化工儀表與自動控制5流量控制課件

流量控制流量控制學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：●能熟悉鹽水流量控制要求●會使用離心泵●會使用流量檢測儀表●能進行控制系統(tǒng)的投運●會查閱相關(guān)資料知識目標(biāo)：●掌握流量測量的原理方法及分類●掌握常用的流量檢測儀表●掌握流量測量儀表的選擇●了解壓力變送器的連接方式●掌握進電解槽鹽水流量控制方案的形成●掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計與投運學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：知識目標(biāo)：基本內(nèi)容123☆概述☆常用的流量檢測儀表☆流量儀表的使用☆工業(yè)應(yīng)用案例-電解槽鹽水流量的控制☆簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運基本內(nèi)容123☆概述5.1概述定義流量：是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量。流量包括瞬時流量和總量（累積流量）。

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。流量計：測量流體流量的儀表。計量表：測量流體總量的儀表。

5.1概述定義流量：是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量表示方法質(zhì)量流量M體積流量Q單位瞬時流量：m3/h、l/h、t/h、kg/h總量：t、m3。5.1概述表示方法質(zhì)量流量M體積流量Q單位瞬時流量：m3/h、l/h、1.速度式流量計

以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。

2.容積式流量計以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。3.質(zhì)量流量計以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。分類5.1概述1.速度式流量計以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計5.2常用的流量檢測儀表（1）差壓式流量計的基本結(jié)構(gòu)差壓式流量計主要由節(jié)流裝置、信號管路、差壓變送器和顯示儀表／控制器組成。5.2.1差壓式流量計5.2常用的流量檢測儀表（1）差壓式流量計的基本結(jié)構(gòu)差壓式5.2常用的流量檢測儀表（2）差壓式流量計的工作原理

流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，在節(jié)流裝置的前后會產(chǎn)生壓力差。節(jié)流裝置前流體壓力較高，稱為正壓，以“+”表示；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負(fù)壓，以“-”表示。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關(guān)。管道中流體的流量越大，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的壓差也越大，只要測出節(jié)流裝置前后壓差的大小，就可知道管道中流量的大小，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理。5.2.1差壓式流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）差壓式流量計的工作原理1)節(jié)流現(xiàn)象5.2常用的流量檢測儀表流體在裝有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。流體經(jīng)過節(jié)流元件后,流體的靜壓力發(fā)生變化,管道前后產(chǎn)生壓力差,流速越大,壓力差也就越大,根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程式和連續(xù)性方程式推導(dǎo)出來流量基本方程式。即：5.2.1差壓式流量計1)節(jié)流現(xiàn)象5.2常用的流量檢測儀表流體在裝有節(jié)流裝置的管練習(xí)某差壓式流量計的流量刻度上限為320m3/h，差壓上限為2500Pa。當(dāng)儀表指針指在160m3/h時，求相應(yīng)地差壓是多少？5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計練習(xí)某差壓式流量計的流量刻度上限為320m3/h，差壓上限為2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流裝置就是使管道中流動的流體產(chǎn)生靜壓力的裝置，完整的節(jié)流裝置由節(jié)流元件、取壓裝置和上下游測量導(dǎo)管三部分組成，有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置兩大類。5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流裝置就是使管道中流動的流體產(chǎn)生靜壓力的2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)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。如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙度等都有詳細規(guī)定。其中d／D應(yīng)在0.2～0.8之間；最小孔徑應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分的厚度h＝（0.005～0.02）D；總厚度H＜0.05D；錐面的斜角α＝30°～45°等等，需要時可參閱設(shè)計手冊。舉例5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置5.2常用的流量檢測儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板噴嘴文丘里管5.2.1差壓式流量計2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置5.2常用的流量檢測儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板3）節(jié)流裝置的選用5.2常用的流量檢測儀表節(jié)流裝置的選用應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)流量測量的條件和要求，結(jié)合各種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的特點，從測量精度要求、允許的壓力損失大小、可能給出的直管段長度、被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和價格的高低、安裝是否方便等幾方面綜合考慮。5.2.1差壓式流量計3）節(jié)流裝置的選用5.2常用的流量檢測儀表節(jié)流裝置的選用應(yīng)4）節(jié)流裝置的使用條件5.2常用的流量檢測儀表①必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道的軸線同心，并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。②在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管段，管道內(nèi)壁應(yīng)光滑，以保證流體的流動狀態(tài)穩(wěn)定。③標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置一般用于直徑D≥50mm的管道中。④被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道、連續(xù)流動，并保持穩(wěn)定的流動狀態(tài)。⑤被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應(yīng)不發(fā)生相變。5.2.1差壓式流量計4）節(jié)流裝置的使用條件5.2常用的流量檢測儀表①必須保證5）節(jié)流裝置的取壓方式5.2常用的流量檢測儀表差壓式流量計是通過測量節(jié)流元件前后靜壓力差Δp來實現(xiàn)流量測量的值與取壓孔位置和取壓方式緊密相關(guān)。根據(jù)節(jié)流裝置取壓口位置，取壓方式分為理論取壓、角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓與損失取壓五種。如圖5-5所示。國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的取壓方式有角接取壓、法蘭取壓和D-D/2取壓。5.2.1差壓式流量計5）節(jié)流裝置的取壓方式5.2常用的流量檢測儀表差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表1）必須保證節(jié)流裝置的使用條件與設(shè)計條件相一致，當(dāng)被測流體的工作狀態(tài)或密度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)值與設(shè)計值不同時，應(yīng)進行必要的修正，否則會造成較大的誤差。2）安裝節(jié)流裝置時，標(biāo)有“+”的一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。如為孔板，則應(yīng)使流體從孔板90°銳口的一側(cè)流入。5.2.1差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表1）必（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表3）導(dǎo)壓管內(nèi)徑不得小于6mm，長度不得大于16m。安裝導(dǎo)壓管時，應(yīng)使兩根導(dǎo)壓管內(nèi)的被測介質(zhì)的密度相同，否則會引起較大的測量誤差。①測量液體的流量時，取壓點應(yīng)位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角為0～45°；引壓導(dǎo)管應(yīng)垂直向下或下傾一定的坡度（1：20～1：10），使氣泡易于排出，管路內(nèi)應(yīng)有排氣裝置。若差壓計只能裝在節(jié)流裝置之上時，須加裝貯氣罐。②測量氣體流量時，取壓點應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部；引壓管垂直向上或上傾一定的坡度，以使引壓管內(nèi)不滯留液體；若差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下，須加裝貯液罐和排放閥。③測量蒸汽流量時，取壓點應(yīng)從節(jié)流裝置的水平位置接出，并分別安裝凝液罐，使兩根導(dǎo)管內(nèi)都充滿冷凝液，保持兩凝液罐液位高度相同，就能實現(xiàn)差壓的準(zhǔn)確測量。5.2.1差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表3）導(dǎo)測量液體流量時的取壓點位置

