化工儀表基礎知識培訓

1、儀表專業(yè)技術(shù)培訓儀表基礎知識講授人：張*儀表五大變量：溫度、壓力、流量、液位、成分分析一、生產(chǎn)過程幾大參數(shù) 及常用檢測儀表1、溫度及常用檢測儀表 溫度是用來表征工藝介質(zhì)、工藝設備、管線、容器、爐膛冷熱程度的一大參數(shù)。常用單位： KA、熱膨脹式溫度計：玻璃棒（酒精、水銀），直讀式。B、雙金屬溫度計（萬向型）：也是膨脹原理，直讀式。C、熱電阻溫度計：常用的有PT100 、 Cu50，遠傳式。. 即0時CU的電阻為50歐姆，鉑的電阻為100歐姆。電阻隨溫度的升高而升高，成正比例關(guān)系。D、熱電偶：西貝克電動勢，遠傳式，輸出mV信號。 常用：E鎳絡康銅、K鎳絡鎳硅、B鉑銠鉑 原理：兩種不同金屬材質(zhì)的熱電

2、特性不同，有一 定電勢差，其差值與溫度成正比。雙金屬溫度計的測溫元件由兩種不同膨脹系數(shù)彼此牢固結(jié)合的金屬片制成的。它是一種適合中、低溫現(xiàn)場檢測的儀表?？芍苯訙y量氣體或液體的溫度。 精度等級較低：1.0、1.5、2.5，主要用于現(xiàn)場指示。 其中電接點雙金屬溫度計是帶有報警輸出機械式的（溫度開關(guān)）雙金屬溫度計.萬向式1、分鎧裝式，配套保護套管。尺寸量程多種2、安裝時不足DN100的管道要擴徑的DN1001.2 鉑電阻溫度計 原理； 鉑電阻是鉑絲制成的測溫元件。它是利用鉑金屬的電阻值變化而變化的特性來測量溫度的。常用的分度號為PT100。 PT100即表示熱電阻在0時的阻值：R為100 PT100的

3、測量范圍及精度 測量范圍：-200-+600，適用于500 以內(nèi)溫度的測量。精度： A級 T（0.15+2.0*10-2T) B級 T（0.3+5.0*10-2T)其中：T為被測量溫度的絕對值 允許通過電流：5mA1.3 熱電偶 熱電偶是利用兩種不同材料相接觸而產(chǎn)生的熱電勢隨溫度變化的特性來測量溫度的。由于熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量范圍寬、便于遠距離傳送和集中檢測等特點，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛使用。熱電偶的熱電特性由電極材料的化學成分和物理性能所決定，熱電勢的大小與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)，與熱電偶的粗細無關(guān)。熱電偶的測溫范圍及精度 表中T為被測溫度的絕對值，測溫范圍是指熱偶絲

4、，不包括保護套管。絕緣電阻：熱電偶與其保護套管之間的絕緣電阻應不小于5M（100V）在工業(yè)生產(chǎn)中利用熱電偶來測量溫度通常要使用到補償導線，各種分度號的熱電偶使用的補償導線是不相同的，根據(jù)說明選用。測溫元件在管道上、設備上安裝時，固定方式有兩種：螺紋連接、法蘭連接。熱電偶熱電偶故障造成的幾次緊急停車生產(chǎn)事故A、轉(zhuǎn)化爐集氣管測溫熱電偶套管斷裂，造成轉(zhuǎn)化氣泄漏著火；B、轉(zhuǎn)化爐盲三通熱電偶因插入深度沒有達到中心線，實測溫度顯示偏低，造成二段轉(zhuǎn)化爐超溫，廢鍋、二段爐損壞；安裝問題3、壓力及常用檢測儀表3.1 壓力表 實驗室所使用的標準壓力表精度較高，而在生產(chǎn)裝置中管道上或容器、機泵進出口等設備上作為現(xiàn)場

5、指示的壓力表精度都比較低，而這類壓力表根據(jù)傳統(tǒng)習慣歸工藝管理，它們包括：全不銹鋼壓力表、不銹鋼耐震壓力表、膜片耐震壓力表、隔膜壓力表、化學密封壓力表。對上述所說到的壓力表應進行以下檢查：A、零點示值檢查（I）有零值限止釘?shù)膲毫Ρ?，其指針應緊靠在限止釘上。（II）無零值限止釘?shù)膲毫Ρ?，起指針須在零值分度線上。B、示值檢查（I）壓力表指針的移動，在全分度范圍內(nèi)應平穩(wěn)，不得有跳動或卡住現(xiàn)象。（II）在輕敲表殼后，其指針值變動量不得超過最大允許基本誤差的1/2?，F(xiàn)場指示型壓力表在測量穩(wěn)定壓力時，可在測量上限值的1/3-2/3范圍內(nèi)使用，在測量交變壓力表，則應不大于測量上限值的1/2為宜，對于在瞬間的測

