仪表工手册

--关于压力等级--我们通常所用的PN，CLass，都是压力的一种表示方法，所不同的是，它们所代表承受的压力对应参照温度不同，PN欧洲体系是指在120℃下所对应的压力，而CLass美标是指在425.5℃下所对应的压力。所以在工程互换中不能只单纯的进行压力换算，如CLass300#单纯用压力换算应是2.1MPa，但如果考虑到使用温度的话，它所对应的压力就升高了，根据材料的温度耐压试验测定相当于5.0MPa。相对应于国外，常用的压强单位是“psi”，单位是“1pound/inch2”,就是“磅/平方英寸”，英文全称为Poundspersquareinch。但是更常用的是直接称呼其质量单位，即磅(LB.)，实际这LB.就是前面提到的磅力。把所有的单位换成公制单位就可以算出：1psi=1磅/inch2≈0.068bar，1bar≈14.5psi≈0.1MPa，欧美等国家习惯使用psi作单位。序号ANSI标准压力级ClassMPABARKGF/CM211502.02020.423005.05051.034006.8869.4460010.0100102.0580013.51358137.7690015.0150153.07150025.0250255.08250042.0420428.09300050.5505515.010350059.0590601.01LB=1psi（poundspersquareinch磅/平方英寸）=kgf/cm21磅=0.45359237公斤≈0.9公斤1inch=25.4㎜第1篇基础知识一、仪表基础知识仪表的主要性能指标：精确度（又称精度）、变差、灵敏度。⑴精确度：仪表精确度简称精度，又称准确度，简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度，通常用相对百分误差来表示：§=△x/（标尺上限值-标尺下限值）或表示为§=△x/测量范围。其中△x为绝对误差，等于被测参数测量值与被测参数标准值之差。标准值：精确度比被测仪表高3～5倍的标准表测得的数值。精确度是仪表很重要的一个质量指标，常用精度等级来规范和表示，精度等级就是最大相对百分误差去掉正负号和%。按照国家统一规定划分的等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。数字越小，说明仪表精确度越高。⑵变差：仪表被测变量（可理解为输入信号）多次从不同方向达到同一数值时，仪表指示值之间的最大差值。或者说是仪表在外界条件不变的情况下，被测参数由小到大变化（正向特性）和被测参数由大到小变化（反向特性）不一致的程度，两者之差即为变差。⑶灵敏度：仪表对被测参数变化的灵敏程度，或者说是对被测量变化的反应能力。二、仪表常用图例符号1、常用图形符号a)测量点：由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点。⑵连接线：仪表圆圈与过程测量点的连接引线。气压信号线导压毛细管⑶分散控制系统图形符号：（a）分散控制系统仪表图形符号；（直径12㎜或10㎜）（b）分散控制系统一个部件的计算机功能图形符号；（对角线长12㎜或10㎜）（c）分散控制系统内部连接的可编程序逻辑控制器功能图形符号。（外正方形边长12㎜或10㎜）⑷调节阀体图形符号:截止阀球阀蝶阀闸阀2、自控专业常用英文缩写H-High高；L-Low低；ON开；OFF关；AC-Alternatingcurrent交流电；DC-Directcurrent直流电；FC-Failclosed故障关；FO-Failopen故障开；FI-Failindeterminate故障时任意位置；FL-Faillocked故障时保位；IA-Instrumentair仪表空气；PA-Plantair工厂空气；MAX-Maximum最大；MIN-Minimum最小；RTD-Resistancetemperaturedetector热电阻；DCS-Destributedcontrolsystem集散控制系统；ESD-EmergencyShutDown紧急停车系统；三、计量知识1、国际单位制的基本单位长度-米，m；质量-千克，kg;时间-秒，S;电流-安[培]，A；2、国际单位导出单位频率-赫兹，Hz;压力-帕，Pa；3、可与国际单位制并用的我国法定计量单位时间：分（min）、小时（h）、天（d）；平面角：度（°）；转速：转每分（r/min或RPM）;体积：升（L）4、企业计量标准为了保证检测与过程控制仪表的完好，需要定期进行修理和校正，根据中华人民共和国计量法和有关法规的要求，这些仪表以及其他计量器具要定期进行检定，企业根据生产经营管理和保证产品质量的要求，有必要建立量值传递标准，也称企业计量标准。企业计量标准通常分为两个部分，一是企业最高标准，二是次级标准，也称工业标准。5、常用的计量器具直流数字电压表、直流数字万用表、标准电阻箱、标准压力表、标准直流电压电流源、标准气压源。四、电工与电子学知识1、供电系统⑴供电的质量指标：电压、频率稳定性、供电可靠性。对于检测与过程控制系统，电源质量要求以下几项指标：①电源电压及允许偏差:Ⅰ、交流：220V±10%Ⅱ、直流：24V(+10%\-3%)②电源频率及允许偏差：50Hz±1Hz2、UPS⑴UPS工作原理UPS是交流不间断电源装置（UninterruptedPowerSupplySystem）的简称，是一种高可靠性交流电源设备。UPS通常由两套系统构成，一套用蓄电池储能，另一套直接使用交流电网，两者互为备用，通过电子开关切换，一旦电网突然停电或供电质量不符合要求，另一套能立即投入使用，时间在几毫秒之内。⑵UPS主要部件有逆变器、电子开关器件、蓄电池。3、熔断器熔断器是用于过载和短路保护的电器，俗称保险，主要由绝缘管（熔管）和熔体组成。五、工艺与安全知识1、工艺知识化工企业的特点是高温、高压、易燃易爆、有毒。①高温：指温度在200℃以上；②高压：指压力大于6.3MPa；③易燃易爆介质：指闪点在28℃以下介质（属甲类防爆等级）及80℃以下低沸点介质；④有毒介质一般指对人的机体能引起功能障碍、疾病，甚至死亡的介质，如苯酚、氯气、硫化氢、一氧化碳。2、隔离隔离是防腐的一种方法。隔离还广泛使用在测量粘度高、含固体介质的液体、有毒介质，或在常温下可能汽化、冷凝、结晶、沉淀的介质等场合。隔离通常用隔离膜片或隔离液将被测介质与仪表传感部件或测量管线隔离，达到防腐作用。膜片隔离常用在膜片压力表也称隔膜压力表上，我们主要介绍用隔离液进行隔离。隔离液常用于流量、压力、液位测量系统的测量管线上，采用管内隔离和容器隔离两种形式。隔离液在选择的时候应注意的原则：①化学稳定性好，与被测介质不发生化学作用；②与被测介质不互溶，不发生物理作用；③与被测介质具有不同的密度，且密度差值尽可能大，分层明显；④对仪表和测量管线无腐蚀；⑤沸点高，挥发性小；⑥不结冻。常用的隔离液有乙二醇、变压器油、硅油、四氯化碳、煤油、甘油等。管内隔离容器隔离3、易燃易爆场所仪表操作注意事项在易燃易爆场所，仪表工从事仪表维护、故障处理时要注意以下安全事项：①首先要了解工作场所易燃易爆等级、危险性程度以及对电气设备的防爆要求；②具体操作时，必须由两人以上作业；③对仪表进行故障处理，需和工艺人员联系，并取得他们同意后方可进行；④电动仪表拆装必须先断开电源；⑤带联锁的仪表先解除联锁（切换手动），再进行维护、修理；⑥使用工具要合适，如敲击时，应使用木锤或橡胶锤，必要时用铜锤，不能用钢锤，避免敲击出现火花；⑦照明灯具必须符合防爆要求，采用安全电压，用防爆接头；⑧进入化工设备、容器内进行检修，必须进行气体取样分析，分析结果表明对人体没有影响，在设备内动火符合安全防爆规范时，才能进入；⑨在易燃易爆场所进行动火作业时，必须要办理动火证，经企业安全部门同意后才能进行。动火时要派人进行监护，一旦发生火情，及时扑灭；⑩不要在有压力的情况下拆卸仪表，对于法兰式差压变送器，应先卸下法兰下边两个螺栓，用改锥敲开一个缝，排气、排残液，然后再拆卸仪表；⑪仪表电源、信号电缆接线要符合防爆电气对接线的要求，防止可燃性或腐蚀性气体进入仪表内部。