儀表基礎(chǔ)知識(shí)講義(一期)

儀表基礎(chǔ)知識(shí)

1梁清生主要內(nèi)容一、四大參數(shù)的測(cè)量原理及儀表二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)三、調(diào)節(jié)閥四、分析儀表五、聯(lián)鎖系統(tǒng)的構(gòu)成六、控制系統(tǒng)2一、四大參數(shù)的測(cè)量原理及儀表

現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量參數(shù)的分類：現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量參數(shù)一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。下面就著重介紹一下這四大參數(shù)的測(cè)量原理，以及測(cè)量這四大參數(shù)所運(yùn)用的儀表。31、溫度的測(cè)量與變送

溫度是化工生產(chǎn)中既普遍而又十分重要的參數(shù)之一。任何一個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程，都伴隨著物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的改變，都必然有能量的轉(zhuǎn)化和交換，而熱交換則是這些能量轉(zhuǎn)換中最普遍的交換形式。因此，在很多煤化工反應(yīng)的過(guò)程中，溫度的測(cè)量和控制，常常是保證這些反應(yīng)過(guò)程正常進(jìn)行與安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)；它對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高都有很大的影響。41、溫度的測(cè)量與變送

溫度測(cè)量?jī)x麥種類繁多，若按測(cè)量方式的不同，測(cè)溫儀表可分為接觸式和非接觸式兩大類。前者感溫元件與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，后者的感溫元件卻不與被測(cè)介質(zhì)相接觸。接觸式測(cè)溫元件簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度較高；但是，由于測(cè)溫元件要與被測(cè)介質(zhì)接觸進(jìn)行充分的熱交換才能達(dá)到熱平衡，因而產(chǎn)生了滯后現(xiàn)象，而且可能與被測(cè)介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；另外高溫材料的限制，接觸式測(cè)溫儀表不能應(yīng)用于很高溫度的測(cè)量。而非接觸式測(cè)溫儀表不與被測(cè)介質(zhì)接觸，因而其測(cè)溫范圍很廣，其測(cè)溫上限原則上不受限限制；由于它是通過(guò)熱輻射來(lái)測(cè)量溫度的，所以不會(huì)破壞被測(cè)介質(zhì)的溫度場(chǎng)，測(cè)溫速度也較快，但是這種方法受到被測(cè)介質(zhì)至儀表之間的距離以及幅射通道上的水汽、煙霧、塵埃等其它介質(zhì)的影響，因此測(cè)量量精度較低。51、溫度的測(cè)量與變送

下表列出了常用測(cè)溫儀麥的測(cè)溫原理、測(cè)溫范圍和主要特點(diǎn)。表中所列的各種溫度計(jì)，機(jī)械式的大多只能就地指示，幅射式的精度較差，只有電的測(cè)溫儀表精度高，且測(cè)溫元件很容易與溫度變送器配用，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)傳，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)記錄和調(diào)節(jié)。因此，在生產(chǎn)過(guò)程控制中應(yīng)用最多的是熱電偶和熱電阻溫度計(jì)。本節(jié)僅介紹這兩種溫度計(jì)。671、溫度的測(cè)量與變送1.1

熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)由熱電偶、電測(cè)部份(動(dòng)圈儀表、電位差計(jì)或DCS)及連接導(dǎo)線組成如圖所示。由于熱電偶的性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍廣、有較高的準(zhǔn)確度，且能方便地將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電勢(shì)信號(hào)，便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳和多點(diǎn)集中測(cè)量，因而在石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍。8231熱電偶溫度計(jì)測(cè)量線路1、熱電偶2、連接導(dǎo)線3、電測(cè)儀表t0t0tAB1、溫度的測(cè)量與變送9熱電偶是由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料(如上圖中的A和B)焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端(測(cè)量端或工作端)，和導(dǎo)線連接的一端稱為熱電偶的冷端(自由端)。組成熱電偶的兩根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱作熱電極。把熱電偶的熱端插入需要測(cè)溫的生產(chǎn)設(shè)備中，冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面，如果兩端所處的溫度不同(譬如，熱端溫度為t，冷瑞溫度為to)，則在熱電偶回路中便會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)E。該熱電勢(shì)E與熱電偶兩端的溫度t和to均E有關(guān)。如果保持t。不變，則熱電勢(shì)E只是被測(cè)溫度t的函數(shù)。用電測(cè)儀表測(cè)得E的數(shù)值后，便知道被測(cè)溫度t的大小。1、溫度的測(cè)量與變送

由于熱電極的材料不同，所產(chǎn)生的接觸電勢(shì)亦不同，因此不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢(shì)是不同的，這在各種熱電偶的分度表中可以查到。根據(jù)熱電測(cè)溫的基本原理，理論上似乎任意兩種導(dǎo)體都可以組成熱電偶。但實(shí)際情況它們還必須進(jìn)行嚴(yán)格的選擇，熱電極材料應(yīng)滿足如下要求。

1．在測(cè)溫范圍內(nèi)其熱電性質(zhì)要穩(wěn)定，不隨時(shí)間變化。

2．穩(wěn)定性要高，即在高溫下不被氧化和腐蝕。

3．電阻溫度系數(shù)要小，導(dǎo)電率要高，組成熱電偶后產(chǎn)生的熱電勢(shì)要大，熱電勢(shì)與溫度間要成線性關(guān)系，這樣有利于提高儀表的測(cè)量精度。4．復(fù)現(xiàn)性要好(同種成分的材料制成的熱電偶，其熱電特性相一致的性質(zhì)稱復(fù)現(xiàn)性)，這樣便于成批生產(chǎn)，而且在使用上也可保證良好的互換性。

5、材料組織要均勻，要有良好的韌性，便于加工成絲。101、溫度的測(cè)量與變送

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)其中已被國(guó)際公認(rèn)，性能優(yōu)良和產(chǎn)量最大的七種制定了標(biāo)準(zhǔn)，即IEC584-1和IEC584-2中所規(guī)定的：S分度(鉑銠10-鉑)；B分度號(hào)(鉑銠30-鉑銠6)；K分度號(hào)(鎳鉻-鎳硅)；E分度號(hào)(鎳鉻-康銅)；T分度號(hào)(銅-康銅)；J分度號(hào)（鐵-康銅）；R分度號(hào)(鉑銠13-鉑)等熱電偶。熱電偶根據(jù)測(cè)溫條件和安裝位置的不同，具有多種結(jié)構(gòu)型式。雖然它們的結(jié)構(gòu)和外形不盡相同，但其基本結(jié)構(gòu)通常均由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒等主要部分組成。111、溫度的測(cè)量與變送121、溫度的測(cè)量與變送

1.2熱電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)由熱電阻、電測(cè)儀表(動(dòng)圈儀表或平衡電橋)和連按導(dǎo)線所組成，其中熱電阻是感溫元件，有導(dǎo)體的和半導(dǎo)體兩種。熱電阻溫度計(jì)廣泛用來(lái)測(cè)量中、低溫(一般為500℃以下)。它的特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，在測(cè)量中、低溫時(shí)，它的輸出信號(hào)比熱電偶要大得多，靈敏度高，同樣可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄和多點(diǎn)測(cè)量。131、溫度的測(cè)量與變送熱電阻的測(cè)溫原理金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變比而變化的。一般說(shuō)來(lái)，他們之間的關(guān)系為:Rt=R0[1+α(t-t0)]ΔRt=Rt-R0=αR0Δt

式中Rt溫度為t℃時(shí)的電阻值;R。溫度為t0℃(通常為0℃)時(shí)的電阻值;α電阻溫度系數(shù)即溫度變化1℃時(shí)電阻值的相對(duì)變化量，單位是℃-1，;Δt溫度的變化量，即t-t。=ΔtΔRt溫度改變?chǔ)時(shí)的電阻變化量。

141、溫度的測(cè)量與變送

由上可知，溫度的變化，導(dǎo)致了導(dǎo)體電阻的變化。實(shí)驗(yàn)證明，大多數(shù)金屬導(dǎo)體在溫度每升高1℃時(shí)，其電阻值要增加0.4一0.6%，熱電阻溫度計(jì)就是把溫度變化所引起熱電阻的變化值，通過(guò)測(cè)量電路(電橋)轉(zhuǎn)換成電壓(毫伏)信號(hào)，然后由顯示儀表指示或DCS記錄被測(cè)溫度。熱電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)的測(cè)溫原理是不相同的。熱電偶溫度計(jì)把溫度的變化通過(guò)感溫元件——熱電偶轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)的變化值來(lái)測(cè)量溫度的；而熱電阻溫度計(jì)則是把溫度的變化通過(guò)感溫元件——熱電阻轉(zhuǎn)換為電阻的變化來(lái)測(cè)量溫度的。

