造纸常用仪表功能和原理讲解培训

常用造纸仪表功能和原理讲解内容浏览温度变送器阀门和定位器流量变送器压力变送器液位变送器速度计、限位开关BTG浓度变送器仪表基础回顾仪表基础回顾现代工业中现场通讯采用4~20mADC方式比较多，DCS控制柜通过一个250欧姆电阻，将电流信号转换为电压信号，从而达到便于DCS集中控制处理。电流值与设备测量值对应关系：(最大值-最小值）×P%＋最小值=测量值即：P%=测量值－最小值（最大值－最小值）例如：有一调节阀门的开度为50%，问控制电流信号为多少mA?测量电流值=（20mA－4mA）×50%＋4mA=12mA阀门和定位器一、阀门的分类：闸阀、球阀（V型和O型）、蝶阀、截止阀、电磁阀、马达阀、单向阀、止回阀等二、气动阀门的用途及特点气动V型调节阀：由气动执行机构、V型球心、阀体、定位器等部件组成，它接受DCS、PLC、盘装调节仪表、手操器等送来的控制信号。（如：0－10MADC、4-20MADC、20-100Kpa）与定位器内的阀门反馈进行比较，输出气动压力信号，驱动气动执行机构，转动V型球阀的阀芯，直至与输入信号成比例相同为止，阀芯位置的变化使球阀流通面积发生变化，从而达到调节的目的。V型调节阀由于它的球芯带有V型结构，使之与可动硬密封阀座之间具有良好的密封性能和剪切功能，因此特别适用于造纸行业中含有纤维或微小固体颗粒的悬浮液的介质中实现对有关工艺参数的控制。气动O型切断球阀：由气动执行机构、O型球、阀体、阀位开关盒和二位五通电磁阀等部件组成，它接受DCS、PLC盘装仪表等送来的控制信号与阀位开关反馈及二位五通电磁阀的作用，使之，进行旋转90度起到开关的作用，具有良好的密封性能与剪切功能，效果非常好，同时也适用于造纸行业中。气动高性能密封式蝶阀：由气动执行机构、蝶型阀板、阀体、阀门定位器等部件组成，它的用途和特点以及控制和气动V型调节阀是一致。气动闸板阀：由气缸和闸板阀以及二位五通电磁阀、接近开关等部件组成。气缸是闸板阀的驱动装置，闸板阀与二位五通控制阀等气动元件配合使用，可以实现浆料的切断和流通，密封性能好，流量大，特别适用于造纸行业。电磁阀：顾名思义就由电产生磁来控制的阀门;X位Y通阀，X位是阀心能滑动或转X个位置,Y通是符号图一个方格有Y个孔。三位五通阀例如：电磁阀符号三、阀门定位器原理刀型闸阀蝶阀球阀截止阀电磁阀温度变送器一、温度测量的基本概念：温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过温度变化的某些特性来间接测量。而用来量度物体温度值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。温标有华氏温标(℉)、摄氏温标(℃)、热力学温标(K)和国际实用温标。摄氏温度值t和华氏温度值tF转换式：t=(tF-32)℃59热力学温度（符号为T）是基本的物理量。它的单位为开尔文（符号为K）。定义水的三相点热力学温度为1/273.15。摄氏温度值t和华氏温度值tF转换式：t/℃=T/K-273.15常用温度传感器有热电阻和热电偶。热电阻测温：基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都是纯金属材料制成，目前应用最多的是铂（Pt）和铜（Cu）。（1）铂热电阻温度特性在0~850℃范围内：Rt=R0（1+At+Bt2）在-200~0℃范围内：Rt=R0[1+At+Bt2+C（t-100）t3]式中A、B、C的系数各为：A=3.90802×10-3℃-1B=-5.802×10-5℃-2C=-4.27350×10-12℃-4Pt100传感器的意义：当测量温度为0℃时，测得传感器电阻值为100Ω。（2）铜热电阻温度特性在-50~150℃范围内：Rt=R0（1+At+Bt2+Ct3）式中A、B、C的系数各为：A=4.28899×10-3℃-1B=-2.133×10-7℃-2C=1.233×10-9℃-3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1所示，当导体A和B的两个接点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。