化工儀表及自動(dòng)化PPT課件

1、廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 廣東石油化工學(xué)院：劉美廣東石油化工學(xué)院：劉美 教授教授2014-2014-9 9廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 授授 課課 班班 級級 授授 課課 章章 節(jié)節(jié) 內(nèi)內(nèi) 容容 摘摘 要要高分子高分子12-112-1、2 2、3 3 周次周次日期日期星期星期節(jié)次節(jié)次 1 11/91/9一一3 3、4 41.11.1化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容1.21.2自動(dòng)控制系統(tǒng)組成及方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)組成及方塊圖1.31.3自動(dòng)控制系統(tǒng)分類自動(dòng)控制系統(tǒng)分類2 28/98/9一一3 3、4 4中秋放

2、假中秋放假3 315/915/9一一3 3、4 41.41.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)1.51.5工藝控制流程圖工藝控制流程圖4 422/922/9一一3 3、4 42.32.3對象的特性參數(shù)對象的特性參數(shù)3.1 3.1 檢測儀表與傳感器概述檢測儀表與傳感器概述5 529/929/9一一3 3、4 43.23.2壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表6 66/106/10一一3 3、4 43.33.3流量檢測及儀表流量檢測及儀表7 713/1013/10一一3 3、4 43.43.4物位檢測及儀表物位檢測及儀表8 820/1020/10一一3 3、4 43.53.

3、5溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表9 927/1027/10一一3 3、4 44.14.1基本控制規(guī)律及影響基本控制規(guī)律及影響4.24.2控制器控制器10103/113/11一一3 3、4 45.15.1執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理5.35.3執(zhí)行器的開關(guān)形式選擇執(zhí)行器的開關(guān)形式選擇111110/1110/11一一3 3、4 46.16.1簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成6.56.5控制器作用方向選擇控制器作用方向選擇121217/1117/11一一3 3、4 4考核筆試考核筆試廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院

4、 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表3.4 物位檢測及儀表物位檢測及儀表3.5 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表3.6 成分檢測及儀表成分檢測及儀表3.7 現(xiàn)代檢測技術(shù)與發(fā)展現(xiàn)代檢測技術(shù)與發(fā)展廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 學(xué)習(xí)目標(biāo)知識點(diǎn)：知識點(diǎn)：l理解理解“”與與“測量測量”重點(diǎn)是重點(diǎn)是零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 技能點(diǎn)：技能點(diǎn)：利用自動(dòng)化檢測實(shí)訓(xùn)裝置，培養(yǎng)以下技能：利用自動(dòng)化檢測實(shí)訓(xùn)裝置，培養(yǎng)以下技能：的的廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院

5、化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 本章重點(diǎn)u精度的意義與誤差的關(guān)系，各誤差計(jì)算。精度的意義與誤差的關(guān)系，各誤差計(jì)算。 u常用熱電偶、熱電阻溫度計(jì)常用熱電偶、熱電阻溫度計(jì)名稱、分度號、特點(diǎn)、名稱、分度號、特點(diǎn)、 測溫原理。測溫原理。u熱電偶熱電偶冷端溫度冷端溫度補(bǔ)償作用及方法，熱電阻補(bǔ)償作用及方法，熱電阻連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線正確連接。正確連接。本章難點(diǎn)u各種誤差計(jì)算及各種誤差計(jì)算及檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)的整體誤差計(jì)算。的整體誤差計(jì)算。u理解理解流量基本方程式中各參數(shù)的物理意義。流量基本方程式中各參數(shù)的物理意義。u各種檢測儀表的正確各種檢測儀表的正確安裝、選用安裝、選用。u熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法及熱電偶冷端

