化工仪表培训资料

----化工仪表学习交流你是我的眼目录1、化工仪表基础知识2、压力检测及仪表3、温度检测及仪表4、流量检测及仪表5、物位检测及仪表第一章化工仪表基础知识一、仪表的性能指标性能指标精确度变差灵敏度灵敏限分辨力线性度反应时间仪表基础知识相对百分误差δ=∆fmax/range目前我国生产的仪表常用的精度等级有：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等1.精确度（简称精度）仪表基础知识是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即北侧参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间最大偏差。仪表基础知识2.变差灵敏限：是指引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。（上述指标适用于指针式仪表）仪表基础知识3.灵敏度与灵敏限灵敏度：仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量之比称为仪表的灵敏度。对于数字仪表，分辨力是指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。仪表基础知识4.分辨力线性度是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。仪表基础知识5.线性度当用仪表对被测量进行测量时，被测量突然变化以后，仪表指示值总是要经过一段时间后才能准确地显示出来。仪表基础知识6.反应时间电动仪表气动仪表液动仪表1.按仪表使用的能源分类：电动仪表的优点：电动仪表是以电为能源，信号之间联系比较方便，适宜于远距离传送和集中控制；便于与计算机联用；现在电动仪表可以做到防火、防爆，更有利于电动仪表的安全使用。电动仪表的缺点：电动仪表一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁场、放射性等环境影响。仪表基础知识二、工业仪表的分类2.按信息的获得、传递、反映和处理过程分类检测仪表显示仪表集中控制仪表控制仪表执行器仪表基础知识3.按仪表的组成形式分类单元组合仪表单元组合仪表：以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系而组合起来的一种仪表基地式仪表：将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。基地式仪表仪表基础知识英文字母数字+仪表位号=仪表工位号：参数符号+功能符号+数字，TIC2310A。参数符号F:流量；L：液位；P：压力；T：温度；E：电流；H：手操；V：振动、阀门；功能符号A：报警；R：记录；C：调节；I：指示；Q：累积；T：变送器；CV：自力式G：现场监视数字12..9仪表基础知识三、仪表的标号第二章压力检测及仪表压力检测的意义还不局限于自身，有些其他参数的测量，如物位，流量等往往是通过测量压力或压差来进行的，即测出了压力或压差，便可确定物位或流量。压力检测及仪表1.压力单位国际单位制（SI）---帕（Pa），工程大气压---at标准大气压---atm毫米汞柱---mmHg毫米水柱---mmH2O压力检测及仪表Psig磅/平方英寸（表压力，poundpersquareinch,gauge）Psia（绝对压力）磅/平方英寸（poundspersquareinch,absolute）（1）常见压力单位1Pa=1N/m21Mpa=1×106Pa1kgf/cm2=0.0981MPa1bar=0.1MPa1mmH2O=9.81×10-6MPa1mmHg=1.333×10-3MPa1atm=0.1013MPa1bar≈14.5psi1psi≈6.895kPa压力检测及仪表（2）常见压力单位的换算测压仪表液柱式压力计弹性式压力计电气式压力计活塞式压力计弹性式压力计在工业上是应用最为广泛的一种测压仪器压力检测及仪表2.测压仪表弹性元件转换原理弹簧管压力表弹性式压力计压力检测及仪表3.