ABtt0图1热电偶回路图1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的被测介质，称为工作端；另一端成为自由端。放在温度为t0的恒定温度下，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，即可获得温度值。热电偶两端的热电势差可表示为：Et=eAB(t)-eAB(t0)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时自由端的热电势。当t0为恒温时，且组成热电偶的热电势的材料均匀时，其热电势的大小与热电极本身的长度和直径大小无关，只与热电极材料的成分及两端的温度有关。温度表温度传感器温度变送器一体式温度变送器流量变送器常用的流量计可分类为：电磁流量计、涡街流量计、孔板流量计、转子流量计等。流量是指单位时间内流经某一截面的流体数量，流量可用体积流量和质量流量来表示，其单位分别用m3/h、L/h和Kg/h等。流量计是指测量流体流量的仪表，它能指示和记录某瞬时流体的流量值；计量表（总量表）是指测量流体总量的仪表。它能累计某段时间间隔内流体的总量，即各瞬间流量的累加和，如水表、煤气表等等。现代工业中流量计已经具备计量表所有功能。一、电磁流量计（EMF）测量原理：基于法拉第电磁感应定律，即：导电液体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电压。如图2所示测量流体时，流体流过垂直于流动方向的磁场，导电性流体的流动感应出一个与平均流速(亦即体积流量)成正比的电压，因此要求被测的流动液体具有最低限度的电导率。其感应电压信号通过二个与液体直接接触的电极检出，并通过电缆传送至放大器，然后转换成统一输出信号。信号电压UE=信号电压B=磁感应强度D=电极间距V=平均流速qv=体积流量UE=B*D*VqV=D2πV4图2电磁流量计原理信号电压对称分布的两个电极进行测量。信号电压UE与磁场强度B，电极间距以及平均流速V成正比。注意，磁场强度B与电极间距D为常量，这说明信号电压UE与平均流速V成正比。从计算体积流量计算公式可见UE~qv，即信号电压与体积流量成正比关系。二、涡街流量计原理一体式电磁流量计分体式电磁流量计孔板流量计涡街流量计压力变送器压力是工业生产中的重要参数之一，在压力测量中，常有绝对压力、表压力、负压力、或真空压力之分。所谓绝对压力是指别测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符合Pj表示，用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。地面上的空气所产生的平均压力称为大气压力，用符合Pq表示。用来测量大气起亚的仪表叫气压表。绝对压力与大气压力之差，称为表压力。用符合P0表示，即P0=Pj-Pq当绝对压力值小于大气压力时，表压力为负值（即负压力），此负压力值的绝对值，称为真空度。压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电容式、电感式和振频式等等。PsiAtm1Kgf/cm2KPa1barMpa1psi10.0680.076.90.070.0071atm14.711.031011.010.1011Kgf/cm214.20.9681980.980.0981Kpa0.1450.010.0110.010.0011bar14.50.9871.0210010.11Mpa1459.86910.21000101压力换算表电容式压力变送器工作原理压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。压力传感器是压力检测系统的重要组成部分。由各种压力敏感元件将被测压力转换成容易测量信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警。