6、溫度補(bǔ)償方法及原理原理。u熱電阻連接導(dǎo)線熱電阻連接導(dǎo)線補(bǔ)償原理補(bǔ)償原理。 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 單位時(shí)間內(nèi)流過管道內(nèi)某一截面的流體數(shù)量，稱單位時(shí)間內(nèi)流過管道內(nèi)某一截面的流體數(shù)量，稱為瞬時(shí)流量。為瞬時(shí)流量。 在某一段時(shí)間間隔內(nèi)流過管道某一截面的流體量的總在某一段時(shí)間間隔內(nèi)流過管道某一截面的流體量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累積值，稱為總量或和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累積值，稱為總量或累累積流量積流量， 如用戶的水表、氣表等。如用戶的水表、氣表等。 工程上講的流量常指瞬時(shí)流量，若無特別說明均指瞬工

7、程上講的流量常指瞬時(shí)流量，若無特別說明均指瞬時(shí)流量。時(shí)流量。體積流量體積流量 (F) m3/h MF = F F=AV質(zhì)量流量質(zhì)量流量 (MF) kg/h廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.1 3.3.1 流量檢測方法流量檢測方法 流量測量方法很多，測量原理和流量傳感器（或稱流量流量測量方法很多，測量原理和流量傳感器（或稱流量計(jì)）也各不相同，計(jì)）也各不相同， 從測量方法上一般可分為從測量方法上一般可分為速度式、速度式、 容容積式積式和和質(zhì)量式質(zhì)量式三大類。三大類。 （1 1） 速度式流量測量原理速度式流量測量原理 速度式流量測量是通過速度式流量測量是通過

8、測量流體在管路內(nèi)已知截面流測量流體在管路內(nèi)已知截面流過的流速大小過的流速大小來實(shí)現(xiàn)。來實(shí)現(xiàn)。 如：差壓式、如：差壓式、 轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子、 渦輪、渦輪、 電磁、電磁、 旋渦和超聲旋渦和超聲波等流量檢測儀表都屬于此類。波等流量檢測儀表都屬于此類。 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 （2 2） 容積式流量測量原理容積式流量測量原理 根據(jù)已知容積的容室在單位時(shí)間內(nèi)所排出流體的次數(shù)根據(jù)已知容積的容室在單位時(shí)間內(nèi)所排出流體的次數(shù)來測量流體的瞬時(shí)流量和總量。來測量流體的瞬時(shí)流量和總量。 常用的容積式流量傳感器有常用的容積式流量傳感器有橢圓齒輪式橢圓齒輪式、 旋轉(zhuǎn)活塞旋轉(zhuǎn)活塞式式

9、和和刮板式刮板式等。等。廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 直接法：直接測量質(zhì)量流量，直接法：直接測量質(zhì)量流量， 如如熱電式、熱電式、 慣性力式、慣性力式、 動(dòng)量矩式質(zhì)量流量計(jì)動(dòng)量矩式質(zhì)量流量計(jì)等。等。直接法測量具有直接法測量具有不受流體的壓力、不受流體的壓力、 溫度、溫度、 粘度等變粘度等變化影響化影響的優(yōu)點(diǎn)，的優(yōu)點(diǎn)， 是一種正在發(fā)展中的質(zhì)量流量傳感器。是一種正在發(fā)展中的質(zhì)量流量傳感器。（3 3） 質(zhì)量式流量測量原理質(zhì)量式流量測量原理有兩種方法：有兩種方法：間接法：間接法：根據(jù)根據(jù)質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)系，質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)系， 測出體積流量測出體積流量再

10、乘以被測流體的密度，再乘以被測流體的密度，間接測量質(zhì)量流量間接測量質(zhì)量流量。 如工程上常如工程上常用的用的補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)，它采取溫度、，它采取溫度、 壓力自動(dòng)補(bǔ)償；壓力自動(dòng)補(bǔ)償；廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.2 3.3.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì) 差壓式差壓式( (也稱節(jié)流式也稱節(jié)流式) )流量計(jì)流量計(jì), ,是基于是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測量而實(shí)現(xiàn)流量測量的。的。（1 1）差壓式流量計(jì)組成）差壓式流量計(jì)組成 節(jié)流裝置節(jié)流裝置導(dǎo)壓管

