化工儀表知識(shí)講解課件

化工儀表知識(shí)講解造氣車(chē)間化工儀表知識(shí)講解造氣車(chē)間11、緒論儀表是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要工具，它應(yīng)用廣泛。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，過(guò)程檢測(cè)儀表將被控變量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或氣信號(hào)，去進(jìn)行顯示、記錄、調(diào)節(jié)等單元，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，使之達(dá)到我們預(yù)期的要求。儀表是操作人員的眼睛和手臂，操作人員通過(guò)

檢測(cè)儀表獲得設(shè)備、工藝的特定信號(hào)，觀察、分析、判斷設(shè)備內(nèi)的運(yùn)行狀況，并通過(guò)控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整工藝參數(shù)，調(diào)控設(shè)備運(yùn)行到最佳狀況。從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目標(biāo)的綜合性技術(shù)。本課件將簡(jiǎn)要介紹各種儀表的原理、構(gòu)造、使用方法，使大家能對(duì)常用儀表有一個(gè)大致的了解。

1、緒論儀表是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)22、儀表的分類(lèi)一、自動(dòng)儀表的分類(lèi)：自動(dòng)化儀表可簡(jiǎn)單地分為檢測(cè)儀表、顯示儀表、控制儀表、執(zhí)行器四大類(lèi)。

檢測(cè)儀表：用來(lái)感受生產(chǎn)過(guò)程中壓力、流量、物位、溫度等參數(shù)變化的元件。變送器的作用是將測(cè)量元件得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為一定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送往顯示儀表或調(diào)節(jié)儀表進(jìn)行顯示、記錄或調(diào)節(jié)。

顯示儀表：能將生產(chǎn)過(guò)程中各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄或累計(jì)的儀表?？煞帜M式、數(shù)字式、圖像顯示三種。

控制儀表：即調(diào)節(jié)器，主要是將被調(diào)參數(shù)測(cè)量值與給定值之間的差值，按一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)作用，施加于對(duì)象，以校正由于擾動(dòng)而引起的偏差。2、儀表的分類(lèi)一、自動(dòng)儀表的分類(lèi)：32、儀表的分類(lèi)

執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器送來(lái)的控制信號(hào)，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，從而把被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。LC2、儀表的分類(lèi)執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)42、儀表的分類(lèi)流量壓力物位可燃火災(zāi)工業(yè)電視溫度成分檢測(cè)儀表顯示儀表控制儀表氣動(dòng)單元組合儀表電動(dòng)單元組合儀表基地式調(diào)節(jié)器可編程調(diào)節(jié)器可編程控制器PLC分散控制系統(tǒng)DCS安全控制系統(tǒng)FSC執(zhí)行器氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥液動(dòng)調(diào)節(jié)閥指示儀記錄儀累計(jì)器信號(hào)報(bào)警器屏幕顯示器2、儀表的分類(lèi)流量壓力物位可燃工業(yè)溫度成分檢測(cè)儀表顯示儀表控53、儀表基礎(chǔ)知識(shí)

絕對(duì)誤差：測(cè)量值與真實(shí)值之差，稱(chēng)為絕對(duì)誤差

相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)量真實(shí)值比值的百分?jǐn)?shù)為相對(duì)誤差。引用誤差：所謂引用誤差就是測(cè)量?jī)x表在量程范圍內(nèi)某一點(diǎn)的絕對(duì)誤差與其量程的比值的百分?jǐn)?shù)，就稱(chēng)為儀表在該點(diǎn)示值的引用誤差。

精確度：測(cè)量值與實(shí)際值的差異程度，表示測(cè)量誤差的大小。

相對(duì)誤差＝絕對(duì)誤差真實(shí)值X100％儀表引用誤差＝該點(diǎn)的絕對(duì)誤差量程X100％精確度＝測(cè)量值－實(shí)際值量程X100％3、儀表基礎(chǔ)知識(shí)絕對(duì)誤差：測(cè)量值與真實(shí)值之差，稱(chēng)為絕63、儀表基礎(chǔ)知識(shí)除以上的性能指標(biāo)外，還用以下的質(zhì)量指標(biāo)來(lái)衡量測(cè)量?jī)x表的好壞。允許誤差：依據(jù)儀表使用要求，在一個(gè)正常情況下允許的最大誤差，

精度等級(jí)：按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差劃分成若干等級(jí)，儀表的精度等級(jí)與儀表允許誤差有關(guān)。儀表的精度等級(jí)越高，儀表的精確度也越高。

靈敏度：數(shù)值上等于能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)最小變化量。數(shù)值儀表用最低量程上最末一位改變一個(gè)數(shù)表示的量。

反應(yīng)時(shí)間：測(cè)量?jī)x表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)，反應(yīng)時(shí)間大，說(shuō)明儀表需要較長(zhǎng)時(shí)間才能得出準(zhǔn)確的指示。

另外還有可靠性、生產(chǎn)需求、經(jīng)濟(jì)合理性。

3、儀表基礎(chǔ)知識(shí)除以上的性能指標(biāo)外，74、檢測(cè)儀表一、溫度檢測(cè)儀表溫度測(cè)量?jī)x表按測(cè)量方式可以分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)：通常來(lái)說(shuō)接觸式測(cè)溫儀表測(cè)溫儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較高；但因測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，幫需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測(cè)量。接觸式測(cè)溫儀表包括(1)膨脹式溫度計(jì) (2)熱電效應(yīng)測(cè)溫（熱電偶）(3)熱電阻溫度計(jì)等。

4、檢測(cè)儀表一、溫度檢測(cè)儀表84、檢測(cè)儀表

非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件不需與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測(cè)量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。非接觸式儀表包括(1)輻射式溫度計(jì)(2)光電溫度計(jì)(3)比色溫度計(jì)(4)紅外溫度計(jì)。下面我們主要講解膨脹式液位計(jì)、熱電偶、熱電阻。4、檢測(cè)儀表非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)94.1溫度檢測(cè)儀表常見(jiàn)的溫度測(cè)量?jī)x表有：1、膨脹式溫度計(jì)

測(cè)量原理物體受熱時(shí)產(chǎn)生膨脹

液體膨脹式溫度計(jì)

固體膨脹式溫度計(jì)

玻璃管溫度計(jì)

雙金屬溫度計(jì)4.1溫度檢測(cè)儀表常見(jiàn)的溫度測(cè)量?jī)x表有：1104.1.1膨脹式溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)是利用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片疊焊在一起制成的測(cè)溫元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，可取代部分水銀溫度計(jì)，用于氣體、液體及蒸汽的溫度測(cè)量。其中雙金屬片的一端為固定端，另一端為自由端。當(dāng)t=t0時(shí)，兩金屬片都處于水平位置；當(dāng)t>t0時(shí)，雙金屬片受熱后由于兩種金屬片的膨脹系數(shù)不同而使自由端產(chǎn)生彎曲變形，彎曲的程度與溫度的高低成正比。4.1.1膨脹式溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)114.1.1膨脹式溫度計(jì)電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理4.1.1膨脹式溫度計(jì)電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理124.1.1膨脹式溫度計(jì)4.1.1膨脹式溫度計(jì)134.1.2熱電偶2、熱電偶

熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一，其特點(diǎn)如下：

A、測(cè)量精度高：因?yàn)闊犭娕寂俭w直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)影響。

B、測(cè)量范圍廣：常有的熱電偶從－50—1600℃均可連續(xù)測(cè)量，特殊的最低可測(cè)到－269℃（如：金鐵—鎳鉻）最高可達(dá)2800℃（如：鎢錸）。C、構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同金屬絲組成，而且不受大小和形狀的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。

4.1.2熱電偶2、熱電偶144.1.2熱電偶A、熱電偶測(cè)溫基本原理將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖：當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)接點(diǎn)t和t0之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。如圖所示:4.1.2熱電偶A、熱電偶測(cè)溫基本原理154.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、B兩種導(dǎo)體連接在一起，置于溫度為t的被測(cè)介質(zhì)中，稱(chēng)為工作端：另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下。當(dāng)工作端的被測(cè)介質(zhì)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電勢(shì)隨之發(fā)生變化，將熱電勢(shì)送入變送、顯示、記錄儀表和現(xiàn)在的DCS等卡件中進(jìn)行處理，即可獲得溫度值。當(dāng)組成熱電偶的熱電極的材料均勻時(shí)，其熱電勢(shì)的大小與熱電極本身的長(zhǎng)度和直徑、大小無(wú)關(guān)，只與材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。所以只要測(cè)出熱電勢(shì)的大小，就能判斷測(cè)點(diǎn)溫度的高低。4.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、164.1.2熱電偶

所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系，允許誤差并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有配套的儀表供選用。4.1.2熱電偶所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家174.1.2熱電偶

