化工测量仪表

化工检测仪表化工仪表自动化培训腾龙化学（漳浦）有限公司一、化工测量与仪表检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多很多：•根据能源分：气动、电动、液动、核能等•根据组合：基地式、单元式、综合控制•根据安装：现场、盘装、架装•根据是否可引入计算机：智能、非智能•根据仪表信号形式：模拟仪表、数字仪表最通用的分类是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分：检测仪表、显示仪表、调节仪表、执行器返回目录按功能按被测变量按工作原理或结构形式按能源其它检测仪表压力液柱式、弹性式、电气式电、气温度电偶、电阻、辐射、流量节流、转子、靶式、涡电、气物位浮力、静压、声波、光学、辐射电、气成分PH值、色谱、氧分析、红外电、核显示模拟和数字电、气指示和记录调节仪表自力式电、气组装式可编程式电执行器执行机构薄膜工、活塞、长行程、其它电、气、液阀直通、套筒、蝶阀、偏心旋转、三通直线、对数、抛物线、快开分类返回目录温度参数是不能直接测量的，一般只能根据物质的某些特性值与温度之间的函数关系，实现间接测量。工业上测温的基本原理有：•应用热膨胀原理测温：双金属温度计•应用压力随温度变化的原理测温：压力式温度计•应用热阻效应测温：热电阻•应用热电效应测温：热电偶•应用热辐射原理测温按工作原理分：有膨胀式、热电阻、热电偶以及辐射等。按测量方式分：有接触式和非接触式两类。一、温度测量仪表返回目录1、原理热电偶温度计是基于热电效应这一原理测量温度的；它的测温范围很广，可测量-200~160O℃范围，在特殊情况下，可测至2800℃的高温。【热电偶】2、特点测量精度高，测量范围广，构造简单，使用方便，不受大小和形状的限制，外有保护套管，用起来方便。第一节温度测量仪表返回目录3、热电偶的类形8种标准化热电偶：S：铂铑10-铂–20～1300℃B：铂铑30-铂铑6300～1600℃K：镍铬-镍硅-50～1000℃J：铁-康铜-40～750℃R：铂铑13-铂-0～1600℃E：镍铬-康铜-40～1000℃T：铜-康铜-40～350℃【热电偶】第一节温度仪表分类4、冷端补偿（1）补偿导线概念：在一定温度范围内（100℃以下）与所连接的热电偶具有相同或十分相近的热电特性，其材料也是廉价金属，。（2）作用：无论是补偿型还是延伸型，补偿导线本身并不能补偿热电偶冷端温度的变化，只是起到热电偶冷端延伸作用，改变冷端位置。在规定的范围内，由于补偿导线热电特性不可能与热电偶完全相同，因而仍存在一定的误差。第一节温度仪表分类【热电偶】（3）补偿导线的正确选用补偿导线的使用是以热电偶中间温度定律为依据的。各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，使用时正、负极必须对应。第一节温度仪表分类【热电偶】4、冷端补偿【热电偶】第一节温度仪表分类5、对热电偶冷端温度补偿•冰点法•计算修正法；（查表，冷端温度为0）•仪表零点校正法•补偿电桥法•补偿热电偶法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第一节温度仪表分类返回目录【热电阻】1、热电阻材料实际应用最广的是铜、铂两种材料，并已列入了标准化生产。•铂电阻（PT100）-200~850℃•铜电阻（Cu50、Cu100）-50~150℃热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂电阻的测量精度是最高的，可作为基准仪器。第一节温度仪表分类返回目录2、常见故障原因及处理故障现象可能原因处理方法温度示值偏低或不稳保护管内有金属屑、积灰，接线柱处脏污或短路除去金属屑，清扫灰尘、水滴等，找到短路点，加强绝缘温度示值无穷大热电阻或引线断路更换热电阻，找到断点重新接好温度显示负值热电阻接线有错或有短路现象改正接线，找出短路处，加强绝缘温度显示误差大热电阻丝材料受腐蚀变质更换热电阻第一节温度仪表分类压力单位帕/Pa兆帕/MPa工程大气压/(kgf/cm2)物理大气压/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大气压9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1013250.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501第二节压力测量仪表大气压力绝对压力表压ppp7在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。绝对压力大气压力真空度pppp表P真P绝P绝大气压力线零线图2-1绝对压力、表压、负压（真空度）的关系第二节压力测量仪表一、压力的表示方法返回目录二、压力测量仪表的分类压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电气式、活塞式等。实际工业应用中，压力检测仪表以弹性式和电气式为主。1、弹性式压力计类型：弹簧管压力计（可测高、中、低压）、波纹管压力计（测微压、低压）及膜式压力计（低压）等。特点：结构简单、使用可靠、读数清晰、价格低廉，在工业上广泛应用。