化工儀表基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

劉興兵儀表基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)目錄儀表的分類溫度壓力液位流量閥門控制系統(tǒng)1儀表的分類檢測(cè)儀表-----將檢測(cè)元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測(cè)儀表。一次儀表-----一般為將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為便于計(jì)量的物理量所使用的儀表，即為檢測(cè)元件。一次測(cè)量?jī)x表是與介質(zhì)直接接觸，是在室外就地安裝的。（即所謂的現(xiàn)場(chǎng)傳感器）二次儀表-----將測(cè)得的信號(hào)變送轉(zhuǎn)換為可計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)電氣信號(hào)并顯示的儀表。即包括變送器和顯示裝置。

2溫度按使用的測(cè)量范圍分：常把測(cè)量600℃以上的測(cè)溫儀表叫高溫計(jì)；測(cè)量600℃以下的測(cè)溫儀表叫溫度計(jì)；

按工作原理分：分為膨脹式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)和輻射高溫計(jì)；2.1膨脹式溫度計(jì)

膨脹式溫度計(jì)是基于物體受熱時(shí)體積膨脹的性質(zhì)而制成的。玻璃管溫度計(jì)屬于液體膨脹式溫度計(jì)，雙金屬溫度計(jì)屬于固體膨脹式溫度計(jì)。雙金屬溫度計(jì)工作原理雙金屬溫度計(jì)中的感溫元件是用兩片膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起而制成的。雙金屬片受熱后，由于兩金屬片的膨脹長(zhǎng)度不同而產(chǎn)生彎曲，溫度越高產(chǎn)生的膨脹長(zhǎng)度差就越大，因而引起彎曲的角度就越大。雙金屬溫度計(jì)就是基于這一原理而制成的，它是用雙金屬片制成螺旋形感溫元件，外加金屬保護(hù)套管，當(dāng)溫度變化時(shí)，螺旋的自由端便圍繞著中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)指針在刻度盤上指示出相應(yīng)的溫度數(shù)值。

2.1雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)是一種測(cè)量中低溫度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表?？梢灾苯訙y(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中的-80℃～+500℃范圍內(nèi)液體、蒸汽和氣體介質(zhì)溫度。其適用于就地顯示特點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)顯示溫度，直觀方便；安全可靠，使用壽命長(zhǎng)；多種結(jié)構(gòu)形式，可滿足不同要求。

2.2熱電阻

熱電阻測(cè)溫原理及材料：熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑。熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成：熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和數(shù)碼溫度控制顯示表等組成。