普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常由熱電極、絕緣材料、保護(hù)套管和接線盒等主要部分構(gòu)成。絕緣材料通常采用帶孔的耐高溫陶瓷管，熱電極從陶瓷管的孔中穿過(guò)。保護(hù)套管的材料應(yīng)具有耐高溫、耐腐蝕、氣密性好、機(jī)械強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高等性能，目前有金屬、非金屬、金屬陶瓷3類(lèi)，其中不銹鋼是常用的一種，可用于溫度在900℃以下的場(chǎng)合。4.1.2熱電偶普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常184.1.2熱電偶

鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的組合體，可做的很細(xì)很長(zhǎng)，可任意彎曲。套管材料一般為銅、不銹鋼或鎳基高溫合金等，熱電極與套管間填滿絕緣材料粉末，常用絕緣材料為氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝熱電偶特點(diǎn)：測(cè)量端熱容小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，機(jī)械強(qiáng)度高，擾性好。鎧裝熱電偶廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門(mén)。4.1.2熱電偶鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、194.1.3熱電阻3、熱電阻熱電偶溫度計(jì)，其感受溫度的一次元件是熱電偶，一班適用于測(cè)量500°C以上的較高溫度，對(duì)于在500°以下的中低溫，由于輸出的熱電勢(shì)很小，利用熱電偶進(jìn)行測(cè)量就不一定適當(dāng)，一般用熱電阻溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行溫度的測(cè)量。熱點(diǎn)阻的特點(diǎn)：在低溫端測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定，便于遠(yuǎn)距離傳輸和集中控制。缺點(diǎn)：感溫元件存在傳感滯后，連接導(dǎo)線線路電阻受環(huán)境溫度影響。工作原理：熱電阻測(cè)量是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的，要求阻絲在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，而且電阻和溫度之間的關(guān)系復(fù)現(xiàn)性要好。4.1.3熱電阻3、熱電阻204.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，溫度升高電阻值增大，一般溫度每升高1℃，電阻值約增加4%~6%）二、半導(dǎo)體熱敏電阻（大多具有負(fù)溫度系數(shù)，溫度每升高1℃，電阻約減少2%~6%）工業(yè)上常用的為鉑電阻和銅電阻。鉑電阻適用于0~650°C的范圍。銅電阻適用于-50~+150°C容易加工和提純，線性較好，價(jià)格便宜。4.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，214.1.3熱電阻

熱電阻＝電阻體（最主要部分）＋絕緣套管＋保護(hù)套管＋接線盒一般是將電阻絲繞在云母或石英、陶瓷、塑料等絕緣骨架上固定后套上保護(hù)套管，在熱電阻絲與套管間填上導(dǎo)熱材料即成。熱電阻結(jié)構(gòu)形式：普通型、鎧裝型、專(zhuān)用型。鎧裝型熱電阻與鎧裝熱電偶相似。鎧裝型熱電阻4.1.3熱電阻熱電阻＝電阻體（最224.1.4測(cè)溫元件的安裝要求插入深度要求測(cè)量端應(yīng)有足夠的插入深度，應(yīng)使保護(hù)套管的測(cè)量端超過(guò)管道中心線一定距離，熱電偶5~10mm。鉑電阻50~70mm，插入方向要求保證測(cè)溫元件與流體充分接觸，最好是迎著被測(cè)介質(zhì)流向插入，正交90°也可，但切勿與被測(cè)介質(zhì)形成順流。流體流動(dòng)方向4.1.4測(cè)溫元件的安裝要求插入深度要求流體流動(dòng)方向234.1.4測(cè)溫元件的安裝要求

若工藝管道過(guò)?。ㄖ睆叫∮?0mm），安裝測(cè)溫元件應(yīng)安裝擴(kuò)大管，如圖所示。

熱電偶或熱電阻的接線盒的出線孔應(yīng)朝下，以免積水及灰塵等造成接觸不良，防止引入干擾信號(hào)。檢測(cè)元件應(yīng)避開(kāi)熱輻射強(qiáng)烈影響處。要密封安裝孔，避免被測(cè)介質(zhì)溢出或冷空氣吸入而引入誤差。按照規(guī)定的型號(hào)配用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線，注意熱電偶的正、負(fù)極與補(bǔ)償導(dǎo)線的正、負(fù)相連接，不要接錯(cuò)。

導(dǎo)線應(yīng)盡量避免有接頭，應(yīng)有良好的絕緣。4.1.4測(cè)溫元件的安裝要求若工藝管道244.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表在滿足測(cè)溫范圍、工作壓力、精度要求下，首選雙金屬溫度計(jì)。②溫度檢測(cè)元件的選擇

熱電偶適合一般場(chǎng)合、工況溫度比較高的場(chǎng)合。

熱電阻適合要求測(cè)量精度高，中低溫段，無(wú)振動(dòng)場(chǎng)合。③根據(jù)環(huán)境條件選擇溫度計(jì)接線盒普通式－條件較好的場(chǎng)所。防濺式－條件較好的場(chǎng)所，主要是放水。防暴式－易燃、易爆的場(chǎng)所。④特殊的場(chǎng)合的溫度計(jì)如：軸承、電機(jī)繞組、煉鋼時(shí)鋼水溫度等。⑤保護(hù)管的選擇。根據(jù)使用的環(huán)境選擇不同的保護(hù)管。4.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表254.2、壓力檢測(cè)儀表一、壓力測(cè)量基礎(chǔ)絕對(duì)壓力：指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力。

P絕＝P氣＋P表表壓：絕對(duì)壓力與大氣壓力之差，稱(chēng)為表壓。

P表＝P絕－P氣負(fù)壓：當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值。P負(fù)真空度：負(fù)壓力的絕對(duì)值，稱(chēng)為真空度。P真P真＝P大氣壓力－P絕對(duì)壓力P絕P表P真P絕大氣壓力線4.2、壓力檢測(cè)儀表一、壓力測(cè)量基礎(chǔ)P絕P表P真P絕大氣壓力264.2、壓力檢測(cè)儀表測(cè)壓儀表大致分為四大類(lèi)：⑴液柱式壓力計(jì)，它是根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量的。⑵彈性式壓力計(jì)，它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形位移進(jìn)行測(cè)量的。⑶電氣式壓力計(jì)，它是通過(guò)機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的儀表。⑷活塞式壓力計(jì)，它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加砝碼的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。下面我們主要講解彈簧管壓力表、液柱式壓力表和電容壓力變送器。4.2、壓力檢測(cè)儀表測(cè)壓儀表大致分為四大類(lèi)：274.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表的測(cè)量范圍極廣，品種規(guī)格繁多。其外形與結(jié)構(gòu)基本相同，只是所用材質(zhì)有所不同。結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，彈簧管1是壓力表的測(cè)量元件，圖中為單圈彈簧管，它是一根彎成270°圓弧的橢圓界面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，管子的另一端固定在結(jié)頭9上。當(dāng)通入被測(cè)的壓力P后，圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形。由于變形，使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移。輸入壓力P越大，產(chǎn)生的變形也越大。也就是說(shuō)測(cè)得自由端的位移，就能反映壓力P的大小。這就是彈簧管壓力表的基本測(cè)量原理。4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力284.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動(dòng)作原理4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動(dòng)作原理294.2.1、彈簧管壓力表電遠(yuǎn)傳彈性壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電遠(yuǎn)傳彈性壓力表304.2.1、彈簧管壓力表電接點(diǎn)壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電接點(diǎn)壓力表314.2.2液柱式壓力計(jì)在沒(méi)有被測(cè)壓力作用時(shí)，兩管中自由液面同處于標(biāo)尺的中央，0刻度處，當(dāng)被測(cè)壓力P大于大氣壓時(shí)，右面液體下降，左面上升直到液面差的高度所產(chǎn)生的壓力與被測(cè)壓力向平衡為止。就可以直接讀出壓力的大小了。0壓力P4.2.2液柱式壓力計(jì)在沒(méi)有被測(cè)壓324.2.3電容式壓力變送器電容式變送器是根據(jù)變電容原理工作的壓力檢測(cè)儀表，是利用彈性元件受壓變形來(lái)改變電容器的電容量，從而實(shí)現(xiàn)壓力－電容的轉(zhuǎn)換的。然后在變送單元將電容變化量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA電流信號(hào)。特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、動(dòng)態(tài)性能好、靈敏度高。原理（檢測(cè)元件）電容式變送器通常采用改變變極板間的距離，或改變兩極間電介質(zhì)來(lái)改變電容，經(jīng)變換電路拾取其電容變化量，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA電流信號(hào)輸出。4.2.3電容式壓力變送器電容式變送334.2.3電容式壓力變送器