4、几种有毒物质的理化性质和毒性1、一氧化碳（CO）⑴理化性质：气体，无色无味无刺激性，密度是0.967g/cm3，微溶于水，易溶于氨水，有剧毒。⑵对人体的危害：能和血液中的血红蛋白结合，妨碍其输氧功能，造成缺氧。当空气中CO浓度为400mg/m3时，会出现头痛、恶心、虚脱等症状。浓度达到1000mg/m3以上时，出现昏迷、痉挛以至于死亡。100mg/m3以上时，长时间的暴露也有不良的影响，会造成神经及心血管等系统受损，并可引起“急性CO中毒神经系统后发症”。2、硫化氢（H2S）⑴理化性质：是无色有臭鸡蛋气味的气体，密度是1.1906g/cm3，能溶于水、乙醇及甘油，化学性质稳定，在空气中易燃烧。⑵对人体的危害：为强烈神经毒物。低浓度对呼吸道及眼睛的局部刺激作用明显，高浓度引起急性肺水肿及使呼吸与心脏骤停，严重中毒引起痉挛，昏迷，甚至死亡。慢性中毒可引起神衰症候群，或伴发心动过速或过缓，食欲减退，恶心与呕吐等。3、氨气（NH3）⑴理化性质：无色气体，有强烈刺激性臭味。密度0.5971g/cm3，易液化成液体。⑵对人体的危害：刺激眼睛、呼吸道及有腐蚀作用。引起呼吸困难、支气管炎、肺充血、肺水肿等。浓度过高时可使神经系统兴奋性增强，引起痉挛。4、甲醛（HCHO）⑴理化性质：为无色气味，有特殊刺激气味。对空气的密度为1.067，易溶于水、醇、醚。⑵对人体的危害：为刺激性毒物，对黏膜有刺激作用。能使蛋白质凝固。当空气中浓度2.4-3.6mg/m3时，开始出现刺激症状；5-6mg/m3以上，即有不适感，可致结合膜炎、鼻炎、咽炎等；浓度高时可发生喉痉挛、声门水肿及气管炎，并能抑制汗腺分泌。长期接触，使皮肤干燥、皱裂、手掌角化，及引起皮炎。5、铅（Pb）⑴理化性质：灰白色质软的金属。密度为11.3g/cm3。⑵对人体的危害：铅主要危害神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。铅能抑制血红蛋白的合成代谢过程，还能直接作用于成熟红细胞。进入血液循环的铅能迅速分布到骨骼、肝、肾、脑等器官，体内大部分铅储存于骨骼中。中毒早期常感乏力、肢体轻度酸痛，口内有金属味和流涎多。继之表现：①有神经衰弱症候群、周围神经炎，重症患者可出现精神障碍等中毒性脑炎；②食欲不振、恶心、呕吐、便秘、腹绞痛，有的出现中毒性肝炎、肝坏死；③引起铅中毒性贫血；④重病例对肾脏有损害，可出现蛋白尿。六、自控专业标准体系表标准代号含义1、国内标准代号2、国外标准代号第2篇仪表与控制系统一、检测仪表1、温度检测与仪表⑴温度测量的基本概念：温度是表征物体冷热程度的物理量。⑵温度测量仪表的分类：按照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比较简单、可靠、测量精度较高；但因测量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、测温距离、烟尘和水汽等外界因素的影响，其测量误差较大。⑶工业上常用的温度检测仪表的分类①接触式：热电偶、热电阻、双金属温度计；②非接触式红外线-测温时，不破坏被测温度场，响应快，测温范围大；易受外界干扰，标定困难。2、热电偶Ⅰ、热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。优点：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；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℃；构造简单，使用方便。Ⅱ、热电偶的测温原理当组成热电偶的热电极的材料均匀时，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。因此，用各种不同的导体或半导体材料可做成各种用途的热电偶，以满