仪表安装与维修

1仪表安装与维修一、仪表的作用；仪表是将被测量（未知值或信息）转换成可直接观测的值或信息，并且还可以通过这些信息来控制或传递给其他设备的工具。二、仪表按他的工作领域不同可分为两类。（一）、电工仪表；如、电压电流表、功率表、功率因数表、电能表、频率表等。（二）、热工仪表；如、温度测量仪表、压力侧连仪表、流量测量仪表、中量测量仪表、各种物质含量测量仪表、各种分析仪表、各种控制仪表等。三、下面先简单介绍一下热工仪表：热工仪表按测量方式不同可分为两类：（1）非电量测量、（即不用电信号进行测量的方式，如压力表、温度计等）。（2）非电量的电测量、（即把物理状态通过传感器转换成电信号进行测量的方式。如压力数显仪、温度数显仪等。）四、电测量仪表按作用不同可分为两部分（一体化仪表除外）。一部分位检测仪表（即一次表、传感器）第二部分是显示仪表（即二次表、测量显示仪表）。（一）、下面我们先介绍一下检测仪表、传感器：传感器是、在感受被测环境变化的同时将此变化量转换成（函数、线性或非线性的）电量输出给显示仪表。1、传感器的种类很多、分类方式也很多，下面我们按传感器工作原理和信号传递方式分为两类：（1）压电式有源传感器：即能根据被测量的变化而产生变化的电流或电压，如热电偶和轴震动等。（2）物理量无源传感器：即能根据被测量的变化而自身的物理量（电阻、2电容磁场）发生变化，压力、差压变送器和远传压力计等。2、下面我们认识一下热电偶和轴震动。（1）热电偶是有两种不同的、特殊材质的金属导体结合成回路组成，这两根导体结合以后，结合点（称之为热端）与接线端之间（称之为冷端）有温差时、两导体上就会产生感应电势，电势的大小随感温点温度的变化成正比而变化，所以称他为热电势。(2)热电偶的组成：偶丝、绝缘套管、保护管、接线板、接线盒。（3）热电偶按使用环境和方式不同、有分为铠装热电偶和装配热电偶。他们的主要区别是：铠装偶是将偶丝装在带有绝缘的金属倒管里，他是不能拆装的、但是他的气密性好反应快、抗震性好能弯曲。装配热电偶是将偶丝套上绝缘套管后放进保护管中，他的好处是：拆装方便、可以换偶心便于维修，还有他的测量范围比铠装偶大（4）偶的选型：(1、)根据偶所工作和被测的环境、温度来选择热电偶。(2、)根据被测环境来选择偶丝的材质和保护管的材质，下面两列表我们可工作端、热端自由端、冷端3以参考：表1、热电偶测量范围热电偶类型代号分度号长时间范围℃短时间范围℃铂铑30-铂铑6WRRB0—16001800铂铑10-铂WRPS0—14001600镍铬-镍硅WRNK0—12001300镍铬-铜镍WREE0—800900表2、热电偶保护管的承受范围保护管材质长期使用温度短期使用温度此参数必须在垂直按装且没有强烈氧化的情况下钢玉16001800高铝13001600Cr25Ti(不锈钢)100011001Cr18Ni9Ti不锈钢-200—+800900碳钢20＃-100—+500600（3、）根据外部环境来选择结构和按装方式，比如、是不是需要防水、防溅、隔爆（根据环境来选择隔爆等级），还有偶的固定方式、是阀兰连接还是螺纹连接或无连接方式。偶直径的选择要根据环境的震动性和对于偶的氧化程度、还有偶的热惰性来选择。偶的精度等级要根据工况来选择。注意、在震动大的地方要用凯装热电偶，宜延长使用寿命。如热电联产的汽机的循环水管道，现在全坏过了，以后我们要注意。热电偶的热惰性保护管直径保护管材质时间常数（秒）￠16非金属保护管90—180金属90—180￠20非金属保护管小于180金属小于180￠25非金属保护管小于3004(4、)偶长度的选择：如果是在管道上垂直安装偶的插入深度（我们称他为小L）为保护管或连接头的尺寸+管道的半径，如果要倾斜45度安装，其插入深度应为直形连接头的尺寸+0.7被的管道外径，也就是热电偶要将其感温点插入到被测管的中心,侧温元件感温点：1）热电偶的感温点是器热接点，2）热电阻是其电阻棒的中心，电阻棒的长度（铂电阻为30-80mm，铜电阻为64mm，双金属温度计是距前端50mm）。