外表的精確度越高；將外表的答應相對百分誤差去掉“ ” 號及“ ” 號,便可以用來確定外表的精確度等級；目前常用的

6、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；例：某臺測溫外表的測溫范疇為 200700,校驗該表時得到的最大肯定誤差為4,試確定 該外表的精度等級；0.8解該外表的相對百分誤差為假如將該外表的7004100%08.%2000.8 ；由于國家規(guī)定的精度等級中沒有去掉“ ” 號與“ ” 號,其數(shù)值為級外表,同時,該外表的誤差超過了0.5級外表所答應的最大誤差,所以,這臺測溫外表的精名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 2 頁,共 36 頁度等級為 1.0 級；例：某臺測溫外表的測溫范疇為100

7、0；依據(jù)工藝要求,溫度指示值的誤差不答應超過,試問應如何挑選外表的精度等級才能滿意以上要求？解 依據(jù)工藝上的要求,外表的答應誤差為7允 100 % 0 . 7 %1000 0假如將外表的答應誤差去掉“ ” 號與“ ” 號,其數(shù)值介于 0.5 1.0 之間,假如挑選精度等級為 1.0 級的外表,其答應的誤差為1.0 ,超過了工藝上答應的數(shù)值,故應挑選 0.5 級外表才能滿意工藝要求；外表的精度等級是衡量外表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標之一；精度等級數(shù)值越小,就表征該外表的精確度等級越高,也說明該外表的精確度越高；0.05 級以上的外表,常用來作為標準表；工業(yè)現(xiàn)場用的測量外表,其精度大多在 0.5 以下；外

8、表的精度等級一般可用不同的符號形式標志在外表面板上；如：1.0 1. 5 小結(jié)：依據(jù)外表校驗數(shù)據(jù)來確定外表精度等級和依據(jù)工藝要求來挑選外表精度等級,情形是不一樣的；依據(jù)外表校驗數(shù)據(jù)來確定外表精度等級時,外表的答應誤差應當大于（至少等于）外表校驗所得的相對百分誤差；依據(jù)工藝要求來挑選外表精度等級時,外表的答應誤差應當小于（至多等于）工藝上所答應的最大相對百分誤差；變差： 變差是指在外界條件不變的情形下,用同一外表對被測量在外表全部測量范疇內(nèi)進行正反行程（即被測參數(shù)逐步由小到大和逐步由大到小）測量時,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；變差最大肯定差值100 %測量范疇上限值測量

9、范疇下限值靈敏度與靈敏限：外表的靈敏度是指外表指針的線位移或角位移,與引起這個位移的被測參數(shù)變化量的比值；即式中：S為外表的靈敏度；Sxx 為引起所需的被測參數(shù)變?yōu)橹羔樀木€位移或角位移；化量；外表的靈敏限是指能引起外表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)的最小變化量；通常外表靈敏限的數(shù)值應不大于外表答應肯定誤差的一半；留意：上述指標僅適用于指針式外表；在數(shù)字式外表中,往往用辨論力表示；辨論率： 對于數(shù)字式外表,辨論力是指數(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；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 3 頁,共 36 頁不同量程的辨論力是不同的,相應于最低量程的辨論力 稱為該表的 最高辨論

10、力 ,也叫 靈敏度 ；通常以最高辨論力作 為數(shù)字電壓表的辨論力指標；辨論率與外表的有效數(shù)字位數(shù) 有關(guān)；線性度： 線性度是表征線性刻度外表的輸出量與輸入量的實 際校準曲線與理論直線的吻合程度；通?？偸瞧谕麥y量外表 的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系；ffmax100%為校準曲線；外表量程式中 ,f 為線性度（又稱非線性誤差）；fmax對于理論直線的最大偏差（以外表示值的單位運算）反應時間： 反應時間就是用來衡量外表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標；反應時間長,說明 外表需要較長時間才能給出精確的指示值,那就不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)；外表反應時間的長短,實際上反映了外表動態(tài)特性的好壞；外表的反應時間有

11、不同的表示方法：a. 當輸入信號突然變化一個數(shù)值后,輸出信號將由原始值逐步變化到新的穩(wěn)態(tài)值；b. 外表的輸出信號由開頭變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2 （ 95）所用的時間,可用來表示反應時間；3. 工業(yè)外表的分類 按外表使用的能源分類 氣動外表、電動外表（常用）、液動外表 常用電動外表優(yōu)缺點：優(yōu)點：以電為能源,信號之間聯(lián)系比較便利,相宜于遠距離傳送和集中掌握；便于與運算機聯(lián) 用；現(xiàn)在電動外表可以做到防火、防爆,更有利于電動外表的安全使用；缺點：一般結(jié)構(gòu)較復雜；易受溫度、濕度、電磁場、放射性等環(huán)境影響；按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類 檢測外表：作用是獵取信息,并進行適當?shù)霓D(zhuǎn)換；顯示外表：作用

12、是將由檢測外表獲得的信息顯示出來；集中掌握裝置：包括各種巡回檢測儀、巡回掌握儀等；掌握外表：可以依據(jù)需要對輸入信號進行各種運算；執(zhí)行器：可以接受掌握外表的輸出信號或直接來自操作員的指令,對生產(chǎn)過程進行操作或控 制；各類外表的作用,如圖：按外表的組成形式分類 分為基地式外表和單元組合外表；基地式外表特點是將測量、顯示、掌握等各部分集中組裝在一個表殼里,形成一個整體；這種名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 4 頁,共 36 頁外表比較適于在現(xiàn)場做就地檢測和掌握,但不能實現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與掌握；這在肯定程度上 限制了基地式外表的應用范疇；單元組合外表是將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、