151、溫度的測(cè)量與變送

對(duì)于制作熱電阻絲的材料是有一定技術(shù)要求的，一般應(yīng)具有下列特性；電阻溫度系數(shù)要大，則測(cè)量靈敏度就高；熱容量要小，則對(duì)溫度變化的響應(yīng)就快，即動(dòng)態(tài)特性較好；電阻率要大，則相同的電阻值下電阻體體積就小，因而熱容量也??；在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)；要容易加工，有良好的復(fù)制性，電阻與溫度的關(guān)系最好近于線性或?yàn)槠交那€，以便于分度和讀數(shù)；價(jià)格便宜等。根據(jù)具體情況，目前應(yīng)用最廣泛的是鉑和銅，分度號(hào)Pt50鉑電阻、分度號(hào)Pt100鉑電阻和分度號(hào)Cu50銅電阻、分度號(hào)Cu100銅電阻。相應(yīng)的分度表(電阻值與溫度對(duì)照表)可在相關(guān)資料中查到。熱電阻是由電阻體、保護(hù)套管以及接線盒等主要部件所組成。除電阻體外，其余部分的結(jié)構(gòu)形狀一般與熱電偶的相應(yīng)部分相同。161、溫度的測(cè)量與變送

在選用測(cè)溫儀表解決現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫問(wèn)題時(shí)，首先要分析被測(cè)對(duì)象特點(diǎn)及狀態(tài)，然后根據(jù)現(xiàn)有溫度計(jì)的特點(diǎn)及其技術(shù)指標(biāo)確定選用的類型。一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:1．儀表的可能測(cè)溫范圍及常用測(cè)溫范圍，是否符合被測(cè)對(duì)象的溫度變化范圍的要求;2．儀表的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間是否適應(yīng)測(cè)溫要求;3．根據(jù)測(cè)量場(chǎng)所有無(wú)沖擊、振動(dòng)及電磁場(chǎng)，來(lái)考慮儀表的防震、防沖擊、抗干擾性能是否良好;4．儀表輸出信號(hào)能否自動(dòng)記錄和遠(yuǎn)傳;5．儀表的防腐性、防爆性和連續(xù)使用期限，是否滿足被測(cè)對(duì)象的要求;6．電源電壓、頻率變化及環(huán)境溫度變化對(duì)儀表示值的影響程度;7．測(cè)溫元件的體積大小是否適當(dāng);8．儀表使用是否方便、安裝維護(hù)是否容易。172、壓力的測(cè)量與變送

在壓力測(cè)量中，通常有絕對(duì)壓力，表壓力、負(fù)壓、或真空度等名詞。絕對(duì)壓力是指介質(zhì)所受的實(shí)際壓力。表壓是指高于大氣壓的絕對(duì)壓力與大氣壓之差，即：

P表=P絕-P大負(fù)壓與真空度是指大氣壓力與低于大氣壓力的絕對(duì)壓力之差，即：

P真=P大-P絕絕對(duì)壓力、表壓力、大氣壓力、負(fù)壓力（真空度）之間的關(guān)系如下圖所示。因?yàn)楦鞣N工藝設(shè)備和測(cè)量?jī)x表都處于大氣中，所以工程上都用表壓力或真空度來(lái)表示壓力的大小。我們用壓力表來(lái)測(cè)量壓力的數(shù)值，實(shí)際上也都是表壓或真空度（絕對(duì)壓力表的指示值除外）。因此，在工程上無(wú)特別說(shuō)明時(shí)，所提的壓力均指表壓力或真空度。182、壓力的測(cè)量與變送

19P表壓P負(fù)壓P絕壓P絕壓大氣壓力線

表壓、絕壓、真空之間的關(guān)系圖2、壓力的測(cè)量與變送

壓力測(cè)量?jī)x表的品種，規(guī)格甚多。常用的壓力測(cè)量方法和儀表有：通過(guò)液體產(chǎn)生或傳遞壓力來(lái)平衡被測(cè)壓力的平衡法。屬于應(yīng)于這類方法的儀表有液柱式壓力計(jì)和活塞式壓力計(jì)；將被測(cè)壓力通過(guò)一些隔離元件（如彈性元件）轉(zhuǎn)換成一個(gè)集中力，并在測(cè)量過(guò)程中用一個(gè)外界力（如電磁力或氣動(dòng)力）來(lái)平衡這個(gè)未知的集中力，然后通過(guò)對(duì)外界力的測(cè)量而得知被測(cè)壓力的機(jī)械力平衡法。力平衡式壓力變送器就是屬于應(yīng)用此法的例子；根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變型的大小來(lái)測(cè)量彈性力平衡法。屬于這類應(yīng)用方法的儀表很多，若根據(jù)所用彈性元件來(lái)分，可分為薄膜式，波紋管式，彈簧管式壓力表；能過(guò)機(jī)械和電子元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換在成各種電量（如電壓、電流、頻率等）來(lái)測(cè)量的電測(cè)法。例如電容式、電阻式、電感式、應(yīng)變片式和霍爾片式等變送器應(yīng)于此法的壓力測(cè)量?jī)x表。202、壓力的測(cè)量與變送

目前，石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用中廣泛的一種壓力測(cè)量?jī)x表是彈性元件。根據(jù)測(cè)壓范圍不同，常用的測(cè)壓元件有單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管、隔膜、膜片等。在被測(cè)介質(zhì)壓力的作用下，彈性元件發(fā)生彈性變型，而產(chǎn)生相應(yīng)的位移，能過(guò)轉(zhuǎn)換位置，可將位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，以遠(yuǎn)傳顯示，報(bào)警或調(diào)節(jié)用。212、壓力的測(cè)量與變送

主要壓力檢測(cè)儀表：（1）彈簧管壓力表彈簧管壓力表是壓力儀表的主要組成部份之一，它有著極為廣泛的應(yīng)用價(jià)值，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，品種規(guī)格齊全、測(cè)量范圍廣、便于制造和維修和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。彈簧管壓力表是單圈彈簧壓力表的簡(jiǎn)稱。它主要由彈簧管、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括拉桿、扇形齒輪、中心齒輪）、示數(shù)裝置（指針和分度盤(pán)）以及外殼等幾部份組成，如下圖所示。彈簧管是一端封閉并彎成270度圓孤形的空心管子。222、壓力的測(cè)量與變送

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彈簧管壓力表1、彈簧管2拉桿3、扇型齒輪3、中心齒輪5、指針6、面板7、游絲8、調(diào)整螺釘9接頭ab2、壓力的測(cè)量與變送

它的截面呈扁圓形或橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸2a與圖面垂直的彈簧管的中心軸O相平行。管子封閉的一端B為自由端，即位移輸出端；而另一端A則是固定的，作為被測(cè)壓力的輸入端。當(dāng)由它的固定端A通入被測(cè)壓力P后，由于呈橢圓形截面的管子在壓力P的作用下，將趨于圓形，彎成圓弧形的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形，使自由端B發(fā)生位移。此時(shí)彈簧管的中心角γ要隨即減小Δγ，也就是自由端將由B移到B，處，如圖2-3(b)上虛線所示。此位移量就相應(yīng)于某一壓力值。自由端B的彈性變形位移通過(guò)拉桿使扇形齒輪作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使固定在中心齒輪軸上的指針也作順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而在面板的刻度標(biāo)尺上顯示出被測(cè)壓力的數(shù)值。由于彈簧管自由端位移而引起彈簧管中心角相對(duì)變化值Δγ/γ與被測(cè)壓力P之間具有比例關(guān)系，因此彈簧管壓力表的刻度標(biāo)尺是均勻的。242、壓力的測(cè)量與變送