如果条件不允许的话，偶的插入深度应大于偶直径的8—10倍。双金属温度计其保护管长度不大于300mm时，插入深度不小于70mm，如果大于300mm时，其插入深度不小于100mm。偶的总长度（我们称他为大L）要保证其接线盒的温度不超过100℃。最少8--10倍的管径(5)、偶的安装：（1、）选择按装地点，选择按装地点是要避开高温区和危险区，要选择便于按装和检修的地方。在管道上安装时除了偶的感温点要插到管中5心以外，还要注意液体的管道，在测量水平的液体管道的温度时要尽量向下取点，避免有气体的存在。在测量高温高压的气体和液体时（如蒸汽管道和高炉炉体检点），还要加与管道同材质的保护管、壁厚2mm以上、（参考工况压力）。如果被测量管道直径小，安装是要逆向介质流向倾斜装。如果是在其他物体中测量、如炉膛或烟道，那麽他的插入深度应不小于其保护管直径的8—10倍。（2、）安装热电偶时密封一定要做好，螺纹连接的一定要加淬火的铜垫，阀兰按装的要扰紧石棉绳，高温时还要加耐火土，缠绕长度是其保护管长度的1/3。(3、)热电偶的连接，热电偶与显示表连接是要用补偿导线，补偿导线是将热电偶的冷端引道恒温或温度波动范围小的地方，实计上是将冷端延长，补偿导线的热电性能在0—100℃时、与其使用的热电偶的材质的特性是相同的。注意：补偿导线和接线盒的温度在常温状态下、不能过高，测量值才是最准确的，在2005年4月10日至4月18日，热电联产锅炉上集汽集箱的温度一直偏高28摄氏度左右，直到19日下午、下了一场雨，随着气温的变化，热电偶接线盒由原来的54摄氏度慢慢降到了26摄氏度，这是传输到主控室的信号也减小到了正常值。由于在测温比较低的冬季测量的数据一直很稳定，所以我们判断热电偶的接线盒的温度不能过高，要在常温的环境中是最准确的。前面我们讲的热电势是靠热电偶冷端和热端的温差产生的，那现在电偶的冷端和热端相距很远、冷端的温度未知，在正常测量时，冷端的温度在零摄氏度时，冷端和热端的测量值才是实际值，所以我们要消除由于冷端温度影响而产生误差。这误差消除的方法很多，我们通常采用冷端补偿法（即内部补偿），原理是用感温元件测量出冷端的实际温度，然后与冷热端的测量值相加，这时的结果才是实际测量值。也就是人为地在显示值上加以修改，在显示表和PLC内部有测温元件还有设置冷端补偿的参6数。（6）、轴震动的工作原理：轴震动传感器又称磁电式传感器，他是有特殊的线圈和永磁铁心组成，传感器固定在被测物体上，磁铁手震动后、磁力线切割线圈、产生微电势，此信号传送到显示表、就得到了震动数值。轴震动是一体封装的，其按装地点随设备定，安装时一定固定紧，以免测量时有误差。3、下面我们了解一下无源式传感器，热电阻和压力和差压传感器。（1）、热电阻：是靠感温元件随温度的变化而阻值发生变化的特性来测量温度的。热电阻的种类很多，我们通常所用的有：WZP系列、和WZC系列，W、表示温度仪表，Z表示热电阻，P、表示铂电阻，C、表示铜电阻。下表可以体现出不同的热电阻在不同温度下工作范围。类别型号分度号测量范围℃0℃电阻值（Ω）铂热电阻WZPPt10—200—+（玻璃、陶瓷骨架）—200—+420（云母骨架）10Pt100100铜热电阻WZCCu50—50—+10050Cu100100(2)、热电阻的感温元件和热电偶不同，铂热电阻是由直径为Φ0.03—Φ0.05毫米的铂丝扰在不同材质的骨架上组成。铜电阻是由直径为φ0.11毫米的绝缘钢丝双绕在塑料鼓架上组成，然后用导线将其引到接线盒。由于热电阻的感温元件太细，所以不能按装载有振动的场合。如这次热电联产工程中循环水管道的热电阻，现在已经坏了几个了。热电阻在安装时感温元件要放在管道中心。(3)、热电阻的安装与电偶基本相同。只是接线方式不同，热电阻本体有两线制和三线制：其实热电阻感温元件只有两个接线端，三线制的热电阻只是在任意一个接线端上并了一根导线引到了接线盒上。