在檢測(cè)極板（隔離膜片）左右p1、p2通過(guò)硅油推動(dòng)極板，改變動(dòng)極板與定極間的距離，定、動(dòng)極板組成的電容C1、C2發(fā)生改變。當(dāng)兩側(cè)壓力相等時(shí)，使定極板左右兩個(gè)電容的電容量完全相等，電容量的差值△c＝0，在有差壓作用時(shí)，檢測(cè)膜片發(fā)生變形，動(dòng)極板向低壓側(cè)定級(jí)靠近，同時(shí)遠(yuǎn)離高壓側(cè)定級(jí)，使電容c1≠c2(c1＞c2)測(cè)出電容量的差值，△c＝c1－c2，其值大小與被測(cè)差壓值成正比。然后將采集到的電容的變化量轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸出。DD

初始間距

位移C1固定電極可動(dòng)電極固定電極DC2檢測(cè)元件工作原理圖4.2.3電容式壓力變送器在檢測(cè)極板（隔離膜344.2.4壓力檢測(cè)儀表的使用1、儀表測(cè)量范圍的確定：在使用中，為延長(zhǎng)壓力表使用壽命，避免受壓元件因受力過(guò)大而損壞，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的2/3；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的1/2；測(cè)量高壓壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的3/5；

一般被測(cè)壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/3為宜。2、儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上允許的最大測(cè)量誤差來(lái)確定的，選用的儀表越精密，測(cè)量結(jié)果就越精確、可靠，但價(jià)格也越貴，操作和維護(hù)越費(fèi)事。4.2.4壓力檢測(cè)儀表的使用1、儀表測(cè)量范圍的確定：在使用中354.2.4壓力檢測(cè)儀表的使用

壓力測(cè)量?jī)x表的安裝

取壓點(diǎn)的選擇

（1）取壓點(diǎn)要選在被測(cè)介質(zhì)作直線流動(dòng)的直管段上，不能選在拐彎、分岔、死角或其他能形成旋渦的地方。

（2）測(cè)量液體介質(zhì)的壓力時(shí)，傳壓管應(yīng)與介質(zhì)流動(dòng)方向垂直。傳壓管口應(yīng)與工藝設(shè)備管臂平齊，不得有毛刺。

（3）測(cè)量液體的壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道的下部，以免傳壓管內(nèi)存有氣體，測(cè)量氣體壓力時(shí)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)在水平管道的上部。

（4）測(cè)量低于0.1MPa的壓力時(shí)，所選取樣點(diǎn)盡量減少液柱重力所引起的誤差。

4.2.4壓力檢測(cè)儀表的使用壓力測(cè)量?jī)x表的安裝

364.3流量檢測(cè)儀表

在過(guò)程儀表與裝置中，流量?jī)x表主要有兩大功用，即作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表和測(cè)量物料數(shù)量的總量表。流體流量參數(shù)檢測(cè)與控制是最常見(jiàn)的參數(shù)之一，它關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量與安全。

流量就是單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來(lái)表示。單位有m3/h、L/h（體積流量）和Kg/h、T/h（質(zhì)量流量）等。工業(yè)上常用的流量?jī)x表可以分為兩大類(lèi)（1）速度式流量計(jì)以測(cè)量流體在管道中的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀表：如差壓式、變面積式、電磁、旋渦流量計(jì)等。（2）容積式流量計(jì)以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)：如橢圓齒輪、腰輪、刮板式等流量計(jì)。下面我們主要學(xué)習(xí)壓差式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和超聲波流量計(jì)。4.3流量檢測(cè)儀表在過(guò)程儀表與裝置中，374.3.1壓差式流量計(jì)

當(dāng)流體在有孔板的管道中流動(dòng)時(shí)，在遠(yuǎn)離孔板之前的A處就開(kāi)始收縮、流速加快，流體內(nèi)部的靜壓力逐漸下降。流體對(duì)管道壁的壓力卻在上升直到孔板處達(dá)到最大值，在孔板兩邊形成一個(gè)壓力差。當(dāng)流體通過(guò)孔板之后，由于慣性關(guān)系流束不僅沒(méi)有立即擴(kuò)散，而且還是繼續(xù)收縮，壓力繼續(xù)下降，直至B處流束最小，這時(shí)流體的平均流速最大，而后開(kāi)始擴(kuò)散到C處時(shí)，流體又充滿管道。所有條件又回到初時(shí)狀態(tài)。ABCPOX流束變化情況壓力分布曲線OX速度分布曲線4.3.1壓差式流量計(jì)當(dāng)流體在有孔板384.3.1壓差式流量計(jì)

充滿管道的流體，當(dāng)流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮。此時(shí)流速增大，靜壓降低，在節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓。也就是流量愈大，差壓愈大。因而可依據(jù)差壓來(lái)衡量流量的大小，理論證明，這個(gè)壓力之差和流過(guò)節(jié)流裝置的流體體積流量的平方成正比。因此，我們只要測(cè)出節(jié)流元件前后的壓力差，就可以知道流體流過(guò)管道的流量。ABCPOX流束變化情況壓力分布曲線OX速度分布曲線4.3.1壓差式流量計(jì)充滿管道的流體，394.3.1壓差式流量計(jì)壓差式流量計(jì)的特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)、價(jià)格低廉。2、應(yīng)用廣泛，全部單相、部分混相流體均可應(yīng)用，公稱(chēng)壓力0.25－32MPa、公稱(chēng)直徑50-1600mm。3、檢測(cè)件與變送器配合靈活方便。4.3.1壓差式流量計(jì)壓差式流量計(jì)的特點(diǎn)：404.3.1壓差式流量計(jì)的測(cè)量誤差

差壓式流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測(cè)量誤差，有時(shí)甚至高達(dá)10~20%，造成測(cè)量誤差的原因有以下幾種。1、被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)：實(shí)際使用時(shí)被測(cè)流體的工作狀態(tài)（溫度、壓力、濕度）及相應(yīng)的流體重度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)數(shù)值，與設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)有所不符，故使測(cè)量的流量數(shù)值與實(shí)際流量不符。需要加以修正。2、節(jié)流裝置安裝不正確：安裝時(shí)應(yīng)注意節(jié)流裝置的安裝方向。一般，節(jié)流裝置露出部分所標(biāo)注的“+”號(hào)一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。節(jié)流裝置處有沉淀、結(jié)焦、堵塞等現(xiàn)象，會(huì)引起較大的測(cè)量誤差。應(yīng)及時(shí)清洗。4.3.1壓差式流量計(jì)的測(cè)量誤差差壓式414.3.1壓差式流量計(jì)的測(cè)量誤差3、孔板入口邊緣的磨損：節(jié)流裝置使用日久，它的入口邊緣的尖銳度會(huì)由于沖擊、磨損和腐蝕而變鈍，引起儀表指示數(shù)值偏低。應(yīng)注意檢查、維修，必要時(shí)更換新孔板。4、導(dǎo)壓管安裝不正確，有堵塞、滲透的現(xiàn)象，引起較大的測(cè)量誤差。4.3.1壓差式流量計(jì)的測(cè)量誤差3、孔板入口邊緣的磨損：節(jié)流424.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)又稱(chēng)浮子流量計(jì)特點(diǎn)：可測(cè)多種介質(zhì)的流量（液體、氣體、蒸汽等），適用于中、小孔徑流量測(cè)量。壓力損失小，反映靈敏，量程寬，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用維護(hù)方便。安裝方式必須垂直。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)是利用改變流通面積的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的，所以也稱(chēng)為面積式流量計(jì)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)由一段擴(kuò)大的圓錐形管子和密度大于被測(cè)介質(zhì)且能隨介質(zhì)流量大小上下浮動(dòng)的轉(zhuǎn)子組成。4.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)434.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)

當(dāng)流體自下而上流動(dòng)時(shí)，流過(guò)錐管，轉(zhuǎn)子因受到流體的沖擊而向上運(yùn)動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)子的上移，轉(zhuǎn)子與錐管間的環(huán)形流通面積增大，流體流速減低，沖擊作用減弱，直到流體作用在轉(zhuǎn)子上向上的推力與轉(zhuǎn)子在流體中的重力相互平衡。此時(shí)，轉(zhuǎn)子停留在錐形管中的某一高度。如流量在增大，平衡被打破轉(zhuǎn)子繼續(xù)升高，到新的平衡點(diǎn)為止。反之下降。因此，根據(jù)轉(zhuǎn)子懸浮的高低就可以測(cè)知流體的流量的大小。4.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)當(dāng)流體自下而上流444.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)種類(lèi)及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子流量計(jì)一般按錐形管材料的不同可分為玻璃轉(zhuǎn)子和金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)兩大類(lèi)。玻璃一般為就地指示。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)為遠(yuǎn)傳指示等。按結(jié)果和用途可分為，基本型、夾套保護(hù)型、耐腐蝕、高溫、高壓等。轉(zhuǎn)子流量計(jì)使用安裝①工作環(huán)境溫度低于60℃、防震、防曬、便于操作。②錐管垂直安裝，傾斜小于30度。③儀表前后應(yīng)有五倍直徑的直管段。且在儀表之前要安裝過(guò)濾器，以免臟污介質(zhì)粘附在轉(zhuǎn)子上影響精度。4.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)種類(lèi)及結(jié)454.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正：轉(zhuǎn)子流量計(jì)是一種非標(biāo)準(zhǔn)化儀表，儀表廠家是在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20°C，0.10133MPa大氣壓）下用水或空氣進(jìn)行刻度的。所以在實(shí)際使用時(shí)，如果被測(cè)介質(zhì)的密度和工作狀態(tài)不同，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行修正。玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)4.3.2轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指464.3.3超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)是近代發(fā)展起來(lái)的一種新型測(cè)量流量的儀表，只要能傳播聲音的流體均可以用超聲波流量計(jì)測(cè)量；超聲波流量計(jì)可以測(cè)量高粘度液體、非導(dǎo)電性液體或氣體的流量，其測(cè)量流速的原理是：超聲波在流體中的傳播速度會(huì)隨被測(cè)流體流速而變化。

