《{能源化工管理}化工仪表培训讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{能源化工管理}化工仪表培训讲义（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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
3、仪表,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,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
4、元、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。,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，
5、有些其他参数的测量，如物位，流量等往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=1106Pa 1 kgf/cm2 = 0.0981 MPa 1 bar = 0
6、.1 MPa 1 mmH2O = 9.8110-6 MPa 1 mmHg = 1.33310-3 MPa 1 atm = 0.1013 MPa,1bar14.5psi 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,压力检测及仪表,3.弹性式压力计,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,（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
7、 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710-5Pa至5102MPa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), Pmin1/
8、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,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。 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。 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,导压管粗细要合
9、适，一般内径为610mm，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。 导压管水平安装时应保证有1:101:20的倾斜度，以利于积存于其中之液体（或气体）的排出。 当被测介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。 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,压力计应安装在易观察和检修的地方； 安装地点应力求避免震动和高温影响； 针对被测介质的不同性质（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
10、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，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
11、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
12、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tt0， 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NANB， 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tt0，NANB，按顺时针方向取向。,温度检测及仪表,当保持材料确定的
13、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： 补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用； 不得将极性接反； 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； 两连接点温度必须相同。,温度检测及仪表,（3）热电偶冷端补偿问题,冷端温度保持为0
14、的方法 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) 补偿电桥法 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求的电极材料，只能根据所使用的条件范围，选择
15、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20V/,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1000V/），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 - 750) 铁-铜镍(康铜
16、)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,（6）常见故障原因及处理,（1）测温原理 金属导体或半导体: 电阻值 R = f (温度t) ) 电阻温度系数 （）温度变化1时，导体电阻值的相对变化量，单位为 1/。,（2）仪表特点 测量精度高，在测量500以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多，性能稳定，灵敏度高。另外热电阻温度计的输出是电信号，便于远传，同时又不需要冷端温度补偿。所以在中低温(200650)测量中得到了广泛的应用。,温度检测及仪表,5. 热电阻温度计,（3）工业常用热电阻,（A）铂热电阻（Pt） 特点：稳定性好、精确度高、性能可靠。 铂的电阻值与温度的关系： Rt=R0(1+At+B
