化工儀表與自動(dòng)控制3壓力控制課件

壓力控制壓力控制基本內(nèi)容123☆概述☆常用的壓力檢測(cè)儀表☆壓力表的選用、安裝及故障判斷☆工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制☆認(rèn)識(shí)執(zhí)行器基本內(nèi)容123☆概述3.1概述3.1.1壓力（1）壓力壓力：介質(zhì)垂直作用在單位面積上的力，即：P=F/S

壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要操作參數(shù)之一，壓力的測(cè)量在生產(chǎn)中起著極其重要的作用。壓力達(dá)不到要求，不僅產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量不能滿足要求，而且可能釀成嚴(yán)重事故。P-表示壓力，Pa；F-表示垂直作用力，N；S-表示受力面積，m2。3.1概述3.1.1壓力（1）壓力壓力：介質(zhì)垂直作用在單位3.1概述3.1.1壓力（2）壓力的單位壓力單位為帕斯卡（Pa），簡(jiǎn)稱帕。工程上常用千帕（KPa）和兆帕（MPa）表示。1MPa=106Pa（g=10）3.1概述3.1.1壓力（2）壓力的單位壓力單位為帕斯卡（3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法

大氣壓力絕對(duì)壓力表壓負(fù)壓或真空度差壓3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法大氣壓力3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法為什么壓力顯示儀表顯示的是表壓或者真空度？思考

因?yàn)楦鞣N工藝設(shè)備和測(cè)量儀表通常都處于大氣當(dāng)中，本身就承受著大氣壓力。所以工程上常用表壓或真空度來表示壓力的大小。以后所提到的壓力，除特殊說明外，一般壓力檢測(cè)儀表所指示的壓力是表壓或真空度。3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法為什么壓力顯示（4）壓力范圍的劃分低壓0.1MPa≤p<1.6MPa;中壓1.6MPa≤p<10MPa;高壓10MPa≤p<100MPa;超高壓p≥100MPa.3.1概述3.1.1壓力（4）壓力范圍的劃分低壓0.1MPa≤p<1.6MPa;3.1.2壓力的檢測(cè)方法液柱測(cè)壓法彈性測(cè)壓法電氣測(cè)壓法3.1概述

液柱測(cè)壓法：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。彈性測(cè)壓法：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量。電氣測(cè)壓法：通過機(jī)械或電氣元件將被測(cè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電壓、電流、頻率等）進(jìn)行測(cè)量和傳送。3.1.2壓力的檢測(cè)方法液柱彈性電氣3.1概述液柱測(cè)壓法3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)

彈性式壓力計(jì)根據(jù)各種彈性元件在被測(cè)壓力的作用下，產(chǎn)生彈性變形的原理來進(jìn)行壓力測(cè)量。彈性式壓力計(jì)簡(jiǎn)單可靠、讀數(shù)清晰、便宜耐用、測(cè)量范圍廣，是目前工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛的一種壓力指示儀表。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)彈性（1）常用彈性元件單圈（多圈）彈簧管膜片、膜盒波紋管單圈多圈膜片膜盒波紋管3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（1）常用彈性元件單圈（多圈）彈簧管單圈多圈膜片膜盒波紋管

按其所使用的測(cè)壓元件的不同，可分為單圈彈簧管壓力表和多圈彈簧管壓力表。按照用途的不同，除了普通的彈簧管壓力表以外，還有耐腐蝕的彈簧管壓力表、耐震彈簧管壓力表、電接點(diǎn)壓力表和測(cè)量特種氣體的彈簧管壓力表等。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（2）彈簧管壓力表按其所使用的測(cè)壓元件的不同，可分為單圈彈簧管壓力表和（2）彈簧管壓力表1）彈簧管測(cè)壓原理

彈簧管一端封閉，可以自由移動(dòng)，另一端固定在接頭上。當(dāng)通入被測(cè)壓力后，由于橢圓形截面在壓力的作用下將趨于圓形，彎成圓弧的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形，其自由端移動(dòng)。當(dāng)彈簧管由于自身剛度產(chǎn)生的反作用力與被測(cè)壓力相平衡時(shí)，自由端位移一定。顯然，被測(cè)壓力越大，自由端位移越大，測(cè)出自由端的位移量，就能反映被測(cè)壓力的大小，這就是彈簧管的測(cè)壓原理。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（2）彈簧管壓力表1）彈簧管測(cè)壓原理彈簧管一端封閉，（1）彈簧管壓力表2）結(jié)構(gòu)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)由測(cè)壓元件（彈簧管）、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)（拉桿、扇形齒輪、中心齒輪）及指示機(jī)構(gòu)（指針、面板）幾部分構(gòu)成。（1）彈簧管壓力表2）結(jié)構(gòu)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3（2）彈簧管壓力表3）動(dòng)作過程

被測(cè)壓力信號(hào)經(jīng)彈簧管轉(zhuǎn)換成自由端位移信號(hào)，通過拉桿使扇形齒輪作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，由于齒輪的嚙合作用，中心齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)同軸的指針偏轉(zhuǎn)，在面板的刻度標(biāo)尺上指示出被測(cè)壓力的數(shù)值。由于彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力成正比關(guān)系，因此彈簧管壓力表的刻度標(biāo)尺是線性的。游絲用來克服因扇形齒輪和中心齒輪間的傳動(dòng)間隙而產(chǎn)生的儀表變差。調(diào)整螺釘用來調(diào)整壓力表的量程。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（2）彈簧管壓力表3）動(dòng)作過程被測(cè)壓力信號(hào)經(jīng)彈（4）電接點(diǎn)壓力表在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員注意，并可通過中間繼電器構(gòu)成聯(lián)鎖回路實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。（2）彈簧管壓力表3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（4）電接點(diǎn)壓力表在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信

定義一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。

優(yōu)點(diǎn)（1）該儀表的測(cè)量范圍較廣，分別可測(cè)7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；（2）由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)定義一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。優(yōu)點(diǎn)

組成

一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)組成一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)1）應(yīng)變片與應(yīng)變效應(yīng)應(yīng)變片式壓力傳感器的檢測(cè)元件是應(yīng)變片。它是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的電阻體，其電阻值隨被測(cè)壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化。電阻應(yīng)變片有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類。金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將相應(yīng)地發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減?。ㄔ黾樱?，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。1—應(yīng)變筒；2—外殼；3—密封膜片3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生（2）壓阻式壓力計(jì)原理：利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（2）壓阻式壓力計(jì)原理：利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。3.2（2）壓阻式壓力計(jì)1—基座；2—單晶硅片；3—導(dǎo)環(huán)；4—螺母；5—密封墊圈；6—等效電阻特點(diǎn)：精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化；可以測(cè)量壓力，稍加改變，還可以測(cè)量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（2）壓阻式壓力計(jì)1—基座；2—單晶硅片；3—導(dǎo)環(huán)；4—螺母（3）霍爾片式壓力計(jì)原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)由單圈彈簧管的自由端安裝在半導(dǎo)體霍爾元件上構(gòu)成的。（3）霍爾片式壓力計(jì)原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件（4）電容式壓力計(jì)特點(diǎn)：電容式壓力計(jì)是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA（DC）電流信號(hào)。原理：將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量。1—隔離膜片；2，7—固定電極；3—硅油；4—測(cè)量膜片；5—玻璃層；6—底座；8—引線3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（4）電容式壓力計(jì)特點(diǎn)：電容式壓力計(jì)是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有3.2.3智能型壓力變送器3.2常用的壓力檢測(cè)儀表智能型壓力變送器或差壓變送器就是在普通壓力或者差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測(cè)儀表。智能型變送器的特點(diǎn)是可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。3.2.3智能型壓力變送器3.2常用的壓力檢測(cè)儀表智能型3.2.4活塞式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表