13、掌握等各部分,分別制成能獨立工作的單元 外表（簡稱單元,例如變送單元、顯示單元、掌握單元等）；這些單元之間以統(tǒng)一的標準信號相互 聯(lián)系,可以依據(jù)不同要求,便利地將各單元任意組合成各種掌握系統(tǒng),適用性和敏捷性都很好；留意：化工生產(chǎn)中的單元組合外表有電動單元組合外表和氣動單元組合外表兩種；國產(chǎn)的電動單元組合外表簡稱DDZ外表；氣動單元組合外表簡稱QDZ外表；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 5 頁,共 36 頁其次章 壓力檢測 內(nèi)容提要 : 1.壓力單位及測壓外表5 學時2.彈性式壓力計3.電氣式壓力計4.智能式變送器5.壓力計的選用及安裝1. 壓力單位及測壓外表 壓力是指勻稱垂直地

14、作用在單位面積上的力；pF S表示垂直作用力；S 表示受力面積；式中,p 表示壓力；F1 Pa1N2 m壓力的單位為帕斯卡,簡稱帕（Pa）1 MPa為了使大家明白國際單位制中的壓力單位（種單位之間的換算關(guān)系表；61 10 PaPa 或 MPa）與過去的單位之間的關(guān)系,下面給出幾壓力帕 /Pa 兆帕 / MPa 工程大氣壓 / kgf/cm2 （磅 / 英寸 物理大氣壓 / 汞柱 / mmHg 水柱 / mH2O 2） / atm （ 1b/in2 ）巴/bar 單位帕1 131061.0197310-9.869310-6 7.501310 3 -1.0197310-1.450310-1310

15、-5 5 4 4 兆帕131061 10.197 9.869 7.50131031.01973102 1.450310210 工程大氣9.80731049.807310-2 1 0.9678 735.6 10.00 14.22 0.9807 壓物理大氣1.013331050.10133 1.0332 1 760 10.33 14.70 1.0133 壓汞柱 1.333231021.3332310-1.3595310-1.3158 310 -1 0.0136 1.934310-1.3332310-4 3 3 2 3 水柱 9.80631039.806310-3 0.1000 0.09678 73

16、.55 1 1.422 0.09806 （磅/ 英6.89531036.895310-3 0.07031 0.06805 51.71 0.7031 1 0.06895 寸2）巴131050.1 1.0197 0.9869 750.1 10.197 14.50 1 在壓力測量中,常有表壓、肯定壓力、負壓或真空度之分；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 6 頁,共 36 頁P絕pp表P絕大氣壓力線P真肯定壓力的零線表壓p肯定壓力p大氣壓力當被測壓力低于大氣壓力時,一般用負壓或真空度來表示；p真空度p 大氣壓力p 肯定壓力測量壓力或真空度的外表依據(jù)其轉(zhuǎn)換原理的不同,分為四類；液柱式壓力

17、計它依據(jù)流體靜力學原理,將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量；按其結(jié)構(gòu)形式的不同有U 形管壓力計、單管壓力計等 優(yōu)點：這類壓力計結(jié)構(gòu)簡潔、使用便利 缺點：其精度受工作液的毛細管作用、密度及視差等因素的影響,測量范疇較窄,一般用來測 量較低壓力、真空度或壓力差；彈性式壓力計 它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進行測量的；電氣式壓力計 它是通過機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）來進行測量的儀 表；活塞式壓力計 它是依據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理,將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平穩(wěn)砝碼的質(zhì)量來進行測 量的；優(yōu)點：測量精度很高,答應誤差可小到 0.05%0.02%；缺點：結(jié)構(gòu)較復雜,

18、價格較貴；2. 彈性式壓力計 彈性式壓力計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外表；優(yōu)點：具有結(jié)構(gòu)簡潔、使用牢靠、讀數(shù)清楚、堅固牢靠、價格低廉、測量范疇寬以及有足夠的 精度等優(yōu)點；可用來測量幾百帕到數(shù)千兆帕范疇內(nèi)的壓力；彈性元件 彈性元件是一種簡易牢靠的測壓敏銳元件；當測壓范疇不同時,所用的彈性元件也不一樣；彈簧管式彈性元件如圖a 和b 所示,波紋管式彈性元件如圖e 所示,薄膜式彈性元件如圖c 和 d 所示；彈簧管壓力表 分類：使用的測壓元件：單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧管壓力表；用途：一般彈簧管壓力表,耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧氣

19、壓力表等；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 7 頁,共 36 頁1彈簧管； 2 拉桿； 3 扇形齒輪； 4 中心齒輪；調(diào)整螺絲； 9 接頭 基本測量原理5 指針； 6 面板； 7 游絲； 8 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)生擴張變形；同時,使彈簧管的自由端 B 產(chǎn)生位移；輸入壓力 p 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 點的位移量,就能反映壓力 p 的大