超聲波流量計(jì)一般不作結(jié)算計(jì)量?jī)x表使用，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量點(diǎn)損壞生產(chǎn)不能停機(jī)更換，又需要檢測(cè)參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)的情況也往往用到超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)最大優(yōu)勢(shì)是用于大口徑流量測(cè)量（管徑大于2米），即使有些結(jié)算用計(jì)量點(diǎn)，經(jīng)過(guò)使用雙方認(rèn)可，選用精度高的超聲波流量計(jì)，可以節(jié)約成本，并減少維護(hù)量。4.3.3超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)474.3.3超聲波流量計(jì)1超聲波流量計(jì)的分類(lèi)

超聲波流量計(jì)的各類(lèi)很多，依照不同的分類(lèi)方法，可以分為不同類(lèi)型的超聲波流量計(jì)。

多譜勒式超聲波流量計(jì)

換能器發(fā)射頻率為的超聲波信號(hào)，經(jīng)過(guò)管道內(nèi)液體中的懸浮顆?；驓馀莺?，頻率發(fā)生偏移，以的頻率反射到換能器，這就是多譜勒效應(yīng)，兩者之差即為多譜勒頻差。

當(dāng)管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率、聲速確定以后，c、f1、θ即為常數(shù)，流體流速和多譜勒頻移成正比，通過(guò)測(cè)量頻移就可得到流體流速，進(jìn)而求得流體流量。

時(shí)差式超聲波流量計(jì)

時(shí)差式超聲波流量計(jì)是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時(shí)間差與流體流速成正比這一原理來(lái)測(cè)量流體流量的。4.3.3超聲波流量計(jì)1超聲波流量計(jì)的分類(lèi)

484.3.3超聲波流量計(jì)插入式超聲波流量計(jì)4.3.3超聲波流量計(jì)插入式超聲波流量計(jì)494.3.4沖量式流量計(jì)4.3.4沖量式流量計(jì)504.3.5電磁式流量計(jì)4.3.5電磁式流量計(jì)514.3.6容積式流量計(jì)4.3.6容積式流量計(jì)524.4物位檢測(cè)儀表物位測(cè)量的主要目的有兩個(gè)：一是通過(guò)物位測(cè)量來(lái)確定容器內(nèi)的原料、產(chǎn)品或半成品的數(shù)量，以保證連續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)所需的物料或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,對(duì)物料測(cè)量的絕對(duì)值要求非常精確：另一個(gè)是通過(guò)物位測(cè)量了解物料是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，能正確迅速反映出某一特定水準(zhǔn)面上的物料相對(duì)變化。以使生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行，保證產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)安全。對(duì)物料測(cè)量的相對(duì)值要求非常精確。物位測(cè)量?jī)x表的種類(lèi)很多，如果按液位、料位和界面來(lái)分可分為：測(cè)量液位的儀表：玻璃管（板）、稱(chēng)重、浮力、靜壓、電容、電感、電阻、超聲波、放射性、激光式及微波式等。測(cè)量界面的儀表：浮力、差壓、電極式及超聲波式等。測(cè)量料位的儀表：重錘探測(cè)式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式等。4.4物位檢測(cè)儀表物位測(cè)量的主要目的有兩534.4.1物位儀表的性能比較表4.4.1物位儀表的性能比較表54

4.4.1物位儀表的性能比較表4.4.1物位儀表的性能比較表554.4.2直讀式物位儀表直讀式：利用儀表與被測(cè)容器的氣相、液相的直接連接來(lái)直接讀取容器中的液位高低。原理如圖：利用液相壓力平衡原理

當(dāng)時(shí)H1=H2H1H2氣相切斷閥液相切斷閥玻璃管液位計(jì)4.4.2直讀式物位儀表直讀式：利用儀564.4.3、差壓式液位計(jì)用差壓變送器測(cè)量液位的原理如圖：差壓變送器與液體導(dǎo)壓管水平安裝，液體導(dǎo)壓管到液面距離為H、液體密度為、氣相壓力為P氣正壓室壓力P1＝P氣＋H

g

負(fù)壓室壓力P1＝P氣故正、負(fù)壓室的差壓為△P＝P1－P2＝Hg由此可見(jiàn)，由于密度一定，差壓與液位高度一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。氣相不易冷凝的情況下的差壓液位測(cè)量原理圖知道了差壓值就知道液位的高度。這樣就把測(cè)量液位的問(wèn)題歸結(jié)為測(cè)量差壓的問(wèn)題。用差壓變送器就很方便地把差壓測(cè)得，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，這就是差壓測(cè)量液位的原理。4.4.3、差壓式液位計(jì)用差壓變送器測(cè)574.4.3、差壓式液位計(jì)DDZ-II差壓變送器4.4.3、差壓式液位計(jì)DDZ-II差壓變送器584.4.3、差壓式液位計(jì)DDZ-III差壓變送器4.4.3、差壓式液位計(jì)DDZ-III差壓變送器594.4.4浮力式液位計(jì)

浮力式液位計(jì)分為恒浮力式和變浮力式兩大類(lèi)。恒浮力式液位計(jì)的傳感部件有浮球和浮標(biāo)，變浮力式液位計(jì)的傳感部件為沉筒（浮筒）。浮筒工作原理：檢測(cè)部分由浮筒、杠桿、扭力管、芯軸、外殼、軸承等部件組成。浮筒由一定重量的不銹鋼材質(zhì)制成，它垂直懸掛在杠桿的一端，杠桿的另一端與扭力管和芯軸的一端固定連接在一起，端為自由端，由軸承支撐，芯軸的自由端上固芯軸套在扭力管中心，并由外殼上的支點(diǎn)所支撐，扭力管的另一端固定在外殼上，芯軸的另一定一指針，對(duì)應(yīng)于一圓形刻度盤(pán)，用于指示液位。4.4.4浮力式液位計(jì)浮力式液位計(jì)分為604.4.4浮力式液位計(jì)浮筒杠桿扭力管外殼芯軸軸承4.4.4浮力式液位計(jì)浮筒杠桿扭力管外殼芯軸軸承614.4.4浮力式液位計(jì)隨著液位的上升，浮筒浸沒(méi)入液體的體積增大，浮筒所受的浮力增大，浮筒作用于杠桿的作用力隨之減小，扭力管所受到的扭力矩也逐漸減小，芯軸所產(chǎn)生的角位移也相應(yīng)減小，指針向液位高度相應(yīng)的刻度指示。扭力管和芯軸角位移通過(guò)電動(dòng)附加裝置轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用于遠(yuǎn)傳。4.4.4浮力式液位計(jì)隨著液位的上624.4.4浮力式液位計(jì)4.4.4浮力式液位計(jì)634.4.5放射性物位計(jì)（射線）在自然界中某些元素能放射出某種看不見(jiàn)的粒子線，即射線（如、同位素鈷60、鈾銫137等）。當(dāng)這些射線穿過(guò)一定厚度的物體時(shí)，因粒子的碰撞和克服阻力而消耗了粒子的動(dòng)能，以至最后動(dòng)能耗盡，粒子便留在物體中，被吸收了。不同的物體對(duì)射線的穿透與吸收能力是不同的，一般來(lái)說(shuō)固體大于液體。液體大于氣體。故測(cè)得因被吸收而衰減的射線強(qiáng)度，就測(cè)得了相應(yīng)的液位。放射性物位計(jì)由；放射源、一次儀表（監(jiān)測(cè)器、計(jì)數(shù)管）、二次儀表組成。4.4.5放射性物位計(jì)（射線）在自然界中某些元素能放射出某種644.4.5放射性物位計(jì)（射線）