弹性式压力计原理弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。优点具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精度等优点。可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。（1）转换原理压力检测及仪表弹性元件弹簧管式单圈多圈波纹管式薄膜式膜片膜盒弹性元件示意图压力检测及仪表（2）弹性元件1—弹簧管2—拉杆3—扇形齿轮4—中心齿轮5—指针6—面板7—游丝8—调节螺钉9—接头压力检测及仪表（3）弹簧管压力表测压原理：它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。应用特点：反应较快，测量范围较广测量范围较广，可测7×10-5Pa至5×102MPa的压力，精度可达0.2％，便于远距离传送。压力检测及仪表4.电气式压力表霍尔片式应变片式压阻式电容式压力检测及仪表–类型选择•功能：显示、报警、记录、传送（数字、模拟）•介质条件：温度、腐蚀性、粘度、脏污程度、易燃易爆；如：氨气表防腐，氧气表禁油。•现场环境条件：温度、震动、电磁场等。–量程与盘面大小•测量稳定压力Pmax≤2/3量程(上限),Pmin≥1/3量程;•测量脉动压力Pmax≤1/2量程;测高压Pmax≤3/5量程.•盘面大小应方便安装和观察。–精度等级根据工艺要求所允许的最大测量误差确定。压力检测及仪表5.压力仪表的选用（1）测压点的选择要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其他易形成漩涡的地方。测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持齐平，不应有凸出物或毛刺。测量液体压力时，取压点取压点应在管道下部，使导压管内不积存气体；测量气体时，取压点应在管道上方，使导压管内部积存液体。压力检测及仪表6.压力表的安装（2）导压管铺设导压管粗细要合适，一般内径为6~10mm，长度应尽可能短，最长不超过50m，以减少压力指示的迟缓，如超过50m,应选用能远距离传送的压力计。导压管水平安装时应保证有1:10~1:20的倾斜度，以利于积存于其中之液体（或气体）的排出。当被测介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。取压口到压力计之间应装有切断阀，以备检修压力表时使用。切断阀应装设在靠近取压口的地方。压力检测及仪表（3）压力计的安装压力计应安装在易观察和检修的地方；安装地点应力求避免震动和高温影响；针对被测介质的不同性质（高温、低温、腐蚀、结晶、沉淀等），要采取相应的防热、防腐、防冻、防堵等措施。压力检测及仪表第三章温度检测及仪表•为什么冬天摸铁和木头，会觉得铁更冷？摄氏温标：所用标准仪器是水银玻璃温度计。分度方法是规定在标准大气压力下，水的冰点为零度，沸点为100度，单位为“℃“。华氏温标：标准仪器是水银温度计，选取氯化铵和冰水混合物的温度为零度，单位为“°F“。热力学温标：以绝对零度作为计算起点的温度。即将水三相点的温度准确定义为273.16K后所得到的温度,过去也曾称为绝对温度。单位为“K“。1.温度单位温度检测及仪表•摄氏温度和华氏温度的关系：T℉=1.8t℃+32（t为摄氏温度数，T为华氏温度数）•摄氏温度和开尔文温度的关系：K=℃+273.15两者关系•接触式测量特点：简单、可靠、测量精度较高。但由于要达到热平衡，因而产生了滞后。而且可能与被测介质产生化学反应。不能应用于很高温度的测量。•非接触式测量（辐射热）特点：其测温范围很广，其测温上限原则上不受限制；测温速度比较快，而且可以对运动体进行测量，但一般测温误差较大。温度检测及仪表2.温度检测方法按测量方式分类接触式测量仪表非接触式测量仪表膨胀式温度计热电阻温度计辐射温度计亮度温度计比色温度计热电偶温度计温度检测及仪表3.温度计的分类由两种不同的导体（或半导体）A、B组成的闭合回路，当接点1、2处于不同温度时，回路就会出现电动势，称为热电动势，简称为热电势。