筆記化工儀表及自動(dòng)化教材

目錄

第一篇過(guò)程測(cè)量?jī)x表.........................................................1

第1章概述...............................................................1

一、儀表的分類(lèi)......................................................2

二、自動(dòng)化儀表的發(fā)展概況............................................2

三、測(cè)量過(guò)程........................................................2

四、測(cè)量誤差及性能指標(biāo)..............................................3

第2章壓力測(cè)量及變送....................................................5

第一節(jié)概述............................................................5

第二節(jié)彈性式壓力計(jì)....................................................6

第三節(jié)壓力傳感器與變送器..............................................8

第四節(jié)壓力儀表選用、安裝與校驗(yàn)......................................10

第3章物位測(cè)量及變送...................................................14

第一節(jié)概述...........................................................14

第二節(jié)浮力式液位計(jì)...................................................14

第三節(jié)差壓式液位計(jì)...................................................17

第四節(jié)其它物位計(jì).....................................................19

第4章流量測(cè)量及變送...................................................20

第一節(jié)概述...........................................................20

第二節(jié)差壓式流量計(jì)...................................................21

第三節(jié)靶式流量計(jì).....................................................25

第四節(jié)容積式流量計(jì)...................................................26

第五節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì).....................................................28

第5章溫度測(cè)量及變送...................................................29

第6章顯示儀表.........................................................29

第一篇過(guò)程測(cè)量?jī)x表

第1章概述

生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化基本概念

在生產(chǎn)過(guò)程中，利用自動(dòng)化儀表裝置來(lái)檢測(cè)、顯示、控制生產(chǎn)過(guò)程中的重要工藝參數(shù)，自動(dòng)的維持生產(chǎn)過(guò)程的

正常進(jìn)行，當(dāng)工藝參數(shù)受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)的調(diào)回到規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)。

生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)分為以下幾類(lèi)：

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)操作系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)。

人工控制過(guò)程、自動(dòng)控制過(guò)程。

如何替代人工調(diào)節(jié)，完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。

自動(dòng)控制方框圖：

如果是人工控制，那么人應(yīng)該通過(guò)眼睛觀(guān)察液位是高于還是低于規(guī)定的液位，在根據(jù)大腦的分析得到是開(kāi)大還是

關(guān)小閥門(mén)，在發(fā)出指令通過(guò)手來(lái)執(zhí)行關(guān)小還是開(kāi)大閥門(mén)。

如果是自動(dòng)控制的系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)環(huán)節(jié)測(cè)量被測(cè)參數(shù)，通過(guò)測(cè)量變送器吧測(cè)量結(jié)果和給定值進(jìn)行比較，在比較環(huán)

節(jié)把測(cè)量值Pv和給定值Sv進(jìn)行比較，Dv=Sv-Pv,通過(guò)調(diào)節(jié)器來(lái)判斷Dv是大于。還是小于0,得到MV值，把MV

發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器可以執(zhí)行對(duì)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)閉，從而完成對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象的調(diào)節(jié)。

四個(gè)方框分別代表控制系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)，它們的連接方式是信息流而不是物質(zhì)流，信息的流動(dòng)，是個(gè)理想的關(guān)系，

箭頭表示信息的流動(dòng)方向。

這里可以了解一下自動(dòng)控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的。

這就是自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖。

一、儀表的分類(lèi)

1.安儀表工作所需能源分類(lèi)：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)

（儀表需要對(duì)它提供能源才能工作。）

氣動(dòng)儀表通過(guò)提供壓縮空氣，通常是0」4MPa的壓縮空氣；通過(guò)膨脹來(lái)做功。

液動(dòng)通過(guò)液體液壓的方式來(lái)提供動(dòng)力。

現(xiàn)在主要是電動(dòng)儀表。

2.按系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分：基地式儀表、單元組合式儀表、組件組裝式儀表、分散綜合控制系統(tǒng)。

單元組合式：安裝功能來(lái)分組，把不同功能的儀表連接起來(lái)，各個(gè)模塊之間具有互換性，目前是一種比較主要

的形式。

組件組裝式儀表：通過(guò)插卡的形式放在計(jì)算機(jī)的總線(xiàn)槽里面。

綜合控制系統(tǒng)：可以替換以前很多多個(gè)單臺(tái)儀表組成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，當(dāng)前的主流。

3.按防爆能力分：普通型、隔爆型、安全火花型

主要是使用在化工企業(yè)中，

隔爆型：通過(guò)外殼和外界隔離。

安全火花型：又叫本安型，本質(zhì)安全型。

二、自動(dòng)化儀表的發(fā)展概況

基地式儀表階段

單元組合式儀表階段

很多現(xiàn)場(chǎng)儀表都是這樣的方式。

以微處理器為基本部分的控制裝置階段

重點(diǎn)：測(cè)量方法，測(cè)量?jī)x表概念，測(cè)量誤差，儀表的性能指標(biāo)

三、測(cè)量過(guò)程

1.測(cè)量過(guò)程

用一個(gè)已知量（單位）與被測(cè)量比較，收集信息的過(guò)程：

A=g*Ux

g：測(cè)量比值

UX:測(cè)量單位

測(cè)量過(guò)程就是一個(gè)信息的獲取的過(guò)程。

2.測(cè)量方法

a）根據(jù)測(cè)量方式分：

i直接測(cè)量一測(cè)量直接得到結(jié)果的測(cè)量；

ii間接測(cè)量一不能直接得到測(cè)量結(jié)果，須經(jīng)過(guò)一定運(yùn)算。

b）根據(jù)接觸方式分：

i接觸式測(cè)量：容易測(cè)得比較真實(shí)的測(cè)量值，往往需要測(cè)量元件放到介質(zhì)里面，干擾介質(zhì)，稍微影

響測(cè)量結(jié)果。

ii非接觸式測(cè)量（輻射式等等）：由于距離原因可能不太準(zhǔn)確。

c）根據(jù)平衡方式:

i.平衡式：指零式，比如天平，一般是指零的。

ii.非平衡式：偏差式，比如通常情況下它是指令的有測(cè)量值變化時(shí)，他的指針是不指零的。

3.測(cè)量?jī)x表

a）開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)：

i.被測(cè)參數(shù)一檢測(cè)/變換一傳遞放大一顯示/變送

b）閉環(huán)結(jié)構(gòu)：穩(wěn)定性，精確性高于開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)。

i.增加反饋環(huán)節(jié)，提高儀表穩(wěn)定性、測(cè)量精度。

在顯示/變送之前把信號(hào)通過(guò)處理反饋給檢測(cè)/變換之前，進(jìn)行分析控制。

各有優(yōu)缺點(diǎn)啦。

四、測(cè)量誤差及性能指標(biāo)

1.測(cè)量誤差

誤差=測(cè)量值-真實(shí)值

誤差的分類(lèi)：（按誤差的本身性質(zhì)分）

系統(tǒng)誤差：指測(cè)量結(jié)果的一種固定或者有規(guī)律的偏移。測(cè)量結(jié)果的整體的偏移，往往由于儀器或者使用方法習(xí)慣