當(dāng)料位低于射源的位置時(shí)，射線粒子大部分通過(guò)氣體介質(zhì)到達(dá)探測(cè)器；若料位上升到超過(guò)射源的高度時(shí)，因固體吸收能力強(qiáng)，大部分射線粒子被容器中的物料所吸收，而探測(cè)器測(cè)得的粒子數(shù)很少。所以，從探測(cè)器測(cè)得的粒子數(shù)的多少，便知道容器中的料位有多高。指示儀表把測(cè)到的粒子數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、功率放大成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，遠(yuǎn)傳進(jìn)行指示。物料鉛罐射源探測(cè)器容器4.4.5放射性物位計(jì)（射線）當(dāng)料位低654.4.5放射性物位計(jì)（射線）放射性物位計(jì)的特點(diǎn)：①、可以實(shí)現(xiàn)完全不接觸式的測(cè)量。②、容器上不用開(kāi)孔，因而可以用在高/低溫、高壓、高粘度、強(qiáng)腐蝕、易燃、易爆等的工況。③、可以測(cè)量液位、粉狀、塊狀介質(zhì)的物料。4.4.5放射性物位計(jì)（射線）放射性物位計(jì)的特點(diǎn)：665、顯示儀表凡能將生產(chǎn)過(guò)程中各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄或積累的儀表統(tǒng)稱(chēng)為顯示儀表。一般裝在控制室的儀表盤(pán)上，和各種變送器配套使用，連續(xù)地顯示或記錄生產(chǎn)過(guò)程中各種參數(shù)的變化。5、顯示儀表凡能將生產(chǎn)過(guò)程中各種參675、顯示儀表模擬式顯示儀表：是以?xún)x表的指針（或記錄筆）的線性位移或角位移來(lái)模擬顯示被調(diào)參數(shù)連續(xù)變化的儀表。數(shù)字式顯示儀表：是直接以數(shù)字的形式顯示被調(diào)參數(shù)數(shù)值大小的儀表。圖像顯示：就是將圖形、曲線、字符和數(shù)字直接在屏幕上進(jìn)行顯示。它是隨著電子計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種新型顯示設(shè)備。智能光柱數(shù)顯儀表智能系列雙數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀5、顯示儀表模擬式顯示儀表：是以?xún)x表686、控制儀表現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程的強(qiáng)化，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格要求，以及各公司間的激烈競(jìng)爭(zhēng)，人工操作和一般的控制遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)已成為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程必不可少的設(shè)備，它是保證現(xiàn)代企業(yè)安全、優(yōu)化、低耗和高效生產(chǎn)的主要技術(shù)手段。

6、控制儀表現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，隨著696、控制儀表

這是一個(gè)單元組合儀表構(gòu)成的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。圖中控制對(duì)象代表生產(chǎn)過(guò)程中的某個(gè)環(huán)節(jié)，控制對(duì)象輸出的被控變量（TPLF等），經(jīng)變送、轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)，送顯示、記錄、調(diào)節(jié)與給定單元來(lái)的給定值進(jìn)行比較，將偏差值進(jìn)行一定運(yùn)算后，發(fā)出信號(hào)控制執(zhí)行單元的動(dòng)作，將閥門(mén)開(kāi)大或關(guān)小，改變控制量，直到被控變量與給定值相等。單元組合儀表的構(gòu)成控制對(duì)象變送單元調(diào)節(jié)單元執(zhí)行單元顯示單元給定6、控制儀表這是一個(gè)單元組合儀表構(gòu)成的706.5簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由下列基本單元組成。簡(jiǎn)單的自控系統(tǒng)由被控對(duì)象、檢測(cè)元件、控制器和調(diào)節(jié)閥四部分組成。組成方框圖如下：變送器測(cè)量值偏差e－zx＋控制器調(diào)節(jié)閥操縱變量給水、蒸汽、等對(duì)象擾動(dòng)f被控變量水位、溫度等6.5簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由下716.5簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)又稱(chēng)單回路反饋控制系統(tǒng)。其指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)控制器和一只調(diào)節(jié)閥所組成的單回路閉合控制系統(tǒng)，是復(fù)雜控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、易于調(diào)整和投用。能滿足一般生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，因而應(yīng)用廣泛，尤其適用于被控對(duì)象滯后小，時(shí)間常數(shù)小，負(fù)荷和干擾變化比較平緩或者對(duì)被控變量要求不太高的場(chǎng)合。常見(jiàn)的有溫度、壓力、流量、液位和成分等物種控制系統(tǒng)。6.5簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)又稱(chēng)726.1、液位控制系統(tǒng)

圖中，檢測(cè)變送器檢測(cè)到水位高低，當(dāng)水為高度與正常給定水位之間出現(xiàn)偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器就會(huì)立刻根據(jù)偏差的大小去控制給水閥，使水位回到給定值上。從而實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)控制。液位自動(dòng)控制系統(tǒng)LTLC給定值6.1、液位控制系統(tǒng)圖中，檢測(cè)變送器檢測(cè)736.2、溫度控制系統(tǒng)

它由蒸汽加熱器、溫度變送器、調(diào)節(jié)器和蒸汽流量閥組成?？刂颇繕?biāo)是保持出口溫度恒定。當(dāng)進(jìn)料流量或溫度等因素的變化引起出口物料的溫度變化時(shí)，通過(guò)溫度儀表測(cè)得的變化，并將其信號(hào)送至調(diào)節(jié)器與給定值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)器根據(jù)其偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后將控制命令送至調(diào)節(jié)閥，改變蒸汽量維持出口溫度。進(jìn)料蒸汽TTTC給定值蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)6.2、溫度控制系統(tǒng)它由蒸汽加熱器、溫度746.3、流量控制系統(tǒng)

它由管路、孔板和差壓變送器、流量調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)閥?？刂颇繕?biāo)是保持流量恒定。當(dāng)管道其他部分阻力發(fā)生變化或有其他擾動(dòng)時(shí)，流量將偏離設(shè)定值。利用孔板作為檢測(cè)元件，把孔板上、下游的差壓接至差壓變送器，將流量信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；該信號(hào)送至調(diào)節(jié)器與給定值進(jìn)行比較，流量控制器根據(jù)偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后將控制命令送至控制閥，改變閥門(mén)開(kāi)度，就調(diào)整了管道中流體的阻力，從而影響了流量，使流量維持在設(shè)定值。FC流量控制系統(tǒng)6.3、流量控制系統(tǒng)它由管路、孔板和差756.4、其他控制系統(tǒng)PTPC壓力控制系統(tǒng)TTTC成分控制系統(tǒng)精餾塔6.4、其他控制系統(tǒng)PTPC壓力控制系統(tǒng)TTTC成分控制系統(tǒng)766.5.1控制系統(tǒng)中常用名詞術(shù)語(yǔ)①、被控對(duì)象：需要實(shí)現(xiàn)控制的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程裝置，稱(chēng)為被控對(duì)象。②、被控變量：對(duì)象需要控制的變量，也就是說(shuō)對(duì)象要求保持設(shè)定值的物理量，稱(chēng)為被控變量。③、操縱變量：受控制器操縱，用以使被控變量保持給定值的物料量或能量，稱(chēng)為操縱變量。④、干擾：除操縱變量以外作用于對(duì)象并能引起被控變量變化的因素，稱(chēng)為干擾。⑤、設(shè)定值：被控變量的目標(biāo)值，稱(chēng)為設(shè)定值。⑥、偏差：偏差理論上應(yīng)該是指被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值之差，但是能夠直接獲取的是被控變量的測(cè)量值，而不是實(shí)際值，因此也稱(chēng)為給定值與測(cè)量值之差，稱(chēng)為偏差。6.5.1控制系統(tǒng)中常用名詞術(shù)語(yǔ)①、被控對(duì)象：需要實(shí)現(xiàn)控制的776.6控制系統(tǒng)的分類(lèi)

由于控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及控制理論的發(fā)展，使得控制系統(tǒng)具有各種各樣的形式，但總的來(lái)說(shuō)分為兩大類(lèi)，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。①、開(kāi)環(huán)控制又分兩種、一種是按設(shè)定值進(jìn)行控制。其操縱變量與設(shè)定值保持一定的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)設(shè)定值變化時(shí)，操縱變量隨之變化。如下圖：控制裝置給定值按設(shè)定值控制的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)6.6控制系統(tǒng)的分類(lèi)由于控制技術(shù)的廣泛786.6.1開(kāi)環(huán)控制