6、量時，允許使用在測量上限值的3/4。3.2 壓力表：我們常用的兩種壓力表1)一般壓力表（彈簧管） 一般壓力表適用測量無爆炸，不結(jié)晶，不凝固，對銅和銅合金無腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。2)隔膜壓力表隔膜壓力表采用間接測量結(jié)構(gòu)（硅油），適用于測量粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性大、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質(zhì)的壓力。隔離膜片有多種材料，以適應各種不同腐蝕性介質(zhì) 注意；測量 氨氣應選用氨氣專用壓力表 測量氧氣應使用禁油墊片 一般壓力表 隔膜式壓力表精度劃分；一般分為05、1、15、2、25、3、4七個等級量程規(guī)格多種材質(zhì)一般304或3163.4 差壓變送器：電容式擴散硅壓阻式單晶硅諧振硅式3.5

7、 壓力變送器：可測量表壓、絕壓、真空3.6 壓力變送器工作原理 壓力變送器是利用壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，送到脈沖計數(shù)器，直接傳遞到CPU（微處理器）進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號相對應的4-20mADC 的輸出信號，并在模擬信號上疊加一個HART數(shù)字信號進行通信的壓力檢測儀表。壓力變送器的工作原理如下：4-20MADC及數(shù)字信號3.6 壓力開關(guān)壓力開關(guān)是一種借助彈性元件受壓后產(chǎn)生位移以驅(qū)動微動開關(guān)工作的壓力控制儀表。通常使用于報警或聯(lián)鎖保護系統(tǒng)中。壓力開關(guān)的主要技術(shù)指標包括以下內(nèi)容：（1）設定值控制范圍（2）控制精度（3）控制方式：一位式或二位式（4）觸點容量：380

8、VAC2A或220VAC3A（6）使用環(huán)境：溫度-25-70。相對濕度不大于85。3.7 差壓開關(guān)差壓開關(guān)是一種差壓控制儀表，與壓力開關(guān)類似。差壓開關(guān)的主要技術(shù)指標：（1）設定值控制范圍（2）控制精度（3）觸點容量（4）使用環(huán)境精度； 0.1%、0.2%、0.075%、0.04%EJA系列變送器安裝電氣接頭距離表頭不應大于50cm焊接電流不許流經(jīng)變送器EJA系列表頭都可以旋轉(zhuǎn)90度，不可超過180度表頭防塵罩更換為2/1NPT不銹鋼接頭螺紋部應進行防水，涂抹不硬化的硅樹脂系列密封劑使用廠家提供合適的墊片，紫銅或四氟墊片。接頭等備件 氣體表頭高于引壓閥液體、蒸汽表頭低于引壓閥測定微壓時候把常壓口

9、打彎為防止干擾信號電纜不得穿入同一根保護管，單獨使用橋架隔爆型、本安型盒內(nèi)外必須有一點接地 2、物位及常用檢測儀表 用來表達容器內(nèi)儲存物質(zhì)表面高低位置的參數(shù)。A、鋼帶液位計：油罐、水塔B、玻璃（管）板液位計：容器液位C、磁浮子液位計：潤滑油箱D、同位素液位計：高壓容器E、浮球液位計：塔底液面F、浮筒液位計：容器液位G、差壓式液位計：量程大于2米的容器H、磁伸縮液位計：容器液位I、超聲波液位計：常溫開口容器J、雷達液位計：精密測量 導波雷達：介電常數(shù)大于1.4的液位測量 是替代浮筒液位計的新型儀表K、射頻導納液位計：界面測量L、靜壓式液位計：開口水箱導波雷達和音叉開關(guān) 雙法蘭液位計4、流量及檢測

10、儀表流量是表征生產(chǎn)過程中所傳送物料數(shù)量的數(shù)。一般分為重量流量和體積流量KG/h、M3/hA、孔板：前后差壓與流量成正比B、轉(zhuǎn)子流量計（變截面積）：轉(zhuǎn)子的高度與流量成正比C、楔形流量計：前后差壓與流量成正比。適用于介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、易結(jié)焦、有顆粒的場合。D、靶式流量計：靶受介質(zhì)沖擊發(fā)生位移，其大小與流量成正比。E、超聲波流量計F、質(zhì)量流量計：克利奧里力原理，測量精度高，用于交接。G、電磁流量計：法拉第電磁感應原理H、阿牛巴流量計：差壓法，主要用于測量蒸汽流量。I、托巴管流量計 ：差壓法，主要用于大口徑水、污水、蒸汽的測量 J、旋渦流量計：根據(jù)漩渦發(fā)生體后產(chǎn)生的漩渦數(shù)量，測量流量。K、腰輪流量計