20、??；留意： 彈簧管自由端 B 的位移量一般很小,直接顯示有困難,所以必需通過放大機構(gòu)才能指示出來；小心： 在化工生產(chǎn)過程中,常需要把壓力掌握在某一范疇內(nèi),即當壓力低于或高于給定范疇時,就會破壞正常工藝條件,甚至可能發(fā)生危急；這時就應采納帶有報警或掌握觸點的壓力表；將一般彈簧管壓力表稍加變化,便可成為電接點信號壓力表,它能在壓力偏離給定范疇時,準時發(fā)出信號,以提示操作人員留意或通過中間繼電器實現(xiàn)壓力的自動掌握；電接點信號壓力表：1,4 靜觸點； 2 動觸點； 3 綠燈； 5 紅燈壓力表指針上有動觸點 2,表盤上另有兩根可調(diào)劑指針,上面分別有靜觸點 1 和 4；當壓力超過上限給定數(shù)值時,2 和 4

21、 接觸,紅色信號燈 5 的電路被接通,紅燈發(fā)亮；如壓力低到下限給定數(shù)值時, 2 與 1 接觸,接通了綠色信號燈 3. 電氣式壓力計3 的電路； 1、4 的位置可依據(jù)需要敏捷調(diào)劑；電氣式壓力計是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進行傳輸及顯示的外表；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 8 頁,共 36 頁優(yōu)點：該外表的測量范疇較廣,分別可測 7310 -5Pa 至 53102MPa 的壓力,答應誤差可至 0.2 ；由于可以遠距離傳送信號,所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)壓力自動掌握和報警,并可與 工業(yè)掌握機聯(lián)用；組成 （電氣式壓力計組成方框圖）一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置所組成；常用

22、的信號處理裝置有指示儀、記錄儀 以及掌握器、微處理機等；幾種常見的傳感器或變送器：霍爾片式壓力傳感器 霍爾片式壓力傳感器 是依據(jù)霍爾效應制成的,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,從而實現(xiàn)壓力的測量；霍爾電勢可用下式表示 U H R H BI 式中, UH 為霍爾電勢； RH 為霍爾常數(shù),與霍爾片材 B 為磁感應強度；I 為掌握電流的大 料、幾何外形有關(guān)；??；留意： 霍爾電勢與磁感應強度和電流成正比；提高 和 I 值可增大霍爾電勢 UH,但兩者都有肯定限度,一般 爾電勢 UH約為幾十毫伏數(shù)量級；B I 為 3 20mA,B 約為幾千高斯,所得的霍導體也有霍爾效應,不

23、過它們的霍爾電勢遠比半導體的霍爾電勢小得多；將霍爾元件與彈簧管協(xié)作,就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器,如下列圖：霍爾片式壓力傳感器；1彈簧管； 2 磁鋼； 3 霍爾片 當被測壓力引入后,在被測壓力作用下,彈簧管自由端產(chǎn)生位移,因而轉(zhuǎn)變了霍爾片在非勻稱磁場中的位置,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現(xiàn)遠距離顯示和自動掌握；應變片壓力傳感器 應變片式壓力傳感器利用電阻應變原理構(gòu)成；電阻應變片有金屬和半導體應變片兩類,被測壓 力使應變片產(chǎn)生應變；當應變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應變時,其阻值減?。ㄔ黾樱?再通過橋式電路獲得相應的毫伏級電勢輸出,并用毫伏計或其他記錄外表顯示出被測壓力,從而

24、組成應變片式壓力 計；如圖：應變片壓力傳感器示意圖名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 9 頁,共 36 頁1應變筒； 2外殼； 3密封膜片 壓阻式壓力傳感器 如圖：壓阻式壓力傳感器1基座； 2單晶硅片； 3導環(huán)； 4螺母； 5密封墊圈； 6 等效電阻 工作原理：壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應而構(gòu)成；采納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)；當壓力發(fā)生變化時,單晶硅產(chǎn)生應變,使直接擴散在上面的應變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的 變化,再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信號；特點：精度高、工

25、作牢靠、頻率響應高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡潔；便于實現(xiàn)顯示 數(shù)字化；可以測量壓力,稍加轉(zhuǎn)變,仍可以測量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)；力矩平穩(wěn)式壓力變送器 力矩平穩(wěn)式壓力變送器是一種典型的自平穩(wěn)檢測外表,它利用負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,使外表具有較高的測量精度（一般為0.5級）、工作穩(wěn)固牢靠、線性好、不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點；以 DDZ-型電動力矩平穩(wěn)壓力變送器為例,如圖： DDZ-型電動力矩平穩(wěn)壓力變送器示意圖1測量膜片； 2軸封膜片；3 主杠桿； 4矢量機構(gòu) 5 量程調(diào)整螺釘；6 連桿； 7 副杠桿； 8 檢測片（銜鐵）； 9差動變壓器；10反饋動圈；1

26、1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；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 iF；即 Fi fp f 為膜片的有效面積；該變送器是按力矩平穩(wěn)原理工作的；依據(jù)主、副杠桿的平穩(wěn)條件可以推導出被測壓力 p 與輸出信號 I 0 的關(guān)系；當主杠桿平穩(wěn)時,應有F iliF 1l2名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 10 頁,共 36 頁式中：il、2l分別為iF、F 離支點 O1的距離；由以上兩式：式中 ,F 1l1fpK1pl2K1l1fl2為一比例系數(shù)；而式中：3l、4lF 2F

