儀表基礎(chǔ)知識(shí)30915課件

儀表基礎(chǔ)知識(shí)介紹2012.07主要內(nèi)容1儀表分類2溫度類3壓力類4物位類5流量類6調(diào)節(jié)閥21儀表分類1.1儀表性能指標(biāo)衡量?jī)x器儀表性能的主要技術(shù)指標(biāo)有精確度、回差、靈敏度、響應(yīng)時(shí)間等。其中精確度表示儀表測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值的一致程度。儀器儀表的精確度常用精確度等級(jí)來(lái)表示，例如0.1級(jí)、0.2級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)、2.5級(jí)等。1.0級(jí)表儀表總的誤差不超過(guò)±1.0%范圍。1.2分類

最通用的分類是按儀表在測(cè)量控制中的作用進(jìn)行劃分：

檢測(cè)儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表、執(zhí)行器其中檢測(cè)儀表按被測(cè)物理量又分為溫度測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表、物位測(cè)量?jī)x表和分析儀表等。52.2常用溫度計(jì)2.2.1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)

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。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。雙金屬溫度計(jì)的型號(hào)命名WSS-ABCDW溫度儀表S金屬膨脹式S感溫元件雙金屬片A表殼公稱直徑：3-￠60;4-￠100;5-￠150;B結(jié)構(gòu)形式:0-軸向（直型）;1徑向（角型）;8萬(wàn)向（可調(diào)角型）C安裝固定裝置0-無(wú)固定裝置;1-可動(dòng)外螺紋;2-可動(dòng)內(nèi)螺紋;3-固定螺紋;4-固定法蘭;5-卡套螺紋;6-卡套法蘭DF-防護(hù)型；O-電接點(diǎn)型；MO-大電流型；EX-防爆型；2.2.2

電子電阻式溫度計(jì)優(yōu)點(diǎn)：相比雙金屬溫度計(jì)使用壽命更長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字顯示更直觀等。2.2.4熱電偶熱電偶溫度計(jì)是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測(cè)溫儀表。它是由兩種不同材料的導(dǎo)體A和B焊接而成。焊接的一端插入被測(cè)介質(zhì)中，感受到被測(cè)溫度，稱為熱電偶的工作端或熱端，另一端與導(dǎo)線連接，稱為冷端或自由端（參比端）。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍寬、使用方便、測(cè)溫準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。常用熱電偶的產(chǎn)品：名稱分度號(hào)測(cè)量范圍/℃鎳鉻-鎳硅K-200~1300鎳鉻-考銅E-200~900銅-康銅T-200~350鉑銠10-鉑S0~1300鉑銠30-鉑6B0~18003壓力類儀表3.1基本概念

在壓力測(cè)量中，常有絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力和真空度之分。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào)Pj表示。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用Pq來(lái)表示。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差，稱為表壓力，有Pb來(lái)表示。即Pb=Pj-Pq。當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕對(duì)值，稱為真空度，用Pz來(lái)表示。絕對(duì)壓力、表壓、（真空度）的關(guān)系大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線P絕P表P真P絕3.2壓力表：我們常用的兩種壓力表1)一般壓力表（彈簧管）

一般壓力表適用測(cè)量無(wú)爆炸，不結(jié)晶，不凝固，對(duì)銅和銅合金無(wú)腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。電接點(diǎn)壓力表不銹鋼壓力表3.3壓力變送器壓力變送器主要用于連續(xù)測(cè)量管線和設(shè)備上的壓力，然后經(jīng)變送器將所測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為4～20mA的輸出信號(hào)。對(duì)液體流量測(cè)量，變送器應(yīng)被安裝得低于管道取壓口位置。對(duì)氣體流量測(cè)量，變送器應(yīng)被安裝得高于管道取壓口位置。144物位類174.1分類（測(cè)量介質(zhì)的不同）：1）差壓變送器、單、雙法蘭變送器：用于測(cè)量敞口或常壓容器或密閉容器內(nèi)液體液位；2）雷達(dá)液位計(jì)：用于測(cè)量料易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕性的液體或固體液位，尤其適用于大型立罐或球罐（如粒堿料倉(cāng)液位、丙烯球罐及重油儲(chǔ)罐均可用）；3）超聲波液位計(jì)：用于測(cè)量水池內(nèi)液體液位；4）外側(cè)液位計(jì)：用于測(cè)量密閉容器內(nèi)有毒有腐蝕性介質(zhì)的液位（如液氯、液相丙烯及某些高壓容器內(nèi)介質(zhì)）；5）磁翻板液位計(jì)（含磁致伸縮）：用于測(cè)量某些重要儲(chǔ)罐內(nèi)液體的液位；6）玻璃板液位計(jì)：用于測(cè)量壓力較低且干凈的液體。4.2.1

磁翻板液位計(jì)1）原理：連通器原理2）特點(diǎn)：直讀；簡(jiǎn)單；就地指示4.2.2單法蘭液位變送器一種直接安裝在管道或容器上的現(xiàn)場(chǎng)變送器。由于隔離膜片直接與液相介質(zhì)相接觸，因此可以測(cè)量非密閉場(chǎng)合下高溫、高粘度、易結(jié)晶、易沉淀和強(qiáng)腐蝕性等介質(zhì)的液位。4.2.3雙法蘭液位變送器適用于密閉場(chǎng)合下的下列工況：

1、被測(cè)介質(zhì)對(duì)變送器接頭和敏感元件有腐蝕作用時(shí)；

2、需要將高溫被測(cè)介質(zhì)與變送器隔離時(shí)；3、被測(cè)介質(zhì)由引壓管引出，由于環(huán)境溫度變化，易固化或結(jié)晶時(shí)；