測量液體流量時的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—放空閥；4—平衡閥；5—差壓變送器；6—貯氣罐；7—切斷閥（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計測量液體流量時的取壓點位置測量液體流量時的連接圖1—節(jié)流裝測量氣體流量時的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—差壓變送器；4—貯液罐；5—排放閥測量蒸汽流量的連接圖1—節(jié)流裝置；2—凝液罐；3—引壓導(dǎo)管；4—排放閥；5—差壓變送器；6—平衡閥（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計測量氣體流量時的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—差壓變（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表4）差壓計安裝時，應(yīng)考慮安裝現(xiàn)場周圍環(huán)境條件，選擇合適的地點。開表前，必須使導(dǎo)壓管內(nèi)充滿液體或隔離液，導(dǎo)壓管中的空氣要通過排氣閥和儀表的放氣孔排放干凈。開表時，不能讓差壓計單向受到很大的靜壓力，否則儀表會產(chǎn)生附加誤差，甚至損壞。應(yīng)正確使用平衡閥：啟用差壓計時，先開平衡閥，使正、負(fù)壓室連通，再開正、負(fù)壓側(cè)切斷閥，最后關(guān)閉平衡閥，差壓計即投入運行。當(dāng)正、負(fù)壓側(cè)切斷閥關(guān)閉時，打開平衡閥，即可進行儀表的零點校驗。差壓計停止運行時，先開平衡閥，再關(guān)閉正、負(fù)側(cè)切斷閥，最后關(guān)閉平衡閥。5）測量腐蝕性或易凝固等不宜直接進入差壓計的介質(zhì)的流量時，必須采取隔離措施。5.2.1差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表4）差差壓計閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥隔離罐的兩種形式（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計差壓計閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥隔離罐的兩種形5.2.2轉(zhuǎn)子流量計（1）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)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)5.2常用的流量檢測儀表5.2.2轉(zhuǎn)子流量計（1）工作原理以壓降不變，利用節(jié)流面積的轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測介質(zhì)的流量大小或或5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是根據(jù)轉(zhuǎn)子?。?）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。

5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）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（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計1）流量變送部分

差動變壓器結(jié)構(gòu)若將轉(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(yīng)電勢的大小。5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計1）流量變送部分差動變壓器結(jié)構(gòu)若將（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計2）電動顯示部分

LTD系列電遠傳轉(zhuǎn)子流量計5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計2）電動顯示部分LTD系列電遠傳轉(zhuǎn)5.2.3渦輪流量計渦輪流量計1—渦輪；2—導(dǎo)流器；3—磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；4—外殼；5—前置放大器優(yōu)點

安裝方便。測量精度高，可耐高壓。反應(yīng)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(yīng)加過濾器。安裝時，前后要有一定的直管段。

5.2常用的流量檢測儀表5.2.3渦輪流量計渦輪流量計1—渦輪；2—導(dǎo)流器；3—磁電5.2.4漩渦流量計—

渦街流量計精度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表。（1）特點（2）原理5.2常用的流量檢測儀表5.2.4漩渦流量計—渦街流量計精度高、測量范圍寬、沒5.2.4漩渦流量計—

渦街流量計卡曼渦街（2）原理滿足h／L＝0.281時，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為5.2常用的流量檢測儀表5.2.4漩渦流量計—渦街流量計卡曼渦街（2）原理滿足5.2.4漩渦流量計—

渦街流量計（3）漩渦頻率的檢測方法

熱敏檢測法電容檢測法應(yīng)力檢測法超聲檢測法圓柱檢出器原理圖1—空腔；2—圓柱棒；3—導(dǎo)壓孔；4—鉑電阻絲；5—隔墻5.2常用的流量檢測儀表5.2.4漩渦流量計—渦街流量計（3）漩渦頻率的檢測方5.2.5靶式流量計（1）工作原理靶式流量計示意圖

1-轉(zhuǎn)換指示部分;2-軸封膜片3-杠桿;4-靶5.2常用的流量檢測儀表在測量管中垂直于流體的流動方向，安裝一塊圓形“靶”片。當(dāng)流體流過管道時，流動沖擊于靶上，便對靶板有一個沖擊力，該力的大小和流體流速有關(guān)。因此，只要測出靶上所受的力，便可以求出流體的流量。5.2.5靶式流量計（1）工作原理靶式流量計示意圖5.2常（2）結(jié)構(gòu)形式應(yīng)變片式靶式流量計1-測量管；2-軸封膜片；3-杠桿；4-轉(zhuǎn)換指示部分；5-信號處理電路；6-推桿；7-懸臂片；8-靶5.2常用的流量檢測儀表5.2.5靶式流量計（2）結(jié)構(gòu)形式應(yīng)變片式靶式流量計5.2常用的流量檢測儀表55.2.6電磁流量計能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量。

電磁流量計原理圖感應(yīng)電勢的方向由右手定則判斷，大小由下式?jīng)Q定

而5.2常用的流量檢測儀表5.2.6電磁流量計能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒5.2.7橢圓齒輪流量計（1）工作原理橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)原理通過橢圓齒輪流量計的體積流量5.2常用的流量檢測儀表5.2.7橢圓齒輪流量計（1）工作原理橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)原理（2）使用特點

適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。測量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。橢圓齒輪流量計的使用溫度有一定范圍。橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。5.2常用的流量檢測儀表5.2.7橢圓齒輪流量計（2）使用特點適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。5.2常用的流5.2.8超聲波流量計5.2常用的流量檢測儀表

超聲波流量計是通過檢查流體流動是對超聲波的作用來測量流體流量的一種速度式流量儀表。

超聲波流量測量的方法有很多，根據(jù)測量的物理量的不同，超聲波速度差法可以分為時差法（測量順、逆流傳播時由于超聲波傳播速度不同而引起的時間差）、相差法（測量超聲波在順、逆流中傳播的相位差）、頻差法（測量順、逆流情況下超聲脈沖的循環(huán)頻率差）等5.2.8超聲波流量計5.2常用的流量檢測儀表超聲5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表

目前在化工生產(chǎn)過程中所用的大部分流量儀表，如差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、橢圓齒輪流量計等，測量的都是體積流量。但在工業(yè)生產(chǎn)中，由于物料平衡、熱平衡以及儲存、經(jīng)濟核算等所需要的常常是質(zhì)量流量。這就需要將測得的體積流量，乘以被測介質(zhì)的密度，換算成質(zhì)量流量，而介質(zhì)密度受工作壓力、溫度、粘度、成分及相變等諸多變動因素的影響，容易產(chǎn)生較大的測量誤差。質(zhì)量流量計直接測量單位時間內(nèi)所流過的介質(zhì)的質(zhì)量，其最后的輸出信號與被測介質(zhì)的壓力、溫度、粘度、雷諾數(shù)等無關(guān)，與環(huán)境條件無關(guān)，只與介質(zhì)的質(zhì)量流量成比例，從根本上提高了流量測量的精度。5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表一類直接式質(zhì)量流量計，即直接檢測與質(zhì)量流量成比例的量，檢測元件直接反映出質(zhì)量流量；一類為間接式或推導(dǎo)式質(zhì)量流量計，即用體積流量計和密度計組合的儀表來測量質(zhì)量流量，同時檢測出體積流量和流體密度，通過運算得出與質(zhì)量流量有關(guān)的輸出信號。質(zhì)量流量計大致分為兩大類5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表一類直接式質(zhì)5.2.9質(zhì)量流量計（1）直接式質(zhì)量流量計科氏力流量計測量原理科氏力流量計的測量原理是基于流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。質(zhì)量流量5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（1）直接式質(zhì)量流量計科氏力流量計測量（1）直接式質(zhì)量流量計優(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；測量值不受管道內(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