由上述可如，彈簧管自由端將隨壓力的增大而向外伸張。反之若管內(nèi)壓力小于管外壓力，則自由端將隨負(fù)壓的增大而向內(nèi)彎曲。所以，利用彈簧管不僅可以制成壓力表，而且還可制成真空表或壓力真空表。彈簧管壓力表除普通型外，還有一些是具有特殊用途的，例如耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧用壓力表等。為了能表明具體適用何種特殊介質(zhì)的壓力測(cè)量，常在其表殼、襯圈或表盤(pán)上涂以規(guī)定的色標(biāo)，并注有特殊介質(zhì)的名稱，使用時(shí)應(yīng)予以注意。252、壓力的測(cè)量與變送（2）應(yīng)變式壓力變送器應(yīng)變式變送器以是以電為能源，它利用應(yīng)變片作為轉(zhuǎn)換元件，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變片電阻值的變化，然后經(jīng)過(guò)橋式電路得到毫伏級(jí)的電量輸出，供顯示儀表顯示被測(cè)壓力或經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，再傳送到記錄儀和調(diào)節(jié)器等儀表。應(yīng)變片有金屬電阻絲應(yīng)變片(金屬絲粘貼在襯底上組成的元件)和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類。根據(jù)電阻應(yīng)變?cè)?，?yīng)變片在壓力作用下產(chǎn)生彈性變形dL/L(即應(yīng)變e)，其電阻值隨之發(fā)生變化。如果已如應(yīng)變片的電阻變化與其變形(即應(yīng)變)的關(guān)系，那么，通過(guò)對(duì)應(yīng)變片電阻變化的測(cè)量就可測(cè)知被測(cè)壓力。262、壓力的測(cè)量與變送

272、壓力的測(cè)量與變送（3）單晶硅諧振式傳感器

諧振式傳感器是采用超精細(xì)加工工藝在單晶硅材料上制成兩個(gè)完全一致的H型諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動(dòng)。其諧振頻率取決于梁的長(zhǎng)度及張力，而張力隨壓力的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了壓力變化轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)的變化，并采用了頻率差分技術(shù)，將兩個(gè)頻率信號(hào)直接輸出到脈沖計(jì)數(shù)器。從而使傳感器具有誤差小，重復(fù)性好、分解能力和反應(yīng)靈敏度高、直接輸出數(shù)字信號(hào)等特點(diǎn)。由于傳感器良好的特性，可使變送器幾乎不受靜壓和溫度的影響，而且具有優(yōu)良的過(guò)壓性能和范圍較寬的量程。282、壓力的測(cè)量與變送

29基礎(chǔ)振子引伸張力硅膜片過(guò)程壓力變送器工作原理圖2、壓力的測(cè)量與變送（4）電容式壓力變送器一般意義上的壓力變送器主要由測(cè)壓元件傳感器（也稱作壓力傳感器）、測(cè)量電路和過(guò)程連接件三部分組成。它能將測(cè)壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)（如4~20mADC等），被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩個(gè)壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。電容式壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。電容式壓力變送器和電容式絕對(duì)壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。電容式壓力變送器的A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其值被微處理器用來(lái)判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位換算、阻尼、開(kāi)方，，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字通信302、壓力的測(cè)量與變送（4）電容式傳感器31ΔSS0S0S2S1圖2-19膜片位移原理圖4~20 mA放大電路原理：△P變化△C電流的變化2、壓力的測(cè)量與變送

壓力表的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求，被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等來(lái)考慮儀表的類型、量程和精度等級(jí)。并確定是否需要帶有遠(yuǎn)傳、報(bào)警等附加裝置。這樣才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理和有效的目的。

1．類型的選用儀表類型的選用必須滿足工蘭生產(chǎn)的要求。例如是否需要遠(yuǎn)傳變送、自動(dòng)記錄或報(bào)警；被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)(如腐蝕性、溫度高低、粘度大小、臟污程度、易燃易爆等)是否對(duì)儀表提出特殊要求；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件(如高溫、電磁場(chǎng)、振動(dòng)等)對(duì)儀表有否特殊要求等。普通壓力表的彈簧管材料多采用銅合金，高壓的也有采用碳鋼，而氨用壓力表的彈簧管材料都采用碳鋼，不允許采用銅合金。因?yàn)榘睔鈱?duì)銅的腐蝕極強(qiáng)，所以普通壓力表用于氨氣壓力測(cè)量很快就要損壞。氧氣壓力表與普通壓力表在結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上完全相同，只是氧用壓力表禁油。因?yàn)橛瓦M(jìn)入氧氣系統(tǒng)會(huì)引起爆炸。如果必須采用現(xiàn)有的帶油污的壓力表測(cè)量氧氣壓力時(shí)，使用前必須用四氯化碳反復(fù)清洗，認(rèn)真檢查直到無(wú)油污為止。322、壓力的測(cè)量與變送隔膜壓力表的用途

隔膜壓力表主要用于石油化工、制堿、化纖、染化、制藥、食品、衛(wèi)生系統(tǒng)和制堿等工業(yè)部門生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量流體介質(zhì)的壓力之用。。當(dāng)我們測(cè)量一般氣體、水和油液的壓力時(shí)，可選用一般壓力表：當(dāng)測(cè)量硝酸。磷酸、強(qiáng)堿的壓力時(shí)，可用不銹鋼壓力表。但是當(dāng)被測(cè)量的介質(zhì)有很強(qiáng)的腐蝕性（如鹽酸、濕氯氣、二氯化鐵），有很高的粘度（如乳膠），易結(jié)晶（如鹽水），易凝固（如熱瀝青），有固態(tài)浮游物（如污水），則再選用以上壓力表是不可行的，因?yàn)榫褪荢US316不銹鋼管也會(huì)被鹽酸腐蝕，瀝青和污水中的浮游物很快會(huì)將壓力表的導(dǎo)壓孔堵塞，而使儀表失去使用功能。隔膜壓力表則能解決這些問(wèn)題，人們可以根據(jù)不同的強(qiáng)腐蝕介質(zhì)而選用不同的耐腐蝕隔膜膜片材質(zhì)而起到防腐的作用。332、壓力的測(cè)量與變送2．測(cè)量范圍的確定儀表的測(cè)量范圍是根據(jù)被測(cè)壓力的大小來(lái)確定的。對(duì)于彈性式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形的完全范圍內(nèi)可靠地工作，量程的上限值應(yīng)高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值。根據(jù)"化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定"，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的2/3；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不超過(guò)量程的1/2；測(cè)量高壓壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的3/5。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，所測(cè)的壓力值不能太接近于儀表的下限值，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測(cè)壓力的最小值應(yīng)不低于量程的1/3。按上述要求算出后，實(shí)取稍大的相鄰系列值，一般可在相應(yīng)的產(chǎn)品目錄申查到。

3．精度級(jí)的選取儀表的精度主妥是根據(jù)生產(chǎn)上允許的最大測(cè)量誤差來(lái)確定的。此外，在滿足工藝要求的前提下，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，即盡可能選用精度較低、價(jià)廉耐用的儀表。3、流量的測(cè)量與變送

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和控制，經(jīng)常需要測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中各種介質(zhì)(如液體、氣體和蒸汽等)的流量，以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。同時(shí)，為了進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，也需要知道在一般時(shí)間(如一班、一天等)內(nèi)流過(guò)的介質(zhì)總量。所以，對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)流量的測(cè)量和變送是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的控制以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的。在工程上，流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體的體積或質(zhì)量，即瞬時(shí)流量。流量的計(jì)量單位如下:

表示體積流量的單位常用立方米每小時(shí)(m3/h)、升每分(I/min)、升每秒(l/s)等；表示質(zhì)量流量的單位常用噸每小時(shí)(t/h)、千克每小時(shí)(kg/h)、千克每秒(kg/s)等。