11、導(dǎo)壓管顯示儀表顯示儀表直管段直管段節(jié)流件節(jié)流件廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 在收縮處流速增大，靜壓在收縮處流速增大，靜壓力降低，因此在孔板前后就力降低，因此在孔板前后就產(chǎn)生一定的壓力差，產(chǎn)生一定的壓力差， 對于一定尺寸的孔板，一對于一定尺寸的孔板，一定的測壓位置和前后直管段，定的測壓位置和前后直管段，在一定有流體參數(shù)情況下，在一定有流體參數(shù)情況下，孔板前后的壓差孔板前后的壓差p與流量之與流量之間有一定的函數(shù)關(guān)系間有一定的函數(shù)關(guān)系， 因此可通過測量孔板前后因此可通過測量孔板前后的壓差來測量流量的壓差來測量流量 pp1p2pt0節(jié)流元件節(jié)流元件管道管道t0v（

12、2 2）檢測原理與流量基本方程）檢測原理與流量基本方程 1 1）檢測原理）檢測原理 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 01212()FAPPP 當(dāng)當(dāng)、1 1、A0為常數(shù)時(shí)，為常數(shù)時(shí)，F(xiàn)與與 成正比。成正比。2 2）流量基本方程）流量基本方程根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程:流量系數(shù)流量系數(shù)，與節(jié)流裝置、取壓方式、阻力件開孔截面積與管道截面積之比、雷諾數(shù)Re、管道粗糙度等因素有關(guān)；: 體膨脹校正系數(shù)體膨脹校正系數(shù)，對不可壓縮液體1；對可壓縮液體1； A0 : 阻力件開孔截面積阻力件開孔截面積；0 :被測流體密度；被測流體密度；P : 阻力件前

13、后壓差阻力件前后壓差。012MFAP廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 （3 3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)條件有統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)條件有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算數(shù)據(jù)有統(tǒng)一圖表，標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算數(shù)據(jù)有統(tǒng)一圖表，不必經(jīng)個(gè)別標(biāo)定就可使用。不必經(jīng)個(gè)別標(biāo)定就可使用。節(jié)流裝置節(jié)流裝置包括包括節(jié)流件、取壓裝節(jié)流件、取壓裝置、節(jié)流件前后直管段置、節(jié)流件前后直管段 圖圖3-17 節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)圖節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)圖節(jié)流孔板節(jié)流孔板后取壓管后取壓管前取壓管前取壓管廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 節(jié)流件節(jié)流件孔板：孔板：噴嘴：噴嘴：壓損大，易加工，便宜

14、，一般情況使用。壓損大，易加工，便宜，一般情況使用。高精度、粘度、有沉淀的介質(zhì)。高精度、粘度、有沉淀的介質(zhì)。 ：適于測量高粘度、有腐蝕性、適于測量高粘度、有腐蝕性、有沉淀的介質(zhì)流量。有沉淀的介質(zhì)流量。 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 取壓裝置取壓裝置角接取壓角接取壓 上、下游側(cè)取壓孔軸心線與上、下游側(cè)取壓孔軸心線與孔板（噴嘴）前后端面的間距孔板（噴嘴）前后端面的間距各等于取壓孔直徑的一半，或各等于取壓孔直徑的一半，或等于取壓環(huán)隙寬度的一半，因等于取壓環(huán)隙寬度的一半，因而取壓孔穿透處與孔板端面正而取壓孔穿透處與孔板端面正好相平，角接取壓包括好相平，角接取壓包括

15、環(huán)室取環(huán)室取壓壓和和單獨(dú)鉆孔取壓單獨(dú)鉆孔取壓。 標(biāo)準(zhǔn)的取壓方式有標(biāo)準(zhǔn)的取壓方式有角接取壓角接取壓、法蘭取壓法蘭取壓、徑距取壓徑距取壓三種。三種。 角接取壓裝置示意圖廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 法蘭取壓法蘭取壓 上、下游側(cè)取壓孔中心至孔上、下游側(cè)取壓孔中心至孔板前后端面的間距為板前后端面的間距為（25.425.40.80.8）mmmm。法蘭取壓法蘭取壓 徑距取壓徑距取壓 上游側(cè)取壓孔中心與孔板上游側(cè)取壓孔中心與孔板（噴嘴）前端面的距離為（噴嘴）前端面的距離為1D1D，下游側(cè)取壓孔中心與，下游側(cè)取壓孔中心與孔板（噴嘴）后端面的距孔板（噴嘴）后端面的距離為離為