性的不當(dāng)，或者儀器的固定的偏差；系統(tǒng)誤差的克服：把測(cè)量結(jié)果減去測(cè)量偏差值就可以克服這個(gè)系統(tǒng)誤差了。

隨機(jī)誤差：圍繞著一定的范圍在雜亂無(wú)章地變化的。平均值為0。外界偶然因素的干擾等等。

疏忽誤差：外界突然因素或者人操作的突然因素或者外界干擾，測(cè)量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離真實(shí)值，往往出現(xiàn)的情況較少。

系統(tǒng)誤差不可避免的。

隨機(jī)誤差可以取平均值。

疏忽誤差不要放入最終的數(shù)據(jù)處理。

用儀表儀器測(cè)量而得到的值。

誤差公理：任何測(cè)量過(guò)程都存在誤差；那么真實(shí)的值從哪里來(lái)的？

真實(shí)值：用標(biāo)準(zhǔn)值、理論值代替。用足夠精度的值來(lái)代替，是相對(duì)的，相對(duì)于其他的儀器來(lái)說(shuō)已經(jīng)十分精確了；

理論值從理論上的得到的值。

2.儀表性能指標(biāo)：誤差及誤差計(jì)算

a）絕對(duì)誤差a、相對(duì)誤差r

i.絕對(duì)誤差：a=x-x0,x：測(cè)量值，x0：真實(shí)值（標(biāo)準(zhǔn)值）。有正負(fù)號(hào),有單位。

ii.相對(duì)誤差：r=（x-xO）/XO*1OO%

b）引用誤差q允

i.測(cè)量絕對(duì)誤差與測(cè)量?jī)x表量程值百分比。

Q=amax/L*100%

L=1上-1下，儀表量程，

上下分別表示儀表的測(cè)量上下限。

C）回差（變差）h

H=（X上-X下）/L*100%

X上：測(cè)量上行值。

X下：測(cè)量下行值。

注意：對(duì)同一個(gè)被測(cè)參數(shù)測(cè)量得到的不同結(jié)果。

變差產(chǎn)生原因：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙，彈性元件滯后。

股比

3.精度精度等級(jí)

a）精度（精確度）是精密度（系統(tǒng)誤差）和準(zhǔn)確度（隨機(jī)誤差）的綜合。

b）精度是反映儀表性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。

C）精度由qmax和h確定，儀表出廠(chǎng)要求

Q允>=41112*、q允>=h

Q允：儀表允許的引用誤差最大值。

Qmax：儀表實(shí)際的最大引用誤差，

Q允：去掉正負(fù)號(hào)和％就是精度。

精度等級(jí)：。。。。。0.40.51.01.52.5ooo

算出精度來(lái)之后，在根據(jù)國(guó)家規(guī)定的儀表的精度等級(jí)，來(lái)確定儀表的精度，比如如果4允=±1.3,那么應(yīng)該確

定1.5的精度，因?yàn)檫@個(gè)儀表達(dá)不到1.0的等級(jí)，只能達(dá)到1.5的等級(jí)。數(shù)字越小那么精度越高。所以出廠(chǎng)的時(shí)候的

精度應(yīng)該定位1.5。

4.靈敏度、靈敏限及分辨率

a）靈敏度：S=

b）靈敏限：輸入變化多少才允許輸出開(kāi)始變化。

c）分辨率：通常指數(shù)字式儀表，也就是說(shuō)，顯示的時(shí)候是以幾位數(shù)字顯示，最小數(shù)字是個(gè)位數(shù)1,單位

如果是帕斯卡，那么它的分辨率就是1帕斯卡了。

5.其他指標(biāo)：反應(yīng)時(shí)間、可靠性

a）例如：有一塊壓力表測(cè)量范圍為0?150Kpa,測(cè)量lOOKpa這一點(diǎn)，測(cè)得上行值為98Kpa,下行值為

lOlKpa,其余各點(diǎn)誤差均小于此點(diǎn)，問(wèn)此壓力表的qmax、h和精度格式多少？

b）解：qmax===-1.33%

c）H=（98-101）/150*100%=-2.0%

d）精度智能定成2.5。

第2章壓力測(cè)量及變送

本章重點(diǎn)：壓力的單位、表示方法，彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)及原理、選用、安裝和校驗(yàn)，電容式差壓變送器和智

能式差壓變送器的簡(jiǎn)單原理，變送器輸出值的計(jì)算。

第一節(jié)概述

一、壓力

壓力（壓強(qiáng)）P=F/A

標(biāo)準(zhǔn)單位：Pa、Kpa、Mpa

工程單位：巴bar,毫米水柱mmH2O、毫米汞柱mmhg、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓ATM、工程大氣壓公斤等。

二、壓力表示方法

大氣壓：大氣自重產(chǎn)生的壓力；

表壓：以大氣壓作為它的基準(zhǔn)；

絕壓：絕對(duì)真空作為基準(zhǔn)。

真空度：低于大氣壓的壓力

關(guān)系式：

表壓=絕對(duì)壓力-大氣壓

真空度=大氣壓-絕對(duì)壓力

這里，我們測(cè)得的壓力值屬于表壓力，因?yàn)樗幕鶞?zhǔn)是大氣壓力，我們?nèi)绻徽f(shuō)明那么測(cè)量的就是表壓，除非特

殊說(shuō)明那么一般測(cè)量的就是表壓。

b）彈性元件式：彈簧管、膜片、膜盒、波紋管

c）電氣式（壓力一電量（R、V、I、C））

d）活塞式（校驗(yàn)儀器），一般作為校驗(yàn)儀器來(lái)生產(chǎn)的。

第二節(jié)彈性式壓力計(jì)

一、彈性元件

彈性式壓力計(jì)通過(guò)測(cè)量彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形（即位移）來(lái)測(cè)量壓力。

常用的彈性元件：膜片、膜盒、波紋管、彈簧管。

用到的最多的是彈簧管。

膜片一般是圓形的上邊有一些一圈一圈的波紋。

o壓力作用在膜盒上。

波紋管，下邊有壓力，上邊有位移。

270s左右的單圈彈簧管，

多圈彈簧管就是很多圈的彈簧管了。

二、彈簧管壓力計(jì)

a）組成（結(jié)構(gòu)）

彈簧管：截面是橢圓形的，扁平、中空，橫截面為橢圓形，一端固定，一端為自由端，弧度為270°,

銅、合金銅、長(zhǎng)軸方向的彈力大于徑向的彈力,

橢圓的形狀趨于變形成近圓形，自由端變化角度的△=K*P,k彈性系數(shù)。

作用:感受壓力信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為位移信號(hào)。

ii.齒輪、杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu):