11、：根據(jù)腰輪轉(zhuǎn)動的頻率測量流量。對介質(zhì)潔凈度要求高。L、刮板流量計：根據(jù)刮板轉(zhuǎn)動的頻率測量流量。M、渦輪流量計：根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)動的頻率測量流量。N、螺桿流量計：根據(jù)螺桿轉(zhuǎn)動的頻率測量流量。有單、雙螺桿。轉(zhuǎn)子流量計精度；2.54級。精度較低，一般做流量參考安裝要求；垂直安裝，流體自下而上，直管段要求前5后2。管道不允許有震動鋼制孔板法蘭鋼制孔板法蘭孔板流量計是差壓流量計的一種差壓流量計組成： 1、差壓變送器2、導壓管3、節(jié)流裝置 4、顯示裝置節(jié)流裝置的分類：孔板、噴嘴、文丘里管、文丘里噴嘴?？装辶髁坑嫷陌惭b規(guī)范1、非常嚴格的直管段要求。經(jīng)驗數(shù)據(jù)；前8D后5D D:管道直徑2、管道內(nèi)部2D內(nèi)不允許有肉眼

12、可見的突出物等不平現(xiàn)象。3、節(jié)流裝置的端面應與管道的幾何中心相垂直。4、環(huán)室與孔板有 “+”號的一側(cè)應在介質(zhì)流向的上游。5、節(jié)流裝置的墊片應與工藝管道同一質(zhì)地，并且不能小于管道內(nèi)徑。楔形流量計.電磁流量計特點 測量管無阻礙流動部件、無壓損、直管段要求較低。 測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響。 適用于導電率5us/cm的流體流量測量 量程比大，達1：20，滿量程流速范圍可0.5m/s-10m/s范圍自由選定四、執(zhí)行機構(gòu)1、調(diào)節(jié)閥： 按動力可分為： 氣動、電動、液動，自力式 按閥體結(jié)構(gòu)可分為： 單座閥、雙座閥、籠式閥、球形閥、碟 閥、角形閥、三通閥、隔膜閥、偏心閥。自動化儀表的

13、信號制1、氣動開關(guān)閥 A、氣源壓力：0.5MP2、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 A、氣源壓力： 0.5MP B、輸入信號：4-20mA DC3、電動儀表A、電源：-220V ACB、輸入：P 、P 、mV 、mA 、歐姆C、輸出：0-10mADC、 4-20mADC、 1-5VDC5、開關(guān)閥6、調(diào)節(jié)閥閥芯閥座 籠式調(diào)節(jié)閥 單座調(diào)節(jié)閥 6.1單座閥6.2套筒閥6.3雙座閥6.4三通閥角形閥蝶閥隔膜閥調(diào)節(jié)閥 電磁平衡機構(gòu)1、噴嘴擋板機構(gòu)及氣動放大器P0為氣動放大器的輸入壓力（0.14MPa）P1為氣動放大器的背壓 在氣動放大器中背壓P1的大小決定了膜片對針型閥作用力的大小，從而決定了閥的開度，而使輸出的氣動信號

14、發(fā)生變化。 由圖中可以看到，當檔板逐漸靠近蓋住噴嘴時背壓逐漸接近并達到氣源壓力P0。但由于檔板和噴嘴都是金屬材料，所以實際上不可能完全蓋住，也就是說P1只可能接近氣源壓力P0。 當檔板遠離噴嘴時，P1為大氣壓力。但噴嘴有一定的阻力，所以實際上是P1接近于大氣壓力。檔板與噴嘴之間的距離在實際工作中一般很微小，只有零點零幾毫米。 噴嘴檔板機構(gòu)在目前的儀表系統(tǒng)中主要用于電氣閥門定位器中。閥門定位器典型控制方式1、單回路控制：增加實例2、串級控制：如精餾塔塔頂溫度調(diào)節(jié)3、比例控制：如水碳比調(diào)節(jié)4、三沖量控制： 鍋爐汽包液位、給水流量、排汽流量5、邏輯控制：如大于、小于、三取二等等6、先進控制：多變量輸入，多變量輸出。PID的參數(shù)的整定：對于簡單的單回路控制系統(tǒng)，根據(jù)在工程中得到的實際經(jīng)驗，一般設定如下：液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，P=20%80%, I=15,D=0。流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，P=40%100%, I=15,D=0。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)：P=20%60%，I=510， D=520。壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)：