27、1tanK1ptanO2的距離；分別為F 2l3Ffl4F 及電磁反饋力離支點F fK2I0代入上式：聯(lián)立F 2F 1tanK1ptanF2l4K2I0K3I0l3、F2l4K2I0K3I0l3I0,得：KptanKK1K3為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)式中,電容式壓力變送器 電容式壓力變送器 是一種開環(huán)檢測外表,具有結(jié)構(gòu)簡潔、過載才能強、牢靠性好、測量精度高 等優(yōu)點,其輸出信號是標準的 420mA（DC）電流信號；工作原理：先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化,然后進行測量；如圖：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 小結(jié)：電容式差壓

28、變送器的結(jié)構(gòu)可以有效地愛護測量膜片,當差壓過大并超過答應測量范疇 時,測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上,因此不易損壞,過載后的復原特性很好,這樣大大提 高了過載承擔才能；與力矩平穩(wěn)式相比,電容式?jīng)]有杠桿傳動機構(gòu),因而尺寸緊湊,密封性與抗振 性好,測量精度相應提高,可達 0.2 級；4. 智能式變送器 是在一般壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能 智能型壓力或差壓變送器名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 11 頁,共 36 頁檢測外表；特點：可進行遠程通信 利用手持通信器,可對現(xiàn)場變送器進行各種運行參數(shù)的挑選和標定；其精確度高,使用與愛護 便利；以美國費希爾 -

29、羅斯蒙特公司的3051C 型智能差壓變送器為例介紹其工作原理；如圖： 3051C 型智能差壓變送器（420mA）方框圖（圖 2-9 ）3051C 型智能差壓變送器 所用的手持通信器為 275 型,帶有鍵盤及液晶顯示器；可以接在現(xiàn)場變送器的信號端子上,就地設定或檢測,也可以在遠離現(xiàn)場的掌握室中,接在某個變送器的信號線上進行遠程設定及檢測；如圖：手持通信器的連接示意圖實現(xiàn)的功能：（ 1）組態(tài)（ 2）測量范疇的變更（3）變送器的校準（4）自診斷留意： 要對智能型差壓變送器每五年校驗一次,智能型差壓變送器與手持通信器結(jié)合使用,可遠離生產(chǎn)現(xiàn)場,特殊是危急或不易到達的地方,給變送器的運行和愛護帶來了極大的

30、便利；5. 壓力計的選用與安裝壓力計的選用：壓力計的選用應依據(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分析,一般考慮以下幾個問題：外表類型的選用；外表測量范疇的確定；外表精度級的選取例：某臺往復式壓縮機的出口壓力范疇為25 28MPa,測量誤差不得大于1MPa；工藝上要求就地觀看,并能高低限報警,試正確選用一臺壓力表,指出型號、精度與測量范疇；解 由于往復式壓縮機的出口壓力脈動較大,所以挑選外表的上限值為p 1 p max 2 28 2 56 MPa依據(jù)就地觀看及能進行高低限報警的要求,由本章附錄一,可查得選用 YX-150 型電接點壓力表,測量范疇為 060

31、MPa；25 1由于 60 3,故被測壓力的最小值不低于滿量程的 1/3,這是答應的；另外,依據(jù)測量誤差的要求,可算得答應誤差為1100 % 1 . 67 %60所以,精度等級為 1.5 級的外表完全可以滿意誤差要求；至此,可以確定,挑選的壓力表為YX-150 型電接點壓力表,測量范疇為 060MPa,精度等級為 1.5 級；壓力計的安裝（1）測壓點的挑選 應能反映被測壓力的真實大??；要選在被測介質(zhì)直線流淌的管段部分,不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 12 頁,共 36 頁的地方；測量流淌介質(zhì)的壓力時,應使取壓點與流淌方向垂直,取壓管

32、內(nèi)端面與生產(chǎn)設備連接處的 內(nèi)壁應保持平齊,不應有凸出物或毛刺；測量液（氣）體壓力時,取壓點應在管道下（上）部,使導壓管內(nèi)不積存氣（液）體；（2）導壓管鋪設 導壓管粗細要合適,一般內(nèi)徑為 610mm,長度應盡可能短,最長不得超過 50m,以削減壓 力指示的遲緩；如超過 50m,應選用能遠距離傳送的壓力計；導壓管水平安裝時應保證有 排出；1:10 1:20 的傾斜度,以利于積存于其中之液體（或氣體）的當被測介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時,必需加設保溫伴熱管線；取壓口到壓力計之間應裝有切斷閥,以備檢修壓力計時使用；切斷閥應裝設在靠近取壓口的地方；（3）壓力計的安裝壓力計應安裝在易觀看和檢修的地方；安裝地點應力求

33、防止振動和高溫影響；測量蒸汽壓力時,應加裝凝液管,以防止高溫蒸汽直接與測壓元件接觸 圖（ a）；對于有腐 蝕性介質(zhì)的壓力測量,應加裝有中性介質(zhì)的隔離罐,圖（b）表示了被測介質(zhì)密度 2 大于和小于 隔離液密度 1 的兩種情形；如圖：壓力計安裝示意圖 壓力計； 切斷閥門； 凝液管； 取壓容器 壓力計的連接處,應依據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì),挑選適當?shù)牟牧?作為密封墊片,以 防泄漏；當被測壓力較小,而壓力計與取壓口又不在同一高度時,對由此高度而引起的測量誤差應按 p H g 進行修正；式中H為高度差, 為導壓管中介質(zhì)的密度,g 為重力加速度；為安全起見,測量高壓的壓力計除選用有通氣孔的外,安裝時表殼

