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1、常用化工仪表介绍东方明月化工仪表种类一、压力表1、压力概念这里的压力概念，实际上指的是物 理学上的压强(MPa)，即单位面积上所承 受压力的大小。绝对压力（A）、表压（G）、真空 度与大气压力（0.1MPa）的关系 ：表压=绝对压力大气压力；真空度=大气压力绝对压力(当绝压大气压) 。2、压力表分类压力表按其测量范围，分为真空表 、压力真空表、微压表、低压表、中压 表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值 ； 压力真空表用于测量小于和大于大气压 的压力值； 微压表用于测量小于60000Pa的压力值； 低压表用于测量06MPa压力值； 中压表用于测量1060MPa压力值； 高压表用于测量1
2、00MPa以上压力值。一些常用的压力表：耐震压力表的壳体为全密封结构 ，壳体内填充阻尼油，用在工作环境振 动或介质压力脉动的测量场所。带有电接点控制开关的压力表可 以实现发讯报警或控制功能。带有远传机构的压力表可以提供 工业工程中所需要的电信号。隔膜表用的隔离器(化学密封)能 通过隔离膜片，将被测介质与仪表隔离 ，以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质 的压力。3、压力表的测压原理压力表是利用弹性敏感元件随着压 力的变化而产生弹性变化的原理来测量 压力的。机械压力表采用弹簧管（波登管） 、膜片、膜盒及波纹管等敏感元件并按 此分类。敏感元件一般是由铜合金、不 锈钢或由特殊材料制成。二、流量计按当前流量
3、计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种 类型：1、容积式流量计 2、叶轮式流量计3、差压式流量计 4、变面积式流量计5、电磁流量计 6、超声波流量计7、流体振荡式流量计 8、质量流量计9、其他流量计1、容积式流量计容积式流量计相当于一个标准容积 的容器，它接连不断地对流动介质进行 度量。流量越大，度量的次数越多，输 出的频率越高。根据回转体形状不同，目前生产的 产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量 计、腰轮流量计（罗茨流量计）、旋转 活塞和刮板式流量计；适于测量气体流 量的伺服式容积流量计、皮膜式和转筒 流量计等。椭圆齿轮椭圆齿轮 型容积积流量计计工作示意图图：2、叶
4、轮式流量计叶轮式流量计的工作原理是将叶轮 置于被测流体中，受流体流动的冲击而 旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的 大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮 流量计，其结构可以是机械传动输出式 或电脉冲输出式。涡轮流量计1-壳体组件； 2-前导向架组 件； 3-叶轮组件； 4-后导向架组 件； 5-压紧圈； 6-带放大器的 磁电感应转 换器涡轮流量计3、差压式流量计（变压降式流量计 ）差压式流量计由一次装置和二次装置组成。 一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的 管道中，产生与流量（流速）成比例的压力差， 供二次装置进行流量显示。由于差压和流量呈平 方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置， 以
5、使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算 装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比 较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合， 约占各种流量测量方式的70%。目前生产的产品分：孔板流量计、楔形流量计、 文丘里管流量计、平均皮托管。孔板流量计楔形流量计4、变面积式流量计（等压降式流量计）放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下 而上流动的流体的作用力而移动。当此作用力与 浮子的“显示重量”（浮子本身的重量减去它所受 流体的浮力）相平衡时，浮子即静止。浮子静止 的高度可作为流量大小的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而 异，而浮子稳定不动时上下部分的压力差相
6、等。 因此该类型流量计称变面积式流量计或等压降式 流量计。该流量计的典型仪表是转子（浮子）流量计 。实验室常用的转子流量计转子流量计5、电磁流量计电磁流量计是应用导电体在磁场中运动 产生感应电动势，而感应电动势又和流量大 小成正比，通过测量电动势来反映管道流量 的原理而制成的。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多 用以测量水、矿浆等介质的流量。可测最大 管径达2m，而且压损极小。但导电率低的介 质，如气体、蒸汽等则不能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁 场干扰，影响了在工业管流测量中的广泛应 用。为此，产品在不断改进更新，向微机化 发展。电磁流量计6、超声波流量计超声波流量计是利用多普勒原
7、理测量流量。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波 水位仪联动进行开口流量测量，对流体又不 产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很 有发展前途的流量计。超声波流量计7、流体振荡式流量计流体振荡式流量计是利用流体在特定流 道条件下流动时将产生振荡，且振荡的频率 与流速成正比例这一原理设计的。当通流截面积一定时，流速与导容积流 量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流 量。这种流量计是70年代开发和发展起来的 。由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的 优点，很有发展前途。目前典型的产品有涡街流量计、旋进旋 涡流量计。涡街流量计旋涡旋涡
8、发生体流动方向管壁8、质量流量计质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接 有关的原理进行测量，目前常用的有量热式 、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式 和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流 量直接相乘求得质量流量的。 （二者的区别？）9、其他流量计还有适用于明渠的各种堰式流量计、槽 式流量计；适于大口径测流的插入式流量计 ；测量层流流量的层流流量计；适于二相流 测量的相关法流量计；以及激光法、核磁共 振法流量计和多种示踪法、稀释法测流等。靶式流量计V锥形流量计V锥形流量计三、温度计1、热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一 。 其优点