1.作用：傳遞放大（一般兩級(jí)放大），改變調(diào)整螺釘8的位移，可調(diào)量程，（調(diào)放大倍數(shù)）。

iii.游絲：克服齒輪間的間隙，減少變差（說(shuō)明變差產(chǎn)生原因）。

彈籬管壓力恚結(jié)構(gòu)示意圖

指牡

變差產(chǎn)生的原因：行程和回程的嚙合齒輪的齒面不相同。

2.工作原理：

壓力”彈簧管一位移一一級(jí)放大（扇形齒輪）一二級(jí)放大（中心齒輪）一指示

第三節(jié)壓力傳感器與變送器

壓力測(cè)量：

就地指示：彈簧管壓力表

遠(yuǎn)傳信號(hào)式：傳感器式、變送器（氣動(dòng)、電動(dòng)）

傳感器：能將飛變量被測(cè)參數(shù)按確定函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換成電量的設(shè)備/器件。

變送器:

（1）變送：將被測(cè)參數(shù)成比例轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，并能將統(tǒng)一信號(hào)有限距離的遠(yuǎn)傳。

（2）可調(diào)量程：把同一參數(shù)不同的測(cè)量范圍轉(zhuǎn)換為成比例的統(tǒng)一信號(hào)。

a）統(tǒng)一信號(hào)：一般來(lái)說(shuō)是4-20mADC的直流電流信號(hào)。

b）有0-10或者0-20MPa的測(cè)量范圍都轉(zhuǎn)換為4-20mA的直流信號(hào)。

C）一般來(lái)講，傳感器在前，傳感器的信號(hào)傳遞給變送器，傳感器測(cè)量參數(shù)，傳送電量，變

送器把電量成比例轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)。

一、壓力傳感器

a）壓阻式、應(yīng)變式、電容式、電感式、振動(dòng)式。

二、氣動(dòng)壓力（差壓）變送器，QBC

a）利用杠桿、噴嘴-擋板機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)放大器、反饋機(jī)構(gòu)、波紋管?chē)娮?擋板機(jī)構(gòu)，即將杠桿

的位移轉(zhuǎn)換成壓力。

b）利用力矩平衡原理

C）（Z\P）P測(cè)T-Ff-杠桿偏轉(zhuǎn)一擋板靠近噴嘴-P背壓T-P出f-指示f（反饋f）

三、電動(dòng)差壓變送器DBC

a）將P測(cè)（4P測(cè)）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

P測(cè)（Z\P測(cè)）一Z\M、X-電容C.LR.V.f電信號(hào)（4?20mA）

雙槨氏宏壓變送器通過(guò)雙杠桿將分將轉(zhuǎn)化為1四,再將6

移成淘質(zhì)壓器等機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成電流4?20111A輸L

（1151）由容式差壓變送器是將差壓的變化轉(zhuǎn)化為電容

板的位移，從而使電容量發(fā)生變化，然后利用測(cè)量電路、

運(yùn)算放大電路轉(zhuǎn)換成4?20mA輸出電流。

電容式智能差壓變送器是利用微處理器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)

零、調(diào)量程、自診斷等功能的一種新型變送器。

單元組合三型DDZ-W;

c）1151電容式壓力變送器，試講差壓的變化轉(zhuǎn)化為電容板的位移，從而使電容量發(fā)生變化,

然后利用測(cè)量電路、運(yùn)算放大電路轉(zhuǎn)換成4-20mA的輸出。電容式智能差壓變送器是利

用微處理器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)零，調(diào)量程、自診斷等功能的一種新型變送器。

四、變送器輸出值的計(jì)算

a）變送器的統(tǒng)一信號(hào)：0.14MPa

i.QDZ氣動(dòng)變送器輸出的統(tǒng)一信號(hào)為：0.02?（MMPa

ii.DDZ電動(dòng)差壓變送器輸出的統(tǒng)一信號(hào)為：0?10mA、4?20mA

b)輸出值計(jì)算通用式：

輸出（1出或P/

=（被測(cè)參數(shù)值-變送器測(cè)量下限）/變送器量程又輸出量程+信號(hào)起始值

例如:一臺(tái)DDZ-W差壓變送器，測(cè)量范圍2.5?lOMPa,當(dāng)所測(cè)壓力為5MPa時(shí)，輸出是多

少？

注意:默認(rèn)DDZ-W輸出的標(biāo)準(zhǔn)范圍是4?20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。

I出==9.33mA

第四節(jié)壓力儀表選用、安裝與校驗(yàn)

壓力表的選用

a）型號(hào)

i.Y-IOOJOO指表盤(pán)直徑。遠(yuǎn)距離可以大一點(diǎn)150,如果有空間限制或者近距離觀(guān)察，可以使用50mm

的表盤(pán)直徑。

ii.YA-100,測(cè)量含氨氣的介質(zhì)。因?yàn)橐话愕膲毫Ρ硎褂勉~或者合金銅，氨對(duì)同或者合金銅有腐蝕性，

所以銅介質(zhì)的彈簧管會(huì)被腐蝕或者穿孔，所以含氨氣的壓力表應(yīng)該使用不銹鋼的壓力表。

iii.Y0-50Q指的是氧用壓力表，氧用，小壓力表，專(zhuān)用的YO,不能夠在彈簧管的連接頭上沾油脂，

如果氧氣和油脂接觸會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。所以YO的壓力表的彈簧管的接頭處不會(huì)沾有油脂。一般的壓

力表可能在螺紋連接的地方涂油油脂，氧用壓力表沒(méi)有油脂，防止了氧和油脂接觸時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。

iv.從介質(zhì)、觀(guān)察、安裝三個(gè)方面選擇壓力表的型號(hào)。

b）量程

i.壓力平穩(wěn)：P量=P測(cè)*1.5,波動(dòng)范圍大P量=P測(cè)*2.0,下限選?。簻y(cè)量值大于1/3量程。

ii.量程靠級(jí)：0~1.0,1.6,2.5,4,6,10*10的n次方MPa

iii.避免壓力表超限而損壞，也不能讓壓力表的示值一直處于壓力表的低壓力范圍，這樣會(huì)使壓力表

的測(cè)量精度偏低，一般測(cè)量值最小不能小于壓力表的1/3的量程。實(shí)際上就是在量程的1/3?2/3

的中間區(qū)域來(lái)使用壓力表，可以獲得不較好的精度，也可以防止測(cè)量值超限。當(dāng)然如果波動(dòng)較大

那么也可能是在"3?1/2的測(cè)量范圍等等。選擇好了量程以后，必須到量程的系列里面選擇量

程值，就是量程值要標(biāo)準(zhǔn)化。P測(cè)=1.8MPa,P量=2.5MPa、

c）精度選擇

i.求引用誤差，靠精度等級(jí)（往高精度靠）

H.精度的選擇的話(huà)，主要要考慮的問(wèn)題就是引用誤差，引用誤差的求取，根據(jù)選表和誤差要求選擇：

例如：假設(shè)現(xiàn)在測(cè)量比較穩(wěn)定的壓力測(cè)量范圍，0.8MPa要求，誤差不大于±0.02MPa;要求選擇

壓力表的精度量程。

iii.解答：0.8兆帕因?yàn)榉€(wěn)定所以0.8*1.5=12兆帕，位于1.0?1.6兆帕之間,所以選擇0?1.6兆帕，

驗(yàn)證下限問(wèn)題，1.6/3=0.5333<0.8兆帕所以測(cè)量值在1/3以上，2/3以下的區(qū)域，所以這個(gè)量程的

選擇是合適的。這樣過(guò)程就比較完整了；現(xiàn)在可以求取引用誤差了，量程。?1.6,q允=±

0.02/1.6-0*100%=±1.25%,根據(jù)精度等級(jí)序列，有1.0和1.5的級(jí)別，應(yīng)該選擇1.5的級(jí)別。、

iv.注意：如果出廠(chǎng)的時(shí)候那么不可以標(biāo)注1.0,如果標(biāo)注1.0那么儀表實(shí)際是達(dá)不到精度要求的，但