2.3一體化溫度變送器溫度變送器就是基于熱電阻原理開(kāi)發(fā)的，它是將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出并顯示。2.3.2一體化溫變的選型：（1）測(cè)量范圍，也就是量程（2）被測(cè)介質(zhì)（3）是否需要就地顯示（4）插入深度（5）安裝場(chǎng)所（6）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境3.壓力(壓力變送器、差壓變送器)3.1壓力變送器工作原理：介質(zhì)壓力直接作用于敏感膜片上，分布于敏感膜片上的電阻組成的惠斯通電橋，利用壓阻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了壓力量向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)電子線路將敏感元件產(chǎn)生的毫伏信號(hào)放大為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。應(yīng)用:用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成4-20mADC信號(hào)輸出。主要有電容式壓力變送器和擴(kuò)散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應(yīng)變式壓力變送器等。3.2.差壓變送器工工作原理：差壓變送器的的基本原理是是將一個(gè)空間間用敏感元件件（多用膜盒盒）分割成兩兩個(gè)腔室，分分別向兩個(gè)腔腔室引入壓力力時(shí)，傳感器器在兩方壓力力共同作用下下產(chǎn)生位移（（或位移的趨趨勢(shì)），這個(gè)個(gè)位移量和兩兩個(gè)腔室壓力力差（差壓））成正比，將將這種位移轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成可以反反映差壓大小小的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)號(hào)輸出。特點(diǎn)：差壓變變送器是丈量量變送器兩端壓力之差差的變送器,輸出規(guī)范信號(hào)號(hào)(如4~20mA,1~5V)。差壓變送器與普通的壓力變送器不同的是它們們均有2個(gè)壓力接口,差壓變送器普通分為正壓端和負(fù)負(fù)壓端,普通狀況下,差壓變送器正壓端的壓力力應(yīng)大于負(fù)壓壓段壓力差壓變送器有兩個(gè)接口，，分別為高壓側(cè)和低壓側(cè)主要測(cè)兩個(gè)口口之間的差壓壓，壓力變送器就一個(gè)接口壓力變送器是將實(shí)踐的壓壓力值轉(zhuǎn)換成成規(guī)范的電信信號(hào)輸出，而而差壓變送器是比較兩個(gè)壓力值之之間的壓力差，將這個(gè)差差值轉(zhuǎn)換成規(guī)規(guī)范信號(hào)輸出出(實(shí)踐就是做減法，然后輸出差差值)。3.3壓力變送器于于差壓變送器器的區(qū)別3.4壓力變送器于于差壓變送器器的用途壓力測(cè)量1、正壓2、負(fù)壓（真空空度）液位測(cè)量計(jì)算公司：P=ρghP：壓力ρ：密度（水水的密度1000kg/m3）g：重力加速度9.8N/kg≈10N/kgh：高度例子：十米高水罐壓壓力計(jì)算已知：ρ=1000kg/m3g=10N/kgh=10MP=1000kg/m3××10N/kg×10M=100000Pa=100KPa=0.1MPa0.1MPa=1公斤壓力=10米水柱3.5壓力變送器于于差壓變送器器的選型壓力選型1、被測(cè)介質(zhì)（（液體、氣體體、蒸汽）2、安裝場(chǎng)所3、量程范圍4、輸出信號(hào)及及工作電壓5、不適合粘稠狀狀液體、固體體、液體與固固體的混合物物質(zhì)的測(cè)量備注：一般選選擇壓力變送送器液位選型1、同上2、被測(cè)容器的樣樣式（敞口罐還是是密閉罐也叫叫常壓罐和高高壓罐）備注：一般選選擇差壓變送送器4.液位磁翻板液位計(jì)計(jì)工作原理：根據(jù)浮力原理理和磁性耦合合作用研制而而成。