儀表基礎(chǔ)知識(shí)部分學(xué)習(xí)資料

1、化工儀表及自動(dòng)化第一節(jié)：自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本概念化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化，一般要包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操縱和自動(dòng)調(diào)節(jié)等方面的內(nèi)容。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是自動(dòng)化生產(chǎn)的核心部分，只有 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能自動(dòng)地排除各種干擾因素對(duì)工藝參數(shù) 的影響，使它們始終保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上，保證生 產(chǎn)維持在正常或最佳的工藝操作狀態(tài)。一、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)利用各種檢測(cè)儀器對(duì)主要工藝參數(shù)進(jìn)行指示或記 錄，“了解”生產(chǎn)的任務(wù)。二、自動(dòng)信號(hào)和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)對(duì)某些關(guān)鍵參數(shù)設(shè)有自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖裝置。當(dāng)工藝參 數(shù)超過了允許范圍，系統(tǒng)自動(dòng)地發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)， 以提示操作人員及時(shí)采取措施。三、自動(dòng)操縱及自動(dòng)開停車系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先規(guī)定

2、的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性的操作。自動(dòng)力O料系統(tǒng)示恚四、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使它們?cè)谑艿礁蓴_的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)地調(diào)回到規(guī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成 一、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在人工調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的，其主要 裝置包括測(cè)量元件及變送器、自動(dòng)調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器，分 別代替了人的眼、腦、手三個(gè)器官。1. 檢測(cè)器（變送器）:將某一物理量（如：液位、 流量、壓力、壓差或溫度等）轉(zhuǎn)變成可利用信號(hào)。（變 送器）將該信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。2. 調(diào)節(jié)器:根據(jù)變送器信號(hào)和工藝需求， 算出偏差， 經(jīng)過某種運(yùn)算發(fā)出控制信息。| 1T工亍帝| 1T工亍帝|3. 執(zhí)行器:根據(jù)調(diào)節(jié)器的

3、控制信息，改變閥門開度。4 .調(diào)節(jié)對(duì)象在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，我們將需要調(diào)節(jié)其工藝參數(shù)的 生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)械。二、液位控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成工芝競程圖三、被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)字母第一位字母后續(xù)字母被測(cè)變量修飾詞功能A分析報(bào)警C電導(dǎo)率控制（調(diào)節(jié)）D密度差E電壓測(cè)量兀件F流量比（分?jǐn)?shù)）I電流指示K時(shí)間或時(shí)間程序自動(dòng)-手動(dòng)操作器L物位M水分或溫度P壓力或真空Q數(shù)量或件數(shù)積分、累積積分、累積R放射性記錄或打印S速度或頻率安全開關(guān)、連鎖T溫度傳送V粘度閥、擋板、百葉窗W力套管Y供選用繼動(dòng)器或計(jì)算器Z位置驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行或未分類的執(zhí)行機(jī)構(gòu)第二節(jié).自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方塊圖一、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖:用箭頭將自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各

4、組成環(huán)節(jié)之間的關(guān)系清楚地表示出來的方塊圖。方塊圖中的每一個(gè)方塊都代表一個(gè)具體的實(shí)物，連接線只代表方塊之間的信號(hào)聯(lián)系，不代表物料聯(lián)系。二、閉環(huán)系統(tǒng):自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方塊圖中信號(hào)沿箭頭方向前進(jìn)，通過若干環(huán)節(jié)后,最后又返回到啟始點(diǎn)。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖（閉環(huán)系統(tǒng)）三、開環(huán)系統(tǒng):.自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方塊圖中信號(hào)沿箭頭方向前進(jìn)，最后返回不到啟始點(diǎn)。蘭辱自動(dòng)翩裝置陣煙麗嚴(yán)數(shù)自動(dòng)攙縱系統(tǒng)方塊圖第三一、常見分類方法1. 按被調(diào)參數(shù)分類：溫度、流量、壓力、液位等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2. 按調(diào)節(jié)器具有的調(diào)節(jié)規(guī)律分類：比例、比例積分、比例微分、比例積分微分等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。二、按給定值的變化分類（最常見）：1. 定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