活塞式壓力計(jì)是一種精度很高的標(biāo)準(zhǔn)器，常用于校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)壓力表及普通壓力表。

活塞式壓力計(jì)的測(cè)量原理是利用作用在可自由運(yùn)動(dòng)的活塞上的被測(cè)壓力與標(biāo)準(zhǔn)重物（砝碼）所產(chǎn)生的重力想平衡，根據(jù)砝碼及活塞本身重量大小來確定被測(cè)壓力的數(shù)值?；钊綁毫τ?jì)的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由壓力發(fā)生部分和壓力測(cè)量部分組成。3.2.4活塞式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（1）儀表類型的確定儀表類型的選用必須滿足工藝生產(chǎn)的要求。如是否需要遠(yuǎn)傳變送、自動(dòng)記錄或報(bào)警；是否進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量；被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)是否對(duì)測(cè)量儀表提出特殊要求；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件對(duì)儀表類型是否有特殊要求等?？傊鶕?jù)工藝要求來確定儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（（2）儀表量程的確定

儀表的測(cè)量范圍是指儀表可按規(guī)定的精度對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的范圍，它是根據(jù)操作中需要測(cè)量的參數(shù)大小來確定的。測(cè)量壓力時(shí)，為延長儀表的使用壽命，避免彈性元件因受力過大而損壞，壓力表的上限值應(yīng)高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值；為保證測(cè)量值的準(zhǔn)確度，所測(cè)壓力值不能太接近儀表的下限值。一般測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，正常操作壓力應(yīng)介于儀表量程的1/3～2/3；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，正常操作壓力應(yīng)介于儀表量程的1/3～1/2；測(cè)量高壓時(shí)，正常操作壓力應(yīng)介于儀表量程的1/3～3/5。所選壓力表的量程范圍數(shù)值應(yīng)與國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值相一致。我國常用壓力表量程范圍：0.1、0.16、0.25、0.4、0.6、1、1.6、2.5、4、6、10、16、25、40、60（MPa）。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（2）儀表量程的確定儀表的測(cè)量范圍是指儀表可按規(guī)定的精（3）儀表精度等級(jí)的確定

儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測(cè)量誤差來確定的，即由控制指標(biāo)和儀表量程決定。所選用的儀表越精密，其測(cè)量結(jié)果越精確可靠，但相應(yīng)的價(jià)格也越貴，維護(hù)量越大。通常，在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)盡可能選用精度較低、價(jià)廉耐用的儀表。

3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（3）儀表精度等級(jí)的確定儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許舉例某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用舉例某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤3.3.2壓力計(jì)的安裝

測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小。①要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，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)與流動(dòng)方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。③測(cè)量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。583.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.2壓力計(jì)的安裝測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的

導(dǎo)壓管鋪設(shè)58①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長度應(yīng)盡可能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。②導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:10～1:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。③當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。④取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。3.3.2壓力計(jì)的安裝3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷導(dǎo)壓管鋪設(shè)58①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm

壓力計(jì)安裝①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。②安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐。④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。⑤當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按Δp＝±Hρg進(jìn)行修正。式中H為高度差，ρ為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。⑥為安全起見，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。3.3.2壓力計(jì)的安裝3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷壓力計(jì)安裝①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。3.3.23.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例1-壓力變送器的導(dǎo)壓管中有油污堵死的故障用鐵絲、打壓、拆管清洗或換管的方法疏通。案例2-工藝原因?qū)е抡羝兯推鲗?dǎo)壓管積液，排放積液（1）向工藝人操作員索要工作聯(lián)系單，并認(rèn)真填寫。（2）和工藝操作人員確認(rèn)是否有調(diào)節(jié)回路，若有調(diào)節(jié)回路將調(diào)節(jié)器切換到手動(dòng)。（3）找工藝操作員關(guān)閉一次閥。（4）打開排污閥進(jìn)行排放，排放后關(guān)閉。（5）找工藝人員打開一次閥，冷卻一段時(shí)間后，使導(dǎo)壓管內(nèi)充滿液體。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例1-壓力變送器的導(dǎo)壓3.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例3-壓力變送器用于測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，停伴熱后指示偏高的故障停伴熱后導(dǎo)壓管中的冷凝液增多，所以指示偏高，應(yīng)待冷凝液高度穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)遷移修正偏差。案例4-差壓變送器示值偏高或示值偏低應(yīng)檢查低壓側(cè)或高壓側(cè)是否泄漏，并做相應(yīng)處理。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例3-壓力變送器用于測(cè)3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.1離子膜燒堿生產(chǎn)中真空脫氯工藝介紹

精制飽和鹽水進(jìn)入電解槽后進(jìn)行電解，鹽水中只有部分NaCl分解，其余的成為較低濃度的鹽水（200g/L左右）稱為淡鹽水，淡鹽水溫度為85℃，含游離氯700～800mg/L。從電解槽溢流而出的淡鹽水通過控制閥加酸調(diào)節(jié)PH進(jìn)入陽極液接收罐后，再由淡鹽水泵分成兩部分送出：一部分與精鹽水混合后送往電解槽，進(jìn)行循環(huán)使用；另一部分送往真空脫氯塔進(jìn)行脫氯處理。脫氯后的淡鹽水就可以去送到一次鹽水制備工序循環(huán)使用。從淡鹽水脫除的氯氣送往電解槽生產(chǎn)的濕氯氣總管，再送到氯氣處理工序。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.1離子膜燒堿生3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制真空度-50KPa3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制真空度

在實(shí)際生產(chǎn)中，要想能正常生產(chǎn)，必須保證脫氯塔內(nèi)保持一定的真空度。3.4.2脫氯塔的工藝條件控制要求表3-2淡鹽水脫氯系統(tǒng)工藝生產(chǎn)條件一覽表3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制在實(shí)際生產(chǎn)中，要想能正常生產(chǎn)，必須保證脫氯塔內(nèi)保持一

（1）熟悉控制要求，明確控制目的，分析控制系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)及變量

結(jié)合工藝分析及工作任務(wù)要求，自動(dòng)控制的目的就是控制脫氯塔內(nèi)的壓力，所以被控對(duì)象就是脫氯塔設(shè)備；被控變量就是壓力參數(shù)；影響脫氯塔壓力的因素有很多，主要有送去水力真空泵的水量，環(huán)境溫度，淡鹽水的溫度，淡鹽水的流量等，其中去水力真空泵水量的多少對(duì)壓力影響最大，所以可以選去水力真空泵的水量為操縱變量。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.3脫氯塔壓力控制方案（1）熟悉控制要求，明確控制目的，分析控制系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)及