當(dāng)被測(cè)測(cè)容器中的的液位升降時(shí)時(shí)，液位計(jì)本本體管中的磁磁性浮子也隨隨之升降，浮浮子內(nèi)的永永久磁鋼通過(guò)過(guò)磁耦合傳遞遞到磁翻柱指指示器，驅(qū)動(dòng)動(dòng)紅、白翻柱柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升升時(shí)翻柱由白白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t紅色，當(dāng)液位位下降時(shí)翻翻柱由紅色轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅紅白交界處為為容器內(nèi)部液液位的實(shí)際際高度，從而而實(shí)現(xiàn)液位清清晰的指示。。4.1磁翻板液位計(jì)計(jì)特點(diǎn)可就地顯示也也可遠(yuǎn)傳信號(hào)號(hào)液位顯示直觀觀不局限于被測(cè)測(cè)容器的樣式式測(cè)量精度不高高（精度在10毫米左右右）不適合粘稠狀狀液體、固體體、液體與固固體的混合物物質(zhì)的測(cè)量4.2超聲波液位計(jì)計(jì)超聲波液位計(jì)計(jì)是采用超聲聲波測(cè)距原理理超聲波測(cè)距的的原理是利用用超聲波在空空氣中的傳播播速度為已知知，測(cè)量聲波波在發(fā)射后遇遇到障礙物反反射回來(lái)的時(shí)時(shí)間，根據(jù)發(fā)發(fā)射和接收的的時(shí)間差計(jì)算算出發(fā)射點(diǎn)到到障礙物的實(shí)實(shí)際距離。超聲波液位計(jì)計(jì)適用于粘稠狀液體、、固體、液體體與固體的混混合物質(zhì)的測(cè)測(cè)量4.3超聲波液位計(jì)計(jì)與磁翻板液液位計(jì)的安裝裝方式磁翻板安裝方方式超聲波安裝方方式5.流量?jī)x表按原理分：力學(xué)：差壓式式（孔板流量量計(jì)）、浮子子式、靶式、、渦街等；聲學(xué)：超聲波波電學(xué)：電磁流流量計(jì)等5.1孔板流量計(jì)當(dāng)充滿管道的的流體流經(jīng)孔孔板時(shí)，將產(chǎn)產(chǎn)生局部收縮縮，流束集中中，流速增加加，靜壓力降降低，于是在在孔板前后產(chǎn)產(chǎn)生一個(gè)靜壓壓力差，該壓壓力差與流量量存在著一定定的函數(shù)關(guān)系系，流量越大大，壓力差就就越大。通過(guò)過(guò)導(dǎo)壓管將差差壓信號(hào)傳遞遞給差壓變送送器，轉(zhuǎn)換成成4～20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)經(jīng)流量顯示儀儀，便顯示出出管道內(nèi)的瞬瞬時(shí)和累積流流量。適用介質(zhì)：各種液體、、氣體、飽和蒸汽,過(guò)熱蒸汽5.3.電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)所所依據(jù)的基本本理論是法拉拉第電磁感應(yīng)應(yīng)定律。當(dāng)導(dǎo)導(dǎo)體切割磁力力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)。根據(jù)該該原理，可測(cè)測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)動(dòng)的導(dǎo)電流體體的體積，導(dǎo)導(dǎo)電流體流動(dòng)動(dòng)的方向與電電磁場(chǎng)的方向向垂直，在導(dǎo)導(dǎo)管垂直方向向施加一個(gè)交交變的磁場(chǎng)，，并在有絕緣緣襯里的導(dǎo)管管內(nèi)壁兩側(cè)安安裝一對(duì)電極極，兩電極的的連線既與導(dǎo)導(dǎo)管軸線垂直直，又與磁場(chǎng)場(chǎng)方向垂直，，當(dāng)導(dǎo)電液體體流經(jīng)導(dǎo)管時(shí)時(shí)，因切割磁磁力線，兩個(gè)個(gè)電極上就產(chǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)。5.3.1電磁流量計(jì)的的特點(diǎn)1、測(cè)量不受液液體密度、粘粘度、溫度、、壓力變化的的影響。2、測(cè)量管內(nèi)無(wú)無(wú)節(jié)流裝置，，無(wú)壓損、不不堵塞，可測(cè)測(cè)量含有纖維維、固體顆粒粒和懸浮物的的液體。3、儀表反映靈靈敏，量程范范圍可以任意意選定4、儀表不受液液體流動(dòng)方向向的影響，正正反向安裝均均可測(cè)量，并并安裝方便，，對(duì)直管段要要求不高。5、電磁流量計(jì)計(jì)的電極及內(nèi)內(nèi)襯材料耐腐腐性和耐磨性性極好，壽命命長(zhǎng)。