34、應向墻壁或無人通過之 處,以防發(fā)生意外；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 13 頁,共 36 頁第三章 流量檢測 內(nèi)容提要 : 1.差壓式流量計8 學時2.轉(zhuǎn)子流量計3.旋渦流量計4.質(zhì)量流量計5.其他流量計基本概念：介質(zhì)流量是掌握生產(chǎn)過程達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進行經(jīng)濟核算所必需的一個重要參數(shù)；流量大?。簡挝粫r間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小,即瞬時流量；總量：在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和,即瞬時流量在某一段時間內(nèi)的累計值；1. 差壓式流量計差壓式（也稱節(jié)流式）流量計 力差而實現(xiàn)流量測量的；是基于流體流淌的節(jié)流原理,利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓通常是由能將被

35、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)換成對應的流量值顯示出來 的差壓計以及顯示外表所組成；節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1）節(jié)流現(xiàn)象 流體在有節(jié)流裝置的管道中流淌時,在節(jié)流裝置前后的管壁處,流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為 節(jié)流現(xiàn)象 ；節(jié)流裝置包括節(jié)流件和取壓裝置；如圖 3-1 孔板裝置及壓力、流速分布圖 留意：要精確測量出截面、處的壓力有困難,由于產(chǎn)生最低靜壓力 p2 的截面的位置隨 著流速的不同會轉(zhuǎn)變；因此是在孔板前后的管壁上挑選兩個固定的取壓點,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,與測壓點及測壓方式的挑選是緊密相關(guān) 的；（2）節(jié)流基本方程式流量基本方

36、程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式；它是依據(jù)流體力學中的伯努 利方程和流體連續(xù)性方程式推導而得的；QF 02pMF 021p1可以看出：要知道流量與壓差的準確關(guān)系,關(guān)鍵在于的取值；流量與壓力差 P 的平方根成正比；標準節(jié)流裝置國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標準化,并稱為“ 標準節(jié)流裝置” ；標準化的具體內(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；例：如圖（孔板斷面示意圖）,標準孔板對尺寸和公差、粗糙度等都有具體規(guī)定；其中 d D 應在 0.2 0.8 之間；最小孔徑應不小于 12.5mm；直孔部分的厚度 h（ 0.005 0.02 ）D；總厚度

37、H0.05 D；錐面的斜角 30 45 等等,需要時可參閱設計手冊；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 14 頁,共 36 頁我國規(guī)定： 標準節(jié)流裝置取壓方法分為角接取壓法、法蘭取壓法；例：標準孔板采納角接取壓法和法蘭取壓法,標準噴嘴為角接取壓法；如圖：環(huán)式取壓結(jié)構(gòu)管 道法蘭； 2環(huán)室； 3孔板； 4夾緊環(huán) 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格,假如由于加工和現(xiàn)場安裝 條件的限制,達不到預定的要求時,其測量精度仍難保證；所以,在現(xiàn)場使用時,為了加工和安裝 便利,有時不用環(huán)室而用單獨鉆孔取壓,特殊是對大口徑管道；標準孔板優(yōu)點缺點應用廣泛,結(jié)構(gòu)簡潔,安裝流體經(jīng)過

38、孔板后壓力缺失大,當工藝管道上不標 準 噴 嘴便利,適用于大流量的測量答應有較大的壓力缺失時,便不宜采納；壓力缺失較孔板小結(jié)構(gòu)比較復雜,不易加工和 標 準 文 丘 里 管標準節(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,而且流體應當清潔,布滿全部管道,不發(fā)生相變；節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應的差壓大小,但這個差壓信號仍必需由導壓管引 出,并傳遞到相應的差壓計,以便顯示出流量的數(shù)值；差壓式流量計的測量誤差在現(xiàn)場實際應用時,往往具有比較大的測量誤差,有的甚至高達10 20；留意： 不僅需要合理的選型、精確的設計運算和加工制造,更要留意正確的安裝、愛護和符合

39、使用條件等,才能保證差壓式流量計有足夠的實際測量精度；誤差產(chǎn)生的緣由：被測流體工作狀態(tài)的變動；節(jié)流裝置安裝不正確；孔板入口邊緣的磨損；導壓管安裝不正確,或有堵塞、滲漏現(xiàn)象；差壓計安裝或使用不正確；導壓管要正確地安裝,防止堵塞與滲漏,否就會引起較大的測量誤差；對于不同的被測介質(zhì),導壓管的安裝亦有不同的要求,下面分類爭論；如圖 3-3 測量液體流量時的取壓點位置 如圖 3-4 測量液體流量時的連接圖 1節(jié)流裝置； 2引壓導管； 3放空閥； 4 平穩(wěn)閥； 5差壓變送器； 6貯氣罐； 7切斷 閥 測量液體的流量時,應當使兩根導壓管內(nèi)都布滿同樣的液體而無氣泡,以使兩根導壓管內(nèi) 的液體密度相等；a 取壓點

40、應當位于節(jié)流裝置的下半部,與水平線夾角 為 0 45 ；b 引壓導管最好垂直向下,如條件不許可,導壓管亦應下傾肯定坡度（至少 120110）,使氣泡易于排出；c 在引壓導管的管路中,應有排氣的裝置；測量氣體流量時,上述的這些基本原就仍舊適用；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 15 頁,共 36 頁a 取壓點應在節(jié)流裝置的上半部；b 引壓導管最好垂直向上,至少亦應向上傾斜肯定的坡度,以使引壓導管中不滯留液體；c 假如差壓計必需裝在節(jié)流裝置之下,就需加裝貯液罐和排放閥,如圖 3-5 ；測量蒸汽的流量時,要實現(xiàn)上述的基本原就,必需解決蒸汽冷凝液的等液位問題,以排除 冷凝液液位的高低對