它的阻力損失較大；零點不穩(wěn)定；管路振動會影響測量精度。5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（1）直接式質(zhì)量流量計優(yōu)點能夠直接測量質(zhì)量流量，不受流體物（2）補償式質(zhì)量流量計1）流速-密度補償法

流速-密度補償法差壓-密度補償法2）差壓-密度補償法

5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（2）補償式質(zhì)量流量計1）流速-密度補償法流速-密度補償法（2）補償式質(zhì)量流量計3）差壓-流速補償法

差壓-流速補償法5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（2）補償式質(zhì)量流量計3）差壓-流速補償法差壓-流速補償法5.3流量檢測儀表的選用

選用時，應(yīng)了解被測流體的種類，了解操作條件，了解被測介質(zhì)的流動工況，了解被測介質(zhì)的物理性質(zhì)，當(dāng)被測介質(zhì)流量較大且波動也較大時，可選用節(jié)流裝置；了解流量儀表的功能

（1）儀表類型的選用

儀表類型的選用應(yīng)能滿足工藝生產(chǎn)的要求。5.3流量檢測儀表的選用選用時，應(yīng)了解被測流體的種類，了根據(jù)被測介質(zhì)的流量范圍，選用流量檢測儀表的流量測量范圍。對方根刻度儀表來說，最大流量不超過滿刻度的95%，正常流量為滿刻度的70～80%，最小流量不小于滿刻度的30%；對線性刻度儀表來說，最大流量不超過滿刻度的90%，正常流量為滿刻度的50～70%，最小流量不小于滿刻度的10%。5.3流量檢測儀表的選用（2）儀表測量范圍的選用根據(jù)被測介質(zhì)的流量范圍，選用流量檢測儀表的流量測量范圍。5.

儀表的精度等級是根據(jù)工藝生產(chǎn)中所允許的最大絕對誤差和儀表的測量范圍來確定的。一般來說，儀表的精度等級越高，價格越貴，操作維護要求也越高。選擇時應(yīng)在滿足要求的前提下，盡可能選用精度較低，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用壽命較長的流量儀表。5.3流量檢測儀表的選用

此外，選用流量檢測儀表時，還應(yīng)考慮現(xiàn)場安裝和使用條件，以及允許壓力損失、儀表價格和安裝費用等經(jīng)濟性指標(biāo)（3）儀表精度的選用儀表的精度等級是根據(jù)工藝生產(chǎn)中所允許的最大絕對誤差和儀表5.4.1電解工藝工序描述

陽極液系統(tǒng)陰極液系統(tǒng)氯氣系統(tǒng)氫氣系統(tǒng)5.4工業(yè)案例-電解槽鹽水流量的控制5.4.1電解工藝工序描述陽極液系統(tǒng)5.4工業(yè)案例-電解5.4工業(yè)案例-電解槽鹽水流量的控制5.4工業(yè)案例-電解槽鹽水流量的控制思考：如何實現(xiàn)對流量的控制呢？首先要掌握流量的檢測，才能進行控制。5.4.2流程控制要求5.4工業(yè)案例-電解槽鹽水流量的控制思考：如何實現(xiàn)對流量的控制呢？5.4.2流程控制要求5.45.4.3進電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)的構(gòu)成5.4工業(yè)案例-電解槽鹽水流量的控制（1）控制系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的選擇1）被控對象：管道

2）檢測儀表：電磁流量計在整個工藝中，工藝介質(zhì)就是我們說的二次精制鹽水，它具有導(dǎo)電性，所以可以用電磁流量計來進行流量的測量。

3）控制儀表：具有PID功能的控制儀表，可以是智能控制儀表也可以用PLC。

4）執(zhí)行器：氣動執(zhí)行器5.4.3進電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)的構(gòu)成5.4工業(yè)案例-進電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)5.4.3進電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)的構(gòu)成5.4工業(yè)案例-電解槽鹽水流量的控制（2）控制方案進電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)5.4.3進電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計首先應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，確定被控變量和操縱變量；根據(jù)工藝的特點選擇執(zhí)行機構(gòu)；然后根據(jù)控制目標(biāo)要求和被控對象的特性，選擇控制器，確定控制器的控制規(guī)律、控制參數(shù)及控制器的正反作用。確定簡單控制系統(tǒng)的控制方案5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)被控變量如何選擇呢？什么因素可以控制被控變量呢？？

被控變量的選擇操縱變量的選擇5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計被控變量如何選擇呢？？被控變量的選擇5.5簡單控制系統(tǒng)（1）被控變量的選擇

生產(chǎn)過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量稱為被控變量。被控變量的界定

它們對產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及安全具有決定性的作用，而人工操作又難以滿足要求的；人工操作雖然可以滿足要求，但是，這種操作是既緊張而又頻繁的。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（1）被控變量的選擇生產(chǎn)過程中希望借助自動控制保持恒（1）被控變量的選擇根據(jù)與生產(chǎn)過程的關(guān)系直接指標(biāo)控制：溫度、壓力、液位、流量間接指標(biāo)控制：溫度、壓力質(zhì)量分類5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（1）被控變量的選擇根據(jù)與生產(chǎn)過程的關(guān)系直接指標(biāo)控制：溫度、舉例精餾過程示意圖1—精餾塔；2—蒸汽加熱器5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計舉例精餾過程示意圖1—精餾塔；2—蒸汽加熱器5.5簡單控苯-甲苯溶液的T-x圖苯-甲苯溶液的p-x圖5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運苯-甲苯溶液的T-x圖苯-甲苯溶液的p-x圖5.5.1簡單控從工藝合理性考慮，常常選擇溫度作為被控變量。

在精餾塔操作中，壓力往往需要固定。只有將塔操作在規(guī)定的壓力下，才易于保證塔的分離純度，保證塔的效率和經(jīng)濟性。在塔壓固定的情況下，精餾塔各層塔板上的壓力基本上是不變的，這樣各層塔板上的溫度與組分之間就有一定的單值對應(yīng)關(guān)系。所選變量有足夠的靈敏度。原因5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計從工藝合理性考慮，常常選擇溫度作為被控變量。在精餾塔操作中（1）被控變量的選擇①被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或能反映工藝操作狀態(tài)，一般是工藝過程中較重要的變量。②被控變量在工藝操作過程中經(jīng)常要受到一些干擾影響而變化。為維持其恒定，需要較頻繁的調(diào)節(jié)。③盡量采用直接指標(biāo)作為被控變量。當(dāng)無法獲得直接指標(biāo)信號，或其測量和變送信號滯后很大時，可選擇與直接指標(biāo)有單值對應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量。④被控變量應(yīng)能被測量出來，并具有足夠大的靈敏度。⑤選擇被控變量時，必須考慮工藝合理性和國內(nèi)儀表產(chǎn)品現(xiàn)狀。⑥被控變量應(yīng)是獨立可控的。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（1）被控變量的選擇①被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或能（2）操縱變量的選擇