（2）壓力檢測(cè)儀表的選擇因?yàn)殡x子膜燒堿中脫氯塔的壓力比較重要，因此對(duì)于此地的壓力信號(hào)要求既進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，又要有能進(jìn)行遠(yuǎn)傳功能，把信號(hào)傳到控制室進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制，因此壓力檢測(cè)儀表，一要選擇具有耐腐蝕的彈簧管壓力表，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行就地顯示的，安裝位置是在單相泵之后，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥之前。二要具有遠(yuǎn)傳功能的壓力變送器進(jìn)行信號(hào)的遠(yuǎn)傳?？梢赃x擇擴(kuò)散硅壓力變送器。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.3脫氯塔壓力控制方案（2）壓力檢測(cè)儀表的選擇因?yàn)殡x子膜燒堿中脫氯塔

（3）控制方案的形成

離子膜燒堿中脫氯塔應(yīng)在一定的真空度下工作，以有利于淡鹽水中氯氣析出，該壓力應(yīng)保持一定的數(shù)值，并應(yīng)足夠穩(wěn)定，一般為55Kpa。經(jīng)分析后，可以在脫氯塔的頂部設(shè)置一單回路壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，壓力信號(hào)從塔頂取出，通過壓力變送器把信號(hào)傳給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行一定規(guī)律的運(yùn)算，發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)脫氯鹽水泵的出口閥門，控制去水力真空泵的水量達(dá)到適中，使脫氯塔內(nèi)的真空度達(dá)到55kPa，滿足脫氯的真空需要。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.3脫氯塔壓力控制方案（3）控制方案的形成離子膜燒堿中脫氯塔應(yīng)在一定的真空度下3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制

（3）控制方案的形成

3.4.3脫氯塔壓力控制方案3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制（3）控制方案的形成3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器

執(zhí)行器的作用

接收控制器的輸出信號(hào)，直接控制能量或物料等調(diào)節(jié)介質(zhì)的輸送量，達(dá)到控制溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的目的。

執(zhí)行器的構(gòu)成3.5.1執(zhí)行器的概述

過程控制中，使用最多的執(zhí)行器是調(diào)節(jié)閥，因此，執(zhí)行器一般又稱為控制閥或調(diào)節(jié)閥。執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)輸入控制信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力F（或力矩M）以改變直線位移l（或角位移），推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將控制信號(hào)的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置?？刂茩C(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的控制部分，它直接與操縱介質(zhì)接觸，控制流體的流量。所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過閥的流量的裝置。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器執(zhí)行器的作用接收控制器的輸出信號(hào)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器

執(zhí)行器的分類

氣動(dòng)執(zhí)行器：氣動(dòng)薄膜式和活塞式兩種，以壓縮空氣為能源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、防火防爆等優(yōu)點(diǎn)電動(dòng)執(zhí)行器：以電源作為能源來工作的，能源取用方便、信號(hào)傳輸速度快、適于遠(yuǎn)距離傳輸、便于集中控制等優(yōu)點(diǎn)

液動(dòng)執(zhí)行器：利用液壓的原理推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它的推力大，適用于負(fù)荷較大的場(chǎng)合

3.5.1執(zhí)行器的概述3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器執(zhí)行器的分類氣動(dòng)執(zhí)行器：氣動(dòng)薄膜式和活3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按控制信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號(hào)壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置。執(zhí)行器的控制部分，它直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流量。所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過閥的流量的裝置。結(jié)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按控制信號(hào)壓力的3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥1）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，根據(jù)控制器輸出信號(hào)的大小，執(zhí)行器產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：信號(hào)壓力增加時(shí)推桿向下移動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：壓力信號(hào)通過彈性膜片下方進(jìn)入氣室，壓力信號(hào)增大時(shí)推桿向上移動(dòng)。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥1）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)可得四種組合方式推桿下移時(shí)閥門關(guān)小的叫正裝的閥芯推桿下移時(shí)閥門開大的叫反裝的閥芯3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥3）工作方式①氣開式如圖3-20(b)、(c)所示，當(dāng)輸入氣壓小于20kPa時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)輸入氣壓增大時(shí)，閥門是開大的，當(dāng)氣壓信號(hào)達(dá)到100kpa時(shí)，閥門全開，所以叫氣開閥。定義為正作用方向的執(zhí)行器。②氣關(guān)式如圖3-20(a)、(d)所示，當(dāng)輸入氣壓小于20kPa時(shí)為全開狀態(tài)，當(dāng)輸入氣壓信號(hào)增大時(shí)，閥門是關(guān)小的，當(dāng)氣壓信號(hào)達(dá)到100kPa時(shí)，閥門全關(guān)，所以叫氣關(guān)閥。定義為反作用方向的執(zhí)行器。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥3）工作方式①氣開1）直通單座控制閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯與閥座。特點(diǎn)缺點(diǎn)在壓差大的時(shí)候，流體對(duì)閥芯上下作用的推力不平衡，這種不平衡力會(huì)影響閥芯的移動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏量小，易保證關(guān)閉，甚至完全切斷。適用閥兩端壓差較小，對(duì)泄露量要求比較嚴(yán)格，管徑不大的場(chǎng)合。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型1）直通單座控制閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯與閥座。特點(diǎn)缺點(diǎn)在壓差大2）直通雙座控制閥閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。特點(diǎn)缺點(diǎn)容易泄漏流體流過的時(shí)候，不平衡力小。根據(jù)閥芯與閥座的相對(duì)位置可分為正作用式與反作用式兩種形式。閥體內(nèi)路復(fù)雜，用于高壓差時(shí)對(duì)閥體的沖蝕損傷較嚴(yán)重，不宜用在高粘度和含懸浮顆粒或纖維介質(zhì)的場(chǎng)合。適用3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型2）直通雙座控制閥閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。特點(diǎn)缺點(diǎn)容易泄漏流3）角形控制閥角形閥的兩個(gè)接管呈直角形，一般為底進(jìn)側(cè)出。特點(diǎn)流路簡(jiǎn)單、阻力較小，適于現(xiàn)場(chǎng)管道要求直角連接，介質(zhì)為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場(chǎng)合。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型3）角形控制閥角形閥的兩個(gè)接管呈直角形，一般為底進(jìn)側(cè)出。特點(diǎn)4）三通控制閥共有三個(gè)出入口與工藝管道連接。按照流通方式分為合流型和分流型兩種。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型4）三通控制閥共有三個(gè)出入口與工藝管道連接。按照流通方式分為5）隔膜控制閥采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、流通能力比同口徑的其他種類的閥要大。不易泄漏。耐腐蝕性強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制，也能用于高黏度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。特點(diǎn)注意執(zhí)行機(jī)構(gòu)須有足夠的推力3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型5）隔膜控制閥采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、6）蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小。特點(diǎn)缺點(diǎn)泄漏量大。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型6）蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小。特點(diǎn)缺點(diǎn)泄漏量7）球閥球閥的閥芯與閥體都呈球形體，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯使之與閥體處于不同的相對(duì)位置時(shí)，就具有不同的流通面積，以達(dá)到流量控制的目的。球閥閥芯分為“V”形和“O”形兩種開口形式。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型7）球閥球閥的閥芯與閥體都呈球形體，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯使之與閥體處于不8）凸輪撓曲閥

