仪表基础知识

仪表基础知识介绍攀钢信息工程技术公司Slide1目录仪表的分类温度流量阀门调节阀变送器攀钢信息工程技术公司Slide21仪表的分类检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表，即为检测元件。一次测量仪表是与介质直接接触，是在室外就地安装的。二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。攀钢信息工程技术公司Slide32温度按使用的测量范围分：常把测量600℃以上的测温仪表叫高温计；测量600℃以下的测温仪表叫温度计；按用途分：标准仪表和实用仪表按工作原理分：分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类；攀钢信息工程技术公司Slide42温度按测量方式分：分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接触，这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测温目的；后者测温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的。攀钢信息工程技术公司Slide52.1膨胀式温度计膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计，双金属温度计属于固体膨胀式温度计。双金属温度计双金属温度计中的感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起而制成的。双金属片受热后，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的线膨胀长度差就越大，因而引起弯曲的角度就越大。双金属温度计就是基于这一原理而制成的，它是用双金属片制成螺旋形感温元件，外加金属保护套管，当温度变化时，螺旋的自由端便围绕着中心轴旋转，同时带动指针在刻度盘上指示出相应的温度数值。攀钢信息工程技术公司Slide62.1双金属温度计双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测仪表。可以直接测量各种生产过程中的-80℃～+500℃范围内液体、蒸汽和气体介质温度。特点：现场显示温度，直观方便；安全可靠，使用寿命长；多种结构形式，可满足不同要求。攀钢信息工程技术公司Slide72.1双金属温度计的型号命名WSS-ABCDW温度仪表S金属膨胀式S感温元件双金属片A表壳公称直径：3-￠60;4-￠100;5-￠150;B结构形式:0-轴向（直型）;1径向（角型）;8万向（可调角型）C安装固定装置0-无固定装置;1-可动外螺纹;2-可动内螺纹;3-固定螺纹;4-固定法兰;5-卡套螺纹;6-卡套法兰DF-防护型；O-电接点型；MO-大电流型；EX-防爆型；攀钢信息工程技术公司Slide82.2热电阻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。其中铂热电阻的测量精度是最高的，它广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温原理及材料：热电阻测温是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。热电阻大都由金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用铑、镍、锰等材料制造热电阻。热电阻测温系统的组成：热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和数码温度控制显示表等组成。必须注意两点：“热电阻和数码温度控制显示表的分度号必须一致；为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采取三线制接法。”