5、、成序控制調(diào)節(jié)系 統(tǒng)。2. 定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)：給定值恒定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3. 隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（也稱自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）：給定值不斷 變化，而且這種變化是隨機(jī)的。4. 成序控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)（順序控制系統(tǒng)）：給定值按一定的時(shí)間函數(shù)變化 第四節(jié).自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過度過程和品質(zhì)指標(biāo)一、靜態(tài)及動(dòng)態(tài)靜態(tài)：系統(tǒng)的平衡狀態(tài)基本不隨時(shí)間變化而變化。動(dòng)態(tài)：被調(diào)參數(shù)隨時(shí)間的變化，從一個(gè)平衡狀態(tài)到另一 個(gè)平衡狀態(tài)的過渡過程。平衡（靜態(tài)）是暫時(shí)的、相對(duì)的、有條件的，不平 衡（動(dòng)態(tài)）才是普遍的、絕對(duì)的、無條件的。研究自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重點(diǎn)是研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程是調(diào)節(jié)作用不斷克服干擾 作用影響的過程。系統(tǒng)從一

6、個(gè)平衡狀態(tài)到另一個(gè)平衡狀 態(tài)的過渡過程中，被調(diào)參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律首先取決 于干擾作用的形式。一般的階躍信號(hào)：突然、危險(xiǎn)、對(duì)被調(diào)參數(shù)影響很 大。其它形式的干擾可用多個(gè)階躍信號(hào)代替。1.非周期衰減過程:被調(diào)參數(shù)在給定值的某一側(cè)作緩慢變化，沒有來回 波動(dòng)，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。（穩(wěn)定過程）2. 衰減振蕩過程：被調(diào)參數(shù)上下波動(dòng)，但振幅逐漸減少，最后穩(wěn)定在 某一數(shù)值上。（穩(wěn)定過程，最佳狀態(tài)）3 .等幅振蕩過程：被調(diào)參數(shù)在給定值附近來回波動(dòng)，且波動(dòng)振幅保持 不變。（屬不穩(wěn)定過程，但在某種情況下可以使用）4 .發(fā)散振蕩過程：被調(diào)參數(shù)來回波動(dòng)，且波動(dòng)振幅逐漸變大，既離給 定值越來越遠(yuǎn)。（不穩(wěn)定過程，應(yīng)盡量避

7、免）三、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程是調(diào)節(jié)系統(tǒng)品質(zhì)的重要依據(jù)， 我們假設(shè)在階躍干擾作用下，取自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的衰減振 蕩過程的形式來討論調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)。1. 最大偏差：是指在過渡過程中，被調(diào)參數(shù)偏離 給定值的最大數(shù)值（圖中的A值，最大偏差表示系統(tǒng)瞬時(shí) 偏離給定值的最大程度）。2. 衰減比：是相鄰兩個(gè)峰值的比，習(xí)慣上表示為n : 1。一般n取4-10之間為宜。3 .余差：當(dāng)過渡過程終了時(shí)，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新 的穩(wěn)態(tài)值及給定值之間的偏差叫做余差，或者說余差就 是過渡過程終了時(shí)的殘余偏差。有余差的調(diào)節(jié)過程稱為有差調(diào)節(jié)，相應(yīng)的系統(tǒng) 稱為有差系統(tǒng)。 沒有余差的調(diào)節(jié)過程稱為無差調(diào)節(jié)， 相 應(yīng)的系統(tǒng)

8、稱為無差系統(tǒng)。（余差越小越好）4 .過渡時(shí)間：從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起,直到系統(tǒng) 重新建立新的平衡時(shí)止,過渡過程所經(jīng)歷的時(shí)間叫做過 渡時(shí)間或調(diào)節(jié)時(shí)間。5. 振蕩周期：過渡過程同向兩波峰（或波谷）之間的 間隔時(shí)間叫振蕩周期或工作周期。6. 振蕩頻率：振蕩周期的倒數(shù)稱為振蕩頻率。四、影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩大部分組成:1. 工藝過程部分：只及自動(dòng)控制相關(guān)的工藝部分。2 .自動(dòng)裝置部分：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制必備的儀表設(shè)備。對(duì)一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，過渡過程品質(zhì)的好壞， 很大程度上決定于對(duì)象的性質(zhì)。所以自動(dòng)控制裝置應(yīng)按 對(duì)象的性質(zhì)合理的選配調(diào)節(jié)系統(tǒng)。.測(cè)量元件及變送器1. 過程參數(shù)檢測(cè)基