密封性好。重量輕、體積小、安裝方便，適用于高黏度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制。特點(diǎn)閥芯呈扇形球面狀，與撓曲臂及軸套一起鑄成，固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型8）凸輪撓曲閥密封性好。重量輕、體積小、安裝方便，適用于高9）籠式閥可調(diào)比大、振動(dòng)小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、套筒互換性好，更換不同的套筒可得到不同的流量特性，閥內(nèi)部件所受的汽蝕小、噪聲小，是一種性能優(yōu)良的閥，特別適用于要求低噪聲及壓差較大的場(chǎng)合。特點(diǎn)缺點(diǎn)不適用高溫、高黏度及含有固體顆粒的流體。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（2）調(diào)節(jié)閥的類型9）籠式閥可調(diào)比大、振動(dòng)小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、套筒互換性（3）控制閥的流量特性控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度（相對(duì)位移）間的關(guān)系，即—相對(duì)流量，即控制閥某一開度流量與全開時(shí)流量之比；—相對(duì)開度，即控制閥某一開度行程與全開時(shí)行程之比。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（3）控制閥的流量特性控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的1）控制閥的理想流量特性1—快開；2—直線；3—拋物線；4—等百分比在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。它取決于閥芯的形狀。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥1）控制閥的理想流量特性1—快開；2—直線；3—拋物線；4—①快開流量特性

這種流量特性在開度較小時(shí)就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達(dá)到最大?？扉_特性的閥芯形式是平板形的，適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。

1）控制閥的理想流量特性3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥①快開流量特性這種流量特性在開度較小時(shí)就有較大流量，隨開度1.控制閥的理想流量特性②直線流量特性

指控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度成直線關(guān)系。R為控制閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比。

注意：Qmin不等于控制閥全關(guān)時(shí)的泄漏量，一般是Qmax的2％～4％。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥1.控制閥的理想流量特性②直線流量特性指控制閥的相對(duì)流量與②直線流量特性

舉例當(dāng)R=30,l/L=0時(shí)，Q/Qmax=0.33，假設(shè)R=∞,位移變化量為10%在10％時(shí)，流量變化的相對(duì)值為在50％時(shí)，流量變化的相對(duì)值為在80％時(shí)，流量變化的相對(duì)值為

3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥②直線流量特性舉例當(dāng)R=30,l/L=0時(shí)，Q/Qmax=③拋物線流量特性

拋物線流量特性是指控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度之間成拋物線關(guān)系。在直角坐標(biāo)上為一條拋物線

3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥③拋物線流量特性拋物線流量特性是指控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)開④等百分比流量特性

等百分比流量特性是指單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。1）控制閥的理想流量特性3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥④等百分比流量特性等百分比流量特性是指單位相對(duì)行程變化所引2）控制閥的工作流量特性在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化的，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。①串聯(lián)管道的工作流量特性3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）控制閥的工作流量特性在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化①串聯(lián)管道的工作流量特性系統(tǒng)總壓差p等于管路系統(tǒng)（除控制閥外的全部設(shè)備和管道的各局部阻力之和）的壓差p2與控制閥的壓差p1之和。以s表示控制閥全開時(shí)閥上壓差與系統(tǒng)總壓差（即系統(tǒng)中最大流量時(shí)動(dòng)力損失總和）之比（阻力比或分壓比）。2）控制閥的工作流量特性3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥①串聯(lián)管道的工作流量特性系統(tǒng)總壓差p等于管路系統(tǒng)（除控制閥①串聯(lián)管道的工作流量特性圖中s=1時(shí)，管道阻力損失為零，系統(tǒng)總壓差全降在閥上，工作特性與理想特性一致。隨著s值的減小，直線特性漸漸趨近于快開特性，等百分比特性漸漸接近于直線特性。所以，在實(shí)際使用中，一般希望s值不低于0.3，常選s=0.3～0.5。s0.6時(shí)，與理想流量特性相差無幾。

3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥①串聯(lián)管道的工作流量特性圖中s=1時(shí)，管道阻力損失為零，②并聯(lián)管道的工作流量特性控制閥一般都裝有旁路，以便手動(dòng)操作和維護(hù)。當(dāng)生產(chǎn)量提高或控制閥選小了時(shí)，只好將旁路閥打開一些，此時(shí)控制閥的理想流量特性就改變成為工作特性。2）控制閥的工作流量特性3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥②并聯(lián)管道的工作流量特性控制閥一般都裝有旁路，以便手動(dòng)操作和②并聯(lián)管道的工作流量特性以x代表并聯(lián)管道時(shí)控制閥全開時(shí)的流量Q1max與總管最大流量Qmax之比，可以得到在壓差Δp為一定時(shí)，而x為不同數(shù)值時(shí)的工作流量特性曲線。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥②并聯(lián)管道的工作流量特性以x代表并聯(lián)管道時(shí)控制閥全開時(shí)的流量②并聯(lián)管道的工作流量特性

當(dāng)x＝1，即旁路閥關(guān)閉、Q2＝0時(shí)，控制閥的工作流量特性與它的理想流量特性相同。隨著x值的減小，即旁路閥逐漸打開，雖然閥本身的流量特性變化不大，但可調(diào)范圍大大降低了?？刂崎y關(guān)死，即l/L＝0時(shí)，流量Qmin比控制閥本身的Q1min大得多。由上圖可見3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）控制閥的工作流量特性②并聯(lián)管道的工作流量特性當(dāng)x＝1，即旁路閥關(guān)閉、Q2＝0時(shí)

在實(shí)際使用中總存在著串聯(lián)管道阻力的影響，控制閥上的壓差還會(huì)隨流量的增加而降低，使可調(diào)范圍下降得更多些，控制閥在工作過程中所能控制的流量變化范圍更小，甚至幾乎不起控制作用。采用打開旁路閥的控制方案是不好的，一般認(rèn)為旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾，即x值最小不低于0.8。

②并聯(lián)管道的工作流量特性3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）控制閥的工作流量特性在實(shí)際使用中總存在著串聯(lián)管道阻力的影響，控制閥上的壓差還會(huì)①串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥的理想流量特性發(fā)生畸變，串聯(lián)管道的影響尤為嚴(yán)重。②串、并聯(lián)管道都會(huì)使控制閥的可調(diào)范圍降低，并聯(lián)管道尤為嚴(yán)重。③串聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量減少，并聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量增加。④串、并聯(lián)管道會(huì)使控制閥的放大系數(shù)減小，即輸入信號(hào)變化引起的流量變化值減少。結(jié)論3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）控制閥的工作流量特性①串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥的理想流量特性發(fā)生畸變，串聯(lián)管道的影3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥3）調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比R是指調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin之比，即可調(diào)比也稱為可調(diào)范圍，它反映了調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能力。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥3）調(diào)節(jié)閥的可調(diào)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（4）調(diào)節(jié)閥的口徑