常用工业热电阻包括：铠装热电阻、装配热电阻、防爆热电阻攀钢信息工程技术公司Slide92.2热电阻装配热电阻型号命名方法：型号说明W温度仪表Z热电阻P感温材料P铂CC铜无偶丝对数单支2双支1安装固定形式无固定装置2固定螺纹3活动法兰4固定法兰5活络管接头式6固定螺纹锥式7直形管接头式攀钢信息工程技术公司Slide102.2热电阻装配热电阻型号命名方法：型号说明8固定螺纹管接头式9活动螺纹管接头式2接线盒形式防喷式3防水式0保护管直径￠161￠12G工作端形式变截面攀钢信息工程技术公司Slide112.3热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的结构简单、测量范围宽、使用方便、测温准确可靠，信号便于远传、自动记录和集中控制，因而在工业生产中应用极为普遍。热电偶温度计由三部分组成：热电偶(感温元件)；测量仪表（动圈仪表或电位差计）；连接热电偶和测量仪表的导线（补偿导线）。热电偶是工业上最常用的一种测温元件。它是由两种不同材料的导体A和B焊接而成。焊接的一端插入被测介质中，感受到被测温度，称为热电偶的工作端或热端，另一端与导线连接，称为冷端或自由端（参比端）。攀钢信息工程技术公司Slide122.3热电偶热电偶的材料材料分四类廉金属---铁-康铜，镍铬-考铜，镍铬-镍硅；贵金属---铂铑-铂，铂铑30-铂铑6；难溶金属---钨铼系等非金属---二碳化钨攀钢信息工程技术公司Slide132.3热电偶热电偶的产品产品有8种名称分度号测量范围/℃镍铬-考铜E-200~900铁-康铜J-200~750铜-康铜T-200~350镍铬硅-镍铬N-200~1300镍铬-镍硅K-200~1300铂铑10-铂S0~1300铂铑13-铂1R0~1300铂铑30-铂6B0~1800攀钢信息工程技术公司Slide142.3热电偶热电偶的补偿导线补偿导线是用来将热电偶冷端（参比端）延伸到温度恒定的地方与显示仪表相连的一种导线。热电偶类型补偿导线类型合金材料+-镍铬-考铜镍铬-考铜镍铬考铜铁-康铜铁-康铜铁康铜铜-康铜铜-康铜铜康铜镍铬-镍硅铜-康铜铜康铜攀钢信息工程技术公司Slide152.3热电偶厂商介绍国内：上海自动化仪表厂、西安仪表厂、重庆川仪、常州热工等国外：德国WIKA、美国Raytek等攀钢信息工程技术公司Slide163流量仪表按原理分：力学：差压式、浮子式、靶式、涡街等；声学：超声波电学：电磁流量计等选型步骤：1。依据流体种类及仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件、经济因素五个方面初选可用仪表类型；2。依据用户要求逐步淘汰，余下仪表类型排出次序；3。按五个方面因素再次仔细评比，最后淘汰至一种仪表类型。攀钢信息工程技术公司Slide173.1差压式流量计差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。分类：1。按产生差压的作用原理分：节流式、水力阻力式、离心式、动压头式、动压增益式、射流式；2。按结构形式分：标准孔板、标准喷嘴、经典文丘里管、文丘里喷嘴、1/4园孔板、锥形孔板等；3。按用途分：标准节流装置、小管径装置等。攀钢信息工程技术公司Slide183.1.1孔板流量计具有测量精度高，安装方便，使用范围广、造价低等特点。广泛应用于各种介质的流量测量。公称通径DN15~DN3000（mm）适用介质各种液体,气体,饱和蒸汽,过热蒸汽攀钢信息工程技术公司Slide193.1.1孔板流量计孔板流量计测量原理：当充满管道的流体流经孔板时，将产生局部收缩，流束集中，流速增加，静压力降低，于是在孔板前后产生一个静压力差，该压力差与流量存在着一定的函数关系，流量越大，压力差就越大。通过导压管将差压信号传递给差压变送器，转换成4～20mA.DC标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内的瞬时和累积流量。攀钢信息工程技术公司Slide203.1.1长颈喷嘴主要应用于电力行业高压或高温高压的场合，装机容量在50MW以上的主蒸汽、主给水或减温水等均采用此典型设计型式，它具有压力损小、寿命长等特点。攀钢信息工程技术公司Slide213.1.1文丘里喷嘴文丘里喷嘴的压力损失比较小，它的长度比文丘里管短。