9、本概念過程參數(shù)檢測(cè)-指連續(xù)生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位和成分等參數(shù)的檢測(cè)。檢測(cè)儀表-將檢測(cè)元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測(cè)儀表。一次儀表-一般為將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為便于計(jì)量的物理量所使用的儀表，即為檢測(cè)元件。二次儀表-將測(cè)得的信號(hào)變送轉(zhuǎn)換為可計(jì)量 的標(biāo)準(zhǔn)電氣信號(hào)并顯示的儀表。即包括變送器和 顯示裝置。2. 測(cè)量過程及測(cè)量誤差測(cè)量過程 利用一個(gè)已知的單位量（即標(biāo)準(zhǔn)量） 及被測(cè)的同類量進(jìn)行比較的過程。測(cè)量誤差-在測(cè)量過程中測(cè)量結(jié)果及被測(cè)量 的真值之間會(huì)有一定的差值。它反映了測(cè)量結(jié)果 的可靠程度。?測(cè)量誤差的分類：絕對(duì)誤差及相對(duì)誤差絕對(duì)誤差-指測(cè)量結(jié)果及被測(cè)量的真值之差。通常把檢定中高一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)

10、準(zhǔn)所測(cè)得的量值作為真值（實(shí)際值）。相對(duì)誤差-指絕對(duì)誤差及真值或測(cè)量值之百 分比。常見有如下三種表示方式： 實(shí)際相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差及被測(cè)量的真值（實(shí)際值）之百分比。 標(biāo)稱相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差及儀表示值 之百分比。引用相對(duì)誤差-是指絕對(duì)誤差及儀表的量 程之百分比。系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏忽誤差。系統(tǒng)誤差-指測(cè)量儀表本身或其他原因（如零 點(diǎn)沒有調(diào)整好等）引起的有規(guī)律的誤差。隨機(jī)誤差-指在測(cè)量中所出現(xiàn)的沒有一定規(guī) 律的誤差。疏忽誤差-指觀察人員誤讀或不正確使用儀 器及測(cè)試方案等人為因素所引起的誤差?；菊`差、附加誤差和允許誤差基本誤差-指儀表在規(guī)定的正常工作條件下所具 有的誤差。附加誤差 指儀表超出規(guī)

11、定的正常工作條件時(shí)所 增加的誤差。允許誤差指儀表的示值或性能不允許超過某個(gè) 誤差范圍。3. 檢測(cè)儀表的性能指標(biāo)?儀表精度（儀表準(zhǔn)確度）儀表精度-儀表精度二絕對(duì)誤X大值100% =(XaX0bmaX 100%儀表精度是根據(jù)國家規(guī)定的允許誤差大小分成幾個(gè) 等級(jí)的。某一類儀表的允許誤差是指在規(guī)定的正常情況 下允許的百分比誤差的最大值。我國過程檢測(cè)控制儀表 的精度等級(jí)有 0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、 2.5、4等。一般工業(yè)用表為 0.54級(jí)精度。在選用儀表的精度等級(jí)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要求定，不能只追求高精度等級(jí)。?變差變差-在外界條件不變的情況下，用同一儀表 對(duì)同一個(gè)

12、量進(jìn)行正、反行程(即逐漸由小到大或逐 漸由大到小)測(cè)量時(shí)，所得儀表兩不值之間的差 值。變差=(Xl X2)max 100 % 其中Xi、X2為正、反測(cè)量 變儀表量程的示值造成交差的原因很多。通常要求：變差 儀表精度等 級(jí)所允許的誤差。?靈敏度及靈敏限靈敏度 表示測(cè)量儀表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化的靈 敏程度。通常用儀表的輸出變化量，如指針的線 位移或角位移及引起此位移的被測(cè)參數(shù)變化量之 比來表示，即注意：提高儀表的靈敏度可采用增加放大部分的放 大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn)。不過儀表的性能主要取決于儀表的基本 誤差 靈敏限-指引起儀表示值發(fā)生變化的可測(cè)參 數(shù)的最小變化量。通常其值應(yīng)不大于儀表允許誤 差的一半。第二節(jié).壓力測(cè)