另一種是按擾動(dòng)量進(jìn)行控制，即所謂前饋控制，如圖：在蒸汽加熱器中，若負(fù)荷為主要干擾，如果使蒸汽流量與冷流體流量保持一定關(guān)系，當(dāng)擾動(dòng)出現(xiàn)時(shí)，操縱變量隨之變化?？刂蒲b置按擾動(dòng)而控制的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)6.6.1開(kāi)環(huán)控制另一種是按擾動(dòng)量進(jìn)行796.6.2閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出（被控變量）通過(guò)測(cè)量、變送環(huán)節(jié)，又返回到系統(tǒng)的輸入端，與給定信號(hào)比較，以偏差的形式進(jìn)入控制器，對(duì)系統(tǒng)起控制作用，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)封閉的反饋回路，這種控制系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)TTTC給定值6.6.2閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出（被807、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器送來(lái)的控制信號(hào)，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，從而把被調(diào)參數(shù)控制在要求的范圍內(nèi)。它是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)節(jié)閥直接控制工藝介質(zhì)，尤其是高溫、高壓、低溫、腐蝕、易燃、易爆、有毒、結(jié)晶的介質(zhì)情況下，若選擇或使用不當(dāng)，往往給生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化帶來(lái)困難，導(dǎo)致調(diào)解品質(zhì)下降，甚至?xí)斐墒鹿?。因此，?duì)閥的正確選用、安裝和維修等環(huán)節(jié)都是很重要的。按其能源形式可分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類(lèi)。

7、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)817.1調(diào)節(jié)閥對(duì)比表項(xiàng)目氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)力源壓縮空氣公稱(chēng)壓力0.3－1.0Mpa工作溫度；常溫露點(diǎn)；在常壓下，低于最低氣溫10度電源交流單相200V50HZ交流三相380V50HZ輔助裝置1、電/氣閥門(mén)定位器2、氣動(dòng)閥門(mén)定位器3、電磁閥4、保位閥5、閥位開(kāi)關(guān)6、手輪1、伺服放大器2、限位開(kāi)關(guān)規(guī)格公稱(chēng)壓力Mpa1.6、4.0、6.4、16.0、32.0、175.0、350.01.6、4.0、6.0、10.0工作溫度℃－60－－450－40－－450口徑mm20－40020－4007.1調(diào)節(jié)閥對(duì)比表項(xiàng)目氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)力源壓縮空氣電源827.2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以壓縮空氣為能源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、平穩(wěn)、輸出推力大、本安防爆、價(jià)格便宜、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。其與氣動(dòng)、電動(dòng)儀表方便的配套使用。當(dāng)采用電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī)控制時(shí)，只要用電/氣閥門(mén)定位器或電/氣轉(zhuǎn)化器，將4－20mA電信號(hào)轉(zhuǎn)成20－100KPa的氣信號(hào)即可。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥按其結(jié)構(gòu)形式分為薄膜式、活塞式、長(zhǎng)行程和近年新研制的增力型薄膜調(diào)節(jié)閥。7.2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以壓837.2調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成，即調(diào)節(jié)閥＝執(zhí)行機(jī)構(gòu)＋閥體部件其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥芯動(dòng)作。閥體部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由閥芯的動(dòng)作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行器外形圖0.02－0.1Mpa7.2調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥847.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用

當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)推動(dòng)閥桿向下移動(dòng)的叫正作用；信號(hào)壓力增加時(shí)閥桿向上移動(dòng)的叫反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)；較大口徑的調(diào)節(jié)閥都采用正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號(hào)壓力通過(guò)波紋膜片的上方（正作用式）或下方（反作用式）進(jìn)人氣室．在波紋膜片上產(chǎn)生一個(gè)作用力，使推桿移動(dòng)并壓縮或拉伸彈簧，當(dāng)彈簧的反作用力與膜片上的作用力相平衡時(shí)，推桿就穩(wěn)定在一個(gè)新的位置。信號(hào)壓力越大，作用在波紋膜片的作用力越大，彈簧的反作用力也越大，即推桿的位移越大．國(guó)產(chǎn)正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)為ZMA，反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)為ZMB型。7.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用當(dāng)信號(hào)壓力增857.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用p正作用p反作用7.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用p正作用p反作用867.4、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)又簡(jiǎn)稱(chēng)閥．閥的種類(lèi)很多，根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)、用途來(lái)分，其基本形式是直通單座閥、直通雙座閥、蝶閥、三通閥等．在此基礎(chǔ)上根據(jù)特殊用途要求，派生出波紋管密封閥、低溫閥、保溫夾套閥、隔膜閥、角形閥以及閥體分離閥等．近年來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化裝置向大型化、高性能發(fā)展，研制出許多新型調(diào)節(jié)閥，如高溫蝶閥、高壓蝶閥和超高壓調(diào)節(jié)閥。在閥的結(jié)構(gòu)方面發(fā)展也很快，出現(xiàn)了偏心旋轉(zhuǎn)閥、套筒閥、O形球閥，V形球周。在特殊要求下使用的有衛(wèi)生閥、低噪聲閥、低壓降比閥以及單座塑料閥和全鈦鋼調(diào)節(jié)閥等品種．7.4、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)又簡(jiǎn)稱(chēng)閥．閥877.5、上閥蓋形式為適合不同工作溫度和密封要求，上閥蓋有4種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，上閥蓋內(nèi)具有填料室，內(nèi)裝聚四報(bào)乙烯或石墨石棉或柔性石墨填料，起密封作用。見(jiàn)下圖；

（l）普通型〔圖a)適用于常溫一20～200℃。

（2）散（吸）熱型（圖b)適用于高溫或低溫，工作沮度為一60～450℃。散（吸）熱片的作用是散掉高溫流體傳給閥體的熱量，或吸收外界傳給閥體的熱量，以保證填料在允許溫度范圍內(nèi)工作。7.5、上閥蓋形式為適合不同工作溫度887.5、上閥蓋形式（3）長(zhǎng)頸型（圖c）適合于深度冷凍場(chǎng)合，工作溫度為一60～一250℃。它的上閥蓋增加了一段直徑，可以保護(hù)填料在允許的低溫范圍內(nèi)而不致凍結(jié)，從而保證閥的正常工作。頸的長(zhǎng)短取決于溫度的高低和閥的口徑。

（4）波紋管密封型〔圖d〕它適用于有毒性、易揮發(fā)或貴重的流體，可避免介質(zhì)外漏損耗，以及有毒易爆介質(zhì)外漏而發(fā)生危險(xiǎn)。

7.5、上閥蓋形式（3）長(zhǎng)頸型（圖c）適合于897.5、上閥蓋形式7.5、上閥蓋形式907.6、膜頭側(cè)裝的強(qiáng)力型調(diào)節(jié)閥7.6、膜頭側(cè)裝的強(qiáng)力型調(diào)節(jié)閥917.6、氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝

氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該安裝在便于調(diào)整、檢查、和拆卸的地方。調(diào)節(jié)閥最好垂直安裝在水平管道上，在特殊情況下需要傾斜安裝時(shí)，除小口徑調(diào)節(jié)閥外一般要加支撐。爭(zhēng)取在其前后有十倍管道直徑長(zhǎng)的直管段，以免工作特性過(guò)于畸變，閥的公稱(chēng)直徑與管徑不同時(shí)，應(yīng)加一段異徑管連接。為防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)的薄膜老化，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高溫、震動(dòng)場(chǎng)所。為方便維修，應(yīng)安裝在靠近地面和樓板的地方。應(yīng)裝有手輪機(jī)構(gòu)和閥門(mén)定位器，便于觀察和操作。在開(kāi)停車(chē)或事故時(shí)，可用手輪機(jī)構(gòu)來(lái)人工操作。對(duì)于重要的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，需采用旁路，以便在調(diào)節(jié)閥故障或維修時(shí)，通過(guò)旁路繼續(xù)生產(chǎn)。流體流動(dòng)方向應(yīng)與調(diào)節(jié)閥的箭頭方向相同。7.6、氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該92造氣車(chē)間以上就是儀表方面的基礎(chǔ)知識(shí)，時(shí)間倉(cāng)促、難免白玉微瑕，望各位造氣工友指正。再見(jiàn)造氣車(chē)間以上就是儀表方面的基礎(chǔ)知識(shí)，時(shí)間倉(cāng)促、難免白玉微瑕，93化工儀表知識(shí)講解造氣車(chē)間化工儀表知識(shí)講解造氣車(chē)間941、緒論儀表是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要工具，它應(yīng)用廣泛。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，過(guò)程檢測(cè)儀表將被控變量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或氣信號(hào)，去進(jìn)行顯示、記錄、調(diào)節(jié)等單元，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，使之達(dá)到我們預(yù)期的要求。儀表是操作人員的眼睛和手臂，操作人員通過(guò)

檢測(cè)儀表獲得設(shè)備、工藝的特定信號(hào)，觀察、分析、判斷設(shè)備內(nèi)的運(yùn)行狀況，并通過(guò)控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整工藝參數(shù)，調(diào)控設(shè)備運(yùn)行到最佳狀況。從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目標(biāo)的綜合性技術(shù)。本課件將簡(jiǎn)要介紹各種儀表的原理、構(gòu)造、使用方法，使大家能對(duì)常用儀表有一個(gè)大致的了解。

