山东海力化工仪表培训

山东海力化工第1页化工测量的基本知识1、化工仪表基本组成：温度、压力、流量、液位、成份。2、变差的定义：仪表被测变量多次从不同方向到达同一数值时仪表指示值之间的最大差值，也可理解为从0到1与从1到0变化不一致的程度。3、灵敏度：对被测参数变化的灵敏程度（反应能力），是在稳态下输出变化增量对输入变化增量的比值。S=ΔL/ΔXS代表灵敏度ΔL代表输出ΔX代表输入4、精确度：简称精度、又称准确度：仪表测量值接近真值的准确程度。δ=（Δ*100%）/量程Δ代表绝对误差：理论上指测量值X0与被测量的真值Xt之间的差值。所谓真值时精确度比被测仪表高3―5倍的标准表测得值。误差;按其产生原因：系统误差、疏忽误差、偶然误差。按其表示方法:绝对误差、相对误差。相对误差也称引用误差。有三种表示方法：实际相对误差、标称相对误差、相对百分误差。实际相对误差：绝对误差与仪表真值之比ε1=(Δ/Χt)×100％标称相对误差：绝对误差与仪表示值之比ε2=(Δ/Χ0)×100％相对百分误差：绝对误差与仪表量程之比ε3=(Δmax/量程)×100％精度相当于引用误差例：1，现场压力表量程为0-1000kpa，测量压力为500kpa时压力表读值为480kpa，问此表精度？2.，某台测温仪表的测温范围为200～1000℃,工艺上要求测温误差不能大于±5℃,试确定应选仪表的准确度等级。解:工艺上允许的相对百分误差为图1-1测量仪表的变差%100标尺下限值标尺上限值最大绝对差值变差%625.0%10020010005允山东海力化工第2页要求所选的仪表的相对百分误差不能大于工艺上的δ允,才能保证测温误差不大于±5℃,所以所选仪表的准确度等级应为0.5级。当然仪表的准确度等级越高,能使测温误差越小,5、量程：仪表测量范围的上限制与下限值之差。6、仪表上限：所用仪表的最大值。仪表下限：所用仪表的最小值。7、迁移：迁移：量程不变，不以零点作为基本点的调校。正迁移：量程不变、不以零点作为基本点的正向调校。负迁移：量程不变、不以零点作为基本点的负向调校。例：现有一台压力变送器原量程为0-100kpa，正迁移10kpa，问现在校验量程为多少10-110kpa。负迁移10kpa，校验量程为多少？8、常用字母代号字母第一位字母后继字母A分析报警D密度差E电压检测元件F流量L液位T温度传送P压力C控制I电流显示S速度开关联锁Q累计V阀门山东海力化工第3页温度仪表检测仪表一、基本概念温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。华氏温标（ºF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为华氏1度，符号为ºF。摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为摄氏1度，符号为℃。摄氏温度值t和华低温度值tF有如下关系：CttF)32(95热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K。15.273//KTCt国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。15.273//KTCt二、温度检测仪表的分类：温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，故需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。山东海力化工第4页测温方式温度计种类常用测温范围，℃优点缺点非接触式测温仪表辐射式辐射式400~2000测温时，不破坏被测温度场低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度光学式700~3200比色式900~1700红外线热敏探测-50~3200测温时，不能破坏被测温度场，响应快，测温范围大，适于测温度分布易受外界干扰，标定困难光电探测0~3500热电探测200~2000接触式测温仪表膨胀式玻璃液体-50~600结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录和远传双金属-80~600结构紧凑，牢固可靠精度低，量程和使用范围有限压力式液体-30~600耐震，坚固，防爆，价格低廉精度低，测温距离短，滞后大气体-20~350蒸汽0~250热电偶铂铑-铂0~1600测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制需冷端温度补偿,在低温段测量精度较低镍铬-镍铝0~900镍铬-考铜0~600热电阻铂-200~500测温精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制不能测高温,须注意环境温度的影响铜-50~150热敏-50~300三、热电阻1、热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的。2、热电阻根据材质分为Pt100，Cu50，我厂常用Pt100.，3、Pt100,当温度为0℃时，电阻值为100.0Ω；当温度为100℃时，电阻值为138.5Ω，温度每升高1℃，阻值增加0.385Ω。4、热电阻的组成：电阻体、保护套管，绝缘瓷管、接线盒。山东海力化工第5页5、接线图及使用三线制的原因，如图三线制：减少引线电阻随环境温度变化而引起的测量误差。DCS测电阻值R=Rt+2R1tc=(R测-2R1-100)/0.385现场测R=Rttc=(R测-100)/0.3856、热电阻常见的故障：短路和断路a）显示仪表指示值比实际值低或示值不稳，原因：保护套管和接线盒有灰尘、金属，接线柱间脏污导致有短路，处理方法：除去灰尘、金属屑、水滴等，把潮湿部分加以干燥；用万用表查处短路部分加以绝缘或更换。