可按用用戶特殊工況況要求生產(chǎn)電電磁流量計(jì)。。6、儀表不能測(cè)量量氣體及不導(dǎo)導(dǎo)電液體。5.4金屬浮子流量量計(jì)當(dāng)流體向上流流經(jīng)管子時(shí)。。浮子向上移移動(dòng)，在某一一位置浮子所所受升力與浮浮子重力達(dá)到到平衡，此時(shí)時(shí)浮子與孔板板（或錐管））間的流通環(huán)環(huán)隙面積保持持一定。環(huán)隙隙面積與浮子子的上升高度度成比例，即即浮子的某一一高度代表流流量的大小。。浮子上下移移動(dòng)時(shí)，以磁磁耦合的形式式將位置傳遞遞到外部指示示器，使指示示器的指針跟跟隨浮子移動(dòng)動(dòng)，并借助凸凸輪板使指針針線性地指示示流量值的大大小。5.4.1金屬浮子流量量計(jì)特點(diǎn)1、金屬浮子流量量計(jì)適用于小小管徑和低流流速2、大部分浮子子流量計(jì)沒(méi)有有上游直管段段要求，或者者說(shuō)對(duì)上游直直管段要求不不高。3、大部分結(jié)構(gòu)浮浮子流量計(jì)只只能用于自下下向上垂直流流的管道安裝裝。4、測(cè)量不受液液體密度、溫溫度、壓力變變化的影響5、不適合蒸汽汽、氣體、粘粘稠狀液體、、固體、液體體與固體的混混合物質(zhì)的測(cè)測(cè)量6、但是比較適適合不導(dǎo)電液液體（乙醇、、甲醇、純凈凈水等等）5.5渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)是是應(yīng)用流體振振蕩原理來(lái)測(cè)測(cè)量流量的，，流體在管道道中經(jīng)過(guò)渦街街流量變送器器時(shí)，在三角柱的旋渦發(fā)生體體后上下交替產(chǎn)生生正比于流速速的兩列旋渦渦，通過(guò)測(cè)量旋渦渦頻率就可以計(jì)算出出流過(guò)旋渦發(fā)發(fā)生體的流體體平均速度5.5.1渦街流量計(jì)特特點(diǎn)1、壓力損失小小、量程范圍圍大、精度高高2、在測(cè)量流量量時(shí)幾乎不受受流體密度、、壓力、溫度度、粘度等參參數(shù)的影響3、安裝簡(jiǎn)單，，維護(hù)十分方方便4、應(yīng)用范圍廣廣，蒸汽、氣氣體、液體的的流量均可測(cè)測(cè)量5、要求有一定定的前后直管管路距離5.6超聲聲波波流流量量計(jì)計(jì)超聲聲波波流流量量計(jì)計(jì)的的基基本本原原理理利用用超超聲聲波波可可以以透透過(guò)過(guò)物物體體的的特特性性，在在流流體體管管道道外外設(shè)設(shè)置置超超聲聲波波發(fā)發(fā)送送裝裝置置，，測(cè)測(cè)量量管管內(nèi)內(nèi)流流體體流流速速，，超超聲聲波波在在流流動(dòng)動(dòng)的的流流體體中中傳傳播播時(shí)時(shí)就就載載上上流流體體流流速速的的信信息息。。因因此此通通過(guò)過(guò)接接收收到到的的超超聲聲波波就就可可以以檢檢測(cè)測(cè)出出流流體體的的流流速速，，從從而而換換算算成成流流量量。。5.6超聲聲波波流流量量計(jì)計(jì)特特點(diǎn)點(diǎn)1、超超聲聲波波流流量量計(jì)計(jì)是是一一種種非接接觸觸式式儀儀表表，它它既既可可以以測(cè)測(cè)量量大大管管徑徑的的介介質(zhì)質(zhì)流流量量也也可可以以用用于于不不易易接接觸觸和和觀觀察察的的介介質(zhì)質(zhì)的的測(cè)測(cè)量量。。2、它它的的測(cè)測(cè)量量準(zhǔn)準(zhǔn)確確度度很很高高，，尤尤其其可可以以解解決決其其它它儀儀表表不不能能的的強(qiáng)腐腐蝕蝕性性、非導(dǎo)導(dǎo)電電性性、放射射性性、高粘粘度度及及易易燃燃易易爆爆介介質(zhì)質(zhì)的的流流量量測(cè)測(cè)量量問(wèn)問(wèn)題題3、目目前前我我國(guó)國(guó)只只能能用用于于測(cè)測(cè)量量200℃℃以下下的的流流體體6.閥門門6.1電磁磁閥閥6.1電磁磁閥閥6.1電磁磁閥閥6.2氣動(dòng)動(dòng)開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)閥閥6.2氣動(dòng)動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥氣動(dòng)動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥是是已已壓壓縮縮空空氣氣作