若流體的密度是ρ，則體積流量Q與質(zhì)量流量M的關(guān)系是:M=Qρ或Q=M/ρ353、流量的測(cè)量與變送

應(yīng)當(dāng)指出，流體的密度是隨工況參數(shù)而變化的。對(duì)于液體，由于壓力變化對(duì)密度的影響很小，一般可以忽略不計(jì)；但因溫度變化所產(chǎn)生的影響，則應(yīng)引起注意。不過(guò)一般溫度每變化10℃時(shí)，液體的密度變化約在1%以內(nèi)。所以，除溫度變化較大，測(cè)量準(zhǔn)確度要求較高的場(chǎng)合外，往往也可以忽略不計(jì)。對(duì)于氣體，由于密度受溫度、壓力變化影響較大，例如，在常溫附近，溫度每變化10℃，密度變化約為3%。在常壓附近，壓力每變10kPa，密度也約變化3%。因此，在測(cè)量氣體體積流量時(shí)，必須同時(shí)測(cè)量氣體的溫度和壓力，并將工作狀態(tài)下的體積流量換算成標(biāo)準(zhǔn)體積流量。所謂標(biāo)準(zhǔn)體積流量，在工業(yè)上是指20℃、0.10133MPa(稱標(biāo)定狀態(tài))或0℃、0.10133MPa(稱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))條件下的體積流量。在儀表計(jì)量上多數(shù)以標(biāo)定狀態(tài)條件下的體積流量為標(biāo)準(zhǔn)體積流量。流量測(cè)量的方法和儀表種類繁多，其測(cè)量原理和儀表的結(jié)構(gòu)形式各不相同。針對(duì)石油化工生產(chǎn)過(guò)程的不同要求，采用不同的流量?jī)x表。下表中列出了幾種主要類型流量表(或稱流量計(jì))的性能及適用場(chǎng)合。363、流量的測(cè)量與變送373、流量的測(cè)量與變送3.1差壓式流量計(jì)差壓式(也稱節(jié)流式)流量計(jì)是使用歷史最久，應(yīng)用也最廣泛的一種流量測(cè)量?jī)x表，同時(shí)也是目前生產(chǎn)中最成熟的流量測(cè)量?jī)x表之一。它是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差與其流量有關(guān)而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。差壓式流量計(jì)通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)的節(jié)流裝置(包括節(jié)流元件和取壓裝置)、導(dǎo)壓管和差壓計(jì)或差壓變送器及其顯示儀表三部分所組成。在單元組合儀表中，由節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓信號(hào)，常通過(guò)差壓變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)或氣信號(hào)，以供顯示、調(diào)節(jié)用。383、流量的測(cè)量與變送節(jié)流現(xiàn)象及其原理流體在有節(jié)流元件的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流元件前后的管璧處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖3-1所示。所謂節(jié)流裝置就是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流元件和取壓裝置的總稱。應(yīng)用最廣泛的節(jié)流元件是孔板，其次是噴嘴、文丘里管。下面以孔板為例說(shuō)明節(jié)流原理。

393、流量的測(cè)量與變送下圖表示在孔板前后流體的流速與壓力的分布情況：

403、流量的測(cè)量與變送

沿管道軸向連續(xù)地向前流動(dòng)的流體，由于遇到節(jié)流元件的阻擋，使靠近管壁處的流體受到的阻擋作用最強(qiáng)，因而使其一部分動(dòng)壓能轉(zhuǎn)化成靜壓能，于是就出現(xiàn)了節(jié)流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓力P1，的升高(即圖中P1＞P2)。此壓力比管道中心處壓力要大，即在節(jié)流元件入口端面處產(chǎn)生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產(chǎn)生徑向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流向就與管道中心軸線相傾斜，形成了流束的收縮運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于流體運(yùn)動(dòng)的慣性，使得流束收束最厲害(即流束最小截面)的位置不在節(jié)流孔處，而是位于節(jié)流孔之后(即圖中截面Ⅱ處)，并隨流量大小而變化。以上就是流體流經(jīng)節(jié)元件時(shí)，流束為什么產(chǎn)生收縮的原因。413、流量的測(cè)量與變送

由于節(jié)流元件的阻擋造成了流束的局部收縮，同時(shí)，又因流體始終處于連續(xù)穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，因此在流束截面最小處的流速達(dá)到最大。根據(jù)伯努利方程式和位能、動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化原理，在流束截面最小處的流體靜壓力最低，同理，在孔板出口端面處，由于流速已比原來(lái)增大，因此靜壓力也就較原來(lái)為低(即圖中P2<P1)。故節(jié)流元件入口側(cè)的靜壓P1比其出口側(cè)的靜壓P2大，即在節(jié)流元件前后產(chǎn)生壓差ΔP。節(jié)流元件前流體壓力較高，常稱為正壓，并用“+”標(biāo)記；節(jié)流元件后流體靜壓力較低，常稱為負(fù)壓，并用“—”標(biāo)記。并且流量愈大，流束局部收縮和位能、動(dòng)能的轉(zhuǎn)化也愈顯著，即ΔP也愈大。所以只要測(cè)出元件前后的壓力差ΔP就可求得流經(jīng)節(jié)流元件的流體流量。這就是節(jié)流裝置測(cè)量流量基本原理。423、流量的測(cè)量與變送

流量基本方程式是用來(lái)闡明流量與壓差之間的定量關(guān)系。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程式利連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的，即式

式中α一流量系數(shù)。它與節(jié)流元件的結(jié)構(gòu)形式、取壓方式、孔口截面積之比m；雷諾數(shù)Re、孔口邊緣尖銳度、管壁粗糙度等因素有關(guān)?？蓮挠嘘P(guān)手冊(cè)查得

ε——膨脹校正系數(shù)。它與孔板前后壓力的相對(duì)變化量、介質(zhì)的等熵指數(shù)m等有關(guān)。也可從有關(guān)手冊(cè)查得。但對(duì)不可壓縮的液體來(lái)說(shuō)，常取ε=1;A?！?jié)流元件的開(kāi)孔截面積;ΔP——節(jié)流元件前后實(shí)際測(cè)得的靜壓差;ρ1————節(jié)流元件前流體密度43Q=αεA02ΔPρ1

M=αεA0√2ρ1ΔP3、流量的測(cè)量與變送

在計(jì)算時(shí)，如果把Ao用π/4d2表示，d為工作溫度下孔板孔口直徑，單位為mm，而ΔP以Mpa為單位，則上述基本流量方程式可換算為實(shí)用流量計(jì)算公式，即：式中0.3998=3600×10-6×π/4×√2。以上流量公式表明，當(dāng)αερd等均為常數(shù)時(shí)，流量與壓差的平方根成正比。因此，由理論推導(dǎo)得來(lái)的流量基本方程式，應(yīng)用到測(cè)量實(shí)際生產(chǎn)中的流體流量時(shí)，公式中各系數(shù)應(yīng)能滿足在測(cè)量條件下的相對(duì)穩(wěn)定，這是采用這種流量計(jì)能否達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的前提。因?yàn)榱髁颗c壓差的平方根成正比，所以，用這種流量計(jì)測(cè)量流量時(shí)，如果不加開(kāi)方器，流量標(biāo)尺刻度是不均勻的。起始部分的刻度很密，后來(lái)逐漸變疏。因此，在用差壓法測(cè)量流量時(shí)，被測(cè)流量值不應(yīng)接近于儀表刻度的下限值，否則誤差將會(huì)很大。一般不要讓流量計(jì)運(yùn)行在量程的30%以下。