在自動控制系統(tǒng)中，把用來克服干擾對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的變量稱為操縱變量。最常見的操縱變量是介質(zhì)的流量。液位控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（2）操縱變量的選擇在自動控制系統(tǒng)中，把用來克服干擾舉例精餾塔流程圖5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計舉例精餾塔流程圖5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1操縱變量分析影響提餾段溫度的各種因素示意圖被控變量如果根據(jù)工藝要求，選擇提餾段某塊塔板（一般為靈敏板）的溫度作為被控變量。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計操縱變量分析影響提餾段溫度的各種因素示意圖被控變量如果根據(jù)工（2）操縱變量的選擇操縱變量的選擇原則操縱變量應(yīng)是可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。操縱變量一般應(yīng)比其他干擾對被控變量的影響更加靈敏。在選擇操縱變量時，除了從自動化角度考慮外，還要考慮工藝的合理性與生產(chǎn)的經(jīng)濟性。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（2）操縱變量的選擇操縱變量的選擇原則操縱變量應(yīng)是可控的，即干擾通道與控制通道的關(guān)系

干擾變量由干擾通道施加在對象上，起著破壞作用，使被控變量偏離給定值；

操縱變量由控制通道施加到對象上，使被控變量回復(fù)到給定值，起著校正作用。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)論被控變量：塔板溫度操縱變量：蒸汽流量干擾通道與控制通道的關(guān)系干擾變量由干擾通道施加在對象上，起練習(xí)鍋爐氣包液位控制系統(tǒng)試畫出如圖所示鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)的方塊圖以及被控變量、操縱變量。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計練習(xí)鍋爐氣包液位控制系統(tǒng)試畫出如圖所示鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)（3）控制器控制規(guī)律的選擇簡單控制系統(tǒng)簡化方塊圖簡單控制系統(tǒng)是由被控對象、控制器、執(zhí)行器和測量變送裝置四大基本部分組成的。在現(xiàn)場控制系統(tǒng)安裝完畢或控制系統(tǒng)投運前，往往是被控對象、測量變送裝置和執(zhí)行器這三部分的特性就完全確定了，不能任意改變。這時可將對象、測量變送裝置和執(zhí)行器合在一起，稱之為廣義對象。于是控制系統(tǒng)可看成由控制器與廣義對象兩部分組成，如圖所示。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇簡單控制系統(tǒng)簡化方塊圖簡單控制系統(tǒng)1）比例控制器比例控制器是具有比例控制規(guī)律的控制器。對于單元組合儀表5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇1）比例控制器比例控制器是具有比例控制規(guī)律的控制器。對于單元1）比例控制器控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝上沒有提出無差要求的系統(tǒng)。

控制器的輸出與偏差成比例。當(dāng)負(fù)荷變化時，比例控制器克服干擾能力強、控制及時、過渡時間短。在常用控制規(guī)律中，比例作用是最基本的控制規(guī)律，不加比例作用的控制規(guī)律是很少采用的。純比例控制系統(tǒng)在過渡過程終了時存在余差。負(fù)荷變化越大，余差就越大。特點適用5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇1）比例控制器控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝上沒有提出2）比例積分控制器比例積分控制器是具有比例積分控制規(guī)律的控制器?？烧{(diào)整參數(shù)比例放大系數(shù)KP（或比例度δ）和積分時間TI。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇2）比例積分控制器比例積分控制器是具有比例積分控制規(guī)律的控制2）比例積分控制器

由于在比例作用的基礎(chǔ)上加上積分作用，而積分作用的輸出是與偏差的積分成比例，只要偏差存在，控制器的輸出就會不斷變化，直至消除偏差為止。積分作用會使穩(wěn)定性降低，雖然在加積分作用的同時，可以通過加大比例度，使穩(wěn)定性基本保持不變，但超調(diào)量和振蕩周期都相應(yīng)增大，過渡過程的時間也加長。控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)。特點適用5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇2）比例積分控制器由于在比例作用的基礎(chǔ)上加上積分作用，而積3）比例積分微分控制器比例積分微分控制器是具有比例積分微分控制規(guī)律的控制器，常稱為三作用（PID）控制器。理想的三作用控制器，存在可調(diào)整參數(shù)比例放大系數(shù)KP（或比例度δ）、積分時間TI和微分時間TD。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇3）比例積分微分控制器比例積分微分控制器是具有比例積分微分控3）比例積分微分控制器特點適用微分作用使控制器的輸出與輸入偏差的變化速度成比例，它對克服對象的滯后有顯著的效果。在比例的基礎(chǔ)上加上微分作用能提高穩(wěn)定性，再加上積分作用可以消除余差。所以，適當(dāng)調(diào)整δ、TI、TD參數(shù)，可以使控制系統(tǒng)獲得較高的控制質(zhì)量。容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)，應(yīng)用最普遍的是溫度、成分控制系統(tǒng)。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇3）比例積分微分控制器特點適用微分作用使控制器的輸出與輸入偏目前生產(chǎn)的模擬式控制器一般都同時具有比例、積分、微分三種作用。只要將其中的微分時間TD置于０，就成了比例積分控制器，如果同時將積分時間TI置于無窮大，便成了比例控制器。注意！5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇目前生產(chǎn)的模擬式控制器一般都同時具有比例、積分、微分三種作用4)控制器正、反作用的確定控制器的正反作用是關(guān)系到控制系統(tǒng)能否正常運行與安全操作的重要問題。要通過改變控制器的正、反作用，以保證整個控制系統(tǒng)是一個具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。作用的方向輸入變化后，輸出的變化方向。

正作用方向反作用方向當(dāng)某個環(huán)節(jié)的輸入增加時，其輸出也增加，則稱該環(huán)節(jié)為“正作用”方向。當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入增加時，輸出減少的稱“反作用”方向。

5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇4)控制器正、反作用的確定控制器的正反作用是關(guān)系到控制系統(tǒng)能測量元件及變送器作用方向一般是“正”的。執(zhí)行器作用方向取決于是氣開閥還是氣關(guān)閥。被控對象作用方向隨具體對象的不同而各不相同?？刂破鳟?dāng)給定值不變，被控變量測量值增加時，控制器的輸出也增加，稱為“正作用”方向，或者當(dāng)測量值不變，給定值減小時，控制器的輸出增加的稱為“正作用”方向。反之，如果測量值增加時，控制器的輸出減小的稱為“反作用”方向。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇測量元件及變送器作用方向一般是“正”的。執(zhí)行器作用方向取決于2.控制器正、反作用的確定在一個安裝好的控制系統(tǒng)中，對象的作用方向由工藝機理可以確定，執(zhí)行器的作用方向由工藝安全條件可以選定，而控制器的作用方向要根據(jù)對象及執(zhí)行器的作用方向來確定，以使整個控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。結(jié)論5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇2.控制器正、反作用的確定在一個安裝好的控制系統(tǒng)中，對象的作舉例一個簡單的加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)。

