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1、 化工仪表学习交流 你 是 我 的 眼 目录 1 化工仪表基础知识 2 压力检测及仪表 3 温度检测及仪表 4 流量检测及仪表 5 物位检测及仪表 第一章 化工仪表基础知识 一 仪表的性能指标 仪表基础知识 相对百分误差 fmax range 目前我国生产的仪表常用的精度等级有 0 005 0 02 0 05 0 1 0 2 0 4 0 5 1 0 1 5 2 5 4 0等 1 精确度 简称精度 仪表基础知识 是指在外界条件不变的情况下 用同一 仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行 正反行程 即北侧参数逐渐由小到大和逐 渐由大到小 测量时 被测量值正行和反 行所得到的两条特性曲线之间最大偏差
2、仪表基础知识 2 变差 灵敏限 是指引起仪表指针发生动作的被测参数 的最小变化量 上述指标适用于指针式仪表 仪表基础知识 3 灵敏度与灵敏限 灵敏度 仪表指针的线位移或角位移 与引起这 个位移的被测参数变化量之比称为仪表的灵敏度 对于数字仪表 分辨力是指数字显示器的 最末位数字间隔所代表的被测参数变化量 仪表基础知识 4 分辨力 线性度是表征线性刻度仪表的输出量 与输入量的实际校准曲线与理论直线 的吻合程度 仪表基础知识 5 线性度 当用仪表对被测量进行测量时 被测 量突然变化以后 仪表指示值总是要 经过一段时间后才能准确地显示出来 仪表基础知识 6 反应时间 电动 仪表 气动 仪表 液动 仪
3、表 1 按仪表使用的能源分类 电动仪表的优点 电动仪表是以电为能源 信号之间联系比较 方便 适宜于远距离传送和集中控制 便于与计算机联用 现 在电动仪表可以做到防火 防爆 更有利于电动仪表的安全使 用 电动仪表的缺点 电动仪表一般结构较复杂 易受温度 湿度 电磁场 放射性等环境影响 仪表基础知识 二 工业仪表的分类 2 按信息的获得 传递 反映和处理过程分类 检测仪表 显示仪表 集中控制仪表 控制仪表 执行器 仪表基础知识 3 按仪表的组成形式分类 u单元组合仪表 单元组合仪表 以统一的标准信号 将对参数的测 量 变送 显示及控制等各种能够独立工作的单 元仪表 简称单元 例如变送单元 显示单元
4、 控制单元等 相互联系而组合起来的一种仪表 基地式仪表 将测量 显示 控制等各部分集中 组装在一个表壳里 从而形成 一个整体 并且可 就地安装的的一类仪表 u基地式仪表 仪表基础知识 英文 字母 数 字 仪表 位号 仪表工位号 参数符号 功能符号 数字 TIC2310A 参数符号 F 流量 L 液位 P 压力 T 温度 E 电流 H 手操 V 振 动 阀门 功能符号 A 报警 R 记录 C 调节 I 指示 Q 累积 T 变送器 CV 自力式 G 现场监视 数字 1 2 9 仪表基础知识 三 仪表的标号 第二章 压力检测及仪表 压力检测的意义还不局限于自身 有些其 他参数的测量 如物位 流量等往
5、往是通 过测量压力或压差来进行的 即测出了压 力或压差 便可确定物位或流量 压力检测及仪表 1 压力单位 国际单位制 SI 帕 Pa 工程大气压 at 标准大气压 atm 毫米汞柱 mmHg 毫米水柱 mmH2O 压力检测及仪表 Psig 磅 平方英寸 表压力 pound per square inch gauge Psia 绝对压力 磅 平方英寸 pounds per square inch absolute 1 常见压力单位 1Pa 1 N m2 1Mpa 1 106Pa 1 kgf cm2 0 0981 MPa 1 bar 0 1 MPa 1 mmH2O 9 81 10 6 MPa 1