16、D/2D/2直管段直管段 保證節(jié)流件上游至少為保證節(jié)流件上游至少為10D，下游至少為下游至少為5D的直管段長度，的直管段長度，內(nèi)徑內(nèi)徑D必須實(shí)測。必須實(shí)測。廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 （4）差壓式流量計(jì)的安裝安裝要求安裝要求: :管道條件管道條件、管道連接管道連接情況、情況、取壓口取壓口結(jié)構(gòu)、節(jié)流裝結(jié)構(gòu)、節(jié)流裝置置上下游直管段長度上下游直管段長度以及差壓信號以及差壓信號管路管路的敷設(shè)情況等。的敷設(shè)情況等。 1）節(jié)流裝置的安裝）節(jié)流裝置的安裝包括包括節(jié)流件節(jié)流件、差壓信號、差壓信號管路管路的安裝的安裝 節(jié)流件安裝時(shí)應(yīng)保持節(jié)流件垂直、入口邊緣尖銳，節(jié)流件節(jié)流

17、件安裝時(shí)應(yīng)保持節(jié)流件垂直、入口邊緣尖銳，節(jié)流件應(yīng)與管道或夾持環(huán)（采用時(shí)）同軸，并注意流體的流向。應(yīng)與管道或夾持環(huán)（采用時(shí)）同軸，并注意流體的流向。差壓信號管路的安裝差壓信號管路的安裝廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 取壓口取壓口一般設(shè)置在法蘭、環(huán)室或夾持環(huán)上，當(dāng)測量管道一般設(shè)置在法蘭、環(huán)室或夾持環(huán)上，當(dāng)測量管道為為水平或傾斜水平或傾斜時(shí)取壓口的安裝如圖：時(shí)取壓口的安裝如圖：當(dāng)測量管道為當(dāng)測量管道為垂直垂直時(shí)，取壓口的位置在取壓位置的平面上，時(shí)，取壓口的位置在取壓位置的平面上，方向可任意選擇。方向可任意選擇。廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工

18、儀表及自動(dòng)化 導(dǎo)壓管導(dǎo)壓管的材質(zhì)應(yīng)按被測介質(zhì)的性質(zhì)和參數(shù)確定，其內(nèi)徑不的材質(zhì)應(yīng)按被測介質(zhì)的性質(zhì)和參數(shù)確定，其內(nèi)徑不小于小于6mm6mm，長度最好在，長度最好在16m16m以內(nèi)。以內(nèi)。導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，其傾斜度不小于導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，其傾斜度不小于1 1：1212，粘度高，粘度高的流體，其傾斜度應(yīng)增大。的流體，其傾斜度應(yīng)增大。當(dāng)導(dǎo)壓管長度超過當(dāng)導(dǎo)壓管長度超過30m30m時(shí)，導(dǎo)壓管應(yīng)分段傾斜，并在最高點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)壓管應(yīng)分段傾斜，并在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)裝設(shè)集氣器（或排氣閥）和沉淀器（或排污閥）。與最低點(diǎn)裝設(shè)集氣器（或排氣閥）和沉淀器（或排污閥）。廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化

19、化工儀表及自動(dòng)化 2 2）安裝實(shí)例）安裝實(shí)例被測流體為清潔液體時(shí)被測流體為清潔液體時(shí) （a）儀表在管道下方；（）儀表在管道下方；（b）儀表在管道上方；（）儀表在管道上方；（c）垂直管道，被測流體為高溫液體）垂直管道，被測流體為高溫液體廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 被測流體為清潔干氣體時(shí)被測流體為清潔干氣體時(shí) （a）儀表在管道下方；（）儀表在管道下方；（b）儀表在管道上方；）儀表在管道上方；廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 被測流體為清潔濕氣體時(shí)被測流體為清潔濕氣體時(shí)被測流體為水蒸汽時(shí)被測流體為水蒸汽時(shí) 廣東石油化工學(xué)院廣東