4、被測(cè)介質(zhì)中有固體懸浮物或高粘度易堵塞變送器接頭和壓力容室時(shí)；

5、被測(cè)介質(zhì)易冷凝或揮發(fā)，以致導(dǎo)管內(nèi)的液柱經(jīng)常變化，從而使變送器的零點(diǎn)漂移不定等。194.2.5超聲波（雷達(dá)）液位變送器超聲波液位計(jì)是利用壓電陶瓷產(chǎn)生超聲波，超聲波遇

到物體或液體的界面產(chǎn)生反射，液位計(jì)測(cè)量反射時(shí)間來(lái)計(jì)算液、物位，實(shí)現(xiàn)對(duì)物位和液位的非接觸測(cè)量和控制。

適用于各種惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境下的液體和漿體。214.2.6浮球液位變送器浮球液位變送器是以磁浮球?yàn)闇y(cè)量元件，通過(guò)磁耦合（干簧管吸合斷開(kāi)）作用，使傳感器內(nèi)電阻成線性變化，再由轉(zhuǎn)換器將這個(gè)電阻變化轉(zhuǎn)化成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。浮球

液位變送器適用于污水處理及各類

常壓和承壓容器內(nèi)介質(zhì)液位。225流量類儀表5.1.1基本概念流量是單位時(shí)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(lái)表示。5.1.2分類工業(yè)上常用的流量?jī)x表可分為三大類

（1）速度式流量計(jì)：以測(cè)量流體在管道中的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算的儀表。

（2）容積式流量計(jì)：它以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)。(3)質(zhì)量式流量計(jì)：它依據(jù)科里奧利力原理直接量質(zhì)量流量。235.2.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)（可變面積式流量計(jì)）轉(zhuǎn)子流量計(jì)作為直觀流動(dòng)指示或測(cè)量精度要求不高的中低等精度儀表。被測(cè)流體可以是單相液體或氣體，通常不適用于液體中含有磁性物資、纖維、微粒固體或氣體中含有液滴的場(chǎng)合。255.2.3渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)是葉輪式流量計(jì)的主要品種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過(guò)的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于以下一些測(cè)量對(duì)象：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。265.2.4渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)又稱卡門旋渦流量計(jì),它是利用流體自然振蕩的原理制成的一種旋渦分離型流量計(jì)。渦街流量計(jì)適用的流體種類多，如液體、氣體、蒸氣和部分混相流體。但對(duì)于流體的臟污性質(zhì)要注意，含固體微粒的流體會(huì)對(duì)旋渦發(fā)生體造成沖刷，磨損旋渦發(fā)生體；不適用于高粘度、低流速、小口徑及強(qiáng)振動(dòng)的場(chǎng)合。275.2.5電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。電磁流量計(jì)的測(cè)量管是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易阻塞，適用于測(cè)量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、礦漿、泥漿和污水等，也可測(cè)量各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽、氨水等。使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，它不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等。不能測(cè)量氣體、蒸汽和含較多較大氣泡的液體。295.2.6質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表，有很高的測(cè)量精確度?？蓽y(cè)量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物

的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。質(zhì)量流量計(jì)不能用于測(cè)量低密度介質(zhì)和低壓氣體，不能用于較大管徑，壓力損失較大，大部分型號(hào)的重量和體積較大，價(jià)格昂貴。30電磁流量計(jì)5.2.7

超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)，是利用超聲波脈沖在通過(guò)流體的順逆兩方向上傳播速度之差的原理，來(lái)測(cè)量管內(nèi)流體流量的儀表。超聲波流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度幾乎不受被測(cè)流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測(cè)量?jī)x表，故可以測(cè)量強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量。超聲波流量計(jì)目前所存在的缺點(diǎn)主要是可測(cè)流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前我國(guó)只能用于測(cè)量200℃以下的流體。

6閥門類儀表調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機(jī)構(gòu)+

閥體部件336.1調(diào)節(jié)閥分類：按動(dòng)力可分為：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)按閥體結(jié)構(gòu)可分為：?jiǎn)巫y、雙座閥、籠式閥、球形閥、碟閥、角形閥、三通閥、隔膜閥、偏心閥。346.2氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)閥兩部分組成，同時(shí)配備一定的輔助裝置，如閥門定位器。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)，閥門定位器將來(lái)自控制器的控制信號(hào)成比例的轉(zhuǎn)換乘氣壓信號(hào)輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥桿產(chǎn)生位移，其位移量是通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)反饋到閥門定位器，當(dāng)位移反饋信號(hào)與輸入的控制信號(hào)相平衡時(shí)，閥桿停止動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度與控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)。6.3緊急關(guān)斷閥：緊急關(guān)斷閥是工藝安全系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)傳的關(guān)斷信號(hào)及時(shí)有效地切斷或打開(kāi)管線流體的通路，從而保證生產(chǎn)設(shè)施及人身的安全。當(dāng)控制室向關(guān)斷閥的電磁三通閥提供24V電源時(shí)，電磁閥導(dǎo)通，儀表氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器和電磁三通閥進(jìn)入關(guān)斷閥的氣缸或直接進(jìn)入關(guān)斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將關(guān)斷閥打開(kāi)，同時(shí)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作將關(guān)斷閥打開(kāi)的狀態(tài)傳送到控制系統(tǒng)在顯示器上顯示。6.4自立式調(diào)節(jié)閥