6、mmHg 1 333 10 3 MPa 1 atm 0 1013 MPa 1bar 14 5psi 1psi 6 895kPa 压力检测及仪表 2 常见压力单位的换算 弹性式压力计在工业上是应用最为广泛的一种测压仪器 压力检测及仪表 2 测压仪表 弹性元件 转换原理 弹簧管 压力表 弹性式 压力计 压力检测及仪表 3 弹性式压力计 原理原理 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件 在被测介质压力的作用下 使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表 优点优点 具有结构简单 使用可靠 读数清晰 牢固 可靠 价格低廉 测量范围宽以及有足够的精 度等优点 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压
7、力 1 转换原理 压力检测及仪表 弹性元件示意图 压力检测及仪表 2 弹性元件 1 弹簧管 2 拉杆 3 扇形齿轮 4 中心齿轮 5 指针 6 面板 7 游丝 8 调节螺钉 9 接头 压力检测及仪表 3 弹簧管压力表 测压原理 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量 如 电压 电流 频率等 来进行测量的仪表 应用特点 反应较快 测量范围较广测量范围较广 可测7 10 5Pa至5 102MPa的压力 精度可达0 2 便于远距离传送 压力检测及仪表 4 电气式压力表 压力检测及仪表 类型选择 功能 显示 报警 记录 传送 数字 模拟 介质条件 温度 腐蚀性 粘度 脏污程度 易燃易爆 如 氨气表
8、防腐 氧气表禁油 现场环境条件 温度 震动 电磁场等 量程与盘面大小 测量稳定压力Pmax 2 3量程 上限 Pmin 1 3量程 测量脉动压力Pmax 1 2量程 测高压Pmax 3 5量程 盘面大小应方便安装和观察 精度等级 根据工艺要求所允许的最大测量误差确定 压力检测及仪表 5 压力仪表的选用 1 测压点的选择 u要选在被测介质直线流动的管段部分 不要选在管路 拐弯 分叉 死角或其他易形成漩涡的地方 u测量流动介质的压力时 应使取压点与流动方向垂直 取压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持齐平 不应有凸出物或毛刺 u测量液体压力时 取压点取压点应在管道下部 使导 压管内不积存气体 测量
9、气体时 取压点应在管道上方 使导压管内部积存液体 压力检测及仪表 6 压力表的安装 2 导压管铺设 u导压管粗细要合适 一般内径为6 10mm 长度应尽 可能短 最长不超过50m 以减少压力指示的迟缓 如超过50m 应选用能远距离传送的压力计 u导压管水平安装时应保证有1 10 1 20的倾斜度 以 利于积存于其中之液体 或气体 的排出 u当被测介质易冷凝或冻结时 必须加设保温伴热管 线 u取压口到压力计之间应装有切断阀 以备检修压力 表时使用 切断阀应装设在靠近取压口的地方 压力检测及仪表 3 压力计的安装 p压力计应安装在易观察和检修的地方 p安装地点应力求避免震动和高温影响 p针对被测介
10、质的不同性质 高温 低温 腐蚀 结 晶 沉淀等 要采取相应的防热 防腐 防冻 防 堵等措施 压力检测及仪表 第三章 温度检测及仪表 为什么冬天摸铁和木头 会觉得铁更冷 摄氏温标 所用标准仪器是水银玻璃温度计 分度方法是 规定在 标准大气压力下 水的冰点为零度 沸点为 100度 单位为 华氏温标 标准仪器是水银温度计 选取氯化铵和冰 水混合物的温度为零度 单位为 F 热力学温标 以绝对零度作为计算起点的温度 即将水 三相点的温度准确定义为273 16K后所得到的温度 过去 也曾称为绝对温度 单位为 K 1 温度单位 温度检测及仪表 摄氏温度和华氏温度的关系 T 1 8t 32 t为摄氏 温度数
11、T为华氏温度数 摄氏温度和开尔文温度的关系 K 273 15 两者关系 接触式测量 特点 简单 可靠 测量精度较高 但由于要达到热平衡 因而产生了滞后 而且可能与被测介质产生化学反应 不能应用于很高温度的测量 非接触式测量 辐射热 特点 其测温范围很广 其测温上限原则上不受限制 测 温速度比较快 而且可以对运动体进行测量 但一般测温 误差较大 温度检测及仪表 2 温度检测方法 按测量方式分类 接触式测量仪表 非接触式测量仪表 膨胀式温度计 热电阻温度计 辐射温度计 亮度温度计 比色温度计 热电偶温度计 温度检测及仪表 3 温度计的分类 由两种不同的导体 或半导体 A B组成的闭合回路 当接 点