是如果選用上，我們應(yīng)該選用精度1.0的精度的儀表以滿(mǎn)足我忙的對(duì)儀表1.25的精度要求。

a）測(cè)管道靜壓應(yīng)該避開(kāi)壓力擾動(dòng)處（比如阻力架的后面，管道彎頭、截止閥門(mén)、彎頭等等離開(kāi)有一定的

距離，有一定的穩(wěn)定的時(shí)間）、保證測(cè)量管路內(nèi)為單相流體，引壓管道單相（氣相或者液相，不能混

相）流體，如果液體中混有有氣體，容易壓縮或者膨脹，如果氣體中混有液體，容易造成一段附加的

壓力，都會(huì)造成壓力測(cè)量的不真實(shí)。

b）開(kāi)孔：壓力穩(wěn)定處，即不要有閥，彎頭等阻力件。應(yīng)該離開(kāi)一定距離。

c）方位：液體在管道下方45度區(qū)域取壓（不要在正下方避免雜物的堵塞）；氣體在管道上方（不易存在

積液的問(wèn)題）力坤才1波、俾加涮目笞E

d）開(kāi)孔

e）引壓管路、口徑很小例如6mm的直徑，避免雜質(zhì)進(jìn)入，保證單相，避免壓力測(cè)量的不準(zhǔn)，有一定的

傾斜度。

f）壓力表的安裝：比如高溫、腐蝕、高粘度不能夠讓介質(zhì)壓力直接接觸壓力表的彈簧管，防止彈簧管的

性能的改變，高粘度可能進(jìn)去出不了，堵塞。這些情況，可以使用，高粘度，腐蝕性，易結(jié)晶等介質(zhì)

應(yīng)加隔離罐，罐隔離液。

校驗(yàn)

a）校驗(yàn)的目的是已確認(rèn)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用壓力表是不是還適合繼續(xù)使用。

b）校驗(yàn)是被校儀表與標(biāo)準(zhǔn)儀表在相同條件下的比較過(guò)程。

c）標(biāo)準(zhǔn)表：根據(jù)被校表進(jìn)行選擇，要求標(biāo)準(zhǔn)表的允許絕對(duì)誤差不得超過(guò)1/3的被校表允許絕對(duì)誤差，標(biāo)

準(zhǔn)表的量程應(yīng)比被校表兩個(gè)車(chē)大一檔。（0-1.00-1.6等各個(gè)檔位，）

d）校驗(yàn)步驟：

e）利用壓力發(fā)生器，產(chǎn)生壓力，使被校表壓力指示為一個(gè)定值后讀取標(biāo)準(zhǔn)表示值，在被校表量程范圍內(nèi)

均勻取五個(gè)點(diǎn)，包括起始和終點(diǎn)，若起點(diǎn)不準(zhǔn)，可調(diào)整指針，若終點(diǎn)不準(zhǔn)（滿(mǎn)量程）不準(zhǔn)，可調(diào)準(zhǔn)傳

動(dòng)放大杠桿上螺釘?shù)奈恢茫话阋鬁y(cè)出上行、下行值然后記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤差計(jì)算，并得出結(jié)論。

f）可以使用標(biāo)準(zhǔn)祛碼校驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)表校驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)。標(biāo)準(zhǔn)表檢驗(yàn)通過(guò)手輪加壓和減

g）必須完成上行和下行值的校驗(yàn)過(guò)程。假碳碼就是上行的校驗(yàn)過(guò)程，減碳碼就是下行的校驗(yàn)過(guò)程。至少

要五個(gè)點(diǎn)或者更多。標(biāo)準(zhǔn)碳碼的校驗(yàn)過(guò)程不裝標(biāo)準(zhǔn)表。

h）標(biāo)準(zhǔn)表的檢驗(yàn)方法需要安裝標(biāo)準(zhǔn)表，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪來(lái)加壓和減壓獲得上行和下行值。操作工程中要十

分小心的，搖桿操作的過(guò)程很容易超過(guò)，如果超過(guò)了測(cè)量點(diǎn)在吧手輪到過(guò)來(lái)旋轉(zhuǎn)得到那個(gè)點(diǎn)那么得到

的不是上行值而是下行值這是十分需要注意的地方，如果超過(guò)過(guò)多了可以反向旋轉(zhuǎn)較多的距離在重新

正向旋轉(zhuǎn)才能得到上行值。

i)

注意：如果起點(diǎn)不準(zhǔn)，調(diào)準(zhǔn)指針的時(shí)候要使用取針器取下來(lái)不能使用手，防止損壞指針。如果終點(diǎn)（滿(mǎn)

量程）不準(zhǔn)可以調(diào)整扇形齒輪的螺釘位置，一般要求測(cè)量出上行、下行值然后記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤差計(jì)

算，并得出結(jié)論。

第3章物位測(cè)量及變送

重點(diǎn)：物位概念，恒浮力式、變浮力式物位計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理及適用場(chǎng)合，差壓式物位計(jì)的原理及實(shí)際使用中應(yīng)

注意的問(wèn)題：遷移。

第一節(jié)概述

這三個(gè)具體的概念：

液位一氣液界面，

界面一兩種不同液體撿的接觸面，當(dāng)然這兩種不同液體不相溶或者過(guò)一段時(shí)間可以出現(xiàn)分界面的兩種液體。

料位（面）一固體的容高，固體粉末或者顆粒狀的物料，比如水泥等等

注意：如果罐子，可能有進(jìn)口，有出口，罐已經(jīng)滿(mǎn)了，可能溢出，如果已經(jīng)抽完了，還繼續(xù)抽可能導(dǎo)致罐的倒

塌，。所以對(duì)罐的液位或者料位的檢測(cè)是十分重要的。

物位計(jì)類(lèi)型：

1、直讀式液位計(jì)

Ph

利用連通器的原理，有玻璃管，玻璃板，磁翻板液位計(jì)；戲曲"站址o由于玻璃管不能承受一定的壓力和溫度，

使用有機(jī)玻璃板，玻璃板式還可以加上鋼架可以承受一定的溫度和壓力。

磁翻板式，利用直讀式，的連通器的原理，連通器里面放入浮球具有NS極的磁性的浮球，浮球上下移動(dòng)可以吸

附翻板翻轉(zhuǎn)，也可以讀取液位。應(yīng)該是一長(zhǎng)排翻板。

2、浮力式：恒浮力式、變浮力式。例如浮標(biāo)跟隨液面上下移動(dòng)，恒浮力式。當(dāng)物體浸入液體的體積不同受到

的力不同可以得到不同的信號(hào)。

3、差壓式物位計(jì)