文丘里喷嘴主要用于大口径、低静压，现场直管段距离很短的气体流量测量。材料喷嘴材料：1Cr18Ni9Ti管道材料：20号钢、12Cr1MoV10CrMo910材料及说明喷嘴：铸铁喉部：卷板，3号钢出口锥管：卷板，3号攀钢信息工程技术公司Slide223.1.1阿牛巴阿牛巴流量计（又称笛形均速管流量计）是根据皮托管测速原理发展起来的一种新型差压流量检测元件。阿牛巴流量计输出为差压信号，与测量差压的仪器仪表配套使用，可以准确地测量贺形管道、矩形管道中的多种液体、气体和蒸汽（过热蒸汽和饱和蒸汽）。被测管道的尺寸范围从20mm-3000mm。它适用于：1、气体输送和液体输送2、过程控制：输入输出、比率、平衡；冷却水或空气，蒸汽加热。攀钢信息工程技术公司Slide233.1.1V锥流量计锥形流量计是一种新型的可精确测量各种雷诺数的高精度流量计，可满足各种介质的应用条件要求其操作原理同其它各种类型的差压原理相同，都是基于密封管道中的能量守恒定理，锥形流量计由于具有独一无二的设计结构，因而性能更优。攀钢信息工程技术公司Slide243.1锥形流量计是在管道中心处悬挂一锥形节流件，锥形件阻碍介质的流动，重塑流速曲线,在锥形性的下游可立即形成低压区，管道上游的正压同经节流件节流后的下游的负压之间有一差压,将正、负压用取压口取出，正压口位于管道的上游，负压口位于锥体的末端，通过测量两者之间差压,根据伯努力方程即可计算出管道中的流量，锥体位于管线中心，可对所测介质的流速曲线进行优化,因此测量精度高，对仪表上、下游的直管段要求低。可测量各种工况(温度和压力)条件下的气相、混合气相、液相、多相液体、气液两相(湿气、液相质量比≤5%)、粉末、高粘度、高流速、脏污、含有固体悬浮颗粒的液相、溶液振动、电磁干扰等介质的流量。流体的条件可从深低温到超临界状态。工作温度最高850℃，最大压力42.0mpa。若用特殊结构材质，温度压力还可以更高。可测量最高雷诺数500万，最底雷诺数8000甚至更低。产生满刻度差压信号从最低小于0.1千帕到最高几十千帕。攀钢信息工程技术公司Slide253.1锥形流量计法兰取压型锥形流量计采用实心锥体截流体，并在管壁用法兰取压，配上远传差压变送器，可有效防止取压口的堵塞，适合于含有固体颗粒粉尘介质、高粘度液体及脏污介质。攀钢信息工程技术公司Slide263.1选用注意事项1。选用标准节流装置1）要注意每一种节流件皆有管道直径、直径比、雷诺数和管道内壁粗糙度等地限制值。2）孔板制造简单，价格便宜，是首选类型。3）在同样差压下，经典文丘里管比孔板＆喷嘴的压力损失要低4～6倍4）经典文丘里管要求的上游侧最短直管段长度比孔板、喷嘴和文丘里喷嘴少得多。5）对腐蚀性流体或高速流体（如高压蒸汽），孔板入口边缘很快变钝，流出系数发生偏移，采用有廓形节流件，如喷嘴、文丘里管，比较适宜。攀钢信息工程技术公司Slide273.1选用注意事项2。正确选择节流装置类型1）被测流体的类型：被测流体是液体、气体还是蒸汽，是洁净还是脏污的，是否有腐蚀性＆磨蚀性？2）被测流体的压力、温度界限、物性参数（密度、粘度等）的情况，流动是稳定的还是脉动的？3）检测件的安装条件，管道内径、有足够长的直管段？4）仪表性能方面的要求：用于计量还是自动控制？准确度、重复性、范围度的要求等。5）仪表安装＆运行费用考虑攀钢信息工程技术公司Slide283.1选用注意事项3。正确选择检测件类型节流式差压流量计检测件类型很多，选用时首先考虑采用标准节流装置，当它不能满足时再选用其它类型，如脏污流用楔形孔板、圆缺孔板或偏心孔板；要求低压损，采用文丘里和均速管；低雷诺数用1/4圆孔板或锥形入口孔板。4。注意防止测量误差以标准节流装置为检测件的差压式流量计是一类从设计、制造到安装使用整个过程要求严格的仪表，任何一个环节不符合标准文件的要求，都会带来较大的测量的测量误差。攀钢信息工程技术公司Slide293.2.电磁流量计电磁流量计所依据的基本理论是法拉第电磁感应定律。当导体切割磁力线运动时，导体内将产生感应电动势。根据该原理，可测量管内流动的导电流体的体积，导电流体流动的方向与电磁场的方向垂直，在导管垂直方向施加一个交变的磁场，并在有绝缘衬里的导管内壁两侧安装一对电极，两电极的连线既与导管轴线垂