41、測量精度的影響；常見的接法見圖 3-6 所示；差壓計或差壓變送器安裝或使用不正確也會引起測量誤差；由引壓導管接至差壓計或變送器前,必需安裝切斷閥1、 2 和平穩(wěn)閥3,構(gòu)成三閥組,如圖3-7所示；測量腐蝕性（或因易凝固不相宜直接進入差壓計）的介質(zhì)流量時,必需實行隔離措施；常用的 兩種隔離罐形式如圖 3-8 所示；2. 轉(zhuǎn)子流量計工作原理： 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)子流量計采納的是恒壓 降、變節(jié)流面積的流量測量方法；如圖 3-9 所示；轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)條件是Vtfgp 1p 2fApp 1p 2VtAg依據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判定被測介質(zhì)的流量大小ffpMh2fQ

42、h2p或f將pp 1p 2VtAfg代入以上兩式：fMh2gVtAQh2gVtA或f電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h 轉(zhuǎn)換為電信號,適合于遠傳,進行顯示或記錄；LZD系列電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯示兩部分組成；流量變送部分 如下列圖：差動變壓器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換原理：如將轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子與差動變壓器的鐵芯連接起來,使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運動帶名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 16 頁,共 36 頁動鐵芯一起運動,那么,就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成輸出感應電勢的大?。浑妱语@示部分 （如圖： LTD系列電遠傳轉(zhuǎn)子流量計）轉(zhuǎn)子流量計的指示值修正（教材中不涉及,選學）轉(zhuǎn)子

43、流量計的流量標尺上的刻度值,對用于測量液體來講是代表20時水的流量值,對用于測量氣體來講就是代表 20, 0.10133MPa 壓力下空氣的流量值；所以,在實際使用時,要依據(jù)具體 體情形進行修正；（1）液體流量測量時的修正Q 0h2 gVtAww假如被測介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大,可近似認為tA 是常數(shù),就有Qfh2gVff整理后得Q0KQtwtfQffKQQftfwwtfw同理可導得質(zhì)量流量的修正公式為Q0fwMfKMMf當采納耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時,twfw w1g/cm3,代入（ 3-34 ）與KMtwtffw t 7.9g/cm3 ,水的密度式（ 3-36 ）得當介質(zhì)密度 f 變化

44、時,密度修正系數(shù)KKQ69.ff7 9.M7 . 96 9.ffKQ、KM的數(shù)值見下表；密度修正系數(shù)表名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 17 頁,共 36 頁 t KQ KM t KQ KM t KQ KM0.40 0.670 1.516 0.95 0.971 1.022 1.50 1.272 0.847 0.45 0.646 1.435 1.00 1.000 1.000 1.55 1.297 0.837 0.50 0.683 1.365 1.05 1.028 0.979 1.60 0.323 0.827 0.55 0.719 1.307 1.10 1.056 0.960 1.

45、65 1.351 0.818 0.60 0.754 1.256 1.15 1.084 0.943 1.70 1.376 0.809 0.65 0.787 1.211 1.20 1.111 0.927 1.75 1.401 0.800 0.70 0.819 1.170 1.25 1.139 0.911 1.80 1.427 0.792 0.75 0.851 1.134 1.30 1.165 0.897 1.85 1.453 0.785 0.80 0.882 1.102 1.35 1.193 0.884 1.90 1.477 0.778 0.85 0.912 1.073 1.40 1.220 0.

46、872 1.95 1.504 0.771 0.90 0.944 1.046 1.45 1.245 0.859 2.00 1.529 0.764 例：現(xiàn)用一只以水標定的轉(zhuǎn)子流量計來測量苯的流量,已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼, t 7.9g/cm3 ,苯的密度為 f 0.83g/cm3 ；試問流量計讀數(shù)為 3.6L/s 時,苯的實際流量是多少？6 . 9 fK Q解：由式：7 . 9 f 或查上表：K Q 0 . 9Q0 t w fQ f K Q Q f Q f 1 Q 0 1 3 . 6 4 L / s將此值代入式 t f w,得 K Q 9.0即苯的實際流量為 4L/s ；（2）氣體流量測定時的修正對

47、被測介質(zhì)的密度、工作壓力和溫度均需進行修正；當已知外表顯示刻度 Q0,要運算實際的工作介質(zhì)流量時,可按下式修正；Q 1 0 p 1 T 0 Q 0 1 1 1 Q 01 p 0 T 1 K K P K T留意： 上式運算得到的 Q是被測介質(zhì)在單位時間（小時）內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計的標準狀態(tài)下的容積數(shù)（標準立方米） ,而不是被測介質(zhì)在實際工作狀態(tài)下的容積流量；例：某廠用轉(zhuǎn)子流量計來測量溫度為27,表壓為0.16MPa 的空氣流量,問轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)為38Nm3/h時,空氣的實際流量是多少？解 已知 Q0 38Nm3/h,p10.16 0.10133 0.26133MPa,T1 27273300K,T02

