化工仪表自动化培训.ppt

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1、,化工检测仪表,化工仪表自动化培训,腾龙化学（漳浦）有限公司,一、 化工测量与仪表,检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多很多： 根据能源分：气动、电动、液动、核能等 根据组合：基地式、单元式、综合控制 根据安装：现场、盘装、架装 根据是否可引入计算机：智能、非智能 根据仪表信号形式：模拟仪表、数字仪表 最通用的分类是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分： 检测仪表、显示仪表、调节仪表、执行器,返回目录,分 类,返回目录,温度参数是不能直接测量的，一般只能根据物质的某些特性值与温度之间的函数关系，实现间接测量。 工业上测温的基本原理有： 应用热膨胀原理测温：双金属温度计 应用压力

2、随温度变化的原理测温：压力式温度计 应用热阻效应测温：热电阻 应用热电效应测温：热电偶 应用热辐射原理测温,按工作原理分： 有膨胀式、 热电阻、热电偶以及辐射等。 按测量方式分： 有接触式和非接触式两类。,一、 温度测量仪表,返回目录,1、原理 热电偶温度计是基于热电效应这一原理测量温度的； 它的测温范围很广，可测量-200160O范围，在特殊情况下，可测至2800 的高温。,【热电偶】,2、特点 测量精度高，测量范围广，构造简单，使用方便，不受大小和形状的限制，外有保护套管，用起来方便。,第一节 温度测量仪表,返回目录,3、热电偶的类形,8种标准化热电偶： S ：铂铑10-铂 201300

3、B ：铂铑30-铂铑6 3001600 K ：镍铬-镍硅 -501000 J ：铁-康铜 -40750 R ：铂铑13-铂 -01600 E ：镍铬-康铜 -40 1000 T ：铜-康铜 -40 350 ,【热电偶】,第一节 温度仪表分类,4、冷端补偿 （1）补偿导线概念： 在一定温度范围内（100 以下）与所连接的热电偶具有相同或十分相近的热电特性，其材料也是廉价金属，。 （2）作用： 无论是补偿型还是延伸型，补偿导线本身并不能补偿热电偶冷端温度的变化，只是起到热电偶冷端延伸作用，改变冷端位置。 在规定的范围内，由于补偿导线热电特性不可能与热电偶完全相同，因而仍存在一定的误差。,第一节 温

4、度仪表分类,【热电偶】,（3）补偿导线的正确选用 补偿导线的使用是以热电偶中间温度定律为依据的。 各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，使用时正、负极必须对应。,第一节 温度仪表分类,【热电偶】,4、冷端补偿,【热电偶】,第一节 温度仪表分类,5、对热电偶冷端温度补偿 冰点法 计算修正法；（查表，冷端温度为0） 仪表零点校正法 补偿电桥法 补偿热电偶法,第一节 温度仪表分类,返回目录,【热电阻】,1、热电阻材料,实际应用最广的是铜、铂两种材料，并已列入了标准化生产。 铂电阻（PT100） -200850 铜电阻（Cu50、Cu100） -50150,热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它

5、的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂电阻的测量精度是最高的，可作为基准仪器。,第一节 温度仪表分类,返回目录,2、常见故障原因及处理,第一节 温度仪表分类,第二节 压力测量仪表,7,在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。,第二节 压力测量仪表,一、压力的表示方法,返回目录,二、压力测量仪表的分类,压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电气式、活塞式等。 实际工业应用中，压力检测仪表以弹性式和电气式为主。,1、 弹性式压力计,类型：弹簧管压力计（可测高、中、低压）、波纹管压力计（测微压、低压）及膜式压力计（低压）等。 特点：结构简单、使用可靠、读数清晰、价格低廉，在工业上广泛应用。