热电阻外部连接有三线制和四线制：7三线制为的是减去线路电阻，四线制的，其作用也是为了消除线路电阻、只是方式不同、更为精确了。热电阻的导线要采用直径为1.5mm2以上的铜导线，避免电阻过大给测量造成影响。实际测量值线路电压(4)、此图为热电阻接线原理：在A和b之间加、250uA恒电流，此时（看三线制）在B和b之间由于线路电阻的存在会产生电压，用总电压bA减去二倍此电压（即将A的线电阻也减去），就得到了准确的数值。而四线制的热电阻就更加精确了，他的A和b之间是250uA恒流源，a和B是电阻的电压信号，此信号没有电流，相当于直接测量电阻两端电压，这样就得到了准确的数值了。三线制热电阻四线制热电阻8压力和差压变送器4、压力、差压变送器：（1、）压力变送器是测量介质压力的，我们可以大致把它分为两部分，传感器部分和信号转换部分，由于变送器的应用领域不同所以他们的种类很多。特别是传感器的结构不同，有电阻式的、有电容式的、还有频率式的。但是他们的工作原理都相近，传感器的隔离膜片是直接接触被测介质的他会因为介质的压力变化自己产生形变，这形变通过隔离液传送给测量膜片，测量膜片会产生相应的变形，（如果是电阻式的，这个形变辉改变电阻值，其他形式的同理）然后信号转换部分会根据此形变所产生的信号变送出相应的电信号。（2、）差压变送器：他是测量两组介质压力差的，一般配用于差压式流量计或液位计，也有测量微小压力用的，但价格比较高。差压变送器比压力变送器多一个测量压室，多一组测量膜片，他的测量值是通过两压是的压力差的到的，所以称他为差压变送器。差压式测量流量的节流装置孔板：9阻碍介质流动介质流向件2取压管螺丝固定阀兰阀门管道孔板的应用范围很广，有环室孔板和普通孔板，区别是普通孔板德取压管是分别穿透两个阀兰，直接进入管道，而环室孔板是在两个阀兰的内园上作了一个环形槽，取压管直接进到环形槽进行测量，这样的好处是避免由于介质脏、造成取压管的堵塞。在阀兰一般不是腐蚀性或颗粒状可流动气体或液体它都能测量。上面为孔板的分析图，孔板上面的件2是阻碍介质流动的，所以在件2两短会产生差压，此差压值是我们要测量的数值。注意按装时孔板的方向，必须按上图介质的流向、来安排孔板的方向，另外，不同的介质、孔板的取压管的方向也不同，下图为取压管方向示意图。环室孔板侧视图普通孔板侧视图主视图10介质为液体时、小于45度介质为液体时、小于45度介质为气体和蒸汽时、小于45度差压是流量测量节流量装置：德尔塔巴。阀兰取压管阻碍介质流动部分、件2取压孔、前后都有主视图侧视图俯视图介质流向德尔塔巴是靠件2的阻碍使其前后取压孔产生差压进行测量。注意正取压管是与上游取压孔相连接的。它的特点是安装简便，可以在线插拔（即生产时可以插拔），它的应用范围很广，只要不是太粘或太脏的气体或液体它都能测量。11压力和差压变送器剖面分析图12（3、）压力变送器的选择，：1、压力变送器按工作环境不同可分为三类：一、本安型，二、隔爆型，三、普通性。本安型和隔爆型都具有防暴功能，只是由于防暴等级不同他们的工作领域也不同。下面我们先了解一下第一类本安型：本安型变送器是采用本质安全电路，一般用于测量易燃易爆介质，他对外部电源要求很严格，电源电流不允许超过165mA，电压不允许超过直流30V，功率不允许超过0.9W，并联电容不允许超过0.02uF，并连电感不允许超过0.73mH,在这种情况下只有使用安全栅才能满足要求。二、隔爆型也采用本质安全电路，但是他本体的严密性很好，一般工作在易燃易爆的场所中，他只要求外部电源电压不超过30V。在安装时一定要根据防暴等级的要求和给出的图示进行操作，以免出现事故。2、膜盒的选择要根据被测介质的化学成分和环境温度还有测量范围来选择。3、要根据需要选择输出信号，管道接口，电气接口，显示表头，安装方式等。（4、）变送器的安装：1、对于一般气体的安装，变送器的导压管要向上引，避免由于管道有灰尘或潮湿，流到变送器给测量造成误差。如果条件不允许，取压时必须加除尘或冷