12、1 2处于不同温度时 回路就会出现电动势 称为热电 动势 简称为热电势 这一由温度产生电动势的现象称为热电现象 这两根导体 或半导体 称为热电极 温度检测及仪表 4 热电偶温度计 1 热电偶工作原理 热电势是由温差电势和接触电势组成 温差电势 温差电势是由于一根导体两端温度不同而产生的热电动势 设t t0 eA t t0 称为温差电势 eA t t0 的大小取决于两端温差和电子密度 温度检测及仪表 接触电势 是由于两种材料电子密度不同而产生的电势 设NA NB eAB t 为接触电势 温度检测及仪表 热电势 综合温差电势和接触电势可以知道由两种不同材料 组成的热电偶的热电势EAB t t0 设
13、t t0 NA NB 按顺时针方向取向 温度检测及仪表 当保持材料确定的条件下 热电势只与t有关 只 要测出EAB t t0 就可求出温度t的数值 常把t称为热端 工作端 测量端 把t0称为冷端 自由端 参考端 在冷端 电流从导体A流向导体B 则A称为正热电 极 B称为负电极 温度检测及仪表 热电极A 右端称为 自由端 参 考端 冷端 左端称为 测 量端 工作端 热端 热电极B 热电势 热电偶温度计工作原理示意图 温度检测及仪表 2 补偿导线 使用时应注意 u补偿导线 只能与相应型号的热电偶匹配使用 u不得将极性接反 u补偿导线 与热电偶连接点的温度 不得超过规 定的使用温度范围 u两连接点温
14、度必须相同 温度检测及仪表 3 热电偶冷端补偿问题 u 冷端温度保持为0 的方法 u 冷端温度修正方法 E t t0 E t t1 E t1 t0 E t t1 E t t0 E t1 t0 u 补偿电桥法 u 补偿热电偶法 温度检测及仪表 对热电极材料的要求 物理性能稳定 能在较宽的温度范围内使用 其热 电特性不随时间变化 化学性能稳定 不易氧化和电极间不相互渗透 热电势和热电势率要大 温度变化1 引起的热电 势变化 热电势与温度间呈线性关系 复制性好 以便互换 价格便宜 加工方便 温度检测及仪表 4 热电极材料的选择 只有满足上述要求的材料才能制成热电偶 但实际 上 很难找到全部满足上述要
15、求的电极材料 只能 根据所使用的条件范围 选择合适的热电极材料 纯金属电极 热电极容易复制 热电势率小 当两电 极是由两种纯金属组成时 热电势率平均为 20 V 所以热电偶的两电极很少均采用纯金属 非金属电极 电势率大 可达1000 V 熔点高 复现性和稳定性较差 合金电极 热电性质和工艺性能介于两者之间 常用的热电偶一般是用纯金属与合金相配 或是合 金与合金相配 温度检测及仪表 5 标准化热电偶 标准化热电偶是指制造工艺较成熟 应用广泛 能 成批生产 性能优良且稳定并已列入专业或国家工 业标准化文件中的那些热电偶 K型 测温范围 200 1250 镍铬 镍硅热电偶 K型 J型 测温范围 0
16、750 铁 铜镍 康铜 热电偶 J型 E型 测温范围 200 900 镍铬 铜镍 康铜 热电偶 E型 T型 测温范围 250 350 铜 铜镍 康铜 热电偶 T型 B型 测温范围 0 1700 铂铑30 铂铑6热电偶 B型 S型 测温范围 0 1450 铂铑10 铂热电偶 S型 温度检测及仪表 故障现象可能原因处理方法 温度示值偏低或不稳 电极短路 找出短路原因 如潮湿或绝缘损 坏 接线柱处积灰清扫 补偿导线与热偶极性接反纠正接线 补偿导线与热偶极不配套更换相配套的补偿导线 冷端补偿不符要求调整冷端补偿达到要求 热偶安装位置不当按规定重新安装 温度示值偏高 补偿导线与热偶极不配套更换相配套的补偿导线 有直流干扰信号进入排除直流干扰 显示不稳定 接线柱处接触不良将接线柱拧紧 测量线路绝缘破损 引起断续短路或接地找出故障点 修复绝缘 热偶安装不牢或有震动紧固电偶 消除震动 热电偶电极将断未断更换热偶 外界干扰查出干扰源 采取屏蔽措施 显示误差大 热电偶电极变质更换热偶 热电偶安装位置不当改变安装位置 保护管表面积灰清除积灰 显示无穷大 接线断路找到断点 重新接好 热电极断开或损坏更换热电偶
