化工儀表知識講解課件

化工儀表知識講解造氣車間化工儀表知識講解造氣車間11、緒論儀表是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化的重要工具，它應(yīng)用廣泛。在自動控制系統(tǒng)中，過程檢測儀表將被控變量轉(zhuǎn)換成電信號或氣信號，去進行顯示、記錄、調(diào)節(jié)等單元，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，使之達到我們預(yù)期的要求。儀表是操作人員的眼睛和手臂，操作人員通過

檢測儀表獲得設(shè)備、工藝的特定信號，觀察、分析、判斷設(shè)備內(nèi)的運行狀況，并通過控制和執(zhí)行機構(gòu)來調(diào)整工藝參數(shù)，調(diào)控設(shè)備運行到最佳狀況。從而對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目標(biāo)的綜合性技術(shù)。本課件將簡要介紹各種儀表的原理、構(gòu)造、使用方法，使大家能對常用儀表有一個大致的了解。

1、緒論儀表是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動22、儀表的分類一、自動儀表的分類：自動化儀表可簡單地分為檢測儀表、顯示儀表、控制儀表、執(zhí)行器四大類。

檢測儀表：用來感受生產(chǎn)過程中壓力、流量、物位、溫度等參數(shù)變化的元件。變送器的作用是將測量元件得到的信號轉(zhuǎn)換為一定的標(biāo)準信號，送往顯示儀表或調(diào)節(jié)儀表進行顯示、記錄或調(diào)節(jié)。

顯示儀表：能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或累計的儀表?？煞帜M式、數(shù)字式、圖像顯示三種。

控制儀表：即調(diào)節(jié)器，主要是將被調(diào)參數(shù)測量值與給定值之間的差值，按一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)作用，施加于對象，以校正由于擾動而引起的偏差。2、儀表的分類一、自動儀表的分類：32、儀表的分類

執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器送來的控制信號，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，從而把被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一個重要的組成部分。LC2、儀表的分類執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)42、儀表的分類流量壓力物位可燃火災(zāi)工業(yè)電視溫度成分檢測儀表顯示儀表控制儀表氣動單元組合儀表電動單元組合儀表基地式調(diào)節(jié)器可編程調(diào)節(jié)器可編程控制器PLC分散控制系統(tǒng)DCS安全控制系統(tǒng)FSC執(zhí)行器氣動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥液動調(diào)節(jié)閥指示儀記錄儀累計器信號報警器屏幕顯示器2、儀表的分類流量壓力物位可燃工業(yè)溫度成分檢測儀表顯示儀表控53、儀表基礎(chǔ)知識

絕對誤差：測量值與真實值之差，稱為絕對誤差

相對誤差：絕對誤差與被測量真實值比值的百分數(shù)為相對誤差。引用誤差：所謂引用誤差就是測量儀表在量程范圍內(nèi)某一點的絕對誤差與其量程的比值的百分數(shù)，就稱為儀表在該點示值的引用誤差。

精確度：測量值與實際值的差異程度，表示測量誤差的大小。

相對誤差＝絕對誤差真實值X100％儀表引用誤差＝該點的絕對誤差量程X100％精確度＝測量值－實際值量程X100％3、儀表基礎(chǔ)知識絕對誤差：測量值與真實值之差，稱為絕63、儀表基礎(chǔ)知識除以上的性能指標(biāo)外，還用以下的質(zhì)量指標(biāo)來衡量測量儀表的好壞。允許誤差：依據(jù)儀表使用要求，在一個正常情況下允許的最大誤差，

精度等級：按國家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差劃分成若干等級，儀表的精度等級與儀表允許誤差有關(guān)。儀表的精度等級越高，儀表的精確度也越高。

靈敏度：數(shù)值上等于能引起儀表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)最小變化量。數(shù)值儀表用最低量程上最末一位改變一個數(shù)表示的量。

反應(yīng)時間：測量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)，反應(yīng)時間大，說明儀表需要較長時間才能得出準確的指示。

另外還有可靠性、生產(chǎn)需求、經(jīng)濟合理性。

3、儀表基礎(chǔ)知識除以上的性能指標(biāo)外，74、檢測儀表一、溫度檢測儀表溫度測量儀表按測量方式可以分為接觸式和非接觸式兩大類：通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換，幫需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。接觸式測溫儀表包括(1)膨脹式溫度計 (2)熱電效應(yīng)測溫（熱電偶）(3)熱電阻溫度計等。

4、檢測儀表一、溫度檢測儀表84、檢測儀表

非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。非接觸式儀表包括(1)輻射式溫度計(2)光電溫度計(3)比色溫度計(4)紅外溫度計。下面我們主要講解膨脹式液位計、熱電偶、熱電阻。4、檢測儀表非接觸式儀表測溫是通過94.1溫度檢測儀表常見的溫度測量儀表有：1、膨脹式溫度計

測量原理物體受熱時產(chǎn)生膨脹

液體膨脹式溫度計

固體膨脹式溫度計

玻璃管溫度計

雙金屬溫度計4.1溫度檢測儀表常見的溫度測量儀表有：1104.1.1膨脹式溫度計雙金屬溫度計是利用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片疊焊在一起制成的測溫元件，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，可取代部分水銀溫度計，用于氣體、液體及蒸汽的溫度測量。其中雙金屬片的一端為固定端，另一端為自由端。當(dāng)t=t0時，兩金屬片都處于水平位置；當(dāng)t>t0時，雙金屬片受熱后由于兩種金屬片的膨脹系數(shù)不同而使自由端產(chǎn)生彎曲變形，彎曲的程度與溫度的高低成正比。4.1.1膨脹式溫度計雙金屬溫度計114.1.1膨脹式溫度計電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理4.1.1膨脹式溫度計電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理124.1.1膨脹式溫度計4.1.1膨脹式溫度計134.1.2熱電偶2、熱電偶

熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，其特點如下：

A、測量精度高：因為熱電偶偶體直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)影響。

B、測量范圍廣：常有的熱電偶從－50—1600℃均可連續(xù)測量，特殊的最低可測到－269℃（如：金鐵—鎳鉻）最高可達2800℃（如：鎢錸）。C、構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同金屬絲組成，而且不受大小和形狀的限制，外有保護套管，用起來非常方便。

4.1.2熱電偶2、熱電偶144.1.2熱電偶A、熱電偶測溫基本原理將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，如圖：當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個接點t和t0之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。如圖所示:4.1.2熱電偶A、熱電偶測溫基本原理154.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、B兩種導(dǎo)體連接在一起，置于溫度為t的被測介質(zhì)中，稱為工作端：另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下。當(dāng)工作端的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢隨之發(fā)生變化，將熱電勢送入變送、顯示、記錄儀表和現(xiàn)在的DCS等卡件中進行處理，即可獲得溫度值。當(dāng)組成熱電偶的熱電極的材料均勻時，其熱電勢的大小與熱電極本身的長度和直徑、大小無關(guān)，只與材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。所以只要測出熱電勢的大小，就能判斷測點溫度的高低。4.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、164.1.2熱電偶

所謂標(biāo)準熱電偶是指國家標(biāo)準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系，允許誤差并有統(tǒng)一的標(biāo)準分度表的熱電偶，它有配套的儀表供選用。4.1.2熱電偶所謂標(biāo)準熱電偶是指國家174.1.2熱電偶

普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常由熱電極、絕緣材料、保護套管和接線盒等主要部分構(gòu)成。絕緣材料通常采用帶孔的耐高溫陶瓷管，熱電極從陶瓷管的孔中穿過。保護套管的材料應(yīng)具有耐高溫、耐腐蝕、氣密性好、機械強度高、熱導(dǎo)率高等性能，目前有金屬、非金屬、金屬陶瓷3類，其中不銹鋼是常用的一種，可用于溫度在900℃以下的場合。4.1.2熱電偶普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常184.1.2熱電偶

鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的組合體，可做的很細很長，可任意彎曲。套管材料一般為銅、不銹鋼或鎳基高溫合金等，熱電極與套管間填滿絕緣材料粉末，常用絕緣材料為氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝熱電偶特點：測量端熱容小，動態(tài)響應(yīng)快，機械強度高，擾性好。鎧裝熱電偶廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門。4.1.2熱電偶鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、194.1.3熱電阻3、熱電阻熱電偶溫度計，其感受溫度的一次元件是熱電偶，一班適用于測量500°C以上的較高溫度，對于在500°以下的中低溫，由于輸出的熱電勢很小，利用熱電偶進行測量就不一定適當(dāng)，一般用熱電阻溫度計來進行溫度的測量。熱點阻的特點：在低溫端測量精度高、性能穩(wěn)定，便于遠距離傳輸和集中控制。缺點：感溫元件存在傳感滯后，連接導(dǎo)線線路電阻受環(huán)境溫度影響。工作原理：熱電阻測量是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的，要求阻絲在整個測量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，而且電阻和溫度之間的關(guān)系復(fù)現(xiàn)性要好。4.1.3熱電阻3、熱電阻204.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，溫度升高電阻值增大，一般溫度每升高1℃，電阻值約增加4%~6%）二、半導(dǎo)體熱敏電阻（大多具有負溫度系數(shù)，溫度每升高1℃，電阻約減少2%~6%）工業(yè)上常用的為鉑電阻和銅電阻。鉑電阻適用于0~650°C的范圍。銅電阻適用于-50~+150°C容易加工和提純，線性較好，價格便宜。4.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，214.1.3熱電阻

熱電阻＝電阻體（最主要部分）＋絕緣套管＋保護套管＋接線盒一般是將電阻絲繞在云母或石英、陶瓷、塑料等絕緣骨架上固定后套上保護套管，在熱電阻絲與套管間填上導(dǎo)熱材料即成。熱電阻結(jié)構(gòu)形式：普通型、鎧裝型、專用型。鎧裝型熱電阻與鎧裝熱電偶相似。鎧裝型熱電阻4.1.3熱電阻熱電阻＝電阻體（最224.1.4測溫元件的安裝要求插入深度要求測量端應(yīng)有足夠的插入深度，應(yīng)使保護套管的測量端超過管道中心線一定距離，熱電偶5~10mm。鉑電阻50~70mm，插入方向要求保證測溫元件與流體充分接觸，最好是迎著被測介質(zhì)流向插入，正交90°也可，但切勿與被測介質(zhì)形成順流。流體流動方向4.1.4測溫元件的安裝要求插入深度要求流體流動方向234.1.4測溫元件的安裝要求

若工藝管道過?。ㄖ睆叫∮?0mm），安裝測溫元件應(yīng)安裝擴大管，如圖所示。

熱電偶或熱電阻的接線盒的出線孔應(yīng)朝下，以免積水及灰塵等造成接觸不良，防止引入干擾信號。檢測元件應(yīng)避開熱輻射強烈影響處。要密封安裝孔，避免被測介質(zhì)溢出或冷空氣吸入而引入誤差。按照規(guī)定的型號配用熱電偶的補償導(dǎo)線，注意熱電偶的正、負極與補償導(dǎo)線的正、負相連接，不要接錯。

導(dǎo)線應(yīng)盡量避免有接頭，應(yīng)有良好的絕緣。4.1.4測溫元件的安裝要求若工藝管道244.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表在滿足測溫范圍、工作壓力、精度要求下，首選雙金屬溫度計。②溫度檢測元件的選擇

熱電偶適合一般場合、工況溫度比較高的場合。

熱電阻適合要求測量精度高，中低溫段，無振動場合。③根據(jù)環(huán)境條件選擇溫度計接線盒普通式－條件較好的場所。防濺式－條件較好的場所，主要是放水。防暴式－易燃、易爆的場所。④特殊的場合的溫度計如：軸承、電機繞組、煉鋼時鋼水溫度等。⑤保護管的選擇。根據(jù)使用的環(huán)境選擇不同的保護管。4.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表254.2、壓力檢測儀表一、壓力測量基礎(chǔ)絕對壓力：指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力。

P絕＝P氣＋P表表壓：絕對壓力與大氣壓力之差，稱為表壓。

P表＝P絕－P氣負壓：當(dāng)絕對壓力值小于大氣壓力值時，表壓力為負值。P負真空度：負壓力的絕對值，稱為真空度。P真P真＝P大氣壓力－P絕對壓力P絕P表P真P絕大氣壓力線4.2、壓力檢測儀表一、壓力測量基礎(chǔ)P絕P表P真P絕大氣壓力264.2、壓力檢測儀表測壓儀表大致分為四大類：⑴液柱式壓力計，它是根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量的。⑵彈性式壓力計，它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形位移進行測量的。⑶電氣式壓力計，它是通過機械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量來進行測量的儀表。⑷活塞式壓力計，它是根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加砝碼的質(zhì)量來進行測量的。下面我們主要講解彈簧管壓力表、液柱式壓力表和電容壓力變送器。4.2、壓力檢測儀表測壓儀表大致分為四大類：274.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表的測量范圍極廣，品種規(guī)格繁多。其外形與結(jié)構(gòu)基本相同，只是所用材質(zhì)有所不同。結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，彈簧管1是壓力表的測量元件，圖中為單圈彈簧管，它是一根彎成270°圓弧的橢圓界面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，管子的另一端固定在結(jié)頭9上。當(dāng)通入被測的壓力P后，圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生向外挺直的擴張變形。由于變形，使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移。輸入壓力P越大，產(chǎn)生的變形也越大。也就是說測得自由端的位移，就能反映壓力P的大小。這就是彈簧管壓力表的基本測量原理。4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力284.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動作原理4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動作原理294.2.1、彈簧管壓力表電遠傳彈性壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電遠傳彈性壓力表304.2.1、彈簧管壓力表電接點壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電接點壓力表314.2.2液柱式壓力計在沒有被測壓力作用時，兩管中自由液面同處于標(biāo)尺的中央，0刻度處，當(dāng)被測壓力P大于大氣壓時，右面液體下降，左面上升直到液面差的高度所產(chǎn)生的壓力與被測壓力向平衡為止。就可以直接讀出壓力的大小了。0壓力P4.2.2液柱式壓力計在沒有被測壓324.2.3電容式壓力變送器電容式變送器是根據(jù)變電容原理工作的壓力檢測儀表，是利用彈性元件受壓變形來改變電容器的電容量，從而實現(xiàn)壓力－電容的轉(zhuǎn)換的。然后在變送單元將電容變化量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準的4～20mA電流信號。特點是：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、動態(tài)性能好、靈敏度高。原理（檢測元件）電容式變送器通常采用改變變極板間的距離，或改變兩極間電介質(zhì)來改變電容，經(jīng)變換電路拾取其電容變化量，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準的4～20mA電流信號輸出。4.2.3電容式壓力變送器電容式變送334.2.3電容式壓力變送器

在檢測極板（隔離膜片）左右p1、p2通過硅油推動極板，改變動極板與定極間的距離，定、動極板組成的電容C1、C2發(fā)生改變。當(dāng)兩側(cè)壓力相等時，使定極板左右兩個電容的電容量完全相等，電容量的差值△c＝0，在有差壓作用時，檢測膜片發(fā)生變形，動極板向低壓側(cè)定級靠近，同時遠離高壓側(cè)定級，使電容c1≠c2(c1＞c2)測出電容量的差值，△c＝c1－c2，其值大小與被測差壓值成正比。然后將采集到的電容的變化量轉(zhuǎn)換成電流信號輸出。DD

