化工仪表基础知识

化工仪表基础知识一、基本概念•（一）压力概念：这里的压力概念，实际上指的是物理学上的压强，即单位面积上所承受压力的大小。•（二）压力的两种表示方法：•绝对压力：以绝对真空为基准，高于绝对真空的压力；•相对压力：以大气压力作为基准所标示的压力。•绝对压力=大气压力+相对压力（三）名称：•正压：以大气压力为基准，高于大气压力的压力。•负压（真空）：以大气压力为基准，低于大气压力的压力。•差压：两个压力之间的差值。•表压：以大气压力为基准，大于或小于大气压力的压力。•压力表：以大气压力为基准，用于测量小于或大于大气压力的仪表。（四）压力单位换算：•常见压力单位及其换算psi，bar，Pa，MPa，公斤力•1、PSI英文全称为Poundspersquareinch。P是磅pound，S是平方square，I是英寸inch。•2、把所有的单位换成公制单位就可以算出：1bar≈14.5psi，1psi=6.895kPa=0.06895bar。•欧美等国家习惯使用psi作单位。•在中国，我们一般把气体的压力用“公斤”描述（而不是“斤”），其单位是“kgf/cm2”,一公斤压力就是一公斤的力作用在一个平方厘上。而在国外常用的单位是“Psi”，具体单位是“lb/in2”,就是“磅/平方英寸”，这个单位就像华氏温标（F）。•此外，还有Pa（帕斯卡，一牛顿作用在一平方米上），KPa，Mpa，Bar，毫米水柱，毫米汞柱等压力单位。•1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=100千帕(KPa)=1.0197公斤/平方厘米•1标准大气压（atm）=0.101325兆帕(MPa)=1.0333巴（bar）•因为单位相差都很小，你又不是工程人员。所以，可以这样记：•1巴（bar）=1标准大气压（atm）=1公斤/平方厘米=100千帕（KPa)=0.1兆帕（MPa）•psi的换算：•1标准大气压(atm)=14.696磅/英寸2(psi)•压力1巴（bar）=105帕（Pa）•1托（Torr）=133.322帕（Pa）•1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa）•1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa）•1工程大气压=98.0665千帕（kPa）•1千帕（kPa）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2）=0.0098大气压（atm）•1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=1.0333巴（bar）=14.696磅/英寸2（psi）•1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2）=0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm）（五）、压力表分类•1．压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。•2．压力表按其指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表、差压表。•3．压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。•4．压力表按其组成，液柱式，电子式和机械式。本部分就机械式做以介绍。（六）、机械式压力表•1、机械式压力表•在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。•（1）组成•弹性敏感元件齿轮传动机构指针外壳等•（2）原理•压力表通过表内的敏感原件的弹性形变，再由表内机械转换机构将压力变形传导至指针，引起指针转动来显示压力。•（3）弹性敏感元件的种类：•弹簧管（波登管），膜片，膜盒，波纹管。•机械式压力表并由此分类。•（4）弹簧管式压力表•弹簧管（波登管）分为C型管、盘簧管、螺旋管等型式。•弹簧管在内腔压力作用下，利用其所具有的弹性特性，可以方便地将压力转变为弹簧管自由端的弹性位移。