對象加熱爐

操作變量燃料氣流量

被控變量被加熱的原料油出口溫度加熱爐出口溫度控制5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇舉例一個簡單的加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)。對象加熱爐操作變量當(dāng)操縱變量燃料氣流量增加時，被控變量是增加的，故對象是“正”作用方向。如果從工藝安全條件出發(fā)選定執(zhí)行器是氣開閥（停氣時關(guān)閉），以免當(dāng)氣源突然斷氣時，控制閥大開而燒壞爐子。那么這時執(zhí)行器便是“正”作用方向。為了保證由對象、執(zhí)行器與控制器所組成的系統(tǒng)是負(fù)反饋的，控制器就應(yīng)該選為“反”作用。分析結(jié)果5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇當(dāng)操縱變量燃料氣流量增加時，被控變量是增加的，故對象是“正”練習(xí)液位控制

執(zhí)行器是“正”方向。對象是“反”方向?？刂破鳛椤罢狈较?。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇練習(xí)液位控制執(zhí)行器是“正”方向。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)控制器正、反作用開關(guān)示意圖

控制器的正、反作用可以通過改變控制器上的正、反作用開關(guān)自行選擇。一臺正作用的控制器，只要將其測量值與給定值的輸入線互換一下，就成了反作用的控制器。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（3）控制器控制規(guī)律的選擇控制器正、反作用開關(guān)示意圖控制器的正、反作用可以通過改變控練習(xí)試確定如圖所示兩個系統(tǒng)中執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用。（1）(a)圖為一加熱器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能過高，否則容易分解；（2）(b)圖為一冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能太低，否則容易結(jié)晶。溫度控制系統(tǒng)5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運練習(xí)試確定如圖所示兩個系統(tǒng)中執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及控制器的5.5.2控制器參數(shù)的整定按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好的控制器參數(shù)值。即確定最合適的控制器比例度δ、積分時間TI和微分時間TD。方法理論計算的方法和工程整定法。

臨界比例度法衰減曲線法經(jīng)驗湊試法幾種常用的工程整定法5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量（1）臨界比例度法先通過試驗得到臨界比例度δk和臨界周期Tk，然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。臨界振蕩過程控制作用比例度/%積分時間TI/min微分時間TD/min比例比例+積分比例+微分比例+積分+微分2δk2.2δk1.8δk1.7δk0.85Tk0.5Tk0.1Tk0.125Tk臨界比例度法參數(shù)計算公式表5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定（1）臨界比例度法先通過試驗得到臨界比例度δk和臨界周期Tk特點

比較簡單方便，容易掌握和判斷，適用于一般的控制系統(tǒng)。對于臨界比例度很小的系統(tǒng)不適用。對于工藝上不允許產(chǎn)生等幅振蕩的系統(tǒng)本方法亦不適用。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定特點比較簡單方便，容易掌握和判斷，適用于一般的控制系統(tǒng)。5（2）衰減曲線法通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩來整定控制器的參數(shù)值。4∶1和10∶1衰減振蕩過程5.5.2控制器參數(shù)的整定5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運（2）衰減曲線法通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩來整定控制器的參數(shù)值。控制作用δ/%TI/minTD/min比例δs比例+積分1.2δs0.5TS比例+積分+微分0.8δs

0.3TS0.1TS控制作用δ/%TI/minTD/min比例δs′比例+積分1.2δs′2T升比例+積分+微分0.8δs′1.2T升0.4T升4∶1衰減曲線法控制器參數(shù)計算表10∶1衰減曲線法控制器參數(shù)計算表在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，先將控制器變?yōu)榧儽壤饔?，并將比例度預(yù)置在較大的數(shù)值上。在達到穩(wěn)定后，用改變給定值的辦法加入階躍干擾，觀察被控變量記錄曲線的衰減比，然后從大到小改變比例度，直至出現(xiàn)4∶1或10∶1衰減比為止。通過比例度δs

和衰減周期TS,得到控制器的參數(shù)整定值。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定控制作用δ/%TI/minTD/min比例δs比例+積分1.（2）衰減曲線法（1）加的干擾幅值不能太大，要根據(jù)生產(chǎn)操作要求來定，一般為額定值的5％左右，也有例外的情況。（2）必須在工藝參數(shù)穩(wěn)定情況下才能施加干擾，否則得不到正確的δS

、TS或δS′和T升值。（3）對于反應(yīng)快的系統(tǒng)，如流量、管道壓力和小容量的液位控制等，要在記錄曲線上嚴(yán)格得到4∶1衰減曲線比較困難。一般以被控變量來回波動兩次達到穩(wěn)定，就可以近似地認(rèn)為達到4∶1衰減過程了。注意！5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計5.5.2控制器參數(shù)的整定（2）衰減曲線法（1）加的干擾幅值不能太大，要根據(jù)生產(chǎn)操作要（3）經(jīng)驗湊試法

根據(jù)經(jīng)驗先將控制器參數(shù)放在一個數(shù)值上，直接在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，通過改變給定值施加干擾，在記錄儀上觀察過渡過程曲線，運用δ、TI、TD對過渡過程的影響為指導(dǎo)，按照規(guī)定順序，對比例度δ、積分時間TI和微分時間TD逐個整定，直到獲得滿意的過渡過程為止。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定（3）經(jīng)驗湊試法根據(jù)經(jīng)驗先將控制器參數(shù)放在一個數(shù)值上（3）經(jīng)驗湊試法控制對象對象特征δ/%TI/minTD/min流量溫度壓力液位對象時間常數(shù)小，參數(shù)有波動，δ要大；TI要短；不用微分對象容量滯后較大，即參數(shù)受干擾候變化遲緩；δ應(yīng)??；TI要長；一般需加微分對象的容量滯后一般，不算大，一般不加微分對象時間常數(shù)范圍較大。要求不高時，δ可在一定范圍內(nèi)選取，一般不用微分40～10020～6030～7020～800.3～13～100.4～30.5～3控制器參數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定（3）經(jīng)驗湊試法控制對象對象特征δ/%TI/minTD/mi（1）先用純比例作用進行湊試，待過渡過程已基本穩(wěn)定并符合要求后，再加積分作用消除余差，最后加入微分作用是為了提高控制質(zhì)量。關(guān)鍵看曲線，調(diào)參數(shù)。三種振蕩曲線比較圖比例度過大、積分時間過大時兩種曲線比較圖積分時間過小比例度過小微分時間過大比例度過大積分時間過大5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定（1）先用純比例作用進行湊試，待過渡過程已基本穩(wěn)定并符合要求（2）先按表中給出的范圍把TI定下來，如要引入微分作用，可取TD＝(1/3～1/4)TI，然后對δ進行湊試，湊試步驟與前一種方法相同。特點

方法簡單，適用于各種控制系統(tǒng)。特別是外界干擾作用頻繁，記錄曲線不規(guī)則的控制系統(tǒng)，采用此法最為合適。此法主要是靠經(jīng)驗，在缺乏實際經(jīng)驗或過渡過程本身較慢時，往往較為費時。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定（2）先按表中給出的范圍把TI定下來，如要引入微分作用，可取