4、其他物位計(jì)：輻射式，核輻射或者射電輻射，超聲波式，光電式。雷達(dá)式，射頻導(dǎo)納式等。都有非接觸式

的性質(zhì)，射頻導(dǎo)納式接觸式的儀表。

5、還有電容式，實(shí)際應(yīng)用中還是有用處的。

6、概述的內(nèi)容就到這里吧。

第二節(jié)浮力式液位計(jì)

一、恒浮力式

a）自動(dòng)跟蹤式

i.恒浮力式是指維持浮力不變，浮標(biāo)一直漂浮在液面上，浮標(biāo)隨著液面的高低變化，浮標(biāo)位置的變

化通過(guò)傳遞機(jī)構(gòu)傳出容器外，則可進(jìn)行指示，或其他轉(zhuǎn)換。

ii.油罐區(qū)有時(shí)用自動(dòng)跟蹤式液位計(jì)，而塔板上常用的是浮球式液位計(jì)?？梢栽黾訕?biāo)尺，從而可以指

示浮標(biāo)的位置，這里標(biāo)尺應(yīng)該是倒立的，數(shù)值自上而下越來(lái)越大。

iii.自恒系統(tǒng)容易受到摩擦力的影響，滑輪這個(gè)系統(tǒng)實(shí)際中的利用價(jià)值并不是十分理想。

iv.現(xiàn)在一般做成自動(dòng)跟蹤式液位計(jì)，有一個(gè)跟蹤動(dòng)力機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)纏繞滾筒，通過(guò)一定的檢測(cè)機(jī)構(gòu)

檢測(cè)浮標(biāo)在液體里面的浸沒(méi)程度的變化，浸沒(méi)程度減小了那么液位下降，則動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，

使浮標(biāo)跟著液位下降重新達(dá)到先前的浸沒(méi)程度。當(dāng)然通過(guò)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)浮標(biāo)的浸沒(méi)位置。這樣可

以做到0.01%的檢測(cè)，量程可以做到0-15m的量程，適合大罐的檢測(cè)。煉油廠(chǎng)的大罐或者儲(chǔ)罐的

檢測(cè)。

b）浮球式

i.空心金屬球由連桿連至容器外，轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)在容器壁上，連桿另一端有平衡重錘來(lái)維持平衡，液位的

變化帶動(dòng)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)化為刻度指示，亦可以將傳動(dòng)通過(guò)一定的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成電（氣）

信號(hào)遠(yuǎn)傳。

ii.特點(diǎn)：浮球式液位計(jì)適用于溫度、粘度較高，而壓力不太高的密閉容器內(nèi)的液體介質(zhì)的液位測(cè)量。

iii.當(dāng)然也有外浮球式，外浮球式不宜適用于粘度高的液體或者容易結(jié)晶的液體，要保證內(nèi)外液體的

流動(dòng)性。

二、變浮力式液位計(jì)

a）浸沒(méi)于液體中物體隨浸沒(méi)程度的變化而使之水導(dǎo)的浮力發(fā)生變化，檢測(cè)出浮力的變化則可知液位高度,

屬于這種液位計(jì)的有浮筒式液位計(jì)。

b）當(dāng)沉筒不浸沒(méi)于液體時(shí)，彈簧被壓縮至最短位量；

c）液體浸沒(méi)沉筒，彈簧受力F=W-F浮，變小，彈簧上移，帶動(dòng)差動(dòng)變壓器中鐵芯的移動(dòng)，變壓器有不

平衡電壓輸出，電壓經(jīng)整理放大，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一信號(hào)輸出。

圖2“-2變浮力法液位

測(cè)后原理

d)把液位的變化轉(zhuǎn)化成為浮力的變化，連接的一個(gè)鐵芯,

鐵芯位于差動(dòng)變壓器的輸入輸出線(xiàn)圈之間。原邊加交流電壓，付邊可以產(chǎn)生交流電壓，付邊反相繞線(xiàn)

差動(dòng)變壓器

圈，e=el-e2,el=e2e=0,

如果鐵芯不在對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的位置時(shí)，磁通量不會(huì)對(duì)稱(chēng)，鐵芯如果往上偏，則el>e2,如果鐵芯往下偏則el<e2；

所以可以進(jìn)行位移檢測(cè)了，位移的量是十分小的。E1不等于e2的時(shí)候就會(huì)有電壓輸出。這樣輸出電

壓就可以和液位之間建立聯(lián)系。

e)液位一彈簧的位移—x—e。

i.浮筒式液位計(jì)量程：決定于沉筒的長(zhǎng)度。低于和高于浮筒我們都不能測(cè)量液位。

H.浮筒式液位計(jì)只能測(cè)量輕，凈介質(zhì)。如果是粘度大或者臟的東西，浮筒表面會(huì)粘附一些粘稠的物

質(zhì)，影響測(cè)量。測(cè)量只應(yīng)該是偏小的。

iii.浮筒式液位計(jì)的輸出信號(hào)不僅與液位高度有關(guān)，還與被測(cè)介質(zhì)密度有關(guān)(浮力與液體密度有關(guān))，

因此當(dāng)所測(cè)介質(zhì)密度變化時(shí)，必須進(jìn)行密度修正。

iv.儀表都有零點(diǎn)和量程調(diào)整，這兩個(gè)調(diào)整，量程調(diào)整相當(dāng)于密度調(diào)整，

第三節(jié)差壓式液位計(jì)

、工作原理

a)P=,側(cè)壓力的液位。用差壓變送器來(lái)測(cè)量。

H

b)喇用液柱所產(chǎn)生的靜壓。

使用及遷移

a）敞口容器液位測(cè)量

變送器正壓室接取壓口，負(fù)壓室通大氣即可。

口液面壓力和大氣壓力一樣所以可以省略圖中打叉的管線(xiàn)。負(fù)壓的引壓管路可以不接的，可以直

接通大氣。只接下方的正壓管路就可以。

H.如果變送器與最低液位處于同一水平位置上，則變送器的輸出反映真實(shí)情況，此時(shí)不用調(diào)整。

iii.如果變送器不于容器最低液面處于同一水平位置時(shí)，當(dāng)變送器低于最低液面，則必須進(jìn)行正遷移。

iv.正常情況下是輸出信號(hào)4?20mA,如果不做正遷移，因?yàn)槌跏贾挡皇荗MPa,所以輸出電信號(hào)不

是從4mA開(kāi)始的而是大于4mAo所以要把初始電壓調(diào)到4mAo

b）密閉容器

i.注意：不管是不凝氣還是可凝氣都必須把氣相壓力引入，氣相為不凝氣時(shí)，不用加隔離罐。

H.氣相為可凝氣時(shí)，如果隨著溫度的變化等等，h那里會(huì)呀液柱變化導(dǎo)致負(fù)壓不穩(wěn)定，必須加隔離

罐，隔離罐充入隔離液。凝液會(huì)導(dǎo)致負(fù)壓引壓管中壓力變化，即使液位最高時(shí)變送器輸出扔小于

最小值，必須進(jìn)行負(fù)向調(diào)整，使的當(dāng)H=0時(shí)輸出最小。

區(qū)=Cl+?