初始間距

位移C1固定電極可動電極固定電極DC2檢測元件工作原理圖4.2.3電容式壓力變送器在檢測極板（隔離膜344.2.4壓力檢測儀表的使用1、儀表測量范圍的確定：在使用中，為延長壓力表使用壽命，避免受壓元件因受力過大而損壞，在測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的2/3；測量脈動壓力時，最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的1/2；測量高壓壓力時，最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的3/5；

一般被測壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/3為宜。2、儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上允許的最大測量誤差來確定的，選用的儀表越精密，測量結(jié)果就越精確、可靠，但價格也越貴，操作和維護越費事。4.2.4壓力檢測儀表的使用1、儀表測量范圍的確定：在使用中354.2.4壓力檢測儀表的使用

壓力測量儀表的安裝

取壓點的選擇

（1）取壓點要選在被測介質(zhì)作直線流動的直管段上，不能選在拐彎、分岔、死角或其他能形成旋渦的地方。

（2）測量液體介質(zhì)的壓力時，傳壓管應(yīng)與介質(zhì)流動方向垂直。傳壓管口應(yīng)與工藝設(shè)備管臂平齊，不得有毛刺。

（3）測量液體的壓力時，取壓點應(yīng)在管道的下部，以免傳壓管內(nèi)存有氣體，測量氣體壓力時，測點應(yīng)在水平管道的上部。

（4）測量低于0.1MPa的壓力時，所選取樣點盡量減少液柱重力所引起的誤差。

4.2.4壓力檢測儀表的使用壓力測量儀表的安裝

364.3流量檢測儀表

在過程儀表與裝置中，流量儀表主要有兩大功用，即作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。流體流量參數(shù)檢測與控制是最常見的參數(shù)之一，它關(guān)系到生產(chǎn)過程的質(zhì)量與安全。

流量就是單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來表示。單位有m3/h、L/h（體積流量）和Kg/h、T/h（質(zhì)量流量）等。工業(yè)上常用的流量儀表可以分為兩大類（1）速度式流量計以測量流體在管道中的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表：如差壓式、變面積式、電磁、旋渦流量計等。（2）容積式流量計以單位時間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)：如橢圓齒輪、腰輪、刮板式等流量計。下面我們主要學(xué)習(xí)壓差式流量計、轉(zhuǎn)子流量計和超聲波流量計。4.3流量檢測儀表在過程儀表與裝置中，374.3.1壓差式流量計

當(dāng)流體在有孔板的管道中流動時，在遠離孔板之前的A處就開始收縮、流速加快，流體內(nèi)部的靜壓力逐漸下降。流體對管道壁的壓力卻在上升直到孔板處達到最大值，在孔板兩邊形成一個壓力差。當(dāng)流體通過孔板之后，由于慣性關(guān)系流束不僅沒有立即擴散，而且還是繼續(xù)收縮，壓力繼續(xù)下降，直至B處流束最小，這時流體的平均流速最大，而后開始擴散到C處時，流體又充滿管道。所有條件又回到初時狀態(tài)。ABCPOX流束變化情況壓力分布曲線OX速度分布曲線4.3.1壓差式流量計當(dāng)流體在有孔板384.3.1壓差式流量計

充滿管道的流體，當(dāng)流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮。此時流速增大，靜壓降低，在節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓。也就是流量愈大，差壓愈大。因而可依據(jù)差壓來衡量流量的大小，理論證明，這個壓力之差和流過節(jié)流裝置的流體體積流量的平方成正比。因此，我們只要測出節(jié)流元件前后的壓力差，就可以知道流體流過管道的流量。ABCPOX流束變化情況壓力分布曲線OX速度分布曲線4.3.1壓差式流量計充滿管道的流體，394.3.1壓差式流量計壓差式流量計的特點：1、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定可靠，使用期限長、價格低廉。2、應(yīng)用廣泛，全部單相、部分混相流體均可應(yīng)用，公稱壓力0.25－32MPa、公稱直徑50-1600mm。3、檢測件與變送器配合靈活方便。4.3.1壓差式流量計壓差式流量計的特點：404.3.1壓差式流量計的測量誤差

差壓式流量計在實際應(yīng)用時，往往具有比較大的測量誤差，有時甚至高達10~20%，造成測量誤差的原因有以下幾種。1、被測流體工作狀態(tài)的變動：實際使用時被測流體的工作狀態(tài)（溫度、壓力、濕度）及相應(yīng)的流體重度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)數(shù)值，與設(shè)計計算時有所不符，故使測量的流量數(shù)值與實際流量不符。需要加以修正。2、節(jié)流裝置安裝不正確：安裝時應(yīng)注意節(jié)流裝置的安裝方向。一般，節(jié)流裝置露出部分所標(biāo)注的“+”號一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。節(jié)流裝置處有沉淀、結(jié)焦、堵塞等現(xiàn)象，會引起較大的測量誤差。應(yīng)及時清洗。4.3.1壓差式流量計的測量誤差差壓式414.3.1壓差式流量計的測量誤差3、孔板入口邊緣的磨損：節(jié)流裝置使用日久，它的入口邊緣的尖銳度會由于沖擊、磨損和腐蝕而變鈍，引起儀表指示數(shù)值偏低。應(yīng)注意檢查、維修，必要時更換新孔板。4、導(dǎo)壓管安裝不正確，有堵塞、滲透的現(xiàn)象，引起較大的測量誤差。4.3.1壓差式流量計的測量誤差3、孔板入口邊緣的磨損：節(jié)流424.3.2轉(zhuǎn)子流量計

轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計又稱浮子流量計特點：可測多種介質(zhì)的流量（液體、氣體、蒸汽等），適用于中、小孔徑流量測量。壓力損失小，反映靈敏，量程寬，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維護方便。安裝方式必須垂直。

轉(zhuǎn)子流量計是利用改變流通面積的方法來實現(xiàn)測量的，所以也稱為面積式流量計。轉(zhuǎn)子流量計由一段擴大的圓錐形管子和密度大于被測介質(zhì)且能隨介質(zhì)流量大小上下浮動的轉(zhuǎn)子組成。4.3.2轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計434.3.2轉(zhuǎn)子流量計

當(dāng)流體自下而上流動時，流過錐管，轉(zhuǎn)子因受到流體的沖擊而向上運動。隨著轉(zhuǎn)子的上移，轉(zhuǎn)子與錐管間的環(huán)形流通面積增大，流體流速減低，沖擊作用減弱，直到流體作用在轉(zhuǎn)子上向上的推力與轉(zhuǎn)子在流體中的重力相互平衡。此時，轉(zhuǎn)子停留在錐形管中的某一高度。如流量在增大，平衡被打破轉(zhuǎn)子繼續(xù)升高，到新的平衡點為止。反之下降。因此，根據(jù)轉(zhuǎn)子懸浮的高低就可以測知流體的流量的大小。4.3.2轉(zhuǎn)子流量計當(dāng)流體自下而上流444.3.2轉(zhuǎn)子流量計

轉(zhuǎn)子流量計種類及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子流量計一般按錐形管材料的不同可分為玻璃轉(zhuǎn)子和金屬管轉(zhuǎn)子流量計兩大類。玻璃一般為就地指示。金屬管轉(zhuǎn)子流量計為遠傳指示等。按結(jié)果和用途可分為，基本型、夾套保護型、耐腐蝕、高溫、高壓等。轉(zhuǎn)子流量計使用安裝①工作環(huán)境溫度低于60℃、防震、防曬、便于操作。②錐管垂直安裝，傾斜小于30度。③儀表前后應(yīng)有五倍直徑的直管段。且在儀表之前要安裝過濾器，以免臟污介質(zhì)粘附在轉(zhuǎn)子上影響精度。4.3.2轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計種類及結(jié)454.3.2轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計的指示值修正：轉(zhuǎn)子流量計是一種非標(biāo)準化儀表，儀表廠家是在工業(yè)標(biāo)準狀態(tài)（20°C，0.10133MPa大氣壓）下用水或空氣進行刻度的。所以在實際使用時，如果被測介質(zhì)的密度和工作狀態(tài)不同，需要根據(jù)具體情況進行修正。玻璃轉(zhuǎn)子流量計4.3.2轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計的指464.3.3超聲波流量計超聲波流量計