弹簧管的测量范围一般在0.1MPa~250MPa。•目前，国内各生产厂家的压力表结构大同小异，主要由接口支撑部件、测量机构、传动放大机构和示数装置组成。•工作原理是：当被测介质通过接口部件进入弹性敏感元件（弹簧管）内腔时，弹性敏感元件在被测介质压力的作用下其自由端端会产生相应的位移，相应的位移则通过齿轮传动放大机构和杆机构转换为对应的转角位移，与转角位移同步的仪表指针就会在示数装置的度盘刻线上指示出被测介质的压力。5、型号表示•目前,我国压力表没有统一的型号命名规范.但一些通用规格的仪表型号基本相近.但耐震/隔膜/不锈钢等特殊仪表的型号差别很大。•Y-系列•一般压力表表示•（1）Y-□□•第一个字母Y表示压力表；•横杠后面第一个框内为数字表示表壳公称直径（50，60，100，150）；•第二个框内为字母表示结构形式（无代号表示径向无边；Z轴向无边；ZQ轴向带前边T径向带后边）•Y-系列一般压力表•一般压力表适用测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。•（2）Y□-□□•第一个字母Y表示压力表；•第一个框内为字母则表示该表的型式；•横杠后第一个框内为数字，数字表示表壳公称直径；•最后面的框内为字母，表描述。•YA-100、150氨压力表，•YB-150A、150B系列精密压力表，•YE-100、150系列膜盒压力表，•YE-100BYE-150系列不锈钢膜盒压力表•（3）Y□□-□□•第一个字母Y表示压力表;•第一个框内为字母则表示该表的结构型式；•第二个框内为字母则表示其它功能性质或形式；•横杠后第一个框内为数字，数字表示表壳公称直径；•最后面的框内为字母，表描述。•YEJ-101、121矩形膜盒压力表•YMC、MN系列卫生型隔膜压力表•YML、MF隔膜压力表•YPF膜片压力表•YTN、YTN-B系列耐震压力表•YTT-150型差动远传压力表•YTZ-150电阻远传压力表6、格雷德选型手册上介绍的的一些类型：•YTQ安全型系列压力表•YEF（631）不锈钢防腐膜合压力表•YPF（431）不锈钢防腐膜片压力表•YE普通膜合压力表•YTF一般耐腐蚀压力表•YTN耐震动压力表•YTP卫生型系列隔膜压力表•YXC电接点压力表•YX普通电接点压力表•YTZ电阻远传压力表•YTT差动远传压力表7、技术参数关键名词介绍：•（1）精确度等级•压力表的精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。压力表的量程越大,同样精度等级的压力表,它测得压力值的绝对值允许误差越大。•经常使用的压力表的精度为2.5、1.5级。，如果是1.0和0.5级的属于高精度压力表，现在有的数字压力表已经达到0.25级。•（2）外径•表盘所指示的整个盘面。一般分大，中，小。小的一般为60mm以下，中等的为60-150mm，大的为150mm以上。通过盘面玻璃或其他透明材料的表盘我们可以看到指针的示数，便于观测和记录。•（3）径向，轴向•径向指压力表的连接口径与表盘成1型；•轴向指压力表的连接口径与表盘成T型。8、选型•按照使用环境和测量介质的性质选择•在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合，应根据环境条件，选择合适的外壳材料及防护等级。（1）对一般介质的测量①压力在-40kPa---+40kPa时，宜选用膜盒压力表。②压力在+40kPa以上时，一般选用弹簧管压力表或波纹管压力计。（2）稀硝酸、醋酸及其它一般腐蚀性介质，应选用耐酸压力表或不锈钢膜片压力表。（3）稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质，应选用膜片压力表或隔膜压力表。其膜片及隔膜的材质，必须根据测量介质的特性选择。（4）结晶、结疤及高粘度等介质，应选用法兰式隔膜压力表。（5）在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。（6）在易燃、易爆的场合，如需电接点信号时，应选用防爆压力控制器或防爆电接点压力表。