口十*%

u

一RFY》k

2f般保證

以保證小于。的。

iv.這種調(diào)整成為遷移，遷移實(shí)際上是零點(diǎn)的調(diào)整，對(duì)變送器的量程沒(méi)有改變遷移時(shí)框藝調(diào)整遷移彈

簧。

v如何判斷要進(jìn)行何種遷移呢？

VI當(dāng)液位最低時(shí)，△P=P+-P-=O五遷移

vii當(dāng)。。。。＜0時(shí)負(fù)遷移

viii當(dāng)。。。。＞0時(shí)正遷移

ix令H=0來(lái)判斷如何遷移，那么遷移量是多少呢？就是△Pmin。

法蘭式差壓式液位計(jì)

a)主要用于腐蝕性或含懸浮顆粒、粘度大、易凝等介質(zhì)的測(cè)量。

b)法蘭式液位計(jì)的前一輛與變送器安裝高度無(wú)關(guān)，而且總是負(fù)遷移。

d)通過(guò)引壓管路引進(jìn)去，如果有懸浮顆粒那么不適合使用引壓管路，還有就是粘度太大的液體也不適合

使用引壓管路，容易堵塞，這里就適合使用法蘭式差壓式液位計(jì)。彈性膜片，往里充滿(mǎn)了硅油，使用

毛細(xì)管，毛細(xì)管里也是充滿(mǎn)硅油，壓力到了彈性膜片不用再流入毛細(xì)管，通過(guò)毛細(xì)管和毛細(xì)管內(nèi)的硅

油傳遞壓力。

第四節(jié)其它物位計(jì)

電容式物位計(jì)

a）采用圓筒形電容器原理進(jìn)行工作。

b）圓筒形電容器電容：

利用電容與介電常數(shù)、電機(jī)長(zhǎng)度的關(guān)系，采取合適的傳感器形式，可以進(jìn)行物位測(cè)量。

R92-3-1電容式物

考慮用于導(dǎo)電介質(zhì)與不到電解質(zhì)的電容式物位傳感器的區(qū)別。位M雇爆理

極板電容，兩個(gè)極板構(gòu)成的電容,o外電極和內(nèi)電極構(gòu)成。當(dāng)量直徑，R/r

再取對(duì)數(shù)，相當(dāng)于兩個(gè)電極之間的距離。

如果是不導(dǎo)電介質(zhì)那么可以直接放入電極，形成電容，c與介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)還介質(zhì)常數(shù)有關(guān)。內(nèi)電極是裸

露的內(nèi)電極。外電極利用容器的外壁。上面由氣相構(gòu)成的介電常數(shù)構(gòu)成co,下面有介質(zhì)構(gòu)成的電容Cl,C就是co

和Cl的并聯(lián)，并聯(lián)的結(jié)果就是?=€21+0）=2,通過(guò)對(duì)C值的測(cè)量得到物位。

如果是導(dǎo)電介質(zhì)，那么不能形成電容。必須使用復(fù)合電極，中間是一個(gè)極板，外圍包裹絕緣層，絕緣層介電常

數(shù)，代替裸露的電極，這時(shí)再充入導(dǎo)電介質(zhì)構(gòu)成的電容發(fā)生了變化，利用中間的電極和導(dǎo)電介質(zhì)和外壁構(gòu)成的電容。

半徑之比，這時(shí)R發(fā)生了變化，需要注意的地方，R是絕緣層的半徑。

二、核輻射物位計(jì)

a）利用的射線(xiàn)的穿透能力。例如罐區(qū)，腐蝕性的或者危險(xiǎn)的，不希望使用浮筒或者浮球的接觸式測(cè)量，

不需要任何的內(nèi)部的裝置。

b）射線(xiàn)強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減，其關(guān)系為：

式中：---介質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收系數(shù)；

H——介質(zhì)層的厚度；

I--穿過(guò)介質(zhì)后的射線(xiàn)強(qiáng)度。

透容器穿過(guò)介質(zhì)，接收器包含探測(cè)器，可以探測(cè)到強(qiáng)度I,進(jìn)行前置放大，因?yàn)樾盘?hào)可能十分小。再

進(jìn)行指示。

d）有好多種：自動(dòng)跟蹤式，穿透式、帶補(bǔ)嘗式

超聲波式物位計(jì)

a）利用范圍十分廣泛，檢測(cè)和非檢測(cè)的領(lǐng)域都有應(yīng)用。

b）檢測(cè)領(lǐng)域：無(wú)損探傷的領(lǐng)域，就是簡(jiǎn)單的例子，一個(gè)生產(chǎn)的零件或者一個(gè)大型的鋼結(jié)構(gòu)，它的部件在

大型設(shè)備，內(nèi)部如果存在缺陷，日后可能有安全隱患的，這個(gè)內(nèi)部微小的缺陷可能使設(shè)備在日后擴(kuò)大

斷裂，這里可以進(jìn)行無(wú)損傷的探傷，這里不能損害部件，那樣是沒(méi)有意義的，不損害的同時(shí)可以探索

部件損害的位置和大小，通過(guò)耦合是超聲波進(jìn)入部件內(nèi)部，碰到缺陷的時(shí)候，有一些反射，分析超聲

波的的特征，可以檢測(cè)損傷的性質(zhì)。

C）測(cè)量材料厚度、超聲波流量計(jì)、物位計(jì)、濃度計(jì)、硬度計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)、超聲診斷儀、血流計(jì)、

測(cè)距離。汽車(chē)可以加倒車(chē)?yán)走_(dá)，比如超聲波測(cè)距離。還有超聲波清灰，鍋爐內(nèi)部的結(jié)垢，可以很容易

實(shí)現(xiàn)結(jié)垢的；超聲波焊接技術(shù)。

d）設(shè)超聲探頭至物位的垂直距離為H,由發(fā)射到接收所經(jīng)歷的時(shí)間為t,超聲波在介質(zhì)中傳播的速度為

V,則存在如下關(guān)系，發(fā)射超聲波是脈沖的形式，發(fā)射和等待，探頭一般是用壓電晶體做的發(fā)射完了

就可以接收，它是兩用的可以發(fā)射也可以接收，從發(fā)射開(kāi)始到收到的時(shí)間記為3速度已知。

e）H=l/2Vt0發(fā)射到收到距離的一般就是液位的實(shí)際高度，從機(jī)理上講是十分簡(jiǎn)單的，但是實(shí)際上是十

分復(fù)雜的,V容易受到外界的影響，不同的介質(zhì)V的大小不一樣的，受密度和溫度的影響的,V=f（e*T）,

現(xiàn)在使用的時(shí)候還是要考慮這些因素的。浮力式差壓式電容式，雷達(dá)式，用的相當(dāng)多的一種形式，雷

達(dá)式和超聲波形式類(lèi)似，一般安裝在液面的上面，發(fā)射雷達(dá)波，雷達(dá)測(cè)得的是液面上表面到雷達(dá)的距

離，測(cè)得的是空高。

f）現(xiàn)在雷達(dá)不僅可以測(cè)得空高，還可以測(cè)得的界面，不同密度的液體的界面也可以測(cè)得。一種微波的雷

達(dá)波Ghz的頻率十分的高。

四、其他物位計(jì)：雷達(dá)式、光電式、射頻導(dǎo)納式等等。

第4章流量測(cè)量及變送

重點(diǎn)：流量的表示方法、單位，各種流量?jī)x表的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和實(shí)際使用場(chǎng)合，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，轉(zhuǎn)子流量