對于同一個系統(tǒng)，不同的人采用經(jīng)驗湊試法整定，可能得出不同的參數(shù)值。在一個自動控制系統(tǒng)投運時，控制器的參數(shù)必須整定，才能獲得滿意的控制質(zhì)量。同時，在生產(chǎn)進行的過程中，如果工藝操作條件改變，或負(fù)荷有很大變化，被控對象的特性就要改變，因此，控制器的參數(shù)必須重新整定。注意！5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.2控制器參數(shù)的整定對于同一個系統(tǒng)，不同的人采用經(jīng)驗湊試法整定，可能得出不同的5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.3控制系統(tǒng)的投運控制系統(tǒng)的投運是指系統(tǒng)按設(shè)計安裝就緒或者經(jīng)過停車檢修以后，使控制系統(tǒng)投入使用的過程?？刂葡到y(tǒng)的投運一般都要經(jīng)過準(zhǔn)備、手動操作、自動控制幾個步驟（1）控制系統(tǒng)運行前的準(zhǔn)備工作1）準(zhǔn)備工作2）控制系統(tǒng)投運注意事項5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.3控制系統(tǒng)的投運控5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.3控制系統(tǒng)的投運（2）控制系統(tǒng)的投運準(zhǔn)備工作完畢以后，就可正式投運。一般由于工藝貫通的需要，在自動控制系統(tǒng)運行之前檢測系統(tǒng)早已投入使用，這里只需將控制器、變送器、調(diào)節(jié)閥等投運，并使整個系統(tǒng)正常運行。5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運5.5.3控制系統(tǒng)的投運（技能訓(xùn)練與思考題1．試述石油、化工生產(chǎn)中測量流量的意義。2．什么叫節(jié)流現(xiàn)象?流體經(jīng)節(jié)流裝置時為什么會產(chǎn)生靜壓差?3．試述差壓式流量計測量流量的原理。并說明哪些因素對差壓式流量計的流量測量有影響?4．原來測量水的差壓式流量計，現(xiàn)在用來測量相同測量范圍的油的流量，讀數(shù)是否正確?為什么?5．什么叫標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置?常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有哪些？6．為什么說轉(zhuǎn)子流量計是定壓差式流量計?而差壓式流量計是變壓降式流量計?7．試述電遠傳轉(zhuǎn)子流量計的工作過程。它是依靠什么來平衡的?8．試述差動變壓器傳送位移量的基本原理。9．渦輪流量計的工作原理及特點是什么?技能訓(xùn)練與思考題1．試述石油、化工生產(chǎn)中測量流量的意義。技能訓(xùn)練與思考題10．試簡述漩渦流量計的工作原理及其特點。11．試簡述漩渦頻率的熱敏檢測法。12．靶式流量計的結(jié)構(gòu)形式有哪些？13．電磁流量計的工作原理是什么?它對被測介質(zhì)有什么要求?14．橢圓齒輪流量計的工作原理是什么?為什么齒輪漩轉(zhuǎn)一周能排出4個半月形容積的液體體積?15．橢圓齒輪流量計的特點是什么?在使用中要注意什么問題?16．質(zhì)量流量計有那幾種？17．選擇被控變量時，一般要遵循哪些原則？18．選擇操縱變量時，一般要遵循哪些原則？19．為什么要考慮控制器的作用方向?如何選擇?20．被控對象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用各是怎樣規(guī)定的?技能訓(xùn)練與思考題10．試簡述漩渦流量計的工作原理及其特點。技能訓(xùn)練與思考題21．試確定題21圖所示兩個系統(tǒng)中執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用。（1）題21(a)圖為一加熱器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能過高，否則容易分解；（2）題21(b)圖為一冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能太低，否則容易結(jié)晶。技能訓(xùn)練與思考題21．試確定題21圖所示兩個系統(tǒng)中執(zhí)行器的氣22．題22圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出，試在下述兩種情況下，分別確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用。(1)選擇流入量Qi為操縱變量；(2)選擇流出量Qo為操縱變量。技能訓(xùn)練與思考題22．題22圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格技能訓(xùn)練與思考題23．題23圖所示為一鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)的示意圖，要求鍋爐不能燒干。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，判斷控制閥的氣開、氣關(guān)型式，確定控制器的正、反作用，并簡述當(dāng)加熱室溫度升高導(dǎo)致蒸汽蒸發(fā)量增加時，該控制系統(tǒng)是如何克服擾動的?24．題24圖所示為精餾塔溫度控制系統(tǒng)的示意圖，它通過控制進入再沸器的蒸汽量實現(xiàn)被控變量的穩(wěn)定。試畫出該控制系統(tǒng)的方塊圖，確定控制閥的氣開、氣關(guān)型式和控制器的正、反作用，并簡述由于外界擾動使精餾塔溫度升高時該系統(tǒng)的控制過程（此處假定精餾塔的溫度不能太高）。技能訓(xùn)練與思考題23．題23圖所示為一鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)的25．控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么?工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法?26．臨界比例度的意義是什么?為什么工程上控制器采用的比例度要大于臨界比例度?27．試述用衰減曲線法整定控制器參數(shù)的步驟及注意事項。28．如何區(qū)分由于比例度過小、積分時間過小或微分時間過大所引起的振蕩過渡過程?29．經(jīng)驗湊試法整定控制器參數(shù)的關(guān)鍵是什么？30．控制系統(tǒng)的投運一般有幾個步驟？技能訓(xùn)練與思考題25．控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么?工程上常用的控制器參數(shù)整定THEENDTHEEND流量控制流量控制學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：●能熟悉鹽水流量控制要求●會使用離心泵●會使用流量檢測儀表●能進行控制系統(tǒng)的投運●會查閱相關(guān)資料知識目標(biāo)：●掌握流量測量的原理方法及分類●掌握常用的流量檢測儀表●掌握流量測量儀表的選擇●了解壓力變送器的連接方式●掌握進電解槽鹽水流量控制方案的形成●掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計與投運學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：知識目標(biāo)：基本內(nèi)容123☆概述☆常用的流量檢測儀表☆流量儀表的使用☆工業(yè)應(yīng)用案例-電解槽鹽水流量的控制☆簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計和投運基本內(nèi)容123☆概述5.1概述定義流量：是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量。流量包括瞬時流量和總量（累積流量）。

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。流量計：測量流體流量的儀表。計量表：測量流體總量的儀表。

5.1概述定義流量：是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量表示方法質(zhì)量流量M體積流量Q單位瞬時流量：m3/h、l/h、t/h、kg/h總量：t、m3。5.1概述表示方法質(zhì)量流量M體積流量Q單位瞬時流量：m3/h、l/h、1.速度式流量計

以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。

2.容積式流量計以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。3.質(zhì)量流量計以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。分類5.1概述1.速度式流量計以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計5.2常用的流量檢測儀表（1）差壓式流量計的基本結(jié)構(gòu)差壓式流量計主要由節(jié)流裝置、信號管路、差壓變送器和顯示儀表／控制器組成。5.2.1差壓式流量計5.2常用的流量檢測儀表（1）差壓式流量計的基本結(jié)構(gòu)差壓式5.2常用的流量檢測儀表（2）差壓式流量計的工作原理