1、緒論儀表是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)952、儀表的分類(lèi)一、自動(dòng)儀表的分類(lèi)：自動(dòng)化儀表可簡(jiǎn)單地分為檢測(cè)儀表、顯示儀表、控制儀表、執(zhí)行器四大類(lèi)。

檢測(cè)儀表：用來(lái)感受生產(chǎn)過(guò)程中壓力、流量、物位、溫度等參數(shù)變化的元件。變送器的作用是將測(cè)量元件得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為一定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送往顯示儀表或調(diào)節(jié)儀表進(jìn)行顯示、記錄或調(diào)節(jié)。

顯示儀表：能將生產(chǎn)過(guò)程中各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄或累計(jì)的儀表?？煞帜M式、數(shù)字式、圖像顯示三種。

控制儀表：即調(diào)節(jié)器，主要是將被調(diào)參數(shù)測(cè)量值與給定值之間的差值，按一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)作用，施加于對(duì)象，以校正由于擾動(dòng)而引起的偏差。2、儀表的分類(lèi)一、自動(dòng)儀表的分類(lèi)：962、儀表的分類(lèi)

執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器送來(lái)的控制信號(hào)，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，從而把被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。LC2、儀表的分類(lèi)執(zhí)行器：執(zhí)行器接受調(diào)972、儀表的分類(lèi)流量壓力物位可燃火災(zāi)工業(yè)電視溫度成分檢測(cè)儀表顯示儀表控制儀表氣動(dòng)單元組合儀表電動(dòng)單元組合儀表基地式調(diào)節(jié)器可編程調(diào)節(jié)器可編程控制器PLC分散控制系統(tǒng)DCS安全控制系統(tǒng)FSC執(zhí)行器氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥液動(dòng)調(diào)節(jié)閥指示儀記錄儀累計(jì)器信號(hào)報(bào)警器屏幕顯示器2、儀表的分類(lèi)流量壓力物位可燃工業(yè)溫度成分檢測(cè)儀表顯示儀表控983、儀表基礎(chǔ)知識(shí)

絕對(duì)誤差：測(cè)量值與真實(shí)值之差，稱(chēng)為絕對(duì)誤差

相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)量真實(shí)值比值的百分?jǐn)?shù)為相對(duì)誤差。引用誤差：所謂引用誤差就是測(cè)量?jī)x表在量程范圍內(nèi)某一點(diǎn)的絕對(duì)誤差與其量程的比值的百分?jǐn)?shù)，就稱(chēng)為儀表在該點(diǎn)示值的引用誤差。

精確度：測(cè)量值與實(shí)際值的差異程度，表示測(cè)量誤差的大小。

相對(duì)誤差＝絕對(duì)誤差真實(shí)值X100％儀表引用誤差＝該點(diǎn)的絕對(duì)誤差量程X100％精確度＝測(cè)量值－實(shí)際值量程X100％3、儀表基礎(chǔ)知識(shí)絕對(duì)誤差：測(cè)量值與真實(shí)值之差，稱(chēng)為絕993、儀表基礎(chǔ)知識(shí)除以上的性能指標(biāo)外，還用以下的質(zhì)量指標(biāo)來(lái)衡量測(cè)量?jī)x表的好壞。允許誤差：依據(jù)儀表使用要求，在一個(gè)正常情況下允許的最大誤差，

精度等級(jí)：按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差劃分成若干等級(jí)，儀表的精度等級(jí)與儀表允許誤差有關(guān)。儀表的精度等級(jí)越高，儀表的精確度也越高。

靈敏度：數(shù)值上等于能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)最小變化量。數(shù)值儀表用最低量程上最末一位改變一個(gè)數(shù)表示的量。

反應(yīng)時(shí)間：測(cè)量?jī)x表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)，反應(yīng)時(shí)間大，說(shuō)明儀表需要較長(zhǎng)時(shí)間才能得出準(zhǔn)確的指示。

另外還有可靠性、生產(chǎn)需求、經(jīng)濟(jì)合理性。

3、儀表基礎(chǔ)知識(shí)除以上的性能指標(biāo)外，1004、檢測(cè)儀表一、溫度檢測(cè)儀表溫度測(cè)量?jī)x表按測(cè)量方式可以分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)：通常來(lái)說(shuō)接觸式測(cè)溫儀表測(cè)溫儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較高；但因測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，幫需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測(cè)量。接觸式測(cè)溫儀表包括(1)膨脹式溫度計(jì) (2)熱電效應(yīng)測(cè)溫（熱電偶）(3)熱電阻溫度計(jì)等。

4、檢測(cè)儀表一、溫度檢測(cè)儀表1014、檢測(cè)儀表

非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件不需與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測(cè)量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。非接觸式儀表包括(1)輻射式溫度計(jì)(2)光電溫度計(jì)(3)比色溫度計(jì)(4)紅外溫度計(jì)。下面我們主要講解膨脹式液位計(jì)、熱電偶、熱電阻。4、檢測(cè)儀表非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)1024.1溫度檢測(cè)儀表常見(jiàn)的溫度測(cè)量?jī)x表有：1、膨脹式溫度計(jì)

測(cè)量原理物體受熱時(shí)產(chǎn)生膨脹

液體膨脹式溫度計(jì)

固體膨脹式溫度計(jì)

玻璃管溫度計(jì)

雙金屬溫度計(jì)4.1溫度檢測(cè)儀表常見(jiàn)的溫度測(cè)量?jī)x表有：11034.1.1膨脹式溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)是利用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片疊焊在一起制成的測(cè)溫元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，可取代部分水銀溫度計(jì)，用于氣體、液體及蒸汽的溫度測(cè)量。其中雙金屬片的一端為固定端，另一端為自由端。當(dāng)t=t0時(shí)，兩金屬片都處于水平位置；當(dāng)t>t0時(shí)，雙金屬片受熱后由于兩種金屬片的膨脹系數(shù)不同而使自由端產(chǎn)生彎曲變形，彎曲的程度與溫度的高低成正比。4.1.1膨脹式溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)1044.1.1膨脹式溫度計(jì)電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理4.1.1膨脹式溫度計(jì)電熨斗雙位調(diào)節(jié)原理1054.1.1膨脹式溫度計(jì)4.1.1膨脹式溫度計(jì)1064.1.2熱電偶2、熱電偶

熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一，其特點(diǎn)如下：

A、測(cè)量精度高：因?yàn)闊犭娕寂俭w直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)影響。

B、測(cè)量范圍廣：常有的熱電偶從－50—1600℃均可連續(xù)測(cè)量，特殊的最低可測(cè)到－269℃（如：金鐵—鎳鉻）最高可達(dá)2800℃（如：鎢錸）。C、構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同金屬絲組成，而且不受大小和形狀的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。

4.1.2熱電偶2、熱電偶1074.1.2熱電偶A、熱電偶測(cè)溫基本原理將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖：當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)接點(diǎn)t和t0之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。如圖所示:4.1.2熱電偶A、熱電偶測(cè)溫基本原理1084.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、B兩種導(dǎo)體連接在一起，置于溫度為t的被測(cè)介質(zhì)中，稱(chēng)為工作端：另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下。當(dāng)工作端的被測(cè)介質(zhì)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電勢(shì)隨之發(fā)生變化，將熱電勢(shì)送入變送、顯示、記錄儀表和現(xiàn)在的DCS等卡件中進(jìn)行處理，即可獲得溫度值。當(dāng)組成熱電偶的熱電極的材料均勻時(shí)，其熱電勢(shì)的大小與熱電極本身的長(zhǎng)度和直徑、大小無(wú)關(guān)，只與材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。所以只要測(cè)出熱電勢(shì)的大小，就能判斷測(cè)點(diǎn)溫度的高低。4.1.2熱電偶熱電偶的一端將A、1094.1.2熱電偶

所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系，允許誤差并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有配套的儀表供選用。4.1.2熱電偶所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家1104.1.2熱電偶

普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常由熱電極、絕緣材料、保護(hù)套管和接線盒等主要部分構(gòu)成。絕緣材料通常采用帶孔的耐高溫陶瓷管，熱電極從陶瓷管的孔中穿過(guò)。保護(hù)套管的材料應(yīng)具有耐高溫、耐腐蝕、氣密性好、機(jī)械強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高等性能，目前有金屬、非金屬、金屬陶瓷3類(lèi)，其中不銹鋼是常用的一種，可用于溫度在900℃以下的場(chǎng)合。4.1.2熱電偶普通型裝配式結(jié)構(gòu)通常1114.1.2熱電偶

鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的組合體，可做的很細(xì)很長(zhǎng)，可任意彎曲。套管材料一般為銅、不銹鋼或鎳基高溫合金等，熱電極與套管間填滿絕緣材料粉末，常用絕緣材料為氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝熱電偶特點(diǎn)：測(cè)量端熱容小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，機(jī)械強(qiáng)度高，擾性好。鎧裝熱電偶廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門(mén)。4.1.2熱電偶鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、1124.1.3熱電阻3、熱電阻熱電偶溫度計(jì)，其感受溫度的一次元件是熱電偶，一班適用于測(cè)量500°C以上的較高溫度，對(duì)于在500°以下的中低溫，由于輸出的熱電勢(shì)很小，利用熱電偶進(jìn)行測(cè)量就不一定適當(dāng)，一般用熱電阻溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行溫度的測(cè)量。熱點(diǎn)阻的特點(diǎn)：在低溫端測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定，便于遠(yuǎn)距離傳輸和集中控制。缺點(diǎn)：感溫元件存在傳感滯后，連接導(dǎo)線線路電阻受環(huán)境溫度影響。工作原理：熱電阻測(cè)量是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的，要求阻絲在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，而且電阻和溫度之間的關(guān)系復(fù)現(xiàn)性要好。4.1.3熱電阻3、熱電阻1134.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，溫度升高電阻值增大，一般溫度每升高1℃，電阻值約增加4%~6%）二、半導(dǎo)體熱敏電阻（大多具有負(fù)溫度系數(shù)，溫度每升高1℃，電阻約減少2%~6%）工業(yè)上常用的為鉑電阻和銅電阻。鉑電阻適用于0~650°C的范圍。銅電阻適用于-50~+150°C容易加工和提純，線性較好，價(jià)格便宜。4.1.3熱電阻一、金屬熱電阻（大多數(shù)具有正的熱阻溫度系數(shù)，1144.1.3熱電阻

熱電阻＝電阻體（最主要部分）＋絕緣套管＋保護(hù)套管＋接線盒一般是將電阻絲繞在云母或石英、陶瓷、塑料等絕緣骨架上固定后套上保護(hù)套管，在熱電阻絲與套管間填上導(dǎo)熱材料即成。熱電阻結(jié)構(gòu)形式：普通型、鎧裝型、專(zhuān)用型。鎧裝型熱電阻與鎧裝熱電偶相似。鎧裝型熱電阻4.1.3熱電阻熱電阻＝電阻體（最1154.1.4測(cè)溫元件的安裝要求插入深度要求測(cè)量端應(yīng)有足夠的插入深度，應(yīng)使保護(hù)套管的測(cè)量端超過(guò)管道中心線一定距離，熱電偶5~10mm。鉑電阻50~70mm，插入方向要求保證測(cè)溫元件與流體充分接觸，最好是迎著被測(cè)介質(zhì)流向插入，正交90°也可，但切勿與被測(cè)介質(zhì)形成順流。流體流動(dòng)方向4.1.4測(cè)溫元件的安裝要求插入深度要求流體流動(dòng)方向1164.1.4測(cè)溫元件的安裝要求

若工藝管道過(guò)?。ㄖ睆叫∮?0mm），安裝測(cè)溫元件應(yīng)安裝擴(kuò)大管，如圖所示。

熱電偶或熱電阻的接線盒的出線孔應(yīng)朝下，以免積水及灰塵等造成接觸不良，防止引入干擾信號(hào)。檢測(cè)元件應(yīng)避開(kāi)熱輻射強(qiáng)烈影響處。要密封安裝孔，避免被測(cè)介質(zhì)溢出或冷空氣吸入而引入誤差。按照規(guī)定的型號(hào)配用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線，注意熱電偶的正、負(fù)極與補(bǔ)償導(dǎo)線的正、負(fù)相連接，不要接錯(cuò)。

導(dǎo)線應(yīng)盡量避免有接頭，應(yīng)有良好的絕緣。4.1.4測(cè)溫元件的安裝要求若工藝管道1174.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表在滿足測(cè)溫范圍、工作壓力、精度要求下，首選雙金屬溫度計(jì)。②溫度檢測(cè)元件的選擇

熱電偶適合一般場(chǎng)合、工況溫度比較高的場(chǎng)合。

熱電阻適合要求測(cè)量精度高，中低溫段，無(wú)振動(dòng)場(chǎng)合。③根據(jù)環(huán)境條件選擇溫度計(jì)接線盒普通式－條件較好的場(chǎng)所。防濺式－條件較好的場(chǎng)所，主要是放水。防暴式－易燃、易爆的場(chǎng)所。④特殊的場(chǎng)合的溫度計(jì)如：軸承、電機(jī)繞組、煉鋼時(shí)鋼水溫度等。⑤保護(hù)管的選擇。根據(jù)使用的環(huán)境選擇不同的保護(hù)管。4.1.4溫度儀表的選擇①就地溫度儀表1184.2、壓力檢測(cè)儀表一、壓力測(cè)量基礎(chǔ)絕對(duì)壓力：指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力。

P絕＝P氣＋P表表壓：絕對(duì)壓力與大氣壓力之差，稱(chēng)為表壓。

P表＝P絕－P氣負(fù)壓：當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值。P負(fù)真空度：負(fù)壓力的絕對(duì)值，稱(chēng)為真空度。P真P真＝P大氣壓力－P絕對(duì)壓力P絕P表P真P絕大氣壓力線4.2、壓力檢測(cè)儀表一、壓力測(cè)量基礎(chǔ)P絕P表P真P絕大氣壓力1194.2、壓力檢測(cè)儀表測(cè)壓儀表大致分為四大類(lèi)：⑴液柱式壓力計(jì)，它是根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量的。⑵彈性式壓力計(jì)，它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形位移進(jìn)行測(cè)量的。⑶電氣式壓力計(jì)，它是通過(guò)機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的儀表。⑷活塞式壓力計(jì)，它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加砝碼的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。下面我們主要講解彈簧管壓力表、液柱式壓力表和電容壓力變送器。4.2、壓力檢測(cè)儀表測(cè)壓儀表大致分為四大類(lèi)：1204.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表的測(cè)量范圍極廣，品種規(guī)格繁多。其外形與結(jié)構(gòu)基本相同，只是所用材質(zhì)有所不同。結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，彈簧管1是壓力表的測(cè)量元件，圖中為單圈彈簧管，它是一根彎成270°圓弧的橢圓界面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，管子的另一端固定在結(jié)頭9上。當(dāng)通入被測(cè)的壓力P后，圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形。由于變形，使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移。輸入壓力P越大，產(chǎn)生的變形也越大。也就是說(shuō)測(cè)得自由端的位移，就能反映壓力P的大小。這就是彈簧管壓力表的基本測(cè)量原理。4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力1214.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動(dòng)作原理4.2.1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表動(dòng)作原理1224.2.1、彈簧管壓力表電遠(yuǎn)傳彈性壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電遠(yuǎn)傳彈性壓力表1234.2.1、彈簧管壓力表電接點(diǎn)壓力表4.2.1、彈簧管壓力表電接點(diǎn)壓力表1244.2.2液柱式壓力計(jì)在沒(méi)有被測(cè)壓力作用時(shí)，兩管中自由液面同處于標(biāo)尺的中央，0刻度處，當(dāng)被測(cè)壓力P大于大氣壓時(shí)，右面液體下降，左面上升直到液面差的高度所產(chǎn)生的壓力與被測(cè)壓力向平衡為止。就可以直接讀出壓力的大小了。0壓力P4.2.2液柱式壓力計(jì)在沒(méi)有被測(cè)壓1254.2.3電容式壓力變送器電容式變送器是根據(jù)變電容原理工作的壓力檢測(cè)儀表，是利用彈性元件受壓變形來(lái)改變電容器的電容量，從而實(shí)現(xiàn)壓力－電容的轉(zhuǎn)換的。然后在變送單元將電容變化量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA電流信號(hào)。特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、動(dòng)態(tài)性能好、靈敏度高。原理（檢測(cè)元件）電容式變送器通常采用改變變極板間的距離，或改變兩極間電介質(zhì)來(lái)改變電容，經(jīng)變換電路拾取其電容變化量，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA電流信號(hào)輸出。4.2.3電容式壓力變送器電容式變送1264.2.3電容式壓力變送器

在檢測(cè)極板（隔離膜片）左右p1、p2通過(guò)硅油推動(dòng)極板，改變動(dòng)極板與定極間的距離，定、動(dòng)極板組成的電容C1、C2發(fā)生改變。當(dāng)兩側(cè)壓力相等時(shí)，使定極板左右兩個(gè)電容的電容量完全相等，電容量的差值△c＝0，在有差壓作用時(shí)，檢測(cè)膜片發(fā)生變形，動(dòng)極板向低壓側(cè)定級(jí)靠近，同時(shí)遠(yuǎn)離高壓側(cè)定級(jí)，使電容c1≠c2(c1＞c2)測(cè)出電容量的差值，△c＝c1－c2，其值大小與被測(cè)差壓值成正比。然后將采集到的電容的變化量轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸出。DD

初始間距

位移C1固定電極可動(dòng)電極固定電極DC2檢測(cè)元件工作原理圖4.2.3電容