压力液位等检测方法及仪表

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1、 压力检测方法与仪表常见压力传感器外形工业压力变送器数字压力变送器通用压力变送器隔离压力变送器高温压力变送器隔离压差变送器隔离液位变送器微压变送器电容压力变送器隔膜压力变送器绝压变送器双膜压差变送器微型探针压力计暖风空调压力 计湿式压力变送器本安压力变送器OEM血压计OEM压力芯片 压力的基本概念垂直而均匀地作用在单位面积上的力压力（Pa）均匀垂直作用力（N）受力面积（m2）单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa” 压力的几种表示形式被测压力通常可表示为绝对压力、表压、 负压（或真空度） 表压（正压）表压（正压）绝对压力的零线绝对压力的零线大气压力线大气压力线绝对压力绝对压力

2、绝对压力绝对压力真空度真空度 压力检测方法液柱式测压法弹性式变形法液柱式测压法电气式力法活塞式压力法压力检测方法及仪表 液柱测压法 根据流体静力学原理，将被测压力转换成 液柱高度进行测量。hh12211p1p2h2P0h1h211p200常用的压力表有U形管压力表、单管压力表、 斜管压力表和活塞式压力表等。 弹性变形法 将被测压力转换成弹性元件变形的位移P弹簧管式弹性元件P膜片式弹性元件弹性元件结构和特点弹簧管压力计弹簧管压力表 弹簧管拉杆指针中心齿轮扇形齿轮接头游丝刻度盘调整螺钉3.膜片与膜盒(说明)DDZ-型力矩平衡式 差压变送器DDZ-型力矩平衡式 差压变送器DDZ-型力矩平衡式差压变送

3、器DDZ-型力矩平衡式 差压变送器 电容式测压原理 采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可 变电容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以 知道被测压力的大小，从而实现压力-电容转换的 。 定极板动极板被测压力电容器极板间绝缘介质的介电常数，F/mA电容器两平行板覆盖的面积，m2d两平行板之间的距离，mC电容量，F弹性元件2.3.3 电容式差压变送器（特点、构成）1. 检测部件（图241）作用：将输入差压线性地转换成两电容之差与两电容之和的比值2.3.3 电容式差压变送器（特点、构成）(1) 电容/电流转换与差压/电流转换2.3.4 智能式差压变送器（1151）1. 1151的特点1）精度

4、高（5）、稳定、可靠；2）具有补偿功能3）具有数字、模拟输出方式；4）具有多种其他功能。2.硬件构成及其功能1) 传感器部分： 将差压02.5V;供电电 压：5V,工作电流： 0.8mA.2) A/D转换：带有前 置放大，16位，具有自校 准功能。3）CPU:AT89S8252与MCS51兼容; 8KB F ROM、2KB EPROM、256B RAM、32 I/O口线、2个DPTR、三个16位定时/计数器、一个全双工串行口及可编程看门 狗、振荡器与时钟电路等4）HART通信部分：二进制数字信号与FSK信号之间的转换 压力测量仪表的选用 压力检测方法及仪表仪表种类和型号的选择工艺要求 现场指示

5、、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警 介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性 仪表量程的确定 被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的3/4；被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的2/3被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3 仪表精度等级的选择 压力计的安装 安装事项： 取压位置：由工艺条件确定； 尽量避免涡流影响； 避免流速影响； 避免导压管产生压差。 隔离： 温度隔离：采用铜管散热； 腐蚀性隔离：采用隔离箱（凝液管）； 脏污隔离：采用空气包。有一台空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为13.516 MPa ，工艺要

6、求最大测量误差为0.8 MPa，并可就地观察及高低限报警。试选一合适的 压力表（包括测量范围、精度等级）。例题解空压机的缓冲罐的压力视为脉动压力根据就地观察及能进行高低报警的要求，可选用YX-150型电接点压力 表，测量范围为0 40MPa。检验量程下限被测压力的最小值不低于满量程的1/3，符合要求。仪表量程选择最大引用误差所以选择测量范围为0 40 Mpa，精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。流量检测方法及仪表 流量测量技术和仪表的应用领域 工业生产过程能源计量一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、 蒸汽）及含能工质（压缩空

7、气、氧、氮、氢、水）等交通运输 环保工程 空气污染(烟废气排放 )、水污染 管道输送 流量检测的基本概念瞬时流量单位时间内流体通过一定截面积的数量。体积流量用流体的体积来表示（qv），单位为m3/h。质量流量用流量的质量来表示（qm），单位为kg/h。累积流量 一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值累积体积流量流量计量对在一定通道内流动流体的流量进行测量。累积质量流量流量测量的任务：根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所 等条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正 确传递。流量检测方法及仪表 流量检测方法及仪表vv应应用容积法检测流量（腰轮流量计）用容积法检测流量（腰轮流量计）v

8、v应应用动、静压能转换原理检测流量用动、静压能转换原理检测流量（差压式流量计差压式流量计) )vv应应用改变流通面积的方法检测流量用改变流通面积的方法检测流量( (转子流量计转子流量计) )vv应应用电磁感应原理检测流量用电磁感应原理检测流量( (电磁流量计电磁流量计) )vv应应用超声波检测流量用超声波检测流量( (超声波流量计超声波流量计) )2.4.2 典型流量检测仪表1. 容积式流量计：标准“计量 空间”、进出口压差椭圆齿轮流量计( 图246） ：2.4.2 典型流量检测仪表2. 速度式流量计（1）节流式（差压式）流量计：孔板、挡板、文丘里管孔板节流元件附近流速和压力分 布情况 检测原