44Q=0.003998αεd2ΔPρ1

M=0.003998αεd2

√ρ1ΔP3、流量的測(cè)量與變送渦街流量計(jì)1）渦街流量計(jì)的測(cè)量原理。渦街旋渦流量計(jì)通常稱它為旋渦流量計(jì)，又稱為卡門旋渦流量計(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)。當(dāng)流體以足夠大的流速流過(guò)垂直于流體流向的物體時(shí)，若該物體的幾何尺寸適當(dāng)，則在物體的后面，沿兩條平行直線上產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的渦列。渦列的個(gè)數(shù)，既渦街頻率，和流體的流速成正比。因而通過(guò)測(cè)量旋渦頻率，就可知道流體的流速，從而測(cè)出流體的流量。2）渦街流量計(jì)的使用場(chǎng)合：渦街流量計(jì)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)，渦街頻率和流體的流速成正比，常用的旋渦發(fā)生體為三角柱形，輸出頻率較低。用渦街流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量時(shí)要求流體的雷諾數(shù)在20000~7000000之間，且流速必須在規(guī)定范圍內(nèi)，不同的口徑有不同的流速要求，對(duì)液相、氣相、蒸汽的流速要求各不相同；儀表有直管段要求，一般用于清潔低粘度介質(zhì)測(cè)量，測(cè)量精度為1%。453、流量的測(cè)量與變送威力巴流量計(jì)1)威力巴的測(cè)量原理。當(dāng)液體流過(guò)探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓，根據(jù)佰努力方程原理，流體流過(guò)探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)。壓力略低于管道靜壓，流體從探頭流過(guò)后在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并且在探頭的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)渦，威力巴均速流量探頭在高低壓區(qū)有按一定準(zhǔn)則排布的多對(duì)取壓孔，能精確的檢測(cè)到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓。2）威力巴流量計(jì)的使用場(chǎng)合：用于測(cè)量較大工藝管道內(nèi)介質(zhì)流量，其測(cè)量原理為測(cè)量管道橫截面上流體的平均流速，要求被測(cè)流體在操作狀態(tài)下的雷諾數(shù)大于20000，流體中無(wú)雜質(zhì)和污物、不結(jié)垢，流速范圍液體為0.5~6m/s、氣體為10~60m/s、蒸汽為5~30m/s。463、流量的測(cè)量與變送電磁流量計(jì)1）電磁流量計(jì)的工作原理。電磁流量計(jì)由變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。變送器是基于電磁感應(yīng)定律工作的，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng)，因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線的垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)換器是一個(gè)高輸入阻抗，且能抑制各種干擾成分的交流豪伏轉(zhuǎn)換器。2）電磁流量計(jì)的使用場(chǎng)合：用于測(cè)量導(dǎo)電液體介質(zhì)流量，介質(zhì)溫度不宜超過(guò)120度，壓力不宜超過(guò)1.6MPa，不宜在負(fù)壓狀態(tài)下使用，流速不得低于0.3m/s，被測(cè)介質(zhì)中不能含有較多的磁鐵性物質(zhì)和氣泡，被測(cè)流體基本無(wú)壓損，測(cè)量精度可達(dá)0.5%，量程比寬為1：20，其測(cè)量原理為法拉第電磁感應(yīng)定理。3）電磁流量計(jì)的組成：包括傳感器、變送器和顯示單元三部分，傳感器安裝在管道上，變送器和顯示單元單獨(dú)安裝在傳感器旁便于觀察和維護(hù)的地方，二者之間有專用的多芯屏蔽電纜進(jìn)行電氣連接，也可二者組合為一體式。473、流量的測(cè)量與變送超聲波流量計(jì)1）超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理。超聲波流量計(jì)采用時(shí)差式測(cè)量原理：一個(gè)探頭發(fā)射信號(hào)穿過(guò)管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個(gè)探頭接收到，同時(shí)，第二個(gè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被第一個(gè)探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時(shí)間差Δt，根據(jù)推算可以得出流速V和時(shí)間差Δt之間的換算關(guān)系V=(C2/2L)×Δt，進(jìn)而可以得到流量值Q2）超聲波流量計(jì)的傳感器是由兩部分組成：一部分為發(fā)射部分，它將電能轉(zhuǎn)變成聲能以一定的頻率發(fā)送出去，另一部分是接收部分，它將聲能轉(zhuǎn)變成電能并接收；聲音的轉(zhuǎn)播速度與流體的流速成正比，通過(guò)聲音的傳播速度能計(jì)算出流體的流速，進(jìn)而求出流體的流量。483、流量的測(cè)量與變送容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度較高的一類。它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體體積總量容積式流量測(cè)量是采用固定的小容積來(lái)反復(fù)計(jì)量通過(guò)流量計(jì)的流體體積．所以，在容積式流量計(jì)內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的空間，通常稱其為容積式流量計(jì)的“計(jì)量空間”或“計(jì)量室”．這個(gè)空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件一起構(gòu)成．容積式流量計(jì)的工作原理為：流體通過(guò)流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差．流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子）在這個(gè)壓力差作用下特產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口．在這個(gè)過(guò)程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往出口．在給定流量計(jì)條件下，該計(jì)量空間的體積是確定的，只要測(cè)得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)．就可以得到通過(guò)流量計(jì)的流體體積的累積值493、流量的測(cè)量與變送質(zhì)量流量計(jì)1)質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理。是直接測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)所流過(guò)的介質(zhì)的質(zhì)量。直管流量計(jì)由兩根完全對(duì)稱的鈦管焊接在連接器上構(gòu)成，管中間加電磁激勵(lì)，使其震蕩，當(dāng)管中流體不流時(shí)，AB兩端電檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的管子震蕩的相位是相同的，當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，根據(jù)科里奧力原理，克氏力在測(cè)量管的前半段與震蕩方向相反，所以測(cè)量管的震蕩角速度減少。而在管子的后半段，克氏力和震蕩方向相同，所以管子的震蕩角速度增大，震動(dòng)加大。于是光電檢測(cè)系統(tǒng)AB測(cè)量的相位不同，流體的質(zhì)量流量越大，相位越大。

2）質(zhì)量流量計(jì)的使用場(chǎng)合：因質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的是流體的質(zhì)量流量，不受流體溫度、壓力、密度等參數(shù)變化的影響，且測(cè)量精度很高（可達(dá)0.1%），無(wú)直管段要求，固在一些要求進(jìn)行精確測(cè)量和嚴(yán)格控制進(jìn)料的場(chǎng)合以及用于貿(mào)易結(jié)算進(jìn)行計(jì)量的時(shí)候，常常使用質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量，但因其價(jià)格昂貴使用面不是太廣。504、液位的測(cè)量與變送

在石油化工生產(chǎn)中，常遇到測(cè)量容器中介質(zhì)的液位和界面的位置問(wèn)題，液位測(cè)量是這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方面。一般液位測(cè)量有兩種目的：一種是通過(guò)液位測(cè)量來(lái)確定容器里的原料或產(chǎn)品的數(shù)量，以保證生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)得到預(yù)先計(jì)劃好的原料用量或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算；另一種是通過(guò)液位測(cè)量，了解液位是否在規(guī)定范圍內(nèi)，以便及時(shí)監(jiān)視或控制容器液位，保證安全生產(chǎn)以及產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。由于各種被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)不同，各種生產(chǎn)設(shè)備的操作條件也不同，所以需要各種各樣的液位測(cè)量?jī)x表，以滿足生產(chǎn)的不同需要，下表列出了各種液位測(cè)量?jī)x表的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。514、液位的測(cè)量與變送

524、液位的測(cè)量與變送4.1浮筒式液位計(jì)

浮筒式液位計(jì)是一種應(yīng)用浮力原理測(cè)量液位的儀表。利用浮筒浸沉在被測(cè)液體中，當(dāng)液位變化時(shí)，浮筒被浸沒(méi)程度不同，浮筒所受浮力也不同。只要測(cè)出浮力的變化，液位的高低便確定了。它主要由浮筒、杠桿、扭力臂及芯軸等組成。浮筒垂直地懸掛在杠桿的一端，杠桿的另一端與扭力管、芯軸的B端垂直地固定在一起，并由固定在外殼上的支點(diǎn)所支撐。扭力管的A端通過(guò)法蘭固定在儀表外殼上，芯軸的另一端為自由端，用來(lái)輸出角位移。534、液位的測(cè)量與變送

544、液位的測(cè)量與變送

當(dāng)液位低于浮筒時(shí)，浮筒的全部重量作用在杠桿上，因而作用在扭力管上的扭力矩最大，使扭力管帶動(dòng)芯軸扭轉(zhuǎn)的角位移也最大(約7。)。此時(shí)扭力管扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的彈性反力矩與鈕力矩相平衡；當(dāng)液位高于浮筒下端時(shí)，作用在杠桿上的力為浮筒重量與浮筒所受浮力之差，因此，隨著液位的升高，扭力矩將減小，扭力管帶動(dòng)芯軸的扭角也相應(yīng)減小。在最高液位時(shí)，扭角最小(約2。)。由上可知，扭力管扭角的變化量即芯軸角位移的變化量Δθ與液位H成比例，其關(guān)系如下

Δθ=-KH

式中K-------轉(zhuǎn)換系數(shù)。

554、液位的測(cè)量與變送

即液位愈高，扭角愈小。若將扭角通過(guò)芯軸變成擋板或霍爾片的位移，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣信號(hào)或電信號(hào)，這樣就構(gòu)成了氣動(dòng)或電動(dòng)轉(zhuǎn)換部分。

浮筒式液位變送器的輸出信號(hào)不僅與液位高度有關(guān)，而且還與被測(cè)介質(zhì)的密度有關(guān)。因此對(duì)于同一液位高度，當(dāng)介質(zhì)種類不同或因工藝操作條件變化使介質(zhì)密度改變時(shí)，儀表的測(cè)量結(jié)果是不相同的。

564、液位的測(cè)量與變送4.2差壓式液位計(jì)

差壓式液位計(jì)是應(yīng)用差壓計(jì)或差壓變送器來(lái)測(cè)量變送器液位的，是目前應(yīng)用得最廣泛的一種液位測(cè)量?jī)x表。差壓式液位汁是利用容器內(nèi)液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的，如圖所示。

57+-HP氣

P液

Q入

P出排污當(dāng)差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相時(shí)根據(jù)流體靜力學(xué)原理，我們知道，變送器正壓室受到的壓力為：Pl=P氣十Hρg式中H液位高度;ρ介質(zhì)密度;g重力加速度;P氣氣相壓力。圖4-3差壓變送器測(cè)量液位示意圖4、液位的測(cè)量與變送