b）显示值无穷大原因：热电阻或引出线断路及接线端子松开等导致热电阻断路。处理方法：引出线断路，可重新焊接或拧紧接线端子；热电阻断路，修复热电阻或更换。c）显示仪表显示负值，原因：显示仪表与热电阻接线有错，热电阻有短路现象。处理方法：改正接线；用万用表查处短路部位，加强绝缘。d）阻值与温度变化有关系，原因：热电阻变质。处理方法：更换电阻体例：工艺反映某温度应在125℃左右，中控室显示99.9℃，试分析原因R1RtBBA接线盒安全栅或卡件DCS信号线现场控制室山东海力化工第6页四、热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。1．热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个连接点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一定大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。如图所示，热电偶的一端将A、B两种导体焊在一起，置于温度为t的被测介中称为自由端，放在温度为t0的恒定温度下称为冷端。当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得温度值。热电偶两端的热电势差可以用下式表示：0teteEABABt式中：Et—热电偶的热电势；eAB(t)—温度为t时工作端的热电势；eAB(t0)—温度为t0时冷端的热电势当自由端温度t0恒定时，热电势只与工作端的温度有关，即Et=f(t)。2、热电偶的组成：测量端、热电极、绝缘管、保护管、接线盒。补偿导线+-热电偶热端显示仪表DCS的I/O卡热电偶冷端现场控制室ABtt.0热电偶工作原理图接线盒山东海力化工第7页注意：1。不同型号的热电偶配相应的补偿导线。3、热电偶的型号及材质我厂常用型号型号材质补偿导线正极补偿导线负极K镍铬-镍硅材质：镍镉红色材质：镍硅黑色S铂铑-铂材质：铜红色材质：铜镍绿色E镍铬-康铜材质：镍铬红色材质：铜镍黑色注意事项：我厂常用的温度变送器，为248型和温度安全栅1、更换温变时注意热电偶补偿导线，信号线有正负否则温度不准，2、调试修改变送器的，单位，量程，传感器类型（Pt100、K、S、E），3、调整接线方式针对热电阻，五、双金属温度计：感温元件是由两片膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成的，金属片受热膨胀后由于膨胀的长度不同而产生弯曲，温度越高膨胀的长度越大。WZPK2410表示温度Z表示热电阻R表示热电偶表示传感器型号表示铠装表示多支表示固定方式接线盒方式电阻芯的直径山东海力化工第8页压力变送器1、压力定义：实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。基本单位是N/㎡，法定计量单位是帕斯卡（简称帕），符号为Pa2、分类：常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分绝对压力：是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力表压力：绝对压力与大气压力之差。负压力：当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力）真空度：负压力值的绝对值3、根据压力的工作原理可分：液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式、振频式4、单位换算1MPa=1000KPa=1000000Pa=10Kg=10bar=145PSI1mmH2O=10Pa1mmHg=133.332Pa1atm=101325Pa（标准大气压）1at=98000Pa（工程大气压）5、弹簧管压力表组成以及工作原理工作原理：当通入被测的压力p后，由于椭圆形截面在压力p的作用下，将趋于圆形，而弯成圆弧形的弹簧管也随之产生扩张变形。同时，使弹簧管的自由端B产生位移。输入压力p越大，产生的变形也越大。由于输入压力与弹簧管自由端B的位移成正比，所以只要测得B点的位移量，就能反映压力p的大小。图示绝对压力、表压、负压（真空度）的关系p表P真P绝P绝大气压力线零线大气压力绝对压力表压ppp山东海力化工第9页6、电容式压力变送器工作原理根据变电容原理。利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量、从而实现压力到电容的转换。组成：检测环节和变送环节组成检测环节：感受被测压力的变化转化成电容量的变化变送环节：将电容量的变化转化成标准的电流信号4-20ma输出7、安装•取压管口应与工质流动方向垂直。测点要选在其前后有足够长直管段的地方，以保证仪表所测的是介质的静压。•以防仪表传感器与高温或有害的被测介质直接接触。如：测量高温蒸汽时，应加装冷凝盘图2-8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—调整螺丝；9—接头弹弹簧簧压压力力表表山东海力化工第10页管；测量含尘气体时，应装设灰尘捕集器；对于有腐蚀性的介质，应加装充有中性介质的隔离容器；对于测量温度高于60℃的介质，一般要加环形圈（冷凝）。•取压口的位置，对于测量气体介质的，一般位于工艺管道的上部；测量蒸汽的，应位于工艺管道的两侧偏上。（这样可以防止工艺管道底部的固体介质进入测量管道和仪表。）•对于测量液体的，取压口应位于工艺管道的下部，这样可以让液体内析出的少量气体不进入测量管和仪表。•取压口与压力表间应装隔离阀，检修用。•对于水平敷设的压力信号导管应有3%的坡度，以便排除导管内积水或积汽8、接线：压变内有三个接线端子。将信号线接在标注Supply的（+）和（-）、另一接线端子标注test(用于不拆线测试电流)9、调试（手操器的使用方