48、93K,p00.10133MPa, 1 01.293Kg/Nm3 ；將上列數(shù)據(jù)代入上式,便可得Q 1.12930 . 2613329338360 . 3 Nm/h.12930 . 10133300即這時空氣的流量為60.3Nm3/h ；（3）蒸汽流量測量時的換算轉(zhuǎn) 子 流 量 計 用 來 測 量 水 蒸 氣 流 量 時 , 如 將 蒸 汽 流 量 換 算 為 水 流 量 , 可 按 式Q0fwMfKMMftwfw t運算；如轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼,7.9g/cm3 ,就有名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 18 頁,共 36 頁當ft時,Q 0ttfwfwMf.7911000Mf1f7

49、 9.ffQ 029 . 56Mf可以看出：如已知某飽和蒸汽（溫度不超過200）流量值時,可從上式換算成相應的水流量值,然后按轉(zhuǎn)子流量計規(guī)格挑選合適口徑的外表；3. 漩渦流量計 特點：精度高、測量范疇寬、沒有運動部件、無機械磨損、愛護便利、壓力缺失小、節(jié)能成效 明顯；卡曼渦街：漩渦流量計是利用有規(guī)章的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的外表；滿意 h L0.281 時,就所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)固的；由圓柱體形成的卡曼漩渦,其單側(cè)漩渦產(chǎn)生 的頻率為v f St d 漩渦頻率的檢測方法：熱敏檢測法、電容檢測法、應力檢測法、超聲檢測法 如圖：圓柱檢出器原理圖4. 質(zhì)量流量計直接式質(zhì)量流量計空腔； 2圓柱棒； 3導

50、壓孔； 4鉑電阻絲； 5 隔墻 圖3-34 圓柱檢出器原理圖力；科氏力流量計的測量原理是基于流體在振動管中流淌時,將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利 如圖：科氏力流量計測量原理 1空腔； 2圓柱棒； 3導壓 孔； 4鉑電阻絲； 5隔墻名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 19 頁,共 36 頁質(zhì)量流量MKSr測量4優(yōu)點：能夠直接測量質(zhì)量流量,不受流體物性（密度、黏度等）的影響,測量精度高；值不受管道內(nèi)流場影響,沒有上、下游直管段長度的要求；可測各種非牛頓流體以及黏滯和含微粒的漿液；缺點：它的阻力缺失較大；零點不穩(wěn)固；管路振動會影響測量精度；間接式質(zhì)量流量計Q的外表與密度計協(xié)作（如圖）

51、KQ（1）測量體積流量質(zhì)量流量：xy（2）測量 Q2的外表與密度計協(xié)作質(zhì)量流量：xyKQ（3）測量 Q2的外表與測量 Q的外表協(xié)作名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 20 頁,共 36 頁質(zhì)量流量：xKQ2KQyQ5. 其他流量計 橢圓齒輪番量計 工作原理：通過橢圓齒輪番量計的體積流量 Q 4nV 0 使用特點：適用于高黏度介質(zhì)的流量測量；測量精度較高,壓力缺失較小,安裝使用也較便利；橢圓齒輪番量計的入口端必需加裝過濾器；橢圓齒輪番量計的使用溫度有肯定范疇；橢圓齒輪番量計的結(jié)構(gòu)復雜,加工成本較高；渦輪番量計1渦輪； 2導流器； 3 磁電感應轉(zhuǎn)換器；4外殼； 5前置放大器優(yōu)點：安裝

52、便利；測量精度高,可耐高壓；反應快,可測脈動流量；輸出信號為電頻率信號,便于遠傳,不受干擾；缺點：一般應加過濾器；安裝時,前后要有肯定的直管段；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 21 頁,共 36 頁電磁流量計 電磁流量計原理圖：能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量；感應電勢的方向由右手定就判定,大小由下式打算而EXQKBDv2v1 4D將其代入上式,得 4 K BD E X KD D 留意：只能用來測量導電液體的流量,且導電率要求不小于水的導電率,不能測量氣體、蒸汽 及石油制品等的流量；要引入高放大倍數(shù)的放大器,會造成測量系統(tǒng)很復雜、成本高,并且

53、易受外 界電磁場的干擾；使用中要留意愛護,防止電極與管道間絕緣的破壞；安裝時要遠離一切磁源；不 能有振動；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 22 頁,共 36 頁第四章 物位檢測內(nèi)容提要 : 1. 物位檢測意義及主要類型2. 差壓式液位計3. 其他物位計4 學時1. 物位檢測意義及主要類型本節(jié)把握三個內(nèi)容；a. 幾個概念： 液位、料位、液位計、界位計；b. 測量物位的兩個目的：教材 Pg46；c. 按其工作原理分為：直讀式物位外表、差壓式物位外表、浮力式物位外表、電磁式物位外表、核輻射式物位外表、聲波式物位外表、光學式物位外表；2. 差壓式液位計工作原理如圖：差壓液位變送器原理

54、圖將差壓變送器的一端接液相,另一端接氣相因此p 1pH2gHgp2pppp 1當被測容器是敞口的,氣相壓力為大氣壓時,只需將差壓變送器的負壓室通大氣即可；如不需要遠傳信號,也可以在容器底部安裝壓力表,如圖：壓力表式液位計所示；零點遷移問題如圖：負遷移示意圖名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 23 頁,共 36 頁在使用差壓變送器測量液位時,一般來說p H g實際應用中,正、負室壓力 p1、p2 分別為p 1 h 1 2 g H 1 g p 0p 2 h 2 2 g p 0就 p 1 p 2 H 1 g h 1 2 g h 2 2 gp H 1 g h 2 h 1 2 g遷移彈簧的