20、石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3）差壓式流量計(jì)的投運(yùn) 開表前，必須先使引壓管內(nèi)充滿液體或隔離液，開表前，必須先使引壓管內(nèi)充滿液體或隔離液，引壓管中的空氣要通過排氣閥和儀表的放氣孔排除引壓管中的空氣要通過排氣閥和儀表的放氣孔排除干凈。干凈。l打開節(jié)流裝置根部打開節(jié)流裝置根部截止閥截止閥1 1和和2 2；l打開打開平衡閥平衡閥5 5，并逐漸打開正壓，并逐漸打開正壓側(cè)側(cè)切斷閥切斷閥3 3，使差壓計(jì)的正、負(fù)，使差壓計(jì)的正、負(fù)壓室承受同樣壓力；壓室承受同樣壓力；l開啟開啟負(fù)壓側(cè)切斷閥負(fù)壓側(cè)切斷閥4 4，并逐漸關(guān)，并逐漸關(guān)閉閉平衡閥平衡閥5 5，儀表即投入運(yùn)行。，儀表即投入運(yùn)行。l儀表停

21、運(yùn)時(shí)，與投運(yùn)步驟相反，儀表停運(yùn)時(shí)，與投運(yùn)步驟相反，即先打開即先打開平衡閥平衡閥5 5，然后關(guān)閉，然后關(guān)閉正、正、負(fù)側(cè)切斷閥負(fù)側(cè)切斷閥3 3、4 4，最后再關(guān)閉平，最后再關(guān)閉平衡閥衡閥5 5。廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 （1 1）組成）組成 就地就地 電動(dòng)電動(dòng) 氣動(dòng)氣動(dòng)顯示顯示遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)傳測量測量錐形管：與管道垂直連接錐形管：與管道垂直連接浮子：節(jié)流件（浮動(dòng)）浮子：節(jié)流件（浮動(dòng)）且且浮浮介介3.3.3 3.3.3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 （2 2）測量原理）測量原理 當(dāng)流體自下而上經(jīng)錐管時(shí)，浮子受

22、流體的沖擊當(dāng)流體自下而上經(jīng)錐管時(shí)，浮子受流體的沖擊向上運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng), ,隨著浮子隨著浮子上移上移，流通面積，流通面積增大增大，沖擊力，沖擊力下降，當(dāng)沖擊力下降，當(dāng)沖擊力F F1 1（浮子重力），浮子不動(dòng)，浮子重力），浮子不動(dòng)，浮子的浮子的高度高度反映了被測流量的大小。反映了被測流量的大小。 重力重力F F1 1 hP P2 2P P1 1浮浮子子上上的的力力浮力浮力動(dòng)壓力（沖擊力）動(dòng)壓力（沖擊力）靜壓力靜壓力廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 F=HAgVfft)(2f f影響影響F F，出廠時(shí)應(yīng)標(biāo)明：溫度、壓力、密度、出廠時(shí)應(yīng)標(biāo)明：溫度、壓力、密度、 粘度，一

23、般用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的水或空氣進(jìn)行標(biāo)定，粘度，一般用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的水或空氣進(jìn)行標(biāo)定， 實(shí)際與標(biāo)定不符應(yīng)進(jìn)行修正。實(shí)際與標(biāo)定不符應(yīng)進(jìn)行修正。當(dāng)浮子、介質(zhì)一定時(shí)，當(dāng)浮子、介質(zhì)一定時(shí)，F(xiàn) F與與H H成線性；成線性；改變改變(錐度錐度) )細(xì)調(diào)和浮子質(zhì)量細(xì)調(diào)和浮子質(zhì)量t t 粗調(diào)，可改變粗調(diào)，可改變 儀表量程；儀表量程；垂直、自下而上，直管段，定期清洗垂直、自下而上，直管段，定期清洗適于小流量小管徑測量。適于小流量小管徑測量。（4）安裝、使用、特點(diǎn)安裝、使用、特點(diǎn)廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.4 3.3.4 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì) （1