对夹式普通型单法兰螺纹式液位变送器按物位仪表的工作原理可分为以下几类:直读式液位仪表，如玻璃管液位计。静压式物位仪表，如压力式、差压式液位变送器。浮子式液位仪表，如恒浮式液位计、浮筒式液位变送器。电气式物位仪表，如电阻式、电容式、电感式、电磁式。辐射式物位仪表，如核辐射式液位计。其它类型物位仪表，如雷达式、超声波式。工作原理液体具有静压现象，其静压力的大小是液柱高度与液体重度的乘积，对于A点而言，将有PA=PB+ρgHρ—液体密度g—重力加速度h—被测点到液面的高度（深度）则h=P/(ρg)压力式液位计正是利用液面下压力与深度成正比关系来检测液位的实际液面H被测点AB静压式液位仪表差压式液位计工作原理当封闭容器中液面上方的静压力PA不等于大气压力时，则必须考虑PA的影响。△P=PA–PB=Hρg即H=△P/ρgHPA气压PBρP1P2在实际使用中，由于周围环境的影响，差压仪表不一定正好与容器底部A点在同一水平面上，或由于被测介质的强腐蚀性的液体，因而必须在导压管上加装隔离装置，这种情况下，△P不仅与H的高低有关，还受到一个与高度液位有关的固定差压得影响，从而产生测量的误差，为使差压式液位变送器能够正确地指示液位高度，变送器需要进行零点迁移。当H=0时：若变送器感受到的△P=0，则变送器不需迁移；若变送器感受到的△P0，则变送器需正迁移；若变送器感受到的△P0，则变送器需负迁移。差压式液位变送器的零点迁移F浮WHhG0%100%恒浮力式液位计工作原理图典型的恒浮力式液位计为浮子式液位计。设浮子重W，平衡锤重G，浮子的截面为A，浸没于液体中的高度为h,液体密度ρ。当液位高度为H时，测量系统达到平衡状态，作用在浮子上的合力为零，力平衡关系为W-F浮=G其中F浮=hAρg.当液位升高后，浮子被浸没的高度增加△h，使浮子所受浮力增加△F浮=△hAρg稳定平衡状态被破坏，出现W-（F浮+△F浮）G,浮子由于向上浮力作用的增加，在平衡锤的牵引下，向上做相应的位移，直到新的平衡。为满足受力平衡的要求，浮子上升的位移量与液位的增量是完全相同的恒浮力式液位计HSh由超声波换能器（探头）发出高频脉冲声波遇到被测物位(物料)表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号.声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比.声波传输距离S与声速C和声传输时间T的关系可用公式表示:S=CT/2.被测物体的高度h=H-S.由于声波脉冲发射过程中机械惰性占用了传输时间使靠近超声波换能器的一小段区域内声波不能被接收这个区域称为盲区.盲区大小与超声波的量程有关.超声波物位仪原理：对夹式单法兰普通型BTG浓度变送器目前我公司有浓度变送器四种分别为:1)MBT2400动刀式2)SBT2400定刀式3)MEK2400旋转式4)TCT2400光学式MBT2400动刀式检测原理：该变送器有一把动刀,内置一个信号放大器.，并且为线圈供电保证刀动作。由于动刀时刀对浆料有剪切力，当浓度增加时剪切力随之增大，刀受到阻力也增加，动刀时间也就增大。所以我们的动刀检测浓度大小是通过刀动作一个周期需要的动作时间来衡量浓度的大小，当浓度增大则动刀时间增大。通过动刀时间变化与浓度成比例。从而我们通过多次取样来作一条检测曲线使得浓度与动刀时间有个对应，然后通过SPC-1000手操器将该条曲线做好下载到浓度变送器的放大信号板里。下图为动刀式浓度变送器传感器。SBT2400定刀式该种变送器有一把不动的定刀,变送器有一块放大信号板.定刀检测原理是定刀随着浆的浓度变化,浆对定刀的力也随着变化,而连接定刀的信号检测装置就会检测到定刀的一个随浓度变化的一个位移,而这个位移会带动一个可变电阻变化,从而转化为一个信号,来反应浓度的变化.我们就是通过定刀位移变化来与我们的浓度一一对应的。从而我们通过多次取样来作一条检测曲线使得浓度与定刀位移变化有个对应，然后通过SPC-1000手操器将该条曲线做好下载到浓度变送器的放