55、作用：轉(zhuǎn)變變送器的零點；遷移和調(diào)零：都是使變送器輸出的起始值與被測量起始點相對應,只不過零點調(diào)整量通常較小,而零點遷移量就比較大；遷移： 同時轉(zhuǎn)變了測量范疇的上、下限,相當于測量范疇的平移,它不轉(zhuǎn)變量程的大?。焕耗巢顗鹤兯推鞯臏y量范疇為 05000Pa,當壓差由 0 變化到 5000Pa 時,變送器的輸出將由 4mA變化到 20mA,這是無遷移的情形,如左圖中曲線 a 所示；負遷移如曲線 b 所示,正遷移如曲線 c 所示；如圖：正負遷移示意圖如圖：正遷移示意圖用法蘭式差壓變送器測量液位為明白決測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及黏度大、易凝固等液體液位時引壓管線被腐蝕、被堵塞的問題,應使用在導壓

56、管入口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器,如下圖所示：法蘭式差壓名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 24 頁,共 36 頁變送器測量液位示意圖；1法蘭式測量頭；2 毛細管； 3變送器 法蘭式差壓變送器按其結(jié)構(gòu)形式：單法蘭式、雙法蘭式3. 其他物位計 電容式物位傳感器測量原理： 通過測量電容量的變化可以用來檢測液位、料位和兩種不同液體的分界面；如圖：電容器的組成1內(nèi)電極； 2外電極兩圓筒間的電容量CC2LL 和介質(zhì)的介電常數(shù)的乘積成比例；當 D 和 d 肯定時,電容量DlndC 的大小與極板的長度液位的檢測： 對非導電介質(zhì)液位測量的電容式液位傳感器原理如下圖所示：非導電介質(zhì)的液位測量1

57、內(nèi)電極； 2外電極； 3絕緣套； 4流通小孔 當液位為零時,外表調(diào)整零點,其零點的電容為名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 25 頁,共 36 頁當液位上升為H時,電容量變?yōu)镃 020L與空氣介電系lnDdC2H20LH電容量的變化為lnDlnDddCX2 0 HC C 0 D K i HlndH 成正比；該法是利用被測介質(zhì)的介電系數(shù)結(jié)論： 電容量的變化與液位高度數(shù) 0 不等的原理進行工作, （ - 0）值越大,外表越靈敏；電容器兩極間的距離越小,外表越 靈敏；料位的檢測：用電容法可以測量固體塊狀顆粒體及粉料的料位；由于固體間磨損較大,簡潔“ 滯 留” ,可用電極棒及容器壁組成電

58、容器的兩極來測量非導電固體料位；如下列圖為用金屬電極棒插入容器來測量料位的示意圖；1金屬電極棒；2容器壁 電容量變化與料位升降的關(guān)系為電容物位計優(yōu)缺點：CX2lnD0Hd電容物位計的傳感部分結(jié)構(gòu)簡潔、使用便利；需借助較復雜的電子線路；應留意介質(zhì)濃度、溫度變化時,其介電系數(shù)也要發(fā)生變化這種情形；核輻射物位計（見圖 4-11 ）射線的透射強度隨著通過介質(zhì)層厚度的增加而減弱,具體關(guān)系如下式；II0eH特點：適用于高溫、高壓容器、強腐蝕、劇毒、有爆炸性、黏滯性、易結(jié)晶或沸騰狀態(tài)的介質(zhì)的物位 測量,仍可以測量高溫融熔金屬的液位；可在高溫、煙霧等環(huán)境下工作；但由于放射線對人體有害,使用范疇受到一些限制；稱

59、重式液罐計量儀（見圖 4-14 ）該計量儀既能將液位測得很準,又能反映出罐中真實的質(zhì)量儲量；名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 26 頁,共 36 頁稱重儀依據(jù)天平原理設計；杠桿平穩(wěn)時：p 1p 2A 1L 1MgL2,由于p2p 1Hg,代入可得：L2A 1L1HKHA 1L 1MHA假如液罐是勻稱截面M 0HM0A0將此式代入L2A 1L 1HKH,得：L2KMMA假如液罐的橫截面積A 為常數(shù),得KL 2KiM0式中：K iAAM名師歸納總結(jié)大肚能容,容學習困難之事,學習有成第 27 頁,共 36 頁第五章 溫度檢測內(nèi)容提要 : 1.概述6 學時2.熱電偶溫度計3.熱電阻溫度

60、計4.溫度變送器1. 概述 a. 溫度檢測方法：溫度不能直接測量,只能借助于冷熱不同物體之間的熱交換,以及物體的某 些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來加以間接測量；b. 明白分類情形；c. 常用溫度計的種類及優(yōu)缺點 見表 5-1 膨脹式溫度計 膨脹式溫度計是基于物體受熱時體積膨脹的性質(zhì)而制成的；壓力式溫度計 應用壓力隨溫度的變化來測溫的外表叫壓力式溫度計；它是依據(jù)在封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽受熱后體積膨脹或壓力變化這一 原理而制成的,并用壓力表來測量這種變化,從而測得溫度；壓力式溫度計的構(gòu)造由以下 三部分 組成溫包 毛細管 彈簧管（或盤簧管）輻射式溫度計 輻射式高溫計是基