超聲波流量計是近代發(fā)展起來的一種新型測量流量的儀表，只要能傳播聲音的流體均可以用超聲波流量計測量；超聲波流量計可以測量高粘度液體、非導(dǎo)電性液體或氣體的流量，其測量流速的原理是：超聲波在流體中的傳播速度會隨被測流體流速而變化。

超聲波流量計一般不作結(jié)算計量儀表使用，對于現(xiàn)場計量點損壞生產(chǎn)不能停機更換，又需要檢測參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)的情況也往往用到超聲波流量計。超聲波流量計最大優(yōu)勢是用于大口徑流量測量（管徑大于2米），即使有些結(jié)算用計量點，經(jīng)過使用雙方認可，選用精度高的超聲波流量計，可以節(jié)約成本，并減少維護量。4.3.3超聲波流量計超聲波流量計474.3.3超聲波流量計1超聲波流量計的分類

超聲波流量計的各類很多，依照不同的分類方法，可以分為不同類型的超聲波流量計。

多譜勒式超聲波流量計

換能器發(fā)射頻率為的超聲波信號，經(jīng)過管道內(nèi)液體中的懸浮顆?；驓馀莺?，頻率發(fā)生偏移，以的頻率反射到換能器，這就是多譜勒效應(yīng)，兩者之差即為多譜勒頻差。

當(dāng)管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率、聲速確定以后，c、f1、θ即為常數(shù)，流體流速和多譜勒頻移成正比，通過測量頻移就可得到流體流速，進而求得流體流量。

時差式超聲波流量計

時差式超聲波流量計是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。4.3.3超聲波流量計1超聲波流量計的分類

484.3.3超聲波流量計插入式超聲波流量計4.3.3超聲波流量計插入式超聲波流量計494.3.4沖量式流量計4.3.4沖量式流量計504.3.5電磁式流量計4.3.5電磁式流量計514.3.6容積式流量計4.3.6容積式流量計524.4物位檢測儀表物位測量的主要目的有兩個：一是通過物位測量來確定容器內(nèi)的原料、產(chǎn)品或半成品的數(shù)量，以保證連續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)所需的物料或進行經(jīng)濟核算,對物料測量的絕對值要求非常精確：另一個是通過物位測量了解物料是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，能正確迅速反映出某一特定水準面上的物料相對變化。以使生產(chǎn)過程正常進行，保證產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)安全。對物料測量的相對值要求非常精確。物位測量儀表的種類很多，如果按液位、料位和界面來分可分為：測量液位的儀表：玻璃管（板）、稱重、浮力、靜壓、電容、電感、電阻、超聲波、放射性、激光式及微波式等。測量界面的儀表：浮力、差壓、電極式及超聲波式等。測量料位的儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式等。4.4物位檢測儀表物位測量的主要目的有兩534.4.1物位儀表的性能比較表4.4.1物位儀表的性能比較表54

4.4.1物位儀表的性能比較表4.4.1物位儀表的性能比較表554.4.2直讀式物位儀表直讀式：利用儀表與被測容器的氣相、液相的直接連接來直接讀取容器中的液位高低。原理如圖：利用液相壓力平衡原理

當(dāng)時H1=H2H1H2氣相切斷閥液相切斷閥玻璃管液位計4.4.2直讀式物位儀表直讀式：利用儀564.4.3、差壓式液位計用差壓變送器測量液位的原理如圖：差壓變送器與液體導(dǎo)壓管水平安裝，液體導(dǎo)壓管到液面距離為H、液體密度為、氣相壓力為P氣正壓室壓力P1＝P氣＋H

g

負壓室壓力P1＝P氣故正、負壓室的差壓為△P＝P1－P2＝Hg由此可見，由于密度一定，差壓與液位高度一一對應(yīng)關(guān)系。氣相不易冷凝的情況下的差壓液位測量原理圖知道了差壓值就知道液位的高度。這樣就把測量液位的問題歸結(jié)為測量差壓的問題。用差壓變送器就很方便地把差壓測得，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準信號，這就是差壓測量液位的原理。4.4.3、差壓式液位計用差壓變送器測574.4.3、差壓式液位計DDZ-II差壓變送器4.4.3、差壓式液位計DDZ-II差壓變送器584.4.3、差壓式液位計DDZ-III差壓變送器4.4.3、差壓式液位計DDZ-III差壓變送器594.4.4浮力式液位計

浮力式液位計分為恒浮力式和變浮力式兩大類。恒浮力式液位計的傳感部件有浮球和浮標(biāo)，變浮力式液位計的傳感部件為沉筒（浮筒）。浮筒工作原理：檢測部分由浮筒、杠桿、扭力管、芯軸、外殼、軸承等部件組成。浮筒由一定重量的不銹鋼材質(zhì)制成，它垂直懸掛在杠桿的一端，杠桿的另一端與扭力管和芯軸的一端固定連接在一起，端為自由端，由軸承支撐，芯軸的自由端上固芯軸套在扭力管中心，并由外殼上的支點所支撐，扭力管的另一端固定在外殼上，芯軸的另一定一指針，對應(yīng)于一圓形刻度盤，用于指示液位。4.4.4浮力式液位計浮力式液位計分為604.4.4浮力式液位計浮筒杠桿扭力管外殼芯軸軸承4.4.4浮力式液位計浮筒杠桿扭力管外殼芯軸軸承614.4.4浮力式液位計隨著液位的上升，浮筒浸沒入液體的體積增大，浮筒所受的浮力增大，浮筒作用于杠桿的作用力隨之減小，扭力管所受到的扭力矩也逐漸減小，芯軸所產(chǎn)生的角位移也相應(yīng)減小，指針向液位高度相應(yīng)的刻度指示。扭力管和芯軸角位移通過電動附加裝置轉(zhuǎn)換為電信號，用于遠傳。4.4.4浮力式液位計隨著液位的上624.4.4浮力式液位計4.4.4浮力式液位計634.4.5放射性物位計（射線）在自然界中某些元素能放射出某種看不見的粒子線，即射線（如、同位素鈷60、鈾銫137等）。當(dāng)這些射線穿過一定厚度的物體時，因粒子的碰撞和克服阻力而消耗了粒子的動能，以至最后動能耗盡，粒子便留在物體中，被吸收了。不同的物體對射線的穿透與吸收能力是不同的，一般來說固體大于液體。液體大于氣體。故測得因被吸收而衰減的射線強度，就測得了相應(yīng)的液位。放射性物位計由；放射源、一次儀表（監(jiān)測器、計數(shù)管）、二次儀表組成。4.4.5放射性物位計（射線）在自然界中某些元素能放射出某種644.4.5放射性物位計（射線）