9、理 当流体流经管道内的节流件时 ，流速将在节流件处形成局部 收缩，因而流速增加，静压力 降低，于是在节流件前后便产 生了压差。 流体流量愈大，产生的压差愈 大，这样可依据压差来衡量流 量的大小。 基础：流体连续性方程（质量 守恒定律）和伯努利方程（能 量守恒定律）。 压差影响因素： 流量、节流装置形式、管道内 流体的物理性质（密度、粘度 ） 流量基本方程式根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程，可以推导出流量与压差之间的流量方程式，即体积流量 质量流量 式中 流量系数流束膨胀系数 A0节流装置的开孔截面积流体密度节流装置前后实际测得的压力差流量与压力差的平方根成正比 差压式流量计 测量对象

10、：流体方面，单相、混相、洁净、脏污；工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温；管径方面：从几毫米到几米；流动条件：亚音速流、临界流、脉动流历史悠久、技术成熟、应用最广泛。节流式特点：结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能测量各种工况下的流量。差压式流量计 孔板引压 管差压 计差压计三阀组的安装示意图如图 所示，它包括两个切断阀和一个平衡阀。安装三阀组的主 要目的是为了在开停表时，防止差压计单向受到很大的静压力，使仪表产 生附加误差，甚至损坏。为此，必须正确地使 用三阀组。 具体步骤是：差压计三阀组的安装示意图如图 所示，它包括两个切断阀和一个平衡阀。安装三阀组的主 要目的是为了在开停表时

11、， 防止差压计单向受到很大的静压力，使仪 表产生附加误差，甚至损坏。为此，必须 正确地使用三阀组。 具体步骤是：先开平衡阀 3 ，使正负压室连通；然后再依 次逐渐打开压侧的切断阀 1 和负压侧的切 断阀 2 ，使差压计的正负压室承受同样的 压力；最后再渐渐地关闭平衡阀 3 ，差压 计即投人运行。当差压计需要停用时，应先打开平衡阀 3 ，然后再关闭切断阀 1 和 2 。 电动单元组合仪表（简称为DDZ仪表） 差压（压力）变送器 主要用于测量液体、气体或蒸汽的压力、压差、流量、液位等过程参量，并将其转换成统一的标准信号。差压变送器 力平衡式变送器位移平衡式变送器气动单元组合仪表（简称为QDZ仪表）

12、 DDZ-型仪表为010mADCDDZ-型仪表为420mADC20100KPa（2）涡街流量计（图248）灵巧型涡街流量变送器（图249）3.直接式质量流量计（科氏流量计）（图250）实验图示说明：a) 水静止、管摆动 ；b) 、c) 水流动、管摆动，出水 侧的摆动先于入水侧；出水侧摆动 的相位超前入水侧；相位差质量 流量双弯管型（图251）：水按箭头 流入、流出；A、B、C三处各按一 组压电换能器：A处加交变电压， B、C检测振动幅度相位差4 20mA 质量流量物位检测方法与仪表物位检测方法及仪表物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒物的料位和两种不同液体介质分界面的总称 液位容器

13、中的液体介质的高低 料位容器中固体或颗粒状物质的堆积高度 物位检测的作用确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。 物位的基本概念2.5 物位的检测与变送（液位、料位、界位）2.5.1 物位检测的主要方法 1. 静压式测量法 压力式：敞口容器；差压式：闭口容器2. 电气式测量法 物位变化电气参数：电阻、电容、磁场等变化与电容式差压变送器配合标准信号。3. 声学式测量法；4. 射线式测量法。 2.5 物位的检测与变送（液位、料位、界位）2.5.2 典型物位检测仪表 1. 差压式

14、液位计：取压口与底 部同一水平线（图252）；取压口低于容器底部（图253）正迁移取压口装有隔离罐（图254）（负迁移）2. 电容式液位计原理：介电常数不同电容变化物位3. 超声波液位计换能器原理（压电效应）：交变电场 作用下，压电晶体将电能转换成振动 称逆压电效应；将振动声波转换成交 变电场称正压电效应； 发射器和接 收器电子装置：产生交变 电信号、处理电信号4.辐射式物位计 原理：射线强度随介质厚度的增加而衰减3.6 控制系统传感与变送典型的检测变送器1. 检测变送器的一般结构一般包含一个传感器及一个激励元件（转换器）。2. 检测（传感与变送）仪表分类 （1） 按仪表使用的能源分类：电动仪

15、表、气动仪表。 （2） 按信号的处理过程分类：检测表、显示表、控制表、执行器。 （3） 按仪表的组成形式分类：基地式仪表、单元组合仪表。 （4） 按被测量的参数分类：温度表、流量表、压力表、物位表。 （5） 按具体显示形式分类：指针式仪表、数字式仪表、记录打印型仪表。检测变送器3. 检测变送器的作用把工艺生产过程的变量（流量、压力、温度、液位和成分等）及检测、转换单元转 换成标准的电或气信号。变送器输出是被控变量的测量值，它被送到显示和控制装置，用于显示和控制。4. 检测变送器的基本要求正确性：正确反映被控变量，误差小。快速性：及时反映被控变量的变化。可靠性：长期稳定运行。5. 检测变送器的选用原则l 在环境工况条件下应能长期稳定运行。l 仪表精度和量程的选择： 选用仪表的精度要合适：应符合工艺检测要求。 仪表测量误差：仪表本身误差、环境工况引入的误差和动态误差 。 量程选择：量程的改变会引起最大读书误差变化和增益的变化。l 被测对象或介质的特性。如，气、液、固，腐蚀性等。l 检测采用的形式要求。如，侵入或非侵入l 被测信号的性质及频率范围。l 仪表的构造材料，安装结构；l 对环境、安全的保证；l 成本等。检测变送器检测变送器6. 检测变送器的基本问题l