差壓變送器負(fù)壓室壓力P2=P氣，則正負(fù)壓室的差壓為：

ΔP=P1-P2

通常，被測(cè)介質(zhì)的密度是已知的。因此，測(cè)得差壓值就能知道液位高度。若被測(cè)容器是敞口的，氣相壓力為大氣壓力，則差壓變送器的負(fù)壓室通大氣就可以了，這時(shí)也可用壓力變送器或壓力計(jì)來(lái)直接測(cè)量液位的高低。圖示容器是受壓的，則將負(fù)壓室與容器氣相相連接，以平衡氣相壓力的靜壓作用。584、液位的測(cè)量與變送

為了解決測(cè)量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及粘度大，易疑固等液體液位及引壓管線被腐蝕、被堵的問(wèn)題，而專門生產(chǎn)了法蘭式差壓變送器。變送器的法蘭直接與容器上的法蘭相連接，如圖所示。作為敏感元件的測(cè)量頭(金屬膜盒)，經(jīng)毛細(xì)管與變送器的測(cè)量室相通。在膜盒、毛細(xì)管和測(cè)量室所組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，作為傳壓介質(zhì)，并使被測(cè)介質(zhì)不進(jìn)入毛細(xì)管與變送器。

594、液位的測(cè)量與變送60+-——==-+Hhρ氣正遷移情況ρ+-——==-+312

法蘭式液位變送器測(cè)液位1、法蘭2、毛細(xì)管3、變送器4、液位的測(cè)量與變送磁翻柱液位計(jì)，磁致伸縮液位計(jì)、浮標(biāo)液位計(jì)根據(jù)恒浮力原理進(jìn)行測(cè)量的，有頂裝和側(cè)裝兩種形式，頂裝磁致伸縮液位計(jì)由探測(cè)桿和抱探測(cè)桿上浮動(dòng)的浮子組成。儀表安裝時(shí)要求連通管或探測(cè)桿的垂直度要好，液面變要太劇烈，介質(zhì)內(nèi)不能有固體雜質(zhì)，否則容易導(dǎo)致浮子卡塞。614、液位的測(cè)量與變送射頻導(dǎo)納液位計(jì)射頻導(dǎo)納物位控制技術(shù)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的物位控制技術(shù)，“射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻測(cè)量導(dǎo)納。高頻正弦振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量信號(hào)源，利用電橋原理，以精確測(cè)量安裝在待測(cè)容器中的傳感器上的導(dǎo)納，在直接作用模式下，儀表的輸出隨物位的升高而增加。624、液位的測(cè)量與變送伺服液位計(jì)伺服式液位計(jì)是一種多功能儀表，既可以測(cè)量液位，也可以測(cè)量界面、密度和罐底等參數(shù)，一直被廣泛地用于儲(chǔ)罐液位的高精確度測(cè)量。伺服液位計(jì)基于力平衡的原理，由微伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)體積較小的浮子，使其中精確地進(jìn)行液位或界面測(cè)量，其基本工和過(guò)程是：浮子用測(cè)量鋼絲懸掛在儀表外殼內(nèi)，而測(cè)量鋼絲纏繞在精密加工過(guò)的外輪鼓上，外磁鐵被固定在外輪鼓內(nèi)，并與固定在內(nèi)輪鼓內(nèi)磁鐵耦合在一起。當(dāng)液位計(jì)工作時(shí)，浮子作用于細(xì)鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，從而引起磁通量的變化。輪鼓組件間的磁通量變化導(dǎo)致內(nèi)磁鐵上的電磁傳感器（霍爾元件）的輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，其電壓值與貯存634、液位的測(cè)量與變送伺服液位計(jì)于CPU中的參考電壓相比較。當(dāng)浮子的位置平衡時(shí)，其差值為零。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)液位變化時(shí)，使得浮子發(fā)生改變。其結(jié)果是磁耦力矩被改變，使得帶有溫度補(bǔ)償?shù)幕魻栐妮敵鲭妷喊l(fā)生變化。該電壓值與CPU中的參考電壓的差值驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)浮子上下移動(dòng)重新達(dá)到平衡點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)反饋回路，其精確度可達(dá)±0.7mm，而且，其自身帶有的掛料補(bǔ)償功能，能夠補(bǔ)償由于鋼絲或浮子上附著被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)致的鋼絲張力的改變644、液位的測(cè)量與變送雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)屬非接觸式測(cè)量?jī)x表，雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：

D=CT/2

式中

D——雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離

C——電磁波在空中傳播速度雷達(dá)液位計(jì)對(duì)于安裝要求較高，測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)越高，電磁波的反射常數(shù)越高，測(cè)量結(jié)果越精確；雷達(dá)液位計(jì)常用于罐的液位測(cè)量。654、液位的測(cè)量與變送放射性料位計(jì)帶有放射源和核探測(cè)器，利用電離輻射測(cè)量來(lái)指示容器內(nèi)部液體或顆粒狀物質(zhì)裝填高度的測(cè)量裝置。通常放射源和探測(cè)器分別安裝在容器兩側(cè)。當(dāng)物料高于探頭安裝位置，射線被吸收，探測(cè)器測(cè)到的射線強(qiáng)度減弱，當(dāng)物料低于探頭安裝位署，射線不被物料吸收，探測(cè)器測(cè)到的射線強(qiáng)度增強(qiáng)，以此指示物料的裝填高度。料位計(jì)用的放射源有r源和中子源。料位計(jì)可按放射源與探測(cè)器的配置分為單點(diǎn)、多點(diǎn)和連續(xù)型料位計(jì)，也可根據(jù)要求設(shè)計(jì)成通斷式或隨動(dòng)式料位計(jì)。拉位計(jì)目前廣泛用于食品、化工、采礦、冶金和建材行業(yè)，既可單獨(dú)使用，也可用于過(guò)程控制。。66二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)

調(diào)節(jié)對(duì)象：自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)設(shè)備 給定值：生產(chǎn)中要求保持的工藝指標(biāo) 偏差：在自動(dòng)化系統(tǒng)中，e=x-z給定值x大于測(cè)量值z(mì)時(shí)為正偏差，反之為負(fù)偏差；但在單獨(dú)討論調(diào)節(jié)器時(shí)，正好相反，即e=z-x。系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程：調(diào)節(jié)系統(tǒng)在受干擾作用后，在調(diào)節(jié)器的控制下，被調(diào)參數(shù)隨時(shí)間而變化的過(guò)程。如果調(diào)節(jié)正常的話，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)衰減振蕩的過(guò)程。傳遞函數(shù)及方框圖67調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥對(duì)象變送器x+e-H二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)控制質(zhì)量指標(biāo)衰減比：表示系統(tǒng)的衰減程度的標(biāo)志，η=B1/B2（4:1~10:1常用）最大偏差A(yù)振蕩周期Pu余差C：過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，新穩(wěn)定值與給定值之差過(guò)渡時(shí)間T：從被調(diào)參數(shù)變化之時(shí)起，直到進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)值的±5%所需的時(shí)間68二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)

69100%給定0%參數(shù)T自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程±5%B1B2PuA二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)調(diào)節(jié)器：根據(jù)偏差，按一定的運(yùn)算規(guī)律產(chǎn)生輸出信號(hào)。比例P、積分I、微分D比例P：有兩種表示方式:比例度δ%和增益K，K=1/δ%, K增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定器變差，控制質(zhì)量提高。 純比例調(diào)節(jié)時(shí)，K=輸出/輸入積分I：積分時(shí)間以Ti（分）來(lái)表示，積分作用的基本目的是在系統(tǒng)經(jīng)受干擾后使系統(tǒng)輸出返回設(shè)定值（即消除余差）。Ti↑系統(tǒng)穩(wěn)定性↑，Ti↓積分作用越強(qiáng)。微分D：微分時(shí)間以Td（分）來(lái)表示，微分作用的基本目的是能補(bǔ)償容量的滯后，使系統(tǒng)穩(wěn)定性改善，從而允許使用高的增益，并提高響應(yīng)速度。Td↑作用強(qiáng)，太強(qiáng)會(huì)振蕩。70二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)比例控制P：比例，輸出與偏差成比例，但不能消除余差，它是以“偏差的大小”來(lái)動(dòng)作的。比例積分控制PI：積分，輸出與偏差對(duì)時(shí)間的積分成比例，消除余差，它以“偏差是否存在”來(lái)動(dòng)作