13、量及變送器壓力單位及測(cè)壓儀表壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，必須對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。但需說明的是， 這里所說的壓力，實(shí)際上是物理概念中壓強(qiáng)，即垂直作 用在單位面積上的力。在壓力測(cè)量中，常有絕對(duì)壓力、 表壓、負(fù)壓和真空壓之分。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì) 作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào)P1表示。用來測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕對(duì)壓力表。地面上的空氣 柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用符號(hào)P2表示。用來測(cè)量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對(duì)壓力及大氣壓 力之差，稱為表壓力，用符號(hào) P3表示，則P3=P1-P2當(dāng) 絕對(duì)壓力小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕

14、對(duì)值，稱為真空度。壓力：指均勻垂直的作用于單位面積上的力在化學(xué)反應(yīng)過程中，壓力既能影響物料平衡，也影 響化學(xué)反應(yīng)速度，所以，壓力的測(cè)量及控制，對(duì)保證生 產(chǎn)過程正常進(jìn)行，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗和安全是十 分重要的 壓力可用公式表示為：（p表示壓力，F(xiàn)表示垂直作用力，S表示受力面 積根據(jù)國際制單位，壓力單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）。1Pa=1N/m彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性元件，在被 測(cè)介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性形變 的原理而制成的壓力儀表.特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、價(jià)格低廉、測(cè)量范圍 廣、有足夠的精度。一.彈性元件:(a)單團(tuán)彈簣管多圈彈簣營薄膜式彈性元件根據(jù)測(cè)量和傳送的參

15、數(shù)不同，變送器可分為壓 力、差壓變送器.氣動(dòng)元件及組件電氣式壓力計(jì)是指把壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，然后測(cè)量電信號(hào)的壓力表。一般有壓力傳感器、測(cè)量電路和 信號(hào)處理裝置組成電氣式壓力計(jì)組成方框圖（應(yīng)變片式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器 應(yīng)變片式壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器是利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成.有 金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng) 而構(gòu)成.電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器是將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量 的變換，然后進(jìn)行測(cè)量.壓力計(jì)的選用在選擇壓力計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝要求，加以全面考 慮和具體分析，并注意儀表類型的選用、儀表測(cè)量范圍 的確定及儀表精

16、度級(jí)的選取。壓力計(jì)的安裝壓力計(jì)的安裝正確及否，直接影響到測(cè)量的 準(zhǔn)確性和壓力計(jì)的使用壽命，應(yīng)注意測(cè)壓點(diǎn)的選擇、導(dǎo)壓 管的鋪設(shè)及壓力計(jì)的安裝1. 要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管道部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。2. 測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)及流動(dòng)方 向垂直，取壓管內(nèi)端面及生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁 應(yīng)保持齊平，不應(yīng)有凸出物或毛刺。3. 測(cè)量液體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下部、使管道 內(nèi)不積存氣體；測(cè)量氣體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管 道上方，使管道內(nèi)不積存液體。壓力表的使用和維護(hù)在化工生產(chǎn)中，壓力表由于受到具有腐蝕、凝固結(jié)晶、 粘性、含塵以及咼溫、咼壓等被測(cè)介質(zhì)的影響，常會(huì)使 儀表發(fā)

17、生各種故障。為了確保儀表正常運(yùn)行，減少故障 的發(fā)生，延長使用壽命，必須做好生產(chǎn)開車前的維護(hù)檢 查和日常維護(hù)工作。生產(chǎn)開車前的維護(hù)檢查：生產(chǎn)開車前，通常要對(duì)設(shè)備、 管道等進(jìn)行試壓工作，在工藝試壓時(shí)要關(guān)閉接儀表的閥 門，打開取壓裝置上的閥門，檢查接頭及焊接處是否滲 漏，并及時(shí)排除滲漏。試壓完畢后，準(zhǔn)備開車生產(chǎn)之前， 應(yīng)在全面核對(duì)所安裝的壓力表的規(guī)格、型號(hào)是否及工藝 要求的被測(cè)介質(zhì)壓力相符合；檢驗(yàn)過的儀表是否有合格 證，裝有隔離裝置的壓力表需加好隔離液。壓力表在開車時(shí)的維護(hù)檢查： 生產(chǎn)開車時(shí)，對(duì)脈動(dòng)介 質(zhì)的壓力測(cè)量，為了避免受瞬時(shí)沖擊超壓而損壞壓力表， 應(yīng)緩慢地開啟閥門并注意觀察運(yùn)行情況。測(cè)量蒸汽或