當(dāng)料位低于射源的位置時，射線粒子大部分通過氣體介質(zhì)到達探測器；若料位上升到超過射源的高度時，因固體吸收能力強，大部分射線粒子被容器中的物料所吸收，而探測器測得的粒子數(shù)很少。所以，從探測器測得的粒子數(shù)的多少，便知道容器中的料位有多高。指示儀表把測到的粒子數(shù)進行轉(zhuǎn)換、功率放大成標(biāo)準的電信號，遠傳進行指示。物料鉛罐射源探測器容器4.4.5放射性物位計（射線）當(dāng)料位低654.4.5放射性物位計（射線）放射性物位計的特點：①、可以實現(xiàn)完全不接觸式的測量。②、容器上不用開孔，因而可以用在高/低溫、高壓、高粘度、強腐蝕、易燃、易爆等的工況。③、可以測量液位、粉狀、塊狀介質(zhì)的物料。4.4.5放射性物位計（射線）放射性物位計的特點：665、顯示儀表凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或積累的儀表統(tǒng)稱為顯示儀表。一般裝在控制室的儀表盤上，和各種變送器配套使用，連續(xù)地顯示或記錄生產(chǎn)過程中各種參數(shù)的變化。5、顯示儀表凡能將生產(chǎn)過程中各種參675、顯示儀表模擬式顯示儀表：是以儀表的指針（或記錄筆）的線性位移或角位移來模擬顯示被調(diào)參數(shù)連續(xù)變化的儀表。數(shù)字式顯示儀表：是直接以數(shù)字的形式顯示被調(diào)參數(shù)數(shù)值大小的儀表。圖像顯示：就是將圖形、曲線、字符和數(shù)字直接在屏幕上進行顯示。它是隨著電子計算機的推廣應(yīng)用而發(fā)展起來的一種新型顯示設(shè)備。智能光柱數(shù)顯儀表智能系列雙數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀5、顯示儀表模擬式顯示儀表：是以儀表686、控制儀表現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，生產(chǎn)過程的強化，對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格要求，以及各公司間的激烈競爭，人工操作和一般的控制遠遠不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，工業(yè)過程控制系統(tǒng)已成為工業(yè)生產(chǎn)過程必不可少的設(shè)備，它是保證現(xiàn)代企業(yè)安全、優(yōu)化、低耗和高效生產(chǎn)的主要技術(shù)手段。

6、控制儀表現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程，隨著696、控制儀表

這是一個單元組合儀表構(gòu)成的簡單控制系統(tǒng)。圖中控制對象代表生產(chǎn)過程中的某個環(huán)節(jié)，控制對象輸出的被控變量（TPLF等），經(jīng)變送、轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，送顯示、記錄、調(diào)節(jié)與給定單元來的給定值進行比較，將偏差值進行一定運算后，發(fā)出信號控制執(zhí)行單元的動作，將閥門開大或關(guān)小，改變控制量，直到被控變量與給定值相等。單元組合儀表的構(gòu)成控制對象變送單元調(diào)節(jié)單元執(zhí)行單元顯示單元給定6、控制儀表這是一個單元組合儀表構(gòu)成的706.5簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)由下列基本單元組成。簡單的自控系統(tǒng)由被控對象、檢測元件、控制器和調(diào)節(jié)閥四部分組成。組成方框圖如下：變送器測量值偏差e－zx＋控制器調(diào)節(jié)閥操縱變量給水、蒸汽、等對象擾動f被控變量水位、溫度等6.5簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)由下716.5簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)又稱單回路反饋控制系統(tǒng)。其指由一個被控對象、一個測量變送器、一個控制器和一只調(diào)節(jié)閥所組成的單回路閉合控制系統(tǒng)，是復(fù)雜控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。簡單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、投資少、易于調(diào)整和投用。能滿足一般生產(chǎn)過程的控制要求，因而應(yīng)用廣泛，尤其適用于被控對象滯后小，時間常數(shù)小，負荷和干擾變化比較平緩或者對被控變量要求不太高的場合。常見的有溫度、壓力、流量、液位和成分等物種控制系統(tǒng)。6.5簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)又稱726.1、液位控制系統(tǒng)

圖中，檢測變送器檢測到水位高低，當(dāng)水為高度與正常給定水位之間出現(xiàn)偏差時，調(diào)節(jié)器就會立刻根據(jù)偏差的大小去控制給水閥，使水位回到給定值上。從而實現(xiàn)水位的自動控制。液位自動控制系統(tǒng)LTLC給定值6.1、液位控制系統(tǒng)圖中，檢測變送器檢測736.2、溫度控制系統(tǒng)

它由蒸汽加熱器、溫度變送器、調(diào)節(jié)器和蒸汽流量閥組成?？刂颇繕?biāo)是保持出口溫度恒定。當(dāng)進料流量或溫度等因素的變化引起出口物料的溫度變化時，通過溫度儀表測得的變化，并將其信號送至調(diào)節(jié)器與給定值進行比較，調(diào)節(jié)器根據(jù)其偏差信號進行運算后將控制命令送至調(diào)節(jié)閥，改變蒸汽量維持出口溫度。進料蒸汽TTTC給定值蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)6.2、溫度控制系統(tǒng)它由蒸汽加熱器、溫度746.3、流量控制系統(tǒng)

它由管路、孔板和差壓變送器、流量調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)閥?？刂颇繕?biāo)是保持流量恒定。當(dāng)管道其他部分阻力發(fā)生變化或有其他擾動時，流量將偏離設(shè)定值。利用孔板作為檢測元件，把孔板上、下游的差壓接至差壓變送器，將流量信號標(biāo)準信號；該信號送至調(diào)節(jié)器與給定值進行比較，流量控制器根據(jù)偏差信號進行運算后將控制命令送至控制閥，改變閥門開度，就調(diào)整了管道中流體的阻力，從而影響了流量，使流量維持在設(shè)定值。FC流量控制系統(tǒng)6.3、流量控制系統(tǒng)它由管路、孔板和差756.4、其他控制系統(tǒng)PTPC壓力控制系統(tǒng)TTTC成分控制系統(tǒng)精餾塔6.4、其他控制系統(tǒng)PTPC壓力控制系統(tǒng)TTTC成分控制系統(tǒng)766.5.1控制系統(tǒng)中常用名詞術(shù)語①、被控對象：需要實現(xiàn)控制的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程裝置，稱為被控對象。②、被控變量：對象需要控制的變量，也就是說對象要求保持設(shè)定值的物理量，稱為被控變量。③、操縱變量：受控制器操縱，用以使被控變量保持給定值的物料量或能量，稱為操縱變量。④、干擾：除操縱變量以外作用于對象并能引起被控變量變化的因素，稱為干擾。⑤、設(shè)定值：被控變量的目標(biāo)值，稱為設(shè)定值。⑥、偏差：偏差理論上應(yīng)該是指被控變量的設(shè)定值與實際值之差，但是能夠直接獲取的是被控變量的測量值，而不是實際值，因此也稱為給定值與測量值之差，稱為偏差。6.5.1控制系統(tǒng)中常用名詞術(shù)語①、被控對象：需要實現(xiàn)控制的776.6控制系統(tǒng)的分類

由于控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及控制理論的發(fā)展，使得控制系統(tǒng)具有各種各樣的形式，但總的來說分為兩大類，即開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。①、開環(huán)控制又分兩種、一種是按設(shè)定值進行控制。其操縱變量與設(shè)定值保持一定的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)設(shè)定值變化時，操縱變量隨之變化。如下圖：控制裝置給定值按設(shè)定值控制的開環(huán)系統(tǒng)6.6控制系統(tǒng)的分類由于控制技術(shù)的廣泛786.6.1開環(huán)控制