24、 1）組成）組成測量測量 兩個(gè)相嚙合的橢圓齒輪、外殼（計(jì)量室）、軸兩個(gè)相嚙合的橢圓齒輪、外殼（計(jì)量室）、軸顯示顯示 就地、遠(yuǎn)傳就地、遠(yuǎn)傳橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)和刮板流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)和刮板流量計(jì) 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 F=4nV0 n：齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率周秒齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率周秒測出測出n n即可知流量即可知流量F F大小。大小。 （2 2）測量原理）測量原理 流體經(jīng)儀表時(shí)產(chǎn)生流體經(jīng)儀表時(shí)產(chǎn)生差壓差壓，在差壓作用下，產(chǎn)生力矩使齒輪，在差壓作用下，產(chǎn)生力矩使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而排出齒輪與殼體間轉(zhuǎn)動(dòng)，從而排出齒輪與殼體間半月形容積半月形容積的介質(zhì)，齒輪

25、每轉(zhuǎn)的介質(zhì)，齒輪每轉(zhuǎn)一周所排出的介質(zhì)為半月形容積的倍，即：一周所排出的介質(zhì)為半月形容積的倍，即：（3 3）安裝使用特點(diǎn)）安裝使用特點(diǎn) 精度精度高，其基本誤差一般為高，其基本誤差一般為5%或更高，或更高，測量范圍測量范圍寬，范圍寬，范圍可達(dá)可達(dá)10比比1或更大，不需要外部能源，可直接獲得累積總量?；蚋螅恍枰獠磕茉?，可直接獲得累積總量。沒有前置沒有前置直管直管的要求，用于的要求，用于高粘度高粘度流體的測量。流體的測量。適用于潔凈適用于潔凈單相流體。單相流體。 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 由電磁感應(yīng)定律，當(dāng)由電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)電液體導(dǎo)電液體在磁場中運(yùn)動(dòng)切

26、割在磁場中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，大小與被測流量成正磁力線時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，大小與被測流量成正比。比。Ex=BDv 當(dāng)當(dāng)D D、B B一定時(shí)，一定時(shí)，ExEx與流量與流量F F成正比，成正比，測出測出 Ex Ex可知可知 F F大大小小，當(dāng)，當(dāng)B B的方向變化時(shí)，的方向變化時(shí)，ExEx方向也變化。方向也變化。方向由右手定方向由右手定則確定。則確定。特點(diǎn)：特點(diǎn)：不受流體物理性質(zhì)影響，測量不受流體物理性質(zhì)影響，測量介質(zhì)、范圍廣，壓損小，可測介質(zhì)、范圍廣，壓損小，可測脈動(dòng)流和雙向流；但液體須導(dǎo)脈動(dòng)流和雙向流；但液體須導(dǎo)電。電。3.3.5 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)(由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成由傳感器

27、和轉(zhuǎn)換器組成) 廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.63.3.6渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)(由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀表組成由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀表組成) 在流體流動(dòng)的管道內(nèi)在流體流動(dòng)的管道內(nèi), ,安裝一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪安裝一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪, ,當(dāng)流體通過葉輪時(shí)當(dāng)流體通過葉輪時(shí), ,流體的動(dòng)能使流體的動(dòng)能使葉輪旋轉(zhuǎn)葉輪旋轉(zhuǎn)。從而從而切割磁切割磁力線改變通過線圈的磁通量，使線圈感應(yīng)出脈沖電信號力線改變通過線圈的磁通量，使線圈感應(yīng)出脈沖電信號。在規(guī)定的流量范圍和一定的流體粘度下在規(guī)定的流量范圍和一定的流體粘度下, ,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速與與流速流速成成線性關(guān)系線性關(guān)系. . 1