18、熱 水的壓力表，應(yīng)先在冷凝器內(nèi)灌入冷水后，再打開壓力 表上的閥門。當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀表內(nèi)或管線有泄漏時(shí)，要及時(shí)切 斷取壓裝置上的閥門，然后進(jìn)行處理。壓力表的日常維護(hù)：運(yùn)行中的儀表，每天要定點(diǎn)定時(shí) 地進(jìn)行巡回檢查，保持儀表的清潔，檢查儀表的完整性。 發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)排除。第三節(jié).流量測(cè)量及其變送概述壓差式流量計(jì)（采用銳角孔板,一體化孔板，阿牛巴） 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)超聲波流量計(jì)電磁流量計(jì)渦街流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)一般所講的流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面 的流體數(shù)量；而某一段時(shí)間內(nèi)流過管道流量的總和叫總 量。單位時(shí)間內(nèi)流過的流體以質(zhì)量表示的稱為質(zhì)量流量 （M）;以體積表示的稱為體積流量（Q）.=qp 或 &quo

19、t;巻（pa示流體密度）e6 Me或二（t表示吋間j噸每小時(shí)（t/h）、千克每小時(shí)（kg/h）、千克每秒(kg/s)、立方米每小時(shí)(m3/h)、升每小時(shí)(l/h)、升每秒(l/mi n)流量測(cè)量的分類方法1.速度式流量儀表這是一種以測(cè)量流體在管道內(nèi)的速度作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。例如壓差式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流 量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、靶式流量計(jì)、堰式流 量計(jì)等。這是一種以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。例如橢圓 齒輪流量計(jì)、活塞式流量計(jì)等。這是一種以測(cè)量流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。例如慣性式質(zhì)量流量計(jì)、補(bǔ)償質(zhì)量流量計(jì)等。壓差式流量計(jì)壓差式流量計(jì)是基于流體

20、的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的流體在管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流 體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象.流量基本方程式M = g 目耳 Jpa -流量系數(shù)；e -膨 脹校正系數(shù)；Fo -節(jié)流裝置的開孔截面積；p 1-節(jié)流裝置的流體密度；P -節(jié)流裝置前后實(shí)際測(cè) 得的壓力差孔板裝置及壓力、流速分布圖轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作原理轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法.-Qv -轉(zhuǎn)子的體積； p t -轉(zhuǎn)子材 料的密度；p f -被測(cè)流體的密度; A -轉(zhuǎn)子得最大橫截面； g -重力加速度；© -儀表常轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖數(shù); h -轉(zhuǎn)子浮起

21、的高度 電磁流量計(jì)工作原理在一段用非半導(dǎo)磁材料制成的管道外面，安裝有 一對(duì)磁極N和S ,用以產(chǎn)生磁場。當(dāng)導(dǎo)電液體流過管道 時(shí)，因流體切割磁力線而產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)。當(dāng)感應(yīng)強(qiáng)度 不變，管道直徑一定時(shí)，這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)的大小僅及流體 的流速有關(guān)，將這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換，傳送給顯 示儀表，就能在顯示儀表上讀出流量來。- K'S'Dv % - K'DvEx -感應(yīng)電勢(shì)；K'-比率系數(shù)；磁感應(yīng)強(qiáng)度；D -管道直徑；v -垂直于磁力線方向的液體速度。渦街流量計(jì)在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體，從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替 地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，旋渦列 在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱排

22、列，測(cè)量旋渦的產(chǎn)生頻率， 便可計(jì)算出流量.超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲脈沖的作用來測(cè)量流量的儀表.科里奧利質(zhì)量流量計(jì)利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生及質(zhì)量流量成正比例的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量計(jì) 第四節(jié).物位測(cè)量及其變送 概述液位和壓力、流量一樣，都是化工生產(chǎn)中常碰到的被 測(cè)工藝參數(shù)，在化工生產(chǎn)中常要對(duì)一些設(shè)備和容器的液 位進(jìn)行測(cè)量和控制。液位測(cè)量的主要目的有兩個(gè)：一個(gè) 是通過液位測(cè)量來確定容器里的原料、成品的數(shù)量，以 保證能連續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)所需的物料；另一個(gè)是通 過液位測(cè)量，了解液位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，以便使生 產(chǎn)正常進(jìn)行，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和安全生產(chǎn)