第二节压力测量仪表压力测量仪表液柱式弹性式电气式活塞式图片原理流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度进行测量将被测压力转换成弹性元件变形的位移通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量主要特点优点：精度高缺点：易碎优点：结构简单、使用方便，就地检测，应用广泛优点：可以远传，应用广泛精度高、结构复杂、价格贵，用于校验压力表二、压力测量仪表的分类第二节压力测量仪表压力检测方法及仪表弹簧管拉杆指针中心齿轮扇形齿轮接头游丝刻度盘调整螺钉游丝和调整螺钉有什么作用呢？弹簧管压力表1、弹性式压力计第二节压力测量仪表1、检测元件：弹簧管2、传送放大部分：扇形齿轮和中心齿轮3、游丝：克服变差主要部件1、弹性式压力计第二节压力测量仪表弹性元件1、弹性式压力计第二节压力测量仪表扁圆形椭圆形半圆形◇弹簧管的各种横截面图21双圆形8字形厚壁扁圆形1、弹性式压力计第二节压力测量仪表膜片膜盒22波纹管1、弹性式压力计第二节压力测量仪表8它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。按其结构形式的不同有U形管压力计、单管压力计等优点精度高、结构简单缺点易碎，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空度或压力差。2、液柱式压力计二、压力测量仪表的分类第二节压力测量仪表3、电气式压力计原理：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）。种类：（1）在弹簧管压力表中附加变换装置：霍尔片式（霍尔效应）、电感式（电磁感应）；（2）不许附加变换装置：应变片式（应变效应）、振弦式（压力——频率）。第二节压力测量仪表组成一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。图2-5电气式压力计组成方框图183、电气式压力计第二节压力测量仪表19应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。应变片压力传感器1—应变筒；2—外壳；3—密封膜片3、电气式压力计第二节压力测量仪表应变片式压力传感器压阻式压力传感器压阻式压力传感器利用单晶硅的压阻效应而构成。采用单晶硅片为弹性元件。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。工作原理3、电气式压力计第二节压力测量仪表压阻式压力传感器1—基座；2—单晶硅片；3—导环；4—螺母；5—密封垫圈；6—等效电阻电容式压力变送器工作原理先将压力的变化转换为电容量的变化，然后通过转换、放大部分转换成标准电流信号输出。电容式测量膜盒1—中心感应膜片(可动电极)；2—固定电极；3—测量侧；4—隔离膜片3、电气式压力计第二节压力测量仪表它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。用途：校验各种压力变送器﹑压力传感器﹑压力开关﹑差压变送器﹑数字压力表等专用压力校验仪器。优点缺点测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。结构较复杂，价格较贵。4、活塞式压力计第二节压力测量仪表三、压力检测仪表的选择1.仪表量程选用•为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的3/4，压力波动较大时，最大工作压力不超过仪表量程的2/3。•为保证准确度，最小工作压力不低于满量程的1/3。第二节压力测量仪表2．仪表精度的选择根据在测量时允许的最大测量误差选择仪表，可根据仪表的精度等级算出用该仪表测量可能引起的最大示值绝对误差另外在选择仪表时不需一味追求高精度，只要满足测量精度要求即可。弹簧管压力表量程和精度系列我国目前弹簧管压力表量程系列：1,1.6,2.5,4.0,6.0kPa以及10n倍精度系列：0.005,0.02,0.05；0.1,0.2,0.5；工业表1.0,1.5,2.5三、压力检测仪表的选择第二节压力测量仪表例题：有一压力容器，压力范围0.4~0.6MPa，压力变化速度较缓，不要求远传。试选择压力仪表（给出量程和精度等级）测量该压力，测量误差不大于被测压力的4%。30.60.8MPa4A根据最大工作压力10.41.2MPa3A根据最小工作压力max0.44%0.016MPa被测压力的最大示值绝对误差max0.016100%1.6%1.0所选仪表的基本误差所以可选择量程范围为0—1.0MPa弹簧管压力表可选择1.5级的压力表三、压力检测仪表的选择第二节压力测量仪表3．仪表类型选择（1）被测介质的性质，例如，氧气、乙炔都有专门的测量仪表，对腐蚀性介质要采用不锈钢或其他耐腐蚀的材料。氧用压力表：禁油（向弹簧管内注射四氯化碳或丙酮清洗）；乙炔用压力表：禁止用铜垫片；氨用压力表：弹簧管不可用铜；（2）对仪表输出信号的要求，例如是否需要为电信号（3）使用环境（高温、震动、电磁场）。三、压力检测仪表的选择第二节压力测量仪表四．压力表的安装•气–上部防堵•汽–侧上部防堵，防液，防气•液–侧下部防堵，防汽气汽液1、取压口的选择第二节压力测量仪表2．导压管的敷设为了使导压管正确传递压力或压差，应作到：①导压管长度小于50m，内径为6-10mm。②对于水平敷设，导压管要有1:10～1:20的坡度，测量液体介质时下坡，测量气体介质时上坡。3．当被测介质易冷凝或冻结，必须加装伴热管后再行保温；当测量腐蚀性介质时，应加装隔离罐；当测量高温蒸气压力时