比例積分微分控制PID：微分，輸出與偏差變化的速度成比例，有超前調(diào)節(jié)的作用，對(duì)滯后大的對(duì)象有很好的效果。71二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定經(jīng)驗(yàn)法（如表）

a、流量系統(tǒng)PI控制

b、液位系統(tǒng)P控制

c、壓力系統(tǒng)PI控制

d、溫度系統(tǒng)PID控制系統(tǒng)δ%Ti分Td分溫度20~603~100.5~3流量40~1000.1~1壓力30~700.4~3液位20~80(>10)72三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥體部件73三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)推力，使閥桿相應(yīng)的位移、閥芯動(dòng)作。74序

號(hào)零

件

名

稱序

號(hào)零

件

名

稱1吊

環(huán)

螺

母10下

膜

蓋2上

膜

蓋11六

角

螺

栓

3膜

片12推

桿4托

盤(pán)13支

架5限

位

件14導(dǎo)

向

套6行

程

檔

塊15指

針7六

角

螺

母16標(biāo)

尺8彈

簧17閥

桿

連

接

部

件9防

雨

帽18銘

牌三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥解體圖閥體部件：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(dòng)作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。75三、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)：分氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)：分正、反兩種形式。當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)，閥桿向下動(dòng)作的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。反之，信號(hào)增加閥桿向上的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通常接受20~100KPa的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)壓力，帶定位器時(shí)，最高壓力為250KPa，其行程規(guī)格有10、16、25、40、60、100mm六種。氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)：比上述更強(qiáng)力的輸出機(jī)構(gòu)，其壓力可達(dá)500KPa，而且無(wú)彈簧抵消推力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)：具有行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，它將信號(hào)氣壓轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的轉(zhuǎn)角（0~900）或位移（200~400mm），適合于角行程調(diào)節(jié)閥的需要，多用于大轉(zhuǎn)矩的蝶閥、閘閥、風(fēng)門等。76三、調(diào)節(jié)閥閥體部件（如圖所示）直通單座閥：泄漏量小、許用壓差小、流通能力小。直通雙座閥：許用壓差大、流通能力大、泄漏量大。不適用于高粘度、含懸浮顆粒的流體套筒調(diào)節(jié)閥：穩(wěn)定性好，不易引起閥芯振動(dòng)；互換性和通用性強(qiáng)，只要更換套筒就可得到不同的流量系數(shù)和流量特性；許用壓差大，熱膨脹影響小，；維修方便，閥座是通過(guò)螺紋與閥體相連的；使用壽命長(zhǎng)；噪音低（比單、雙座閥低10分貝）77 1、直通單座；2、直通雙座；3、角形；4、隔膜閥；5、蝶閥；6、閥體分離閥；7、合流型三通調(diào)節(jié)閥；8、分流型三通調(diào)節(jié)閥三、調(diào)節(jié)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥：⑴流路簡(jiǎn)單，阻力小，用物含固體懸浮物和高粘度的流體調(diào)節(jié)較為理想⑵流通能力較大，比同口徑的單、雙座閥大10~30%，可調(diào)比大，可達(dá)100：1⑶閥芯球面偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減少了所要求的操作力矩，在流開(kāi)流閉下都能穩(wěn)定操作，在高壓差下能順利使用，同時(shí)用較小的力就能嚴(yán)密關(guān)閉，所以泄漏量小。⑷可通過(guò)改變定位器中凸輪板位置，方便地得到直線或等百分比流量特性⑸體積小，重量輕，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置，不更換任何零件靈活組裝78三、調(diào)節(jié)閥角形閥：角形調(diào)節(jié)閥除閥體為直角形外，其他結(jié)構(gòu)與直通單座閥調(diào)節(jié)閥相似⑴流路簡(jiǎn)單，死區(qū)和渦流區(qū)較小，借助介質(zhì)自身的沖刷作用，可有效地防止介質(zhì)堵塞，有較好的自潔性能⑵流阻小，流量系數(shù)比單座閥大，相當(dāng)于雙座閥的流量系數(shù) 它適用于高粘度、含懸浮物和顆粒狀流體的場(chǎng)合，或用于要求直角配管的地方，其流向一般為底進(jìn)側(cè)出。高壓調(diào)節(jié)閥：適用于高靜壓和高壓閥調(diào)節(jié)的特殊閥門，最大公稱壓力為32MPa，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有多級(jí)閥芯和單級(jí)閥芯。多級(jí)閥芯是幾個(gè)閥芯串在一起相當(dāng)幾個(gè)閥逐漸降壓，但這種閥結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，調(diào)節(jié)性能差，應(yīng)用較少；單級(jí)閥芯多為角形單座，但在高壓差下，流體對(duì)閥芯、閥座的沖刷和氣蝕嚴(yán)重，使用壽命短。79三、調(diào)節(jié)閥蝶閥（翻板閥）：流通能力大，約為同口徑雙座閥的1.5~3倍；阻力損失??；沉積物不易積存；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間很小。但操作轉(zhuǎn)矩大，泄漏量較大，可調(diào)范圍小。 特別適用于低壓差、大口徑、大流量的氣體和漿狀液體O型球閥：可起調(diào)節(jié)和切斷作用，常用于兩位式控制。它流路簡(jiǎn)單，全開(kāi)時(shí)完全形成直管通道，壓力損失最小，特別適用于高粘度、懸浮液、紙漿等流體場(chǎng)合。密封可靠，泄漏量很小，軟密封球閥可達(dá)到氣泡級(jí)密封。V型球閥：流通能力大，比普通閥高2倍以上；控制特性好，為等百分比；可調(diào)范圍大，可達(dá)300：1；具有剪切作用，能嚴(yán)密關(guān)閉，適用于漿料、纖維狀流體場(chǎng)合。主要缺點(diǎn)是操作壓力受到限制，高壓降時(shí)不適用。80三、調(diào)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)閥：隔膜調(diào)節(jié)閥用耐腐蝕襯里的閥體和膜片代替閥芯和閥座，由隔膜起調(diào)節(jié)作用優(yōu)點(diǎn)：1、用橡膠等材料做隔膜，抗腐蝕性能好。

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流路阻力小，同時(shí)能嚴(yán)密關(guān)閉。

3、流通能較同口徑的其他閥大。

4、流體被隔膜與閥門可動(dòng)部件隔開(kāi)，無(wú)需填料也不會(huì)外泄缺點(diǎn)：1、由于隔膜和襯里材質(zhì)限制，耐壓、耐溫較低，一般只能用于1.6MPa、150℃以下。

2、控制特性差，可調(diào)范圍小，流量特性近似快開(kāi)特性，60%行程前近似線性，60%后流量變化很小。 隔膜調(diào)節(jié)閥適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的調(diào)節(jié)，也能用于高粘度及懸浮顆粒流體的調(diào)節(jié)。81三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開(kāi)、線性、等百分比、拋物線調(diào)節(jié)閥的流開(kāi)、流閉調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)

隨信號(hào)增大，閥門開(kāi)度增大的叫氣開(kāi) 選擇調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)/關(guān)型式，應(yīng)從裝置和設(shè)備的安全性來(lái)考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥體部件調(diào)節(jié)閥正正氣關(guān)正反氣開(kāi)反正氣開(kāi)反反氣關(guān)82流開(kāi)狀態(tài)流閉狀態(tài)正裝反裝正裝反裝三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開(kāi)、線性、等百分比、拋物線調(diào)節(jié)閥為什么選等百分比閥較多？

q=αf△P

閥位變時(shí)閥前后總差壓△P也變，q也變，即流量特性同同往上移，所以選等百分比閥較多。當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端差壓比較小時(shí)，對(duì)象是線性對(duì)象，則選線性閥調(diào)節(jié)閥正?？烧{(diào)范圍一般控制在20~80%831234 1、快開(kāi)；2、線性；3、拋物線；4、等百分比三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的流通能力