电接点压力表•电接点压力表•概述•电接点压力表是工业中长用的压力控制仪表他主要作用是通过控制压力对电机起到转动或停止的目的•电接点压力表的原理：接点压力表由测量系统、指示系统、磁助电接点装置、外壳、调整装置和接线盒（插头座）等组成。•电接点压力表的工作原理是基于测量系统中的弹簧管在被测介质的压力作用下，追使弹簧管之末端产生相应的弹性变形一位移，借助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大，由固定齿轮上的指示（连同触头）逐将被测值在度盘上指示出来。与此同时，当其与设定指针上的触头（上限或下限）相接触（动断或动合）的瞬时，致使控制系统中的电路得以断开或接通，以达到自动控制和发信报警的目的。•电接点压力表的安装方法•首先选定量程，电接点压力表按量程可分为0-0.6mpa，0-25mpa，等。根据其不同需要选择合适的量程0-0.6mpa0-1.6mpa0-25mpa电接点压力表的参数选定：•接点电气参数•工作电压(最高):380VAC;220VDC•最大工作电流:1A•持续电流;0.6A•最大功率:30W•电接点压力表使用工作温度：-25℃~55℃•工作压力上限：不大于仪表上限的2/3•工作环境振动频率不大于25Hz，振幅不大于0.5mm电接点压力表的安装步骤•1：关闭导压管前端截止阀•2：关闭电源•3：将电接点压力表缠好生胶带后连接到导压管上•4：电接点压力表的接线•5:开启截止阀并按相应要求调整高爆点和低爆点电接点压力表的接线图•一：继电器的结构•二：常开及常闭触点•三：继电器工作原理•四：继电器在电路图中的画法•五：继电器在电路图中的表示方法•六：电接点压力表指针的用途•七：电接点压力表的接线图交流接触器的结构主要由电磁系统和触点组两部分组成。一：继电器的结构电磁系统由铁心、衔铁、线圈等零件组成电磁铁的铁心分为动、静铁心，一般静铁心是固定不动的，动铁心在继电器线圈通电时，在电磁吸作用下向静铁心移动；线圈断电时，在复位弹簧作用下恢复到原来位置11’电路符号常开(动合)常闭（动断）二：常开触点及常闭触点当吸引线圈通电时，动铁心克服复位弹簧作用力向静铁心移动，拖动所有触点动作，这时常闭触点断开，常开触点闭合。常开(动合)常闭（动断）三：继电器工作原理继电器是由线圈，衔铁，铁心，复位弹簧，及触点组成。是根据电磁感应的原理，简单来说就是，电生磁的原理当继电器线圈两端加上电压后，线圈得电使铁心产生磁力，这时衔铁就会吸向铁心，使触点动作，此时常开触点闭合而常闭触点则断开当线圈两端电压或电流小于一定值时，机械反力大于电磁吸力时，衔铁回到初始状态，常开触点断开，常闭触点接通电路图中的自保电路图图中SB2为启动按钮，当按下后电路通电，KM线圈得电，使触点闭合产生回路。由于控制按钮SB在复位弹簧的作用下回位，但KM线圈任然处于得电状态，这种电路现象就称为自保电路。要使KM线圈失电，只需按下停止按钮SB1四：继电器在电路图中的画法交流接触器与继电器的区别工作原理一样都是通过电磁感应原理，通过线圈通电是衔铁吸合交流接触器是主设备接通或断开元件，通过工作电流，容量大。继电器是控制元件，通过的是控制电流，容量小。交流接触器用于主电路，电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作，中间继电器用于控制电路，电流小，没有灭弧装置，可用在电量和非电量作用下动作五：继电器在电路图中的表示方法图中SB为控制按钮，KM为继电器的线圈，当按下控制按钮后，继电器的线圈KM得电,使触头发生动作。常开触点闭合，产生回路电机得电转动。六：电接点压力表指针的用途•上面的指针是上限，下面的指针是下限，中间的黑色指针指示是实际压力的数值。实际压力在上限之上时，与上限接通，与下限断开。实际压力在上下限之间时，公共端与上限，下限都断开。实际压力在下限之下时，公共端与下限接通，与上限断开，电接点压力表就是控制上下限压力用的。他与继电器配合使用，通过接通或断开来控制电机的起停。七：电接点压力表的接线图电接点压力表控制电机停转需要两个继电器和一个交流接触器，图中j1，j2为继电器在控制电路中，j3为交流接触器在主电路中电气原理：以控制压缩机电机为例：储气灌压力到达下限自动开启，到达上限自动停机。控制过程如下：在压力到达（或开机时低与）下限时，电接点压力表的活动触点（电源共