这一由温度产生电动势的现象称为热电现象。这两根导体（或半导体）称为热电极。温度检测及仪表4.热电偶温度计（1）热电偶工作原理热电势是由温差电势和接触电势组成。•温差电势温差电势是由于一根导体两端温度不同而产生的热电动势。设t≥t0，eA(t,t0)称为温差电势。•eA(t,t0)的大小取决于两端温差和电子密度。温度检测及仪表•接触电势是由于两种材料电子密度不同而产生的电势。设NANB，eAB(t)为接触电势。温度检测及仪表•热电势综合温差电势和接触电势可以知道由两种不同材料组成的热电偶的热电势EAB(t,t0)。设tt0，NANB，按顺时针方向取向。温度检测及仪表当保持材料确定的条件下，热电势只与t有关，只要测出EAB(t,t0)就可求出温度t的数值。常把t称为热端、工作端、测量端；把t0称为冷端、自由端、参考端。在冷端，电流从导体A流向导体B，则A称为正热电极，B称为负电极。温度检测及仪表热电极A右端称为：自由端（参考端、冷端）左端称为：测量端（工作端、热端）热电极B热电势热电偶温度计工作原理示意图温度检测及仪表（2）补偿导线使用时应注意：补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用；不得将极性接反；补偿导线与热电偶连接点的温度，不得超过规定的使用温度范围；两连接点温度必须相同。温度检测及仪表（3）热电偶冷端补偿问题冷端温度保持为0℃的方法冷端温度修正方法E（t,t0）=E(t,t1)+E(t1,t0)E（t,t1）=E(t,t0)-E(t1,t0)补偿电桥法补偿热电偶法温度检测及仪表对热电极材料的要求：物理性能稳定，能在较宽的温度范围内使用，其热电特性不随时间变化；化学性能稳定，不易氧化和电极间不相互渗透；热电势和热电势率要大（温度变化1℃引起的热电势变化），热电势与温度间呈线性关系；复制性好，以便互换；价格便宜，加工方便。温度检测及仪表（4）热电极材料的选择只有满足上述要求的材料才能制成热电偶。但实际上，很难找到全部满足上述要求的电极材料，只能根据所使用的条件范围，选择合适的热电极材料。纯金属电极：热电极容易复制，热电势率小；当两电极是由两种纯金属组成时，热电势率平均为20μV/℃,所以热电偶的两电极很少均采用纯金属。非金属电极：电势率大（可达1000μV/℃），熔点高，复现性和稳定性较差。合金电极：热电性质和工艺性能介于两者之间。常用的热电偶一般是用纯金属与合金相配，或是合金与合金相配。温度检测及仪表（5）标准化热电偶标准化热电偶是指制造工艺较成熟、应用广泛、能成批生产、性能优良且稳定并已列入专业或国家工业标准化文件中的那些热电偶。•K型(测温范围:-200℃--1250℃)镍铬-镍硅热电偶(K型)•J型(测温范围:0℃--750℃)铁-铜镍(康铜)热电偶(J型)•E型(测温范围:-200℃--900℃)镍铬-铜镍(康铜)热电偶(E型)•T型(测温范围:-250℃--350℃)铜-铜镍(康铜)热电偶(T型)•B型(测温范围:0℃--1700℃)铂铑30-铂铑6热电偶(B型)•S型(测温范围:0℃--1450℃)铂铑10-铂热电偶（S型）温度检测及仪表故障现象可能原因处理方法温度示值偏低或不稳电极短路找出短路原因，如潮湿或绝缘损坏接线柱处积灰清扫补偿导线与热偶极性接反纠正接线补偿导线与热偶极不配套更换相配套的补偿导线冷端补偿不符要求调整冷端补偿达到要求热偶安装位置不当按规定重新安装温度示值偏高补偿导线与热偶极不配套更换相配套的补偿导线有直流干扰信号进入排除直流干扰显示不稳定接线柱处接触不良将接线柱拧紧测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地找出故障点，修复绝缘热偶安装不牢或有震动紧固电偶，消除震动热电偶电极将断未断更换热偶外界干扰查出干扰源，采取屏蔽措施显示误差大热电偶电极变质更换热偶热电偶安装位置不当改变安装位置保护管表面积灰清除积灰显示无穷大接线断路找到断点，重新接好热电极断开或损坏更换热电偶（6）常见故障原因及处理（1）测温原理金属导体或半导体:电阻值R=f(温度t))电阻温度系数（α）——温度变化1℃时，导体电阻值的相对变化量，单位为1/℃。（2）仪表特点测量精度