計(jì)的刻度修正。

第一節(jié)概述

一、流量

a）流量是物料平衡和控制的主要手段。計(jì)量、成本和產(chǎn)量核算等等這樣的問(wèn)題，使用場(chǎng)合是十分廣泛的。

普通生活到生產(chǎn)當(dāng)中的檢測(cè)，對(duì)外貿(mào)易的流體流量的檢測(cè)。如果牽扯到貿(mào)易交接的過(guò)程，或者說(shuō)銷(xiāo)售，

天然氣，燃油柴油或者汽油銷(xiāo)售，這里要求非常高，越高越好，計(jì)量的場(chǎng)合，不同的場(chǎng)合有不同的要

求。

b）流量：流經(jīng)某一截面流體的數(shù)量。

c）瞬時(shí)流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量（瞬時(shí)量）。

i.體積流量：；標(biāo)準(zhǔn)單位是；一般使用。

ii,質(zhì)量流量：；t/h噸每小時(shí)，或者.kg/h。

d）積累流量：某一段時(shí)間內(nèi)流體總和。比如是一天24h或者一年，或者一個(gè)班8h的累計(jì)。

二、流量?jī)x表分類(lèi)

a）速度式（V*S）:差壓式、轉(zhuǎn)子式、靶式、電磁式、渦輪式

b）容積式：羅茨、橢圓齒輪、刮板

i.哪些方法可以測(cè)量速度呢，差壓，轉(zhuǎn)子，靶式，電磁式，渦輪等等都可以測(cè)量速度，或者把速度

轉(zhuǎn)換成電量或者力，渦輪轉(zhuǎn)化成扭矩，等效成測(cè)量速度。

H.容積式的體積流量計(jì)，，相當(dāng)于機(jī)器或者人利用固定的體積的容器，記憶一定時(shí)間有多少次標(biāo)準(zhǔn)

容積被裝滿(mǎn)過(guò)，就是用標(biāo)準(zhǔn)容積去量取流體流過(guò)的多少。精度取決于標(biāo)準(zhǔn)容積的大小，標(biāo)準(zhǔn)容積

越小精度越高。即，最小的測(cè)量單位越小。

iii.速度式和容積式都屬于體積式，第三種屬于質(zhì)量式。如果直接測(cè)質(zhì)量和體積流量，體積流量容易

受到介質(zhì)溫度和壓力影響，質(zhì)量流量是一個(gè)恒量不受壓力的影響，精度和效果比體積效果好，質(zhì)

量流量計(jì)有更高的濃度，質(zhì)量流量計(jì)比體積式流量計(jì)一般價(jià)格貴10倍左右。

c）質(zhì)量式：實(shí)際中用的比較少。。這是第一節(jié)概述的內(nèi)容了。

i.直接（熱式、補(bǔ)嘗式，振動(dòng)式）

ii.間接式：測(cè)Q-M。

第二節(jié)差壓式流量計(jì)

發(fā)展歷史最悠久，利用經(jīng)驗(yàn)最豐富的一種流量計(jì)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)十分完善的，歷史上講，曾經(jīng)占有70%的范圍，

現(xiàn)在大不如以前了，現(xiàn)在許多新型的流量計(jì)比他效果要好，現(xiàn)在它估計(jì)占有20?30%了。

差壓式流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用節(jié)流裝置前后的差壓與流量的關(guān)系來(lái)測(cè)量流量，速度產(chǎn)生差壓,

利用差壓反推速度，和流量。

差壓式流量計(jì)的組成：

1.節(jié)流裝置：（節(jié)流體，前后取壓管）作用：將V-ZXP。速度轉(zhuǎn)換成壓差，在反推速度。

2.三閥組及引壓管：引壓

3.差壓計(jì)（差壓變送器）：信號(hào)輸出

4.流速轉(zhuǎn)換成前后差壓，引出差壓，引壓管路還有配套的東西，對(duì)差壓進(jìn)行測(cè)量，把差壓轉(zhuǎn)換

成流速和流量。

一、節(jié)流原理和流量方程

a）節(jié)流現(xiàn)象分析：

i.流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)具有動(dòng)壓能（V）和靜壓能（P）,兩種能量在一定條件下互相轉(zhuǎn)化，但綜合不變。

ii.節(jié)流裝置是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(chēng)。

iii.什么是節(jié)流元件？

iv.改變管道中流體流通面積的元件。

v.當(dāng)在管道中放量一孔板作為節(jié)流元件時(shí)，管道中的流體情況如下：沒(méi)有固定形式的阻力元件的話(huà)，很

難獲得流量和差壓之間的關(guān)系看，一般使用固定形式的節(jié)流元件，來(lái)獲得一定的關(guān)系。

Vi.節(jié)流孔板的結(jié)構(gòu)，中間開(kāi)一個(gè)孔，一流體的方向是圖中的

箭頭所示的方向，一般是不銹鋼做成的薄板，圓筒狀后邊有個(gè)喇叭口的節(jié)流元件。

Vii.截面I:流速VI,靜壓Pl';

viii.流體流過(guò)時(shí)有一個(gè)收縮通過(guò)后有一個(gè)擴(kuò)張的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中取3個(gè)代表性的截面，1是流體開(kāi)始收

縮的位置，2截面表示收縮面積最小的地方，3表示流速重新恢復(fù)到滿(mǎn)管的時(shí)候，

ix.假設(shè)第一個(gè)截面，動(dòng)壓能和靜壓能相互轉(zhuǎn)化，1截面以后管壁處的流體在孔板的地方已經(jīng)被擋住了，

速度在阻礙的作用轉(zhuǎn)換成靜壓力的升高，逐漸靠近孔板的過(guò)程中管壁一周壓力慢慢抬高；

x.流速慢慢收縮的過(guò)程中，管道中任何一個(gè)截面的流量是相等的，根據(jù)我們的定律，截面最小的地方，

或者在收縮的過(guò)程中，速度逐漸增大，截面最小的地方速度是最高的。流速能能量必須從別的地方

轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，智能從靜壓力轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，在截面最小的地方，管心處的靜壓力不斷降低，管壁處的靜壓

力增高；流速在逐漸收縮的過(guò)程中，截面2取在下游的某個(gè)位置上。

二體沒(méi)有分流,

xi.流體流動(dòng)的連續(xù)性方程。Vb5%只能從這里通過(guò)。截面積的變化導(dǎo)

致流蘇的變化。這里恢復(fù)到V3的時(shí)候V1=V3,速度可以完

全恢復(fù)，但是壓力不能完全恢復(fù)，差壓是怎么形成的呢？截面積最小的地方流速是最高的。由管壁

到管子中心靜壓力逐漸降低的。靜壓力轉(zhuǎn)換成動(dòng)壓能。由于收縮具有一定的慣性，所以收縮的面積

最小的地方在孔板孔的下游的一定距離的位置，而不是孔板上，所以根據(jù)流速的變化最小截面的位

置是變化的。有能量的損失。結(jié)果就是孔板前后的差壓的形成，差壓和流量有固定的方程。

VSi電保,

截面.1：流速V,、靜壓P［；弓布

管峨處動(dòng)壓能（部芬J轉(zhuǎn)花為靜壓能，靜

壓力上升到PpPl大于流束中心的壓力，兇

此流束收縮，根據(jù)流動(dòng)連續(xù)性方程，流束中

心流速增大，而靜壓力逐漸減?。芰渴睾悖?