在控制系統(tǒng)中，為保證工藝操作的正常進(jìn)行，必須根據(jù)工藝要求，準(zhǔn)確計(jì)算閥門的流通能力，合理選擇控制閥的尺寸。如果控制閥的口徑選擇得過大，將使閥門經(jīng)常工作在小開度位置，造成控制質(zhì)量不好。如果控制閥的口徑選擇得過小，會(huì)使流經(jīng)控制閥的介質(zhì)達(dá)不到所需要的最大流量，就難以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。閥門前后壓差為100Kpa，流體密度為1000Kg/m3的條件下，閥門全開時(shí)每小時(shí)每小時(shí)能通過的流體體積(m3)稱為該閥門的流通力C。在控制手冊(cè)上，對(duì)不同口徑和不同結(jié)構(gòu)形式的閥門分別給出了流通能力C的數(shù)值，可供用戶選擇。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥（4）調(diào)節(jié)閥的口徑3.5.3電動(dòng)執(zhí)行器

定義電動(dòng)執(zhí)行器接收來自控制器的0～10mA或4～20mA的直流電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等控制機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

分類角行程直行程多轉(zhuǎn)式3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.3電動(dòng)執(zhí)行器定義電動(dòng)執(zhí)行器接收來自控制器的0～10角行程電動(dòng)執(zhí)行器主要由伺服放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置發(fā)送器和操縱器組成。

3.5.3電動(dòng)執(zhí)行器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器角行程電動(dòng)執(zhí)行器主要由伺服放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置發(fā)位置發(fā)送器是能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?～10mADC（或4～20mADC）反饋信號(hào)的裝置，它的主要部分是差動(dòng)變壓器。

3.5.3電動(dòng)執(zhí)行器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器位置發(fā)送器是能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?～10mADC3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器電-氣轉(zhuǎn)換器可以把電動(dòng)變送器來的電信號(hào)變?yōu)闅庑盘?hào)，送到氣動(dòng)控制器或氣動(dòng)顯示儀表；也可把電動(dòng)控制器的輸出信號(hào)變?yōu)闅庑盘?hào)去驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)控制閥，此時(shí)常用電氣閥門定位器，它具有電-氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器兩種作用。信號(hào)類型電信號(hào)：0~10mA或0~20mA氣信號(hào)：0.02~0.1MPa3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器電-氣轉(zhuǎn)換器可以把3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器（1）電—?dú)廪D(zhuǎn)換器電-氣轉(zhuǎn)換器原理結(jié)構(gòu)圖1—噴嘴擋板；2—調(diào)零彈簧；3—負(fù)反饋波紋管；4—十字彈簧；5—正反饋波紋管；6—杠桿；7—測(cè)量線圈；8—磁鋼；9—鐵芯；10—放大器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器（1）電—?dú)廪D(zhuǎn)換器（2）電—?dú)忾y門定位器

閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輔助裝置，與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用。閥門定位器將來自調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，成比例地轉(zhuǎn)換成氣壓信號(hào)輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥桿產(chǎn)生位移，其位移量通過機(jī)械機(jī)構(gòu)反饋到閥門定位器，當(dāng)位移反饋信號(hào)與輸入的控制信號(hào)相平衡時(shí)，閥桿停止動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥的開度與控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)。由此可見，閥門定位器與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，因此采用閥門定位器可以提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的線性度，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，并且可以改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性，從而可以改變整個(gè)執(zhí)行器的特性。3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器（2）電—?dú)忾y門定位器閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的（2）電—?dú)忾y門定位器分類電－氣閥門定位器氣動(dòng)閥門定位器智能式閥門定位器作用

具有電-氣轉(zhuǎn)換器的作用，可用電動(dòng)控制器輸出的0～10mADC或4～20mADC信號(hào)去操縱氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；具有氣動(dòng)閥門定位器的作用，可以使閥門位置按控制器送來的信號(hào)準(zhǔn)確定位。3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器（2）電—?dú)忾y門定位器分類電－氣閥門定位器作用具有電-氣轉(zhuǎn)（2）電—?dú)忾y門定位器工作原理電-氣閥門定位器1—力矩馬達(dá)；2—主杠桿；3—平衡彈簧；4—反饋凸輪支點(diǎn)；5—反饋凸輪；6—副杠桿；7—副杠桿支點(diǎn)；8—薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)；9—反饋桿；10—滾輪；11—反饋彈簧；12—調(diào)零彈簧；13—擋板；14—噴嘴；15—主杠桿支點(diǎn)3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器（2）電—?dú)忾y門定位器工作原理電-氣閥門定位器1—力矩馬達(dá)；（3）智能式閥門定位器①類型：

智能式閥門定位器有只接收4~20mA直流電流信號(hào)的，也有既接收4～20mA的模擬信號(hào)、又接收數(shù)字信號(hào)的，即HART通信的閥門定位器；還有只進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)總線閥門定位器。

②特點(diǎn)：定位精度和可靠性高；流量特性修改方便；零點(diǎn)、量程調(diào)整簡(jiǎn)單；具有診斷和監(jiān)測(cè)功能。3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器（3）智能式閥門定位器①類型：智能式閥門定位器有只接收4智能式閥門定位器③構(gòu)成原理3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器智能式閥門定位器③構(gòu)成原理3.5.4電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣3.5.5控制閥的選擇（1）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較主要根據(jù)工藝條件，如溫度、壓力及介質(zhì)的物理、化學(xué)特性（如腐蝕性、黏度等）來選擇。

3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.5控制閥的選擇（1）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選（1）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇氣開式與氣關(guān)式的選擇

定義：有壓力信號(hào)時(shí)閥關(guān)、無信號(hào)壓力時(shí)閥開的為氣關(guān)式。反之，為氣開式。

選擇要求：主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)。信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣開閥。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.5控制閥的選擇（1）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇氣開式與氣關(guān)式的選擇定義：有壓力氣開式與氣關(guān)式的選擇

序號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥氣動(dòng)執(zhí)行器（a）（b）（c）（d）正正反反正反正反氣關(guān)（反）氣開（正）氣開（正）氣關(guān)（反）3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.5控制閥的選擇氣開式與氣關(guān)式的選擇序號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥氣動(dòng)執(zhí)行器（a）正正（1）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇

①流體性質(zhì)如流體種類、黏度、毒性、腐蝕性、是否含懸浮顆粒等；②工藝條件如溫度、壓力、流量、壓差、泄漏量等；③過程控制要求控制系統(tǒng)精度、可調(diào)比、噪聲等。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.5控制閥的選擇（1）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇①流體性質(zhì)如（2）控制閥流量特性的選擇