28、 1渦輪；渦輪；2 2導(dǎo)流器；導(dǎo)流器；3 3磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；4 4外殼；外殼；5 5前置放大器前置放大器（1 1）測量原理）測量原理廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 測出測出f f或或N N即可知瞬時(shí)流量即可知瞬時(shí)流量Q Q或總量或總量V V。儀表常數(shù)儀表常數(shù)，與變送器結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，由，與變送器結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)確定。表示實(shí)驗(yàn)確定。表示流過單位體積流量時(shí)，變送器輸出的脈沖數(shù)流過單位體積流量時(shí)，變送器輸出的脈沖數(shù)。f= N N葉片數(shù)葉片數(shù)2n（2）安裝、使用、特點(diǎn)）安裝、使用、特點(diǎn) 安裝：安裝：水平、箭頭流向，直

29、管段；裝過濾器、整流器，水平、箭頭流向，直管段；裝過濾器、整流器， 設(shè)旁路閥，前置放大用屏蔽線。設(shè)旁路閥，前置放大用屏蔽線。 使用：使用：測潔凈物，工作狀態(tài)變化時(shí)，重新標(biāo)定測潔凈物，工作狀態(tài)變化時(shí)，重新標(biāo)定。特點(diǎn)：特點(diǎn)：精度高精度高0.2%0.2%0.5%0.5%，范圍廣，范圍廣10:110:1，反應(yīng)快，反應(yīng)快， 壓損小，耐壓高，輸出脈沖；但受環(huán)境影響，壽命短。壓損小，耐壓高，輸出脈沖；但受環(huán)境影響，壽命短。 N=V N總總脈沖數(shù)，脈沖數(shù)，V總總體積流量體積流量f=Q廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.73.3.7渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)(由傳感器和轉(zhuǎn)換期組

30、成由傳感器和轉(zhuǎn)換期組成)（）測量原理（）測量原理 在流體中放入一在流體中放入一非流線型非流線型物體，由于分界層分物體，由于分界層分離在物體兩側(cè)產(chǎn)生兩排離在物體兩側(cè)產(chǎn)生兩排旋轉(zhuǎn)方向相反旋轉(zhuǎn)方向相反、交替出現(xiàn)的交替出現(xiàn)的漩渦漩渦，穩(wěn)定時(shí)，穩(wěn)定時(shí)，h hL L0.2810.281，漩渦漩渦頻率和流速關(guān)系頻率和流速關(guān)系為為: :LdhdvfStF=Av=Ad/ St *f =Kf 測出測出 f 即可知即可知F F大小。大小。St：斯特羅哈系數(shù)，斯特羅哈系數(shù)，實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)確定v:流速流速, d:圓柱直徑圓柱直徑圖3-30渦街流量計(jì)廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 （3

31、3）特點(diǎn)）特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，適用于結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，適用于液體液體、氣體氣體、蒸汽蒸汽和和部分混相流體部分混相流體的流量測量，的流量測量，但在但在高粘度高粘度、低流速低流速、小口徑小口徑的情況下，的情況下，應(yīng)用受到限制。應(yīng)用受到限制。 量程比寬（量程比寬（100100：1 1），線性好，壓損小，），線性好，壓損小，但流速的分布和脈動(dòng)對測量有影響。但流速的分布和脈動(dòng)對測量有影響。鉑熱電阻檢測：鉑熱電阻檢測：漩渦作用產(chǎn)生壓差漩渦作用產(chǎn)生壓差(P(P1 1-P-P2 2) )，使流體從下而上經(jīng)鉑電阻絲，帶走熱量，改使流體從下而上經(jīng)鉑電阻絲，帶走熱量，改變電阻值，電阻值的變化頻率與漩渦

32、產(chǎn)生的變電阻值，電阻值的變化頻率與漩渦產(chǎn)生的頻率相對應(yīng)。頻率相對應(yīng)。通過檢測鉑絲阻值的變化頻率來檢測流量。通過檢測鉑絲阻值的變化頻率來檢測流量。 P2P1（2）頻率檢測器）頻率檢測器廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.8 3.3.8 超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì) 超聲波在超聲波在流動(dòng)的流體中傳播流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就時(shí)就載上流體流速載上流體流速的信息。通過的信息。通過接收到的超聲波接收到的超聲波可檢測出可檢測出流體流速流體流速，從而換算成，從而換算成流量流量。超聲超聲脈沖脈沖穿過管道從一個(gè)傳感器到達(dá)另一傳感器，穿過管道從一個(gè)傳感器到達(dá)另一傳感器，順著流動(dòng)順著流