山丁慣性作用，流束的設(shè)小收縮面積處位于

截面II：V2最大，「2最?。?/p>

然后流體逐漸恢復(fù)到充滿(mǎn)全管，壓力

恢復(fù)到P》流速為V3（V3=V。，P3<Pi摩擦導(dǎo)致

壓力損失。

流體施經(jīng)孔板時(shí)的壓力

行流結(jié)果：孔板前后的壓差△P=P「Pz和雙速變化情況

b）流量基本方程（能量守恒）

i.由伯努利方連續(xù)性方程得:

（二）流量基本方程_C4r—

由伯努利和連續(xù)性方程得：*=h_'P.

Ao：孔板開(kāi)孔面積V―〃

e：流體膨脹系數(shù)（液體=1,氣體〉1）

C：流系數(shù)

P：流體密度

△P：孔板前后差壓

P：直徑比=d/D

7

實(shí)用流量公式：7^=0.003999dy/Appx

151M立：Q：m3/hd：urnp；Kg/m3AP：Pa

山流量方防芮流量與差壓的平方根成正比.

是質(zhì)量流量。D:管徑，d:孔板開(kāi)孔直徑?？装逶O(shè)計(jì)號(hào)以后比值是一定的。

這里是一個(gè)開(kāi)放的關(guān)系，非線(xiàn)性的關(guān)系。

二、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置

a）根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)資料，將節(jié)流裝置：孔板、噴嘴、文丘里管等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化GB-1993較新的國(guó)標(biāo)。，稱(chēng)

之為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件”，他們的結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)條件都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)實(shí)際需要按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工和安裝，不必再經(jīng)單獨(dú)標(biāo)定，即可投入使用，精度可達(dá)L5級(jí)。

b）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括取壓方式，常用有以下方式：噴嘴的形式如下：它有一定的彎曲的弧線(xiàn)，流體的壓力損

失可以減小，加工難度加大。文丘里管第二個(gè)圖，起碼有三個(gè)部分，收縮段喉部，還有個(gè)擴(kuò)散部分，有

的還有四個(gè)部分、五個(gè)部分等等。

ii.角接取壓接：取壓位置緊靠節(jié)流件前后端面，適用于孔板和噴嘴。

iii.1英寸法蘭取壓：距節(jié)流件前面端面1英寸（25.4mm）處取壓開(kāi)口，適用于孔板。

c）還有一些變化，例如，單獨(dú)鉆孔和環(huán)室取壓都屬于角接取壓。換式取壓孔板一圈做一個(gè)外圓一圈的壓力都

」工

取壓，單獨(dú)去孔只是一個(gè)點(diǎn)的壓力，不如環(huán)形取壓效果好。.

差壓計(jì)

a）差壓變送器

i,流量一孔板—變送器—

H.現(xiàn)在一般都用差壓變送器，測(cè)出差壓來(lái)。還有雙波紋管差壓計(jì)，智能就地顯示。取壓出來(lái)有兩個(gè)截止

閥，中間有個(gè)平衡閥，等等等構(gòu)成三閥組。三閥組的的作用防止差壓變送器單向受壓，如果要投入

使用，不能保證同時(shí)打開(kāi)，靜壓比差壓較大，容易導(dǎo)致差壓變送器的損壞。打開(kāi)平衡閥，保證兩邊

的壓力同時(shí)進(jìn)入避免單向受壓。

iii.附帶的問(wèn)題：變送器測(cè)量差壓的，但是流量的值可差壓是一個(gè)開(kāi)方的關(guān)系，那么刻度如何表示呢，兩

個(gè)刻度，一個(gè)是線(xiàn)性的刻度。指針根據(jù)4?20mA,來(lái)顯示，整個(gè)刻度時(shí)線(xiàn)性的刻度，指示的值是差

壓值。另外一個(gè)刻度不等分，這個(gè)是開(kāi)方的刻度。50%差壓接近70%的流量。最右端應(yīng)該都是100%。

b）雙波紋管差壓計(jì)

i.不需要電源或氣源，可用于就地顯示。

ii.變送器的刻度：線(xiàn)性（等百分）與非線(xiàn)性刻度（開(kāi)方）49%AP一――70%

第三節(jié)靶式流量計(jì)

差壓式流量計(jì)對(duì)于高粘度介質(zhì)的測(cè)量不理想（引壓管線(xiàn)易堵），可以用靶式流量計(jì)，靶式流量計(jì)可直接裝于管

道中。

靶式流量計(jì)利用動(dòng)壓原理。受到三個(gè)作用力。

1、流體對(duì)靶的直接沖擊力，即流體的動(dòng)壓力。

2、由于靶對(duì)流體的節(jié)流作用，在靶前后兩側(cè)產(chǎn)生的靜壓力壓差。

3、流體對(duì)靶的粘滯摩擦力。

4、綜合1、2、3所得到的的公式是：流體作用在靶上的力：阻力系數(shù)。：靶面積。

5、高粘度介質(zhì)或者含有顆粒的介質(zhì)，差壓時(shí)流量計(jì)效果不好，靶式流量計(jì)可以解決這個(gè)問(wèn)題，直接安裝在管

道內(nèi)部。如圖：具有靶片，支點(diǎn)、杠桿構(gòu)成。可以測(cè)量杠桿一端的力的測(cè)量知道流量的大小。節(jié)流的元件

和孔板的不一樣，這里四周是流通面積，中間是節(jié)流裝置。上游的壓力高于下游的壓力。

流晨方程川以表示為：％=-4〃=4.512K”

K?：流星系數(shù)，山實(shí)驗(yàn)確定

F：流體作用于靶上的力.

靶式流量計(jì)的轉(zhuǎn)換部分與用壓交送卷一樣。

靶式流量計(jì)特點(diǎn)：

適用丁-高粘度、低宙諸值及含顆粒的介質(zhì)測(cè)審：

調(diào)零點(diǎn)不方便（加裝旁路管）。

6、A0是環(huán)形的流通面積。靶式流量計(jì)可以做成氣動(dòng)的也可以做成電動(dòng)的。

7、特點(diǎn)：適合于高粘度低雷諾值。