23、。我 們一般把生產(chǎn)過程中的貯罐、反應(yīng)器或各種塔類容器內(nèi) 所存在的液體高度叫液位。液位測(cè)量儀表的種類很多，常用的幾種測(cè)量儀表有： 玻璃液位計(jì)、磁翻板液位計(jì)、磁帶伸縮液位計(jì)、差壓液 位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、放射性液位計(jì)、浮 筒液位計(jì)等。在容器中液體介質(zhì)的高低叫液位，容器中固體或顆 粒狀物質(zhì)的堆積高度叫料位。測(cè)量液位的儀表叫液位計(jì)， 測(cè)量料位的儀表叫料位計(jì)，而測(cè)量兩種密度不同液體介 質(zhì)的分界面的儀表叫界面計(jì)。上述三種儀表統(tǒng)稱為物位 儀表。按其工作原理主要有下列幾種類型:1.直讀式物位儀表2.壓差式物位儀表3.浮力式物位儀表4.電磁式物位儀表5.核輻射式物位儀表6.聲波式物位儀表這里介紹幾種常

24、見的物位儀表1.壓差式液位計(jì)2.電容式物位計(jì)3.核輻射式物位計(jì)壓差式液位計(jì)工作原理壓差式液位計(jì)，是利用容器內(nèi)的液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的XI% -壓罄計(jì)壓差式液位計(jì)原理飭二尸丄一護(hù)乂二上唸H -液位高度； p -介質(zhì)密度；g -重力加速 度；Pa、Pb -分別為A、B兩處的壓力。核輻射式物位計(jì)工作原理不同介質(zhì)吸收射線的能力不一樣， 只要測(cè)定通過介 質(zhì)的射線強(qiáng)度I ，介質(zhì)的厚度就知道了，二"：-介質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)；H -介質(zhì)層的厚度；I-穿過介質(zhì)后的射線強(qiáng)度I 捲受器HitqIII w®核輻射式物位計(jì)示意圖電容式壓力計(jì)工作原理在電容器的極板之間，允

25、以不同介質(zhì)時(shí)，電容量的大小也不一樣；因此，可通過測(cè)量電容的變化來檢測(cè)液位、料位和兩種不同液體得分界面。c=2 |In h ddQ =C-C. = 2/£ = KIn dL -兩極板相互遮蓋部分的長度；d、D -圓筒形內(nèi)電極的外徑和內(nèi)徑； £ -中間介質(zhì)的介電常數(shù)； £ 0 -空氣介電常數(shù)浮力液位計(jì)利用物體在液體中的浮力原理來實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量超聲波液位計(jì)超聲波液位計(jì)是利用聲波碰到液面或料面產(chǎn)生反射 波的原理，測(cè)出發(fā)射波和反射波的時(shí)間差，從而計(jì)算出液 面高度，用于連續(xù)測(cè)量雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)是利用超高頻電磁波天線向被測(cè)容器的液面發(fā)射，當(dāng)電磁波碰到液面后反射回來，儀表檢測(cè)出

26、發(fā) 射波和反射波的時(shí)間差，從而計(jì)算出液面高度第五節(jié).溫度測(cè)量及其變送溫度測(cè)量儀表的種類溫度測(cè)量的基本原理熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)測(cè)溫元件的安裝溫度不能直接測(cè)量，只能借助于冷熱不同物體之間 的熱交換，以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而 變化的特性來加以間接測(cè)量。任意兩個(gè)冷熱程度不同的 物體接觸，必然發(fā)生熱交換現(xiàn)象，直到兩物體的冷熱程 度完全一致。溫度計(jì)的分類:1. 按使用的測(cè)量范圍分6000C以上的測(cè)溫儀表叫高溫計(jì)；600 °C以下的測(cè)溫 儀表叫溫度計(jì)。2. 按用途分標(biāo)準(zhǔn)儀表、實(shí)用儀表。3. 按工作原理分膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、熱電偶咼溫計(jì)、輻射咼溫計(jì)。4. 按測(cè)