控制閥的結(jié)構(gòu)型式確定以后，還需確定控制閥的流量特性（即閥芯的形狀）。一般是先按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來選擇閥的希望流量特性，然后再考慮工藝配管情況來選擇相應(yīng)的理想流量特性。使控制閥安裝在具體的管道系統(tǒng)中，畸變后的工作流量特性能滿足控制系統(tǒng)對(duì)它的要求。目前使用比較多的是等百分比流量特性。生產(chǎn)過程中常用的調(diào)節(jié)閥的理想流量特性主要有直線、等百分比、快開三種，其中快開特性一般應(yīng)用于雙位控制和程序控制。因此，流量特性的選擇實(shí)際上是指如何選擇直線特性和等百分比特性。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.5控制閥的選擇（2）控制閥流量特性的選擇控制閥的結(jié)構(gòu)型式確定以后，（3）控制閥口徑的選擇

口徑選擇得過小，會(huì)使流經(jīng)控制閥的介質(zhì)達(dá)不到所需要的最大流量。口徑選擇得過大，會(huì)浪費(fèi)設(shè)備投資，且使控制閥經(jīng)常處于小開度工作，控制性能變差，易使控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。控制閥的口徑選擇是由控制閥流量系數(shù)KV值決定的。流量系數(shù)KV的定義為：當(dāng)閥兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3，閥全開時(shí)，流經(jīng)控制閥的流體流量。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.5控制閥的選擇（3）控制閥口徑的選擇口徑選擇得過小，會(huì)使流經(jīng)控制閥的介質(zhì)3.5.6控制閥的安裝與維護(hù)（1）為便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方。（2）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。（3）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。（4）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該是正立垂直安裝于水平管道上。特殊情況下需要水平或傾斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，一般應(yīng)加支撐。即使正立垂直安裝，當(dāng)閥的自重較大和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐。（5）通過控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能裝反。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.6控制閥的安裝與維護(hù)（1）為便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器（6）控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理時(shí)拆下控制閥。考慮到控制閥發(fā)生故障或維修時(shí)，不影響工藝生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，一般應(yīng)裝旁路閥。

（7）控制閥安裝前，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行清洗，排去污物和焊渣。安裝后還應(yīng)再次對(duì)管路和閥門進(jìn)行清洗，并檢查閥門與管道連接處的密封性能。當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使閥門處于全開位置以免雜質(zhì)卡住。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.6控制閥的安裝與維護(hù)（6）控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理時(shí)拆下控制閥。（8）在日常使用中，要對(duì)控制閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。控制閥在管道中的安裝1—調(diào)節(jié)閥；2—切斷閥；3—旁路閥3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.6控制閥的安裝與維護(hù)（8）在日常使用中，要對(duì)控制閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修?？刂崎y在壓力控制壓力控制基本內(nèi)容123☆概述☆常用的壓力檢測(cè)儀表☆壓力表的選用、安裝及故障判斷☆工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制☆認(rèn)識(shí)執(zhí)行器基本內(nèi)容123☆概述3.1概述3.1.1壓力（1）壓力壓力：介質(zhì)垂直作用在單位面積上的力，即：P=F/S

壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要操作參數(shù)之一，壓力的測(cè)量在生產(chǎn)中起著極其重要的作用。壓力達(dá)不到要求，不僅產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量不能滿足要求，而且可能釀成嚴(yán)重事故。P-表示壓力，Pa；F-表示垂直作用力，N；S-表示受力面積，m2。3.1概述3.1.1壓力（1）壓力壓力：介質(zhì)垂直作用在單位3.1概述3.1.1壓力（2）壓力的單位壓力單位為帕斯卡（Pa），簡(jiǎn)稱帕。工程上常用千帕（KPa）和兆帕（MPa）表示。1MPa=106Pa（g=10）3.1概述3.1.1壓力（2）壓力的單位壓力單位為帕斯卡（3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法

大氣壓力絕對(duì)壓力表壓負(fù)壓或真空度差壓3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法大氣壓力3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法為什么壓力顯示儀表顯示的是表壓或者真空度？思考

因?yàn)楦鞣N工藝設(shè)備和測(cè)量儀表通常都處于大氣當(dāng)中，本身就承受著大氣壓力。所以工程上常用表壓或真空度來表示壓力的大小。以后所提到的壓力，除特殊說明外，一般壓力檢測(cè)儀表所指示的壓力是表壓或真空度。3.1概述3.1.1壓力（3）壓力的表示方法為什么壓力顯示（4）壓力范圍的劃分低壓0.1MPa≤p<1.6MPa;中壓1.6MPa≤p<10MPa;高壓10MPa≤p<100MPa;超高壓p≥100MPa.3.1概述3.1.1壓力（4）壓力范圍的劃分低壓0.1MPa≤p<1.6MPa;3.1.2壓力的檢測(cè)方法液柱測(cè)壓法彈性測(cè)壓法電氣測(cè)壓法3.1概述

液柱測(cè)壓法：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。彈性測(cè)壓法：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量。電氣測(cè)壓法：通過機(jī)械或電氣元件將被測(cè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電壓、電流、頻率等）進(jìn)行測(cè)量和傳送。3.1.2壓力的檢測(cè)方法液柱彈性電氣3.1概述液柱測(cè)壓法3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)

彈性式壓力計(jì)根據(jù)各種彈性元件在被測(cè)壓力的作用下，產(chǎn)生彈性變形的原理來進(jìn)行壓力測(cè)量。彈性式壓力計(jì)簡(jiǎn)單可靠、讀數(shù)清晰、便宜耐用、測(cè)量范圍廣，是目前工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛的一種壓力指示儀表。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)彈性（1）常用彈性元件單圈（多圈）彈簧管膜片、膜盒波紋管單圈多圈膜片膜盒波紋管3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（1）常用彈性元件單圈（多圈）彈簧管單圈多圈膜片膜盒波紋管

按其所使用的測(cè)壓元件的不同，可分為單圈彈簧管壓力表和多圈彈簧管壓力表。按照用途的不同，除了普通的彈簧管壓力表以外，還有耐腐蝕的彈簧管壓力表、耐震彈簧管壓力表、電接點(diǎn)壓力表和測(cè)量特種氣體的彈簧管壓力表等。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（2）彈簧管壓力表按其所使用的測(cè)壓元件的不同，可分為單圈彈簧管壓力表和（2）彈簧管壓力表1）彈簧管測(cè)壓原理

彈簧管一端封閉，可以自由移動(dòng)，另一端固定在接頭上。當(dāng)通入被測(cè)壓力后，由于橢圓形截面在壓力的作用下將趨于圓形，彎成圓弧的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形，其自由端移動(dòng)。當(dāng)彈簧管由于自身剛度產(chǎn)生的反作用力與被測(cè)壓力相平衡時(shí)，自由端位移一定。顯然，被測(cè)壓力越大，自由端位移越大，測(cè)出自由端的位移量，就能反映被測(cè)壓力的大小，這就是彈簧管的測(cè)壓原理。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（2）彈簧管壓力表1）彈簧管測(cè)壓原理彈簧管一端封閉，（1）彈簧管壓力表2）結(jié)構(gòu)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)由測(cè)壓元件（彈簧管）、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)（拉桿、扇形齒輪、中心齒輪）及指示機(jī)構(gòu)（指針、面板）幾部分構(gòu)成。（1）彈簧管壓力表2）結(jié)構(gòu)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3（2）彈簧管壓力表3）動(dòng)作過程