9、是： 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触 ，不受中间介质的影响。 测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均 可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到- 26（如金铁镍铬），最高可达+2800（如 钨-铼）。 构造简单，使用方便。热电偶是有两种不同 的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制， 外有保护套管，用起来非常方便。（1）热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊 接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的 两个连接点1和2之间存在温差时，两者之间 便产生电动势，因而在回路中形成一个大小 的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就 是利用这一效应来工作的。（2）热电偶的种类及结构形
10、成a）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶（有统一的标准分度表）和非标准热电偶两大类。b）热电偶的结构形式热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。2、热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检 测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳 定。其中铂热电阻的测量精度是最高的，它 不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准 的基准仪。 （1）热电阻测温原理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随 温度的增加而增加这一特性来进行温度测量 的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应 用最多的是铂和铜。（2）热电阻的结构a）精密型热电阻b）铠装热电阻c）端面热电阻d）隔爆型热电阻非接触式测温仪四、液位计常用于测量液位的
11、液位计有连通器式、 浮力式、吹泡式、差压式、电容式等，测量 物位的有超声波物位计和放射性物位计等。其测量原理和特点如下：1、连通器式就是应用最普通的玻璃液位 计，它的特点是结构简单、价廉、直观，适 于现场使用，但易破损，内表面沾污，造成 读数困难，不便于远传和调节。玻璃液位计2、浮力式液位计包括恒浮力式 和变浮力式两类。（1）恒浮力式液位计恒浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮 在液体中随液面变化而升降，它的特点是 结构简单、价格较低，适于各种贮罐的测 量；如钢带液位计、磁翻板液位计。钢带液位计磁翻板液位计筒体翻柱显示器（2）变浮力式液位计变浮力式亦称沉筒式液位计，当液面不 同时，沉筒浸泡于液体内的
12、体积不同，因而 所受浮力不同而产生位移，通过机械传动转 换为角位移来测量液位。此类仪表能实现远 传和自动调节。如内浮筒液位计、外浮筒液 位计。内浮筒液位计外浮筒液位计3、吹泡式液位计，是应用静压原理测量敞口 容器液位。压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出 一定的压力，经节流元件后分两路： （1）一路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹 出； （2）另一路进入压力计进行指示。吹泡式液位计结构简单、低廉，适用于测量具 有腐蚀性、粘度大和含有悬浮颗粒的敞口容器的液 位，但精度较低。4、差压式液位 计有气相和液相两 个取压口。气相取 压点处压力为设备 内气相压力；液相 取压点处压力除受 气相压力作
13、用外， 还受液柱静压力的 作用，液相和气相 压力之差，就是液 柱所产生的静压力 。如双法兰液位计 。5、电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另 一个极。两电极间的介质即为液体及其上面 的气体。如单法兰液位计。电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位 测量。6、超声波物位计是利用超声波在气体、 液体或固体中的衰减、穿透能力和声阻抗不 同的性质来测量两种介质的界面。此类仪表 精度高、反应快，但成本高、维护维修困难 ，都用于要求测量精度较高的场合。7、放射性物位计是利用物位的高低对放
14、 射性同位素的射线吸收程度不同来测量物位 高低的，它的测量范围宽，可用于低温、高 温、高压容器中的高粘度、高腐蚀、易燃易 爆介质物位的测量。但此类仪表成本高，使用维护不方便， 射线对人体危害性大。自动调节系统自动调节系统可分为开环调节系统和闭 环调节系统。一个控制系统包括调节器、传感器、变 送器、执行机构、输入输出接口。闭环调节系统方块图给定值调节器执行器调节对象干扰被调参数变送器、测量元件测量值比较偏差3、基本调节规律目前，在化工自动调节中最基本的调节规律有四种：双位调节、比例调节、积分调节、微分 调节。在工程实际中，应用最为广泛的调节器调 节规律为比例、积分、微分调节，简称PID调节。PI
15、D控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而 成为工业控制的主要技术之一。常见复杂调节系统1、比值控制系统实现两个或两个以上参数符合一定比例关 系的控制系统，称为比值控制系统。通常以 保持两种或几种物料的流量为一定比例关系 的系统，称之流量比例控制系统。2、超驰控制超驰控制就是当自动控制系统接到事 故报警、偏差越限、故障等异常信号时，超 驰逻辑将根据事故发生的原因立即执行自动 切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减 等逻辑功能，将系统转换到预设定好的安全 状态，此时保护系统取代了调节系统的左右 ，作为执行机构的设备听从了保护系统的命 令，而不受调节系统的命令
16、，相当于越级指 挥一样，越过了中间一个控制环节，并发出 报警信号。3、分程控制系统一般来说，一台调节器的输出仅操作一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的 阀并且按输出信号的不同区间去操作不同的 阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。分程控制系统中，阀的开闭形式，可分同向和异向两种。100%00.020.1MPa0.06阀开度（% ）100%00.020.1MPa0.06阀开度（% ）100%00.020.1MPa0.06阀开度（% ）气开型气关型100%00.020.1MPa0.06阀开度（% ）气关型气开型调节阀分程动作（同向 ）调节阀分程动作（异向 ）4、串级控制串级控制系统两只调节器串联起来 工作，其中一个调节器的输出作为另一个调 节器的给定值的系统。见下图：设 定 值干 扰温度 控制 器流量 控制 器控制 阀温 度 对 象流 量 对 象干 扰测量 变送测量 变送主调 节器副调 节器副回 路主回 路结束