27、量方式接觸式、非接觸式。測(cè)量溫度時(shí)感受溫度的元件稱為感溫元件。感溫元 件是利用物質(zhì)的不同物理性質(zhì)來反映溫度的，常用的物 理性質(zhì)有以下幾個(gè)方面：1. 利用物體受熱體積膨脹的性質(zhì)來測(cè)溫。2. 利用工作物質(zhì)的物質(zhì)的壓力隨溫度變化的原理測(cè)溫。3. 利用金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化的性質(zhì)來測(cè) 溫。4. 利用熱電現(xiàn)象。5. 利用熱輻射原理測(cè)溫?；谖矬w受熱體積膨漲的性質(zhì)制成的溫度計(jì)叫膨脹 式溫度計(jì)。玻璃溫度計(jì)是屬于液體膨脹是溫度計(jì)；雙金 屬溫度計(jì)是屬于固體膨脹式溫度計(jì) 壓力式溫度計(jì)應(yīng)用壓力隨溫度的變化來測(cè)溫的儀表叫壓力式溫度 計(jì)。它是根據(jù)在封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點(diǎn)的液 體的飽和蒸汽受熱后體積膨脹或

28、壓力變化這一原理制作 的，并用壓力來測(cè)量這種變化，從而測(cè)得溫度。熱電偶溫度計(jì)是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測(cè)量儀表.它的測(cè)量范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確可靠， 便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄和集中控制 熱電偶溫度計(jì)是由三部分組成的1. 熱電偶（感溫元件）；2. 測(cè)量儀表3. 連接熱電偶和測(cè)量儀表的導(dǎo)線（補(bǔ)償導(dǎo)線及銅線）1-熱電偶；2-導(dǎo)線;3-測(cè)量儀表熱電偶它是有兩種不同材料的導(dǎo)體 A和B焊接而成，焊 接的一端插入被測(cè)介質(zhì)中，感受被測(cè)溫度，稱為工作端 或熱端，另一端及導(dǎo)線相連，稱為冷端或自由端。 熱電偶測(cè)溫工作原理取兩根不同材料的金屬導(dǎo)線 A和B,將其兩端焊在一 起,這樣就組成一個(gè)閉合回路，如將其中的

29、一端加熱，此 閉合回路中就有熱電勢(shì)產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象。E（t,t 0）為熱電偶兩點(diǎn)熱電勢(shì)的代數(shù)和，當(dāng) A、B材料固 定，To保持不變即eAB (to)常數(shù)，則E(t,t 0)為單值函 數(shù)；熱電偶及其長短無關(guān)，只及材質(zhì)和溫度有關(guān)，材料 固定時(shí)，根據(jù)熱電勢(shì)的大小，可測(cè)得溫度。工業(yè)用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的選用導(dǎo)線太短，冷熱接近，冷端不冷.導(dǎo)線太長，價(jià)格昂貴.解決的辦法是采用一種專用的導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延 伸出來，這種專用的導(dǎo)線就叫補(bǔ)償導(dǎo)線冷端溫度的補(bǔ)償工業(yè)上常用的各種熱電偶的溫度-熱電勢(shì)關(guān)系曲線是在冷端溫度保持為 0°C的情況下得到的，因此,我們?cè)?應(yīng)用熱電偶測(cè)溫時(shí)，只有將冷端溫度保持

30、為00C,或者是 進(jìn)行一定的修正才能得出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果.這樣做,就成為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償.熱電阻溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性 來進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻其電阻值及溫度的關(guān)系如下：Rt-溫度為t0C時(shí)的電阻值；Rto-溫度為t oOC時(shí)的電阻值；a-電阻溫度系數(shù)； t-溫度的變化量； R電阻值的 變化量例如:鉑電阻在0-650 C范圍內(nèi)，鉑電阻及溫度的關(guān)系= Rt0(l +EF 4- Ct3)A3.95Ox10-3/oCB =-5.850/10_7/(°C)3C = -4 22 y 10/(° C)3測(cè)量元件的安裝要求1. 在測(cè)量管道溫度時(shí)，應(yīng)保證測(cè)溫元件及流體充分接觸， 以減少測(cè)量誤差。2. 測(cè)量元件的感溫點(diǎn)應(yīng)處于管道中流速最大處。3. 測(cè)溫元件應(yīng)有足夠的插入深度，以減小測(cè)量誤差。4. 若工藝管道過?。ㄖ睆叫∮?80 mm），安裝測(cè)溫元件 處應(yīng)接裝過大管。5. 熱電偶、熱電組的接線盒面蓋應(yīng)向上，以避免雨水或 其他液體、臟物進(jìn)入接線盒中影響測(cè)量。6. 為