流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，在節(jié)流裝置的前后會產(chǎn)生壓力差。節(jié)流裝置前流體壓力較高，稱為正壓，以“+”表示；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負(fù)壓，以“-”表示。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關(guān)。管道中流體的流量越大，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的壓差也越大，只要測出節(jié)流裝置前后壓差的大小，就可知道管道中流量的大小，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理。5.2.1差壓式流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）差壓式流量計的工作原理1)節(jié)流現(xiàn)象5.2常用的流量檢測儀表流體在裝有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。流體經(jīng)過節(jié)流元件后,流體的靜壓力發(fā)生變化,管道前后產(chǎn)生壓力差,流速越大,壓力差也就越大,根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程式和連續(xù)性方程式推導(dǎo)出來流量基本方程式。即：5.2.1差壓式流量計1)節(jié)流現(xiàn)象5.2常用的流量檢測儀表流體在裝有節(jié)流裝置的管練習(xí)某差壓式流量計的流量刻度上限為320m3/h，差壓上限為2500Pa。當(dāng)儀表指針指在160m3/h時，求相應(yīng)地差壓是多少？5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計練習(xí)某差壓式流量計的流量刻度上限為320m3/h，差壓上限為2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流裝置就是使管道中流動的流體產(chǎn)生靜壓力的裝置，完整的節(jié)流裝置由節(jié)流元件、取壓裝置和上下游測量導(dǎo)管三部分組成，有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置兩大類。5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流裝置就是使管道中流動的流體產(chǎn)生靜壓力的2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)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。如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙度等都有詳細規(guī)定。其中d／D應(yīng)在0.2～0.8之間；最小孔徑應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分的厚度h＝（0.005～0.02）D；總厚度H＜0.05D；錐面的斜角α＝30°～45°等等，需要時可參閱設(shè)計手冊。舉例5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置5.2常用的流量檢測儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板噴嘴文丘里管5.2.1差壓式流量計2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置5.2常用的流量檢測儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板3）節(jié)流裝置的選用5.2常用的流量檢測儀表節(jié)流裝置的選用應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)流量測量的條件和要求，結(jié)合各種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的特點，從測量精度要求、允許的壓力損失大小、可能給出的直管段長度、被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和價格的高低、安裝是否方便等幾方面綜合考慮。5.2.1差壓式流量計3）節(jié)流裝置的選用5.2常用的流量檢測儀表節(jié)流裝置的選用應(yīng)4）節(jié)流裝置的使用條件5.2常用的流量檢測儀表①必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道的軸線同心，并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。②在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管段，管道內(nèi)壁應(yīng)光滑，以保證流體的流動狀態(tài)穩(wěn)定。③標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置一般用于直徑D≥50mm的管道中。④被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道、連續(xù)流動，并保持穩(wěn)定的流動狀態(tài)。⑤被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應(yīng)不發(fā)生相變。5.2.1差壓式流量計4）節(jié)流裝置的使用條件5.2常用的流量檢測儀表①必須保證5）節(jié)流裝置的取壓方式5.2常用的流量檢測儀表差壓式流量計是通過測量節(jié)流元件前后靜壓力差Δp來實現(xiàn)流量測量的值與取壓孔位置和取壓方式緊密相關(guān)。根據(jù)節(jié)流裝置取壓口位置，取壓方式分為理論取壓、角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓與損失取壓五種。如圖5-5所示。國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的取壓方式有角接取壓、法蘭取壓和D-D/2取壓。5.2.1差壓式流量計5）節(jié)流裝置的取壓方式5.2常用的流量檢測儀表差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表1）必須保證節(jié)流裝置的使用條件與設(shè)計條件相一致，當(dāng)被測流體的工作狀態(tài)或密度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)值與設(shè)計值不同時，應(yīng)進行必要的修正，否則會造成較大的誤差。2）安裝節(jié)流裝置時，標(biāo)有“+”的一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。如為孔板，則應(yīng)使流體從孔板90°銳口的一側(cè)流入。5.2.1差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表1）必（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表3）導(dǎo)壓管內(nèi)徑不得小于6mm，長度不得大于16m。安裝導(dǎo)壓管時，應(yīng)使兩根導(dǎo)壓管內(nèi)的被測介質(zhì)的密度相同，否則會引起較大的測量誤差。①測量液體的流量時，取壓點應(yīng)位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角為0～45°；引壓導(dǎo)管應(yīng)垂直向下或下傾一定的坡度（1：20～1：10），使氣泡易于排出，管路內(nèi)應(yīng)有排氣裝置。若差壓計只能裝在節(jié)流裝置之上時，須加裝貯氣罐。②測量氣體流量時，取壓點應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部；引壓管垂直向上或上傾一定的坡度，以使引壓管內(nèi)不滯留液體；若差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下，須加裝貯液罐和排放閥。③測量蒸汽流量時，取壓點應(yīng)從節(jié)流裝置的水平位置接出，并分別安裝凝液罐，使兩根導(dǎo)管內(nèi)都充滿冷凝液，保持兩凝液罐液位高度相同，就能實現(xiàn)差壓的準(zhǔn)確測量。5.2.1差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表3）導(dǎo)測量液體流量時的取壓點位置

測量液體流量時的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—放空閥；4—平衡閥；5—差壓變送器；6—貯氣罐；7—切斷閥（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計測量液體流量時的取壓點位置測量液體流量時的連接圖1—節(jié)流裝測量氣體流量時的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—差壓變送器；4—貯液罐；5—排放閥測量蒸汽流量的連接圖1—節(jié)流裝置；2—凝液罐；3—引壓導(dǎo)管；4—排放閥；5—差壓變送器；6—平衡閥（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計測量氣體流量時的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—差壓變（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表4）差壓計安裝時，應(yīng)考慮安裝現(xiàn)場周圍環(huán)境條件，選擇合適的地點。開表前，必須使導(dǎo)壓管內(nèi)充滿液體或隔離液，導(dǎo)壓管中的空氣要通過排氣閥和儀表的放氣孔排放干凈。開表時，不能讓差壓計單向受到很大的靜壓力，否則儀表會產(chǎn)生附加誤差，甚至損壞。應(yīng)正確使用平衡閥：啟用差壓計時，先開平衡閥，使正、負(fù)壓室連通，再開正、負(fù)壓側(cè)切斷閥，最后關(guān)閉平衡閥，差壓計即投入運行。當(dāng)正、負(fù)壓側(cè)切斷閥關(guān)閉時，打開平衡閥，即可進行儀表的零點校驗。差壓計停止運行時，先開平衡閥，再關(guān)閉正、負(fù)側(cè)切斷閥，最后關(guān)閉平衡閥。5）測量腐蝕性或易凝固等不宜直接進入差壓計的介質(zhì)的流量時，必須采取隔離措施。5.2.1差壓式流量計（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表4）差差壓計閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥隔離罐的兩種形式（5）差壓流量計的安裝和使用5.2常用的流量檢測儀表5.2.1差壓式流量計差壓計閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥隔離罐的兩種形5.2.2轉(zhuǎn)子流量計（1）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)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)5.2常用的流量檢測儀表5.2.2轉(zhuǎn)子流量計（1）工作原理以壓降不變，利用節(jié)流面積的轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測介質(zhì)的流量大小或或5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是根據(jù)轉(zhuǎn)子?。?）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。

5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）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（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計1）流量變送部分

差動變壓器結(jié)構(gòu)若將轉(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(yīng)電勢的大小。5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計1）流量變送部分差動變壓器結(jié)構(gòu)若將（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計2）電動顯示部分