被測(cè)壓力信號(hào)經(jīng)彈簧管轉(zhuǎn)換成自由端位移信號(hào)，通過拉桿使扇形齒輪作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，由于齒輪的嚙合作用，中心齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)同軸的指針偏轉(zhuǎn)，在面板的刻度標(biāo)尺上指示出被測(cè)壓力的數(shù)值。由于彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力成正比關(guān)系，因此彈簧管壓力表的刻度標(biāo)尺是線性的。游絲用來克服因扇形齒輪和中心齒輪間的傳動(dòng)間隙而產(chǎn)生的儀表變差。調(diào)整螺釘用來調(diào)整壓力表的量程。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（2）彈簧管壓力表3）動(dòng)作過程被測(cè)壓力信號(hào)經(jīng)彈（4）電接點(diǎn)壓力表在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員注意，并可通過中間繼電器構(gòu)成聯(lián)鎖回路實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。（2）彈簧管壓力表3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.1彈性式壓力計(jì)（4）電接點(diǎn)壓力表在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信

定義一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。

優(yōu)點(diǎn)（1）該儀表的測(cè)量范圍較廣，分別可測(cè)7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；（2）由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)定義一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。優(yōu)點(diǎn)

組成

一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)組成一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)1）應(yīng)變片與應(yīng)變效應(yīng)應(yīng)變片式壓力傳感器的檢測(cè)元件是應(yīng)變片。它是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的電阻體，其電阻值隨被測(cè)壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化。電阻應(yīng)變片有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類。金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將相應(yīng)地發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減?。ㄔ黾樱?，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。1—應(yīng)變筒；2—外殼；3—密封膜片3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（1）應(yīng)變片式壓力計(jì)被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生（2）壓阻式壓力計(jì)原理：利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（2）壓阻式壓力計(jì)原理：利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。3.2（2）壓阻式壓力計(jì)1—基座；2—單晶硅片；3—導(dǎo)環(huán)；4—螺母；5—密封墊圈；6—等效電阻特點(diǎn)：精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化；可以測(cè)量壓力，稍加改變，還可以測(cè)量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（2）壓阻式壓力計(jì)1—基座；2—單晶硅片；3—導(dǎo)環(huán)；4—螺母（3）霍爾片式壓力計(jì)原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。。3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)由單圈彈簧管的自由端安裝在半導(dǎo)體霍爾元件上構(gòu)成的。（3）霍爾片式壓力計(jì)原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件（4）電容式壓力計(jì)特點(diǎn)：電容式壓力計(jì)是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA（DC）電流信號(hào)。原理：將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量。1—隔離膜片；2，7—固定電極；3—硅油；4—測(cè)量膜片；5—玻璃層；6—底座；8—引線3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.2.2電氣式壓力計(jì)（4）電容式壓力計(jì)特點(diǎn)：電容式壓力計(jì)是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有3.2.3智能型壓力變送器3.2常用的壓力檢測(cè)儀表智能型壓力變送器或差壓變送器就是在普通壓力或者差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測(cè)儀表。智能型變送器的特點(diǎn)是可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。3.2.3智能型壓力變送器3.2常用的壓力檢測(cè)儀表智能型3.2.4活塞式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表

活塞式壓力計(jì)是一種精度很高的標(biāo)準(zhǔn)器，常用于校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)壓力表及普通壓力表。

活塞式壓力計(jì)的測(cè)量原理是利用作用在可自由運(yùn)動(dòng)的活塞上的被測(cè)壓力與標(biāo)準(zhǔn)重物（砝碼）所產(chǎn)生的重力想平衡，根據(jù)砝碼及活塞本身重量大小來確定被測(cè)壓力的數(shù)值?；钊綁毫τ?jì)的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由壓力發(fā)生部分和壓力測(cè)量部分組成。3.2.4活塞式壓力計(jì)3.2常用的壓力檢測(cè)儀表3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（1）儀表類型的確定儀表類型的選用必須滿足工藝生產(chǎn)的要求。如是否需要遠(yuǎn)傳變送、自動(dòng)記錄或報(bào)警；是否進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量；被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)是否對(duì)測(cè)量儀表提出特殊要求；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件對(duì)儀表類型是否有特殊要求等。總之，根據(jù)工藝要求來確定儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（（2）儀表量程的確定

儀表的測(cè)量范圍是指儀表可按規(guī)定的精度對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的范圍，它是根據(jù)操作中需要測(cè)量的參數(shù)大小來確定的。測(cè)量壓力時(shí)，為延長儀表的使用壽命，避免彈性元件因受力過大而損壞，壓力表的上限值應(yīng)高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值；為保證測(cè)量值的準(zhǔn)確度，所測(cè)壓力值不能太接近儀表的下限值。一般測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，正常操作壓力應(yīng)介于儀表量程的1/3～2/3；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，正常操作壓力應(yīng)介于儀表量程的1/3～1/2；測(cè)量高壓時(shí)，正常操作壓力應(yīng)介于儀表量程的1/3～3/5。所選壓力表的量程范圍數(shù)值應(yīng)與國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值相一致。我國常用壓力表量程范圍：0.1、0.16、0.25、0.4、0.6、1、1.6、2.5、4、6、10、16、25、40、60（MPa）。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（2）儀表量程的確定儀表的測(cè)量范圍是指儀表可按規(guī)定的精（3）儀表精度等級(jí)的確定

儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測(cè)量誤差來確定的，即由控制指標(biāo)和儀表量程決定。所選用的儀表越精密，其測(cè)量結(jié)果越精確可靠，但相應(yīng)的價(jià)格也越貴，維護(hù)量越大。通常，在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)盡可能選用精度較低、價(jià)廉耐用的儀表。

3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用（3）儀表精度等級(jí)的確定儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許舉例某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.1壓力表的選用舉例某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤3.3.2壓力計(jì)的安裝

測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小。①要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，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)與流動(dòng)方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。③測(cè)量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。583.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.2壓力計(jì)的安裝測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的

導(dǎo)壓管鋪設(shè)58①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長度應(yīng)盡可能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。②導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:10～1:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。③當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。④取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。3.3.2壓力計(jì)的安裝3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷導(dǎo)壓管鋪設(shè)58①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm

壓力計(jì)安裝①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。②安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐。④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。⑤當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按Δp＝±Hρg進(jìn)行修正。式中H為高度差，ρ為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。⑥為安全起見，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。3.3.2壓力計(jì)的安裝3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷壓力計(jì)安裝①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。3.3.23.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例1-壓力變送器的導(dǎo)壓管中有油污堵死的故障用鐵絲、打壓、拆管清洗或換管的方法疏通。案例2-工藝原因?qū)е抡羝兯推鲗?dǎo)壓管積液，排放積液（1）向工藝人操作員索要工作聯(lián)系單，并認(rèn)真填寫。（2）和工藝操作人員確認(rèn)是否有調(diào)節(jié)回路，若有調(diào)節(jié)回路將調(diào)節(jié)器切換到手動(dòng)。（3）找工藝操作員關(guān)閉一次閥。（4）打開排污閥進(jìn)行排放，排放后關(guān)閉。（5）找工藝人員打開一次閥，冷卻一段時(shí)間后，使導(dǎo)壓管內(nèi)充滿液體。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例1-壓力變送器的導(dǎo)壓3.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例3-壓力變送器用于測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，停伴熱后指示偏高的故障停伴熱后導(dǎo)壓管中的冷凝液增多，所以指示偏高，應(yīng)待冷凝液高度穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)遷移修正偏差。案例4-差壓變送器示值偏高或示值偏低應(yīng)檢查低壓側(cè)或高壓側(cè)是否泄漏，并做相應(yīng)處理。3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷3.3.3實(shí)踐應(yīng)用-壓力檢測(cè)故障判斷案例3-壓力變送器用于測(cè)3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.1離子膜燒堿生產(chǎn)中真空脫氯工藝介紹

精制飽和鹽水進(jìn)入電解槽后進(jìn)行電解，鹽水中只有部分NaCl分解，其余的成為較低濃度的鹽水（200g/L左右）稱為淡鹽水，淡鹽水溫度為85℃，含游離氯700～800mg/L。從電解槽溢流而出的淡鹽水通過控制閥加酸調(diào)節(jié)PH進(jìn)入陽極液接收罐后，再由淡鹽水泵分成兩部分送出：一部分與精鹽水混合后送往電解槽，進(jìn)行循環(huán)使用；另一部分送往真空脫氯塔進(jìn)行脫氯處理。脫氯后的淡鹽水就可以去送到一次鹽水制備工序循環(huán)使用。從淡鹽水脫除的氯氣送往電解槽生產(chǎn)的濕氯氣總管，再送到氯氣處理工序。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.1離子膜燒堿生3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制真空度-50KPa3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制真空度

在實(shí)際生產(chǎn)中，要想能正常生產(chǎn)，必須保證脫氯塔內(nèi)保持一定的真空度。3.4.2脫氯塔的工藝條件控制要求表3-2淡鹽水脫氯系統(tǒng)工藝生產(chǎn)條件一覽表3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制在實(shí)際生產(chǎn)中，要想能正常生產(chǎn)，必須保證脫氯塔內(nèi)保持一

（1）熟悉控制要求，明確控制目的，分析控制系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)及變量

結(jié)合工藝分析及工作任務(wù)要求，自動(dòng)控制的目的就是控制脫氯塔內(nèi)的壓力，所以被控對(duì)象就是脫氯塔設(shè)備；被控變量就是壓力參數(shù)；影響脫氯塔壓力的因素有很多，主要有送去水力真空泵的水量，環(huán)境溫度，淡鹽水的溫度，淡鹽水的流量等，其中去水力真空泵水量的多少對(duì)壓力影響最大，所以可以選去水力真空泵的水量為操縱變量。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.3脫氯塔壓力控制方案（1）熟悉控制要求，明確控制目的，分析控制系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)及

（2）壓力檢測(cè)儀表的選擇因?yàn)殡x子膜燒堿中脫氯塔的壓力比較重要，因此對(duì)于此地的壓力信號(hào)要求既進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，又要有能進(jìn)行遠(yuǎn)傳功能，把信號(hào)傳到控制室進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制，因此壓力檢測(cè)儀表，一要選擇具有耐腐蝕的彈簧管壓力表，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行就地顯示的，安裝位置是在單相泵之后，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥之前。二要具有遠(yuǎn)傳功能的壓力變送器進(jìn)行信號(hào)的遠(yuǎn)傳?？梢赃x擇擴(kuò)散硅壓力變送器。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.3脫氯塔壓力控制方案（2）壓力檢測(cè)儀表的選擇因?yàn)殡x子膜燒堿中脫氯塔

（3）控制方案的形成

離子膜燒堿中脫氯塔應(yīng)在一定的真空度下工作，以有利于淡鹽水中氯氣析出，該壓力應(yīng)保持一定的數(shù)值，并應(yīng)足夠穩(wěn)定，一般為55Kpa。經(jīng)分析后，可以在脫氯塔的頂部設(shè)置一單回路壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，壓力信號(hào)從塔頂取出，通過壓力變送器把信號(hào)傳給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行一定規(guī)律的運(yùn)算，發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)脫氯鹽水泵的出口閥門，控制去水力真空泵的水量達(dá)到適中，使脫氯塔內(nèi)的真空度達(dá)到55kPa，滿足脫氯的真空需要。3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制3.4.3脫氯塔壓力控制方案（3）控制方案的形成離子膜燒堿中脫氯塔應(yīng)在一定的真空度下3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制

（3）控制方案的形成

3.4.3脫氯塔壓力控制方案3.4工業(yè)應(yīng)用案例-脫氯塔的壓力控制（3）控制方案的形成3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器

執(zhí)行器的作用

接收控制器的輸出信號(hào)，直接控制能量或物料等調(diào)節(jié)介質(zhì)的輸送量，達(dá)到控制溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的目的。

執(zhí)行器的構(gòu)成3.5.1執(zhí)行器的概述

過程控制中，使用最多的執(zhí)行器是調(diào)節(jié)閥，因此，執(zhí)行器一般又稱為控制閥或調(diào)節(jié)閥。執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)輸入控制信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力F（或力矩M）以改變直線位移l（或角位移），推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將控制信號(hào)的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置?？刂茩C(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的控制部分，它直接與操縱介質(zhì)接觸，控制流體的流量。所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過閥的流量的裝置。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器執(zhí)行器的作用接收控制器的輸出信號(hào)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器

執(zhí)行器的分類

氣動(dòng)執(zhí)行器：氣動(dòng)薄膜式和活塞式兩種，以壓縮空氣為能源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、防火防爆等優(yōu)點(diǎn)電動(dòng)執(zhí)行器：以電源作為能源來工作的，能源取用方便、信號(hào)傳輸速度快、適于遠(yuǎn)距離傳輸、便于集中控制等優(yōu)點(diǎn)

液動(dòng)執(zhí)行器：利用液壓的原理推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它的推力大，適用于負(fù)荷較大的場(chǎng)合

3.5.1執(zhí)行器的概述3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器執(zhí)行器的分類氣動(dòng)執(zhí)行器：氣動(dòng)薄膜式和活3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按控制信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號(hào)壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置。執(zhí)行器的控制部分，它直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流量。所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過閥的流量的裝置。結(jié)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按控制信號(hào)壓力的3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥1）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，根據(jù)控制器輸出信號(hào)的大小，執(zhí)行器產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：信號(hào)壓力增加時(shí)推桿向下移動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：壓力信號(hào)通過彈性膜片下方進(jìn)入氣室，壓力信號(hào)增大時(shí)推桿向上移動(dòng)。3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥1）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)3.5認(rèn)識(shí)執(zhí)行器3.5.2氣動(dòng)薄膜控制閥2）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)可