33、動(dòng)方向方向的聲脈沖會(huì)的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)每煨﹤鬏數(shù)每煨?，而，而逆著流?dòng)逆著流動(dòng)方向的聲脈沖會(huì)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)脗鬏數(shù)寐?。這樣，順流傳輸時(shí)間些。這樣，順流傳輸時(shí)間t t1 1短，而逆流時(shí)間短，而逆流時(shí)間t t2 2長。長。兩者兩者時(shí)時(shí)差差t可表示為可表示為 lR2R1T1CUCUT2t t2 2t t1 1t2lUC2 ；C聲速，U流速 當(dāng)當(dāng)聲速聲速和和傳播距離傳播距離已知已知時(shí)，測出時(shí)，測出時(shí)差時(shí)差就能測出就能測出流體流速流體流速，進(jìn)而求出，進(jìn)而求出流流量量。 圖3-34 超聲波流量計(jì)廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 ABC3.3.9 3.3.9 科里奧利質(zhì)

34、量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)兩根金屬兩根金屬 U U 形管與被測管路由連通形管與被測管路由連通器相接器相接, ,流體按箭頭方向分為兩路通流體按箭頭方向分為兩路通過。在過。在 A A 、 B B 、 C C 三處各有一組三處各有一組壓電換能器壓電換能器, , 其中其中 A A 利用逆壓電效利用逆壓電效應(yīng)應(yīng) ,B ,B 和和 C C 處利處利 用正壓電效應(yīng)。用正壓電效應(yīng)。 A A 處在外加交流電壓下產(chǎn)生交變力處在外加交流電壓下產(chǎn)生交變力 , , 使兩個(gè)使兩個(gè) U U 形管彼此一開一合地振動(dòng)形管彼此一開一合地振動(dòng) ,B ,B 和和 C C 處分別處分別 檢測兩管的振動(dòng)幅檢測兩管的振動(dòng)幅度。度。 B B

35、 位于進(jìn)口側(cè)位于進(jìn)口側(cè) ,C ,C 位于出口側(cè)位于出口側(cè)。根據(jù)出口側(cè)相位領(lǐng)先于進(jìn)口側(cè)的規(guī)。根據(jù)出口側(cè)相位領(lǐng)先于進(jìn)口側(cè)的規(guī)律律 , C , C 輸出的交變電信號領(lǐng)先于輸出的交變電信號領(lǐng)先于 B B 某個(gè)相位差某個(gè)相位差 , , 此相位差的大小與質(zhì)此相位差的大小與質(zhì)量流量成正比。量流量成正比。廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 科里奧利效應(yīng)：科里奧利效應(yīng)：當(dāng)管子向上運(yùn)動(dòng)時(shí)（振動(dòng)半周期），流入儀當(dāng)管子向上運(yùn)動(dòng)時(shí)（振動(dòng)半周期），流入儀表的流體向下壓，反之，流出儀表的流體向上推，兩個(gè)反作表的流體向下壓，反之，流出儀表的流體向上推，兩個(gè)反作用力合成引起傳感管扭曲的效應(yīng)。用力合成引起傳感管扭曲的效應(yīng)。扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)角科氏力科氏力流量流量 下半周期振動(dòng)方向相反。下半周期振動(dòng)方向相反。4sKMr廣東石油化工學(xué)院廣東石油化工學(xué)院 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化 3.3.10 3.3.10 其它流量計(jì)其它流量計(jì)（1 1）V V錐流量計(jì)錐流量計(jì) V V錐流量計(jì)是一種差壓型流量計(jì)，錐流量計(jì)是一種差壓型流量計(jì)，流流量的大小量的大小與與差壓平方根差壓平方根成正比。當(dāng)介質(zhì)接成正比。當(dāng)介質(zhì)接近錐體時(shí)，其壓力為近錐體時(shí)，其壓力為P1,P1,在介質(zhì)通過