另一種是按擾動量進行控制，即所謂前饋控制，如圖：在蒸汽加熱器中，若負荷為主要干擾，如果使蒸汽流量與冷流體流量保持一定關(guān)系，當(dāng)擾動出現(xiàn)時，操縱變量隨之變化?？刂蒲b置按擾動而控制的開環(huán)系統(tǒng)6.6.1開環(huán)控制另一種是按擾動量進行796.6.2閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出（被控變量）通過測量、變送環(huán)節(jié)，又返回到系統(tǒng)的輸入端，與給定信號比較，以偏差的形式進入控制器，對系統(tǒng)起控制作用，整個系統(tǒng)構(gòu)成一個封閉的反饋回路，這種控制系統(tǒng)統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)TTTC給定值6.6.2閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出（被807、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器送來的控制信號，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，從而把被調(diào)參數(shù)控制在要求的范圍內(nèi)。它是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一個重要的組成部分。生產(chǎn)現(xiàn)場，調(diào)節(jié)閥直接控制工藝介質(zhì)，尤其是高溫、高壓、低溫、腐蝕、易燃、易爆、有毒、結(jié)晶的介質(zhì)情況下，若選擇或使用不當(dāng)，往往給生產(chǎn)過程自動化帶來困難，導(dǎo)致調(diào)解品質(zhì)下降，甚至?xí)斐墒鹿?。因此，對閥的正確選用、安裝和維修等環(huán)節(jié)都是很重要的。按其能源形式可分為氣動、電動和液動三大類。

7、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)817.1調(diào)節(jié)閥對比表項目氣動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥動力源壓縮空氣公稱壓力0.3－1.0Mpa工作溫度；常溫露點；在常壓下，低于最低氣溫10度電源交流單相200V50HZ交流三相380V50HZ輔助裝置1、電/氣閥門定位器2、氣動閥門定位器3、電磁閥4、保位閥5、閥位開關(guān)6、手輪1、伺服放大器2、限位開關(guān)規(guī)格公稱壓力Mpa1.6、4.0、6.4、16.0、32.0、175.0、350.01.6、4.0、6.0、10.0工作溫度℃－60－－450－40－－450口徑mm20－40020－4007.1調(diào)節(jié)閥對比表項目氣動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥動力源壓縮空氣電源827.2、氣動調(diào)節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥，以壓縮空氣為能源，具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、平穩(wěn)、輸出推力大、本安防爆、價格便宜、維修方便等優(yōu)點。其與氣動、電動儀表方便的配套使用。當(dāng)采用電動儀表或計算機控制時，只要用電/氣閥門定位器或電/氣轉(zhuǎn)化器，將4－20mA電信號轉(zhuǎn)成20－100KPa的氣信號即可。氣動調(diào)節(jié)閥按其結(jié)構(gòu)形式分為薄膜式、活塞式、長行程和近年新研制的增力型薄膜調(diào)節(jié)閥。7.2、氣動調(diào)節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥，以壓837.2調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機構(gòu)和閥體部件兩部分組成，即調(diào)節(jié)閥＝執(zhí)行機構(gòu)＋閥體部件其中，執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置，它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，從而帶動調(diào)節(jié)閥的閥芯動作。閥體部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由閥芯的動作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積，達到調(diào)節(jié)的目的。氣動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)機構(gòu)氣動執(zhí)行器外形圖0.02－0.1Mpa7.2調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機構(gòu)和閥847.3執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用

當(dāng)信號壓力增加時推動閥桿向下移動的叫正作用；信號壓力增加時閥桿向上移動的叫反作用式執(zhí)行機構(gòu)；較大口徑的調(diào)節(jié)閥都采用正作用式執(zhí)行機構(gòu)。信號壓力通過波紋膜片的上方（正作用式）或下方（反作用式）進人氣室．在波紋膜片上產(chǎn)生一個作用力，使推桿移動并壓縮或拉伸彈簧，當(dāng)彈簧的反作用力與膜片上的作用力相平衡時，推桿就穩(wěn)定在一個新的位置。信號壓力越大，作用在波紋膜片的作用力越大，彈簧的反作用力也越大，即推桿的位移越大．國產(chǎn)正作用式執(zhí)行機構(gòu)型號為ZMA，反作用式執(zhí)行機構(gòu)型號為ZMB型。7.3執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用當(dāng)信號壓力增857.3執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用p正作用p反作用7.3執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用p正作用p反作用867.4、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)機構(gòu)又簡稱閥．閥的種類很多，根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)、用途來分，其基本形式是直通單座閥、直通雙座閥、蝶閥、三通閥等．在此基礎(chǔ)上根據(jù)特殊用途要求，派生出波紋管密封閥、低溫閥、保溫夾套閥、隔膜閥、角形閥以及閥體分離閥等．近年來，隨著工業(yè)自動化裝置向大型化、高性能發(fā)展，研制出許多新型調(diào)節(jié)閥，如高溫蝶閥、高壓蝶閥和超高壓調(diào)節(jié)閥。在閥的結(jié)構(gòu)方面發(fā)展也很快，出現(xiàn)了偏心旋轉(zhuǎn)閥、套筒閥、O形球閥，V形球周。在特殊要求下使用的有衛(wèi)生閥、低噪聲閥、低壓降比閥以及單座塑料閥和全鈦鋼調(diào)節(jié)閥等品種．7.4、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)機構(gòu)又簡稱閥．閥877.5、上閥蓋形式為適合不同工作溫度和密封要求，上閥蓋有4種常見的結(jié)構(gòu)形式，上閥蓋內(nèi)具有填料室，內(nèi)裝聚四報乙烯或石墨石棉或柔性石墨填料，起密封作用。見下圖；

（l）普通型〔圖a)適用于常溫一20～200℃。

（2）散（吸）熱型（圖b)適用于高溫或低溫，工作沮度為一60～450℃。散（吸）熱片的作用是散掉高溫流體傳給閥體的熱量，或吸收外界傳給閥體的熱量，以保證填料在允許溫度范圍內(nèi)工作。7.5、上閥蓋形式為適合不同工作溫度887.5、上閥蓋形式（3）長頸型（圖c）適合于深度冷凍場合，工作溫度為一60～一250℃。它的上閥蓋增加了一段直徑，可以保護填料在允許的低溫范圍內(nèi)而不致凍結(jié)，從而保證閥的正常工作。頸的長短取決于溫度的高低和閥的口徑。

（4）波紋管密封型〔圖d〕它適用于有毒性、易揮發(fā)或貴重的流體，可避免介質(zhì)外漏損耗，以及有毒易爆介質(zhì)外漏而發(fā)生危險。

7.5、上閥蓋形式（3）長頸型（圖c）適合于897.5、上閥蓋形式7.5、上閥蓋形式907.6、膜頭側(cè)裝的強力型調(diào)節(jié)閥7.6、膜頭側(cè)裝的強力型調(diào)節(jié)閥917.6、氣動執(zhí)行器的安裝

氣動執(zhí)行器應(yīng)該安裝在便于調(diào)整、檢查、和拆卸的地方。調(diào)節(jié)閥最好垂直安裝在水平管道上，在特殊情況下需要傾斜安裝時，除小口徑調(diào)節(jié)閥外一般要加支撐。爭取在其前后有十倍管道直徑長的直管段，以免工作特性過于畸變，閥的公稱直徑與管徑不同時，應(yīng)加一段異徑管連接。為防止執(zhí)行機構(gòu)的薄膜老化，應(yīng)盡量遠離高溫、震動場所。為方便維修，應(yīng)安裝在靠近地面和樓板的地方。應(yīng)裝有手輪機構(gòu)和閥門定位器，便于觀察和操作。在開停車或事故時，可用手輪機構(gòu)來人工操作。對于重要的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，需采用旁路，以便在調(diào)節(jié)閥故障或維修時，通過旁路繼續(xù)生產(chǎn)。流體流動方向應(yīng)與調(diào)節(jié)閥的箭頭方向相同。7.6、氣動執(zhí)行器的安裝氣動執(zhí)行器應(yīng)該92造氣車間以上就是儀表方面的基礎(chǔ)知識，時間倉促、難免白玉微瑕，望各位造氣工友指正。再見造氣車間以上就是儀表方面的基礎(chǔ)知識，時間倉促、難免白玉微瑕，93化工儀表知識講解造氣車間化工儀表知識講解造氣車間941、緒論儀表是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化的重要工具，它應(yīng)用廣泛。在自動控制系統(tǒng)中，過程檢測儀表將被控變量轉(zhuǎn)換成電信號或氣信號，去進行顯示、記錄、調(diào)節(jié)等單元，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，使之達到我們預(yù)期的要求。儀表是操作人員的眼睛和手臂，操作人員通過