LTD系列電遠傳轉(zhuǎn)子流量計5.2.2轉(zhuǎn)子流量計5.2常用的流量檢測儀表（2）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計2）電動顯示部分LTD系列電遠傳轉(zhuǎn)5.2.3渦輪流量計渦輪流量計1—渦輪；2—導(dǎo)流器；3—磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；4—外殼；5—前置放大器優(yōu)點

安裝方便。測量精度高，可耐高壓。反應(yīng)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(yīng)加過濾器。安裝時，前后要有一定的直管段。

5.2常用的流量檢測儀表5.2.3渦輪流量計渦輪流量計1—渦輪；2—導(dǎo)流器；3—磁電5.2.4漩渦流量計—

渦街流量計精度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表。（1）特點（2）原理5.2常用的流量檢測儀表5.2.4漩渦流量計—渦街流量計精度高、測量范圍寬、沒5.2.4漩渦流量計—

渦街流量計卡曼渦街（2）原理滿足h／L＝0.281時，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為5.2常用的流量檢測儀表5.2.4漩渦流量計—渦街流量計卡曼渦街（2）原理滿足5.2.4漩渦流量計—

渦街流量計（3）漩渦頻率的檢測方法

熱敏檢測法電容檢測法應(yīng)力檢測法超聲檢測法圓柱檢出器原理圖1—空腔；2—圓柱棒；3—導(dǎo)壓孔；4—鉑電阻絲；5—隔墻5.2常用的流量檢測儀表5.2.4漩渦流量計—渦街流量計（3）漩渦頻率的檢測方5.2.5靶式流量計（1）工作原理靶式流量計示意圖

1-轉(zhuǎn)換指示部分;2-軸封膜片3-杠桿;4-靶5.2常用的流量檢測儀表在測量管中垂直于流體的流動方向，安裝一塊圓形“靶”片。當(dāng)流體流過管道時，流動沖擊于靶上，便對靶板有一個沖擊力，該力的大小和流體流速有關(guān)。因此，只要測出靶上所受的力，便可以求出流體的流量。5.2.5靶式流量計（1）工作原理靶式流量計示意圖5.2常（2）結(jié)構(gòu)形式應(yīng)變片式靶式流量計1-測量管；2-軸封膜片；3-杠桿；4-轉(zhuǎn)換指示部分；5-信號處理電路；6-推桿；7-懸臂片；8-靶5.2常用的流量檢測儀表5.2.5靶式流量計（2）結(jié)構(gòu)形式應(yīng)變片式靶式流量計5.2常用的流量檢測儀表55.2.6電磁流量計能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量。

電磁流量計原理圖感應(yīng)電勢的方向由右手定則判斷，大小由下式?jīng)Q定

而5.2常用的流量檢測儀表5.2.6電磁流量計能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒5.2.7橢圓齒輪流量計（1）工作原理橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)原理通過橢圓齒輪流量計的體積流量5.2常用的流量檢測儀表5.2.7橢圓齒輪流量計（1）工作原理橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)原理（2）使用特點

適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。測量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。橢圓齒輪流量計的使用溫度有一定范圍。橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。5.2常用的流量檢測儀表5.2.7橢圓齒輪流量計（2）使用特點適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。5.2常用的流5.2.8超聲波流量計5.2常用的流量檢測儀表

超聲波流量計是通過檢查流體流動是對超聲波的作用來測量流體流量的一種速度式流量儀表。

超聲波流量測量的方法有很多，根據(jù)測量的物理量的不同，超聲波速度差法可以分為時差法（測量順、逆流傳播時由于超聲波傳播速度不同而引起的時間差）、相差法（測量超聲波在順、逆流中傳播的相位差）、頻差法（測量順、逆流情況下超聲脈沖的循環(huán)頻率差）等5.2.8超聲波流量計5.2常用的流量檢測儀表超聲5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表

目前在化工生產(chǎn)過程中所用的大部分流量儀表，如差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、橢圓齒輪流量計等，測量的都是體積流量。但在工業(yè)生產(chǎn)中，由于物料平衡、熱平衡以及儲存、經(jīng)濟核算等所需要的常常是質(zhì)量流量。這就需要將測得的體積流量，乘以被測介質(zhì)的密度，換算成質(zhì)量流量，而介質(zhì)密度受工作壓力、溫度、粘度、成分及相變等諸多變動因素的影響，容易產(chǎn)生較大的測量誤差。質(zhì)量流量計直接測量單位時間內(nèi)所流過的介質(zhì)的質(zhì)量，其最后的輸出信號與被測介質(zhì)的壓力、溫度、粘度、雷諾數(shù)等無關(guān)，與環(huán)境條件無關(guān)，只與介質(zhì)的質(zhì)量流量成比例，從根本上提高了流量測量的精度。5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表一類直接式質(zhì)量流量計，即直接檢測與質(zhì)量流量成比例的量，檢測元件直接反映出質(zhì)量流量；一類為間接式或推導(dǎo)式質(zhì)量流量計，即用體積流量計和密度計組合的儀表來測量質(zhì)量流量，同時檢測出體積流量和流體密度，通過運算得出與質(zhì)量流量有關(guān)的輸出信號。質(zhì)量流量計大致分為兩大類5.2.9質(zhì)量流量計5.2常用的流量檢測儀表一類直接式質(zhì)5.2.9質(zhì)量流量計（1）直接式質(zhì)量流量計科氏力流量計測量原理科氏力流量計的測量原理是基于流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。質(zhì)量流量5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（1）直接式質(zhì)量流量計科氏力流量計測量（1）直接式質(zhì)量流量計優(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；測量值不受管道內(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

它的阻力損失較大；零點不穩(wěn)定；管路振動會影響測量精度。5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（1）直接式質(zhì)量流量計優(yōu)點能夠直接測量質(zhì)量流量，不受流體物（2）補償式質(zhì)量流量計1）流速-密度補償法

流速-密度補償法差壓-密度補償法2）差壓-密度補償法

5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（2）補償式質(zhì)量流量計1）流速-密度補償法流速-密度補償法（2）補償式質(zhì)量流量計3）差壓-流速補償法

差壓-流速補償法5.2常用的流量檢測儀表5.2.9質(zhì)量流量計（2）補償式質(zhì)量流量計3）差壓-流速補償法差壓-流速補償法5.3流量檢測儀表的選用

選用時，應(yīng)了解被測流體的種類，了解操作條件，了解被測介質(zhì)的流動工況，了解被測介質(zhì)的物理性質(zhì)，當(dāng)被測介質(zhì)流量較大且波動也較大時，可選用節(jié)流裝置；了解流量儀表的功能

（1）儀表類型的選用

儀表類型的選用應(yīng)能滿足工藝生產(chǎn)的要求。5.3流量檢測儀表的選用選用時，應(yīng)了解被測流體的種類，了根據(jù)被測介質(zhì)的流量范圍，選用流量檢測儀表的流量測量范圍。對方根刻度儀表來說，最大流量不超過滿刻度的95%，正常流量為滿刻度的70～80%，最小流量不小于滿刻度的30%；對線性刻度儀表來說，最大流量不超過滿刻度的90%，正常流量為滿刻度的