流通能力Cv值（）是調(diào)節(jié)閥選型的主要參數(shù)之一，調(diào)節(jié)閥的流通能力的定義為：當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時(shí)，每小時(shí)流徑調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)，稱為流通能力，也稱流量系數(shù)，以Cv表示，單位為t/h，根據(jù)流通能力Cv值大小查表，就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑DN。84三、調(diào)節(jié)閥為了調(diào)節(jié)閥的快速響應(yīng)和定位精定，使用中的調(diào)節(jié)閥一般均配有定位器目前在用的主要有機(jī)械式及智能定位器；常規(guī)定位器多為機(jī)械力平衡原理，它采用噴嘴擋板機(jī)構(gòu)，可動(dòng)件較多，容易受溫度波動(dòng)、外界振動(dòng)等干擾的影響，耐環(huán)境性差智能電氣閥門定位器的性能與傳統(tǒng)閥門定位器相比有了一個(gè)大的飛躍。智能電氣閥門定位器的定位精度更高，適用范圍更廣，而且使用更加簡(jiǎn)便和可靠85四、分析儀表

1、基本概念在線分析儀表是指安裝在生產(chǎn)流程裝置現(xiàn)場(chǎng)能自動(dòng)對(duì)原料、成品、半成品、中間產(chǎn)品的成分、組分進(jìn)行連續(xù)地測(cè)量、分析、指示的分析儀器。86四、在線分析儀表2、在線分析儀表的分類2.1按測(cè)定方法分：光學(xué)分析儀器、電化學(xué)分析儀器、色譜分析儀器、物性分析儀器、熱分析儀器等。2.2按被測(cè)介質(zhì)的相態(tài)分：氣體分析儀和液體分析儀。其中氣體分析儀表包括紅外線分析儀、熱導(dǎo)式氣體分析儀〔氫表、氬表〕、氧化鋯、磁力機(jī)械氧分析儀、熱磁式氧分析儀、磁壓式氧分析儀、激光煙氣分析儀、折射儀、硫比值分析儀、微量水、微量氧、⑶略煙氣分析儀、烴分析儀、色譜分析儀、質(zhì)譜分析儀、拉曼光譜分析儀。液體分析儀表主要是常見(jiàn)的水分析儀表包括四計(jì)、電導(dǎo)儀、濁度計(jì)、氨氮分析儀、水中油、余氯分析儀。。87四、在線分析儀表3、石油化工常用分析儀器3.1、PH計(jì)PH計(jì)是測(cè)量和反應(yīng)溶液酸堿度的重要工具，PH計(jì)的型號(hào)和產(chǎn)品多種多樣，但是無(wú)論P(yáng)H計(jì)的類型如何變化，它的工作原理都是相同的，其主體是一個(gè)精密的電位計(jì)一個(gè)電流計(jì)，該電流計(jì)能在電阻極大的電路中測(cè)量出微小的電位差。由于采用最新的電極設(shè)計(jì)和固體電路技術(shù)，現(xiàn)在最好的pH可分辨出0.005pH單位。參比電極的基本功能是維持一個(gè)恒定的電位，作為測(cè)量各種偏離電位的對(duì)照。銀-氧化銀電極是目前pH中最常用的參比電極。88四、在線分析儀表

玻璃電極的功能是建立一個(gè)對(duì)所測(cè)量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差。把對(duì)pH敏感的電極和參比電極放在同一溶液中，就組成一個(gè)原電池，該電池的電位是玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和。E電池=E參比+E玻璃，如果溫度恒定，這個(gè)電池的電位隨待測(cè)溶液的pH變化而變化，而測(cè)量酸度計(jì)中的電池產(chǎn)生的電位是困難的，因其電動(dòng)勢(shì)非常小，且電路的阻抗又非常大（1－100MΩ）；因此，必須把信號(hào)放大，使其足以推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)毫伏表或毫安表。電流計(jì)的功能就是將原電池的電位放大若干倍，放大了的信號(hào)通過(guò)電表顯示出，電表指針偏轉(zhuǎn)的程度表示其推動(dòng)的信號(hào)的強(qiáng)度，為了使用上的需要，pH電流表的表盤(pán)刻有相應(yīng)的pH數(shù)值；而數(shù)字式pH計(jì)則直接以數(shù)字顯出pH值。分類。89四、在線分析儀表3.2、氧分析儀1）磁導(dǎo)式氧分析儀：氧氣在磁場(chǎng)中具有很強(qiáng)的順磁性如果以氧的相對(duì)磁化率為100%，常見(jiàn)氣體中磁化率較高的一氧花碳的磁化率只有36、2%，而氫氣、二氧化碳、氬氣、氨、甲烷等都是負(fù)的，與氧的磁化率相差甚遠(yuǎn)，利用這個(gè)原理制造出了磁導(dǎo)式氧氣分析儀。。。90四、在線分析儀表2）氧化鋯分析儀：最早被研究的固體電解質(zhì)就是以氧化鋯為代表的氧離子導(dǎo)體，氧化鋯經(jīng)經(jīng)氧化鈣或氧化釔及稀土氧化物摻雜后結(jié)構(gòu)變得穩(wěn)定，電導(dǎo)率有所提高；這是因?yàn)樗膬r(jià)的鋯原子被二價(jià)的鈣或三價(jià)的釔原子所置換，形成氧原子空楥，高溫時(shí)（600℃）它就變成良好的氧離子導(dǎo)體當(dāng)氧化鋯內(nèi)外2側(cè)氣體中的氧分壓不同時(shí)就構(gòu)成了氧濃差電池氧離子從濃度高的一側(cè)遷移到濃度低的一側(cè)在氧化鋯的內(nèi)外就產(chǎn)生電勢(shì)，此電勢(shì)的大小與氧化鋯倆側(cè)的氧分壓和工作溫度成函數(shù)關(guān)系。3）微量氧分析儀：微量氧分析儀與氧化鋯分析儀一樣屬于電化學(xué)分析儀只不過(guò)微量氧分析儀是液態(tài)的原電池，氧化鋯是固態(tài)的氧濃差電池。。91四、在線分析儀表3.3氣相色譜分析儀1）工作原理：色譜分析儀是應(yīng)用色譜法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析，及研究物質(zhì)的物理、化學(xué)特性的儀器。包括進(jìn)樣系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及流動(dòng)相控制系統(tǒng)等?，F(xiàn)代的色譜儀具有穩(wěn)定性、靈敏性、多用性和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。有氣相色譜儀、液相色譜儀和凝膠色譜儀等。這些色譜儀廣泛地用于化學(xué)產(chǎn)品，高分子材料的某種含量的分析，凝膠色譜還可以測(cè)定高分子材料的分子量及其分布。。92四、在線分析儀表3.4溶解氧分析儀溶解氧分析儀測(cè)量原理氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽(yáng)極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過(guò)膜擴(kuò)散進(jìn)入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測(cè)量回路。當(dāng)給溶解氧分析儀電極加上0.6～

0.8V的極化電壓時(shí)，氧通過(guò)膜擴(kuò)散，陰極釋放電子，陽(yáng)極接受電子，產(chǎn)生電流，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程為：陽(yáng)極

Ag+Cl→AgCl+2e-陰極

O2+2H2O+4e→4OH-根據(jù)法拉第定律：流過(guò)溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關(guān)系。。93四、在線分析儀表3.5可燃?xì)怏w報(bào)警儀可燃?xì)怏w在有氧氣和催化劑的條件下會(huì)發(fā)生無(wú)焰燃燒，當(dāng)可燃?xì)怏w通過(guò)惠斯頓平衡電橋的一個(gè)涂有催化劑的橋臂電阻時(shí)，會(huì)發(fā)生燃燒電阻發(fā)熱后阻值升高造成電橋不平衡輸出一個(gè)信號(hào)，由電信號(hào)的大小就可測(cè)知可燃?xì)怏w濃度（爆炸下限的百分率）。3.6有毒氣體報(bào)警儀石油化工生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)有毒、有害氣體，這種氣體種類很多，生產(chǎn)中遇到較多的是H2SCONONO2NH3苯等氣體，這些氣體危害程度不一樣，允許濃度差別很大，所以檢測(cè)方法和傳感器種類不同，有半導(dǎo)體氣敏式、固體熱導(dǎo)式、紅外線吸收式、固體電解式等。。94五、聯(lián)鎖系統(tǒng)的構(gòu)成

聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)是按生產(chǎn)裝置的工藝過(guò)程和設(shè)備要求，使相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，或自動(dòng)啟動(dòng)備用系統(tǒng)，或?qū)崿F(xiàn)安全停車的系統(tǒng)。聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)要既能保證生產(chǎn)裝置和設(shè)備的正常開(kāi)、停、運(yùn)轉(zhuǎn)，又能在工藝過(guò)程出現(xiàn)異常時(shí)，按規(guī)定的程序保證安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)緊急操作、安全停車、緊急停車或自動(dòng)投入備用設(shè)備。