檢測儀表獲得設(shè)備、工藝的特定信號，觀察、分析、判斷設(shè)備內(nèi)的運行狀況，并通過控制和執(zhí)行機構(gòu)來調(diào)整工藝參數(shù)，調(diào)控設(shè)備運行到最佳狀況。從而對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目標(biāo)的綜合性技術(shù)。本課件將簡要介紹各種儀表的原理、構(gòu)造、使用方法，使大家能對常用儀表有一個大致的了解。

1、緒論儀表是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動952、儀表的分類一、自動儀表的分類：自動化儀表可簡單地分為檢測儀表、顯示儀表、控制儀表、執(zhí)行器四大類。

檢測儀表：用來感受生產(chǎn)過程中壓力、流量、物位、溫度等參數(shù)變化的元件。變送器的作用是將測量元件得到的信號轉(zhuǎn)換為一定的標(biāo)準信號，送往顯示儀表或調(diào)節(jié)儀表進行顯示、記錄或調(diào)節(jié)。

顯示儀表：能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或累計的儀表?？煞帜M式、數(shù)字式、圖像顯示三種。

控制儀表：即調(diào)節(jié)器，主要是將被調(diào)參數(shù)測量值與給定值之間的差值，按一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)作用，施加于對象，以校正由于擾動而引起的偏差。2、儀表的分類一、自動儀表的分類：962、儀表的分類

執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器送來的控制信號，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，從而把被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一個重要的組成部分。LC2、儀表的分類執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)972、儀表的分類流量壓力物位可燃火災(zāi)工業(yè)電視溫度成分檢測儀表顯示儀表控制儀表氣動單元組合儀表電動單元組合儀表基地式調(diào)節(jié)器可編程調(diào)節(jié)器可編程控制器PLC分散控制系統(tǒng)DCS安全控制系統(tǒng)FSC執(zhí)行器氣動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥液動調(diào)節(jié)閥指示儀記錄儀累計器信號報警器屏幕顯示器2、儀表的分類流量壓力物位可燃工業(yè)溫度成分檢測儀表顯示儀表控983、儀表基礎(chǔ)知識

絕對誤差：測量值與真實值之差，稱為絕對誤差

相對誤差：絕對誤差與被測量真實值比值的百分數(shù)為相對誤差。引用誤差：所謂引用誤差就是測量儀表在量程范圍內(nèi)某一點的絕對誤差與其量程的比值的百分數(shù)，就稱為儀表在該點示值的引用誤差。

精確度：測量值與實際值的差異程度，表示測量誤差的大小。

相對誤差＝絕對誤差真實值X100％儀表引用誤差＝該點的絕對誤差量程X100％精確度＝測量值－實際值量程X100％3、儀表基礎(chǔ)知識絕對誤差：測量值與真實值之差，稱為絕993、儀表基礎(chǔ)知識除以上的性能指標(biāo)外，還用以下的質(zhì)量指標(biāo)來衡量測量儀表的好壞。允許誤差：依據(jù)儀表使用要求，在一個正常情況下允許的最大誤差，

精度等級：按國家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差劃分成若干等級，儀表的精度等級與儀表允許誤差有關(guān)。儀表的精度等級越高，儀表的精確度也越高。

靈敏度：數(shù)值上等于能引起儀表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)最小變化量。數(shù)值儀表用最低量程上最末一位改變一個數(shù)表示的量。

反應(yīng)時間：測量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)，反應(yīng)時間大，說明儀表需要較長時間才能得出準確的指示。

另外還有可靠性、生產(chǎn)需求、經(jīng)濟合理性。

3、儀表基礎(chǔ)知識除以上的性能指標(biāo)外，1004、檢測儀表一、溫度檢測儀表溫度測量儀表按測量方式可以分為接觸式和非接觸式兩大類：通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換，幫需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。接觸式測溫儀表包括(1)膨脹式溫度計 (2)熱電效應(yīng)測溫（熱電偶）(3)熱電阻溫度計等。

4、檢測儀表一、溫度檢測儀表1014、檢測儀表

非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。非接觸式儀表包括(1)輻射式溫度計(2)光電溫度計(3)比色溫度計(4)紅外溫度計。下面我們主要講解膨脹式液位計、熱電偶、熱電阻。4、檢測儀表非接觸式儀表測溫是通過1024.1溫度檢測儀表常見的溫度測量儀表有：1、膨脹式溫度計

測量原理物體受熱時產(chǎn)生膨脹

液體膨脹式溫度計

固體膨脹式溫度計

玻璃管溫度計

雙金屬溫度計4.1溫度檢測儀表常見的溫度測量儀表有：11034.1.1膨脹式溫度計雙金屬溫度計是利用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片疊焊在一起制成的測溫元件，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，可取代部分水銀溫度計，用于氣體、液體及蒸汽的溫度測量。其中雙金屬片的一端為固定端，另一端為自由端。當(dāng)t=t0時，兩金屬片都處于水平位置；當(dāng)t>t0時，雙金屬片受熱后由于兩種金屬片的膨脹系數(shù)不同而使自由端產(chǎn)生彎曲變形，彎曲的程度與溫度的高低成正比。4.1.1膨脹式溫度計雙金屬溫度計1044.1.1膨脹式溫度計電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理4.1.1膨脹式溫度計電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理1054.1.1膨脹式溫度計4.1.1膨脹式溫度計1064.1.2熱電偶2、熱電偶

熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，其特點如下：

A、測量精度高：因為熱電偶偶體直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)影響。

B、測量范圍廣：常有的熱電偶從－50—1600℃均可連續(xù)測量，特殊的最低可測到－269℃（如：金鐵—鎳鉻）最高可達2800℃（如：鎢錸）。C、構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同金屬絲組成，而且不受大小和形狀的限制，外有保護套管，用起來非常方便。

4.1.2熱電偶2、熱電偶1074.1.2熱電偶A、熱電偶測溫基本原理將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，如圖：當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個接點t和t0之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。如圖所示:4.1.2熱電偶A、熱電偶測溫基本原理1084.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、B兩種導(dǎo)體連接在一起，置于溫度為t的被測介質(zhì)中，稱為工作端：另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下。當(dāng)工作端的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢隨之發(fā)生變化，將熱電勢送入變送、顯示、記錄儀表和現(xiàn)在的DCS等卡件中進行處理，即可獲得溫度值。當(dāng)組成熱電偶的熱電極的材料均勻時，其熱電勢的大小與熱電極本身的長度和直徑、大小無關(guān)，只與材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。所以只要測出熱電勢的大小，就能判斷測點溫度的高低。4.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、1094.1.2熱電偶

所謂標(biāo)準熱電偶是指國家標(biāo)準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系，允許誤差并有統(tǒng)一的標(biāo)準分度表的熱電偶，它有配套的儀表供選用。4.1.2熱電偶所謂標(biāo)準熱電偶是指國家1104.1.2熱電偶

普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常由熱電極、絕緣材料、保護套管和接線盒等主要部分構(gòu)成。絕緣材料通常采用帶孔的耐高溫陶瓷管，熱電極從陶瓷管的孔中穿過。保護套管的材料應(yīng)具有耐高溫、耐腐蝕、氣密性好、機械強度高、熱導(dǎo)率高等性能，目前有金屬、非金屬、金屬陶瓷3類，其中不銹鋼是常用的一種，可用于溫度在900℃以下的場合。4.1.2熱電偶普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常1114.1.2熱電偶

鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的組合體，可做的很細很長，可任意彎曲。套管材料一般為銅、不銹鋼或鎳基高溫合金等，熱電極與套管間填滿絕緣材料粉末，常用絕緣材料為氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝熱電偶特點：測量端熱容小，動態(tài)響應(yīng)快，機械強度高，擾性好。鎧裝熱電偶廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門。4.1.2熱電偶鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、1124.1.3熱電阻3、熱電阻熱電偶溫度計，其感受溫度的一次元件是熱電偶，一班適用于測量500°C以上的較高溫度，對于在500°以下的中低溫，由于輸出的熱電勢很小，利用熱電偶進行測量就不一定適當(dāng)，一般用熱電阻溫度計來進行溫度的測量。熱點阻的特點：在低溫端測量精度高、性能穩(wěn)定，便于遠距離傳輸和集中控制。缺點：感溫元件存在傳感滯后，連接導(dǎo)線線路電阻受環(huán)境溫度影響。工作原理：熱電阻測量是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的，要求阻絲在整個測量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，而且電阻和溫度之間的關(guān)系復(fù)現(xiàn)性要好。4.1.3熱電阻3、熱電阻1134.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，溫度升高電阻值增大，一般溫度每升高1℃，電阻值約增加4%~6%）二、半導(dǎo)體熱敏電阻（大多具有負溫度系數(shù)，溫度每升高1℃，電阻約減少2%~6%）工業(yè)上常用的為鉑電阻和銅電阻。鉑電阻適用于0~650°C的范圍。銅電阻適用于-50~+150°C容易加工和提純，線性較好，價格便宜。4.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，1144.1.3熱電阻

熱電阻＝電阻體（最主要部分）＋絕緣套管＋保護套管＋接線盒一般是將電阻絲繞在云母或石英、陶瓷、塑料等絕緣骨架上固定后套上保護套管，在熱電阻絲與套管間填上導(dǎo)熱材料即成。熱電阻結(jié)構(gòu)形式：普通型、鎧裝型、專用型。鎧裝型熱電阻與鎧裝熱電偶相似。鎧裝型熱電阻4.1.3熱電阻熱電阻＝電阻體（最1154.1.4測溫元件的安裝要求插入深度要求測量端應(yīng)有足夠的插入深度，應(yīng)使保護套管的測量端超過管道中心線一定距離，熱電偶5~10mm。鉑電阻50~70mm，插入方向要求保證測溫元件與流體充分接觸，最好是迎著被測介質(zhì)流向插入，正交90°也可，但切勿與被測介質(zhì)形成順流。流體流動方向4.1.4測溫元件的安裝要求插入深度要求流體流動方向1164.1.4測溫元件的安裝要求

若工藝管道過?。ㄖ睆叫∮?0mm），安裝測溫元件應(yīng)安裝擴大管，如圖所示。

熱電偶或熱電阻的接線盒的出線孔應(yīng)朝下，以免積水及灰塵等造成接觸不良，防止引入干擾信號。檢測元件應(yīng)避開熱輻射強烈影響處。要密封安裝孔，避免被測介質(zhì)溢出或冷空氣吸入而引入誤差。按照規(guī)定的型號配用熱電偶的補償導(dǎo)線，注意熱電偶的正、負極與補償導(dǎo)線的正、負相連接，不要接錯。

導(dǎo)線應(yīng)盡量避免有接頭，應(yīng)有良好的絕緣。4.1.4測溫元件的安裝要求若工藝管道1174.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表在滿足測溫范圍、工作壓力、精度要求下，首選雙金屬溫度計。②溫度檢測元件的選擇

熱電偶適合一般場合、工況溫度比較高的場合。

熱電阻適合要求測量精度高，中低溫段，無振動場合。③根據(jù)環(huán)境條件選擇溫度計接線盒普通式－條件較好的場所。防濺式－條件較好的場所，主要是放水。防暴式－易燃、易爆的場所。④特殊的場合的溫度計如：軸承、電機繞組、煉鋼時鋼水溫度等。⑤保護管的選擇。根據(jù)使用的環(huán)境選擇不同的保護管。4.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表1184.2、壓力檢測儀表一、壓力測量基礎(chǔ)絕對壓力：指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力。

P絕＝P氣＋P表表壓：絕對壓力與大氣壓力之差，稱為表壓。

P表＝P絕－P氣負壓：當(dāng)絕對壓力值小于大氣壓力值時，表壓力為負值。P負真空度：負壓力的絕對值，稱為真空度。P真P真＝P大氣壓力－P絕對壓力P絕P表P真P絕大氣壓力線4.2、壓力檢測儀表一、壓力測量基礎(chǔ)P絕P表P真P絕大氣壓力1194.2、壓力檢測儀表測壓儀表大致分為四大類：⑴液柱式壓力計，它是根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量的。⑵彈性式壓力計，它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形位移進行測量的。⑶電氣式壓力計，它是通過機械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量來進行測量的儀表。⑷活塞式壓力計，它是根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加砝碼的質(zhì)量來進行測量的。下面我們主要講解彈簧管壓力表、液柱式壓力表和電容壓力變送器。4.2、壓力檢測儀表測壓儀表大致分為四大類：1204.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表的測量范圍極廣，品種規(guī)格繁多。其外形與結(jié)構(gòu)基本相同，只是所用材質(zhì)有所不同。結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，彈簧管1是壓力表的測量元件，圖中為單圈彈簧管，它是一根彎成270°圓弧的橢圓界面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，管子的另一端固定在結(jié)頭9上。當(dāng)通入被測的壓力P后，圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生向外挺直的擴張變形。由于變形，使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移。輸入壓力P越大，產(chǎn)生的變形也越大。也就是說測得自由端的位移，就能反映壓力P的大小。這就是彈簧管壓力表的基本測量原理。4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力1214.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動作原理4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動作原理1224.2.1、彈簧管壓力表電遠傳彈性壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電遠傳彈性壓力表1234.2.1、彈簧管壓力表電接點壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電接點壓力表1244.2.2液柱式壓力計在沒有被測壓力作用時，兩管中自由液面同處于標(biāo)尺的中央，0刻度處，當(dāng)被測壓力P大于大氣壓時，右面液體下降，左面上升直到液面差的高度所產(chǎn)生的壓力與被測壓力向平衡為止。就可以直接讀出壓力的大小了。0壓力P4.2.2液柱式壓力計在沒有被測壓1254.2.3電容式壓力變送器電容式變送器是根據(jù)變電容原理工作的壓力檢測儀表，是利用彈性元件受壓變形來改變電容器的電容量，從而實現(xiàn)壓力－電容的轉(zhuǎn)換的。然后在變送單元將電容變化量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準的4～20mA電流信號。特點是：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、動態(tài)性能好、靈敏度高。原理（檢測元件）電容式變送器通常采用改變變極板間的距離，或改變兩極間電介質(zhì)來改變電容，經(jīng)變換電路拾取其電容變化量，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準的4～20mA電流信號輸出。4.2.3電容式壓力變送器電容式變送1264.2.3電容式壓力變送器

在檢測極板（隔離膜片）左右p1、p2通過硅油推動極板，改變動極板與定極間的距離，定、動極板組成的電容C1、C2發(fā)生改變。當(dāng)兩側(cè)壓力相等時，使定極板左右兩個電容的電容量完全相等，電容量的差值△c＝0，在有差壓作用時，檢測膜片發(fā)生變形，動極板向低壓側(cè)定級靠近，同時遠離高壓側(cè)定級，使電容c1≠c2(c1＞c2)測出電容量的差值，△c＝c1－c2，其值大小與被測差壓值成正比。然后將采集到的電容的變化量轉(zhuǎn)換成電流信號輸出。DD

初始間距

位移C1固定電極可動電極固定電極DC2檢測元件工作原理圖4.2.3電容