6、,第二节 压力测量仪表,二、压力测量仪表的分类,第二节 压力测量仪表,压力检测方法及仪表,游丝和调整螺钉 有什么作用呢？,弹簧管压力表,1、弹性式压力计,第二节 压力测量仪表,1、检测元件：弹簧管 2、传送放大部分：扇形齿轮和中心齿轮 3、游丝：克服变差,主要部件,1、弹性式压力计,第二节 压力测量仪表,弹性元件,1、弹性式压力计,第二节 压力测量仪表,扁圆形 椭圆形 半圆形,弹簧管的各种横截面图,21,双圆形 8字形 厚壁扁圆形,1、弹性式压力计,第二节 压力测量仪表,膜片,膜盒,22,波纹管,1、弹性式压力计,第二节 压力测量仪表,8,它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

7、。,优点,精度高、结构简单,缺点,易碎，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空度或压力差。,2、液柱式压力计,二、压力测量仪表的分类,第二节 压力测量仪表,3、电气式压力计,原理：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）。 种类： （1）在弹簧管压力表中附加变换装置： 霍尔片式（霍尔效应）、电感式（电磁感应）； （2）不许附加变换装置： 应变片式（应变效应）、振弦式（压力频率）。,第二节 压力测量仪表,组成,一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。,图2-5 电气式压力计组成方框图,18,3、电气式压力计

8、,第二节 压力测量仪表,19,应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。 电阻应变片有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。,3、电气式压力计,第二节 压力测量仪表,应变片式压力传感器,压阻式压力传感器,压阻式压力传感器利用单晶硅的压阻效应而构成。 采用单晶硅片为弹性元件。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。,工作原理,3、电气式压力计,第二节

9、 压力测量仪表,电容式压力变送器,工作原理,先将压力的变化转换为电容量的变化，然后通过转换、放大部分转换成标准电流信号输出。,3、电气式压力计,第二节 压力测量仪表,它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 用途：校验各种压力变送器压力传感器压力开关差压变送器数字压力表等专用压力校验仪器。,优点,缺点,测量精度很高，允许误差可小到0.05%0.02%。,结构较复杂，价格较贵。,4、活塞式压力计,第二节 压力测量仪表,三、压力检测仪表的选择,1.仪表量程选用 为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的3/4，压力波动较大时，最大工作压

10、力不超过仪表量程的2/3。 为保证准确度，最小工作压力不低于满量程的1/3。,第二节 压力测量仪表,2仪表精度的选择,根据在测量时允许的最大测量误差选择仪表，可根据仪表的精度等级算出用该仪表测量可能引起的最大示值绝对误差 另外在选择仪表时不需一味追求高精度，只要满足测量精度要求即可。,弹簧管压力表量程和精度系列,我国目前弹簧管压力表量程系列： 1, 1.6, 2.5, 4.0, 6.0kPa以及10n倍 精度系列： 0.005, 0.02, 0.05；0.1,0.2,0.5； 工业表 1.0, 1.5, 2.5,三、压力检测仪表的选择,第二节 压力测量仪表,例题：有一压力容器，压力范围0.40

11、.6MPa，压力变化速度较缓，不要求远传。试选择压力仪表（给出量程和精度等级）测量该压力，测量误差不大于被测压力的4%。,根据最大工作压力,根据最小工作压力,被测压力的最大示值绝对误差,所选仪表的基本误差,所以可选择量程范围为01.0MPa弹簧管压力表,可选择1.5级的压力表,三、压力检测仪表的选择,第二节 压力测量仪表,3仪表类型选择 （1）被测介质的性质，例如，氧气、乙炔都有专门的测量仪表，对腐蚀性介质要采用不锈钢或其他耐腐蚀的材料。 氧用压力表：禁油（向弹簧管内注射四氯化碳或丙酮清洗）； 乙炔用压力表：禁止用铜垫片； 氨用压力表：弹簧管不可用铜； （2）对仪表输出信号的要求，例如是否需要

12、为电信号 （3）使用环境（高温、震动、电磁场）。,三、压力检测仪表的选择,第二节 压力测量仪表,四压力表的安装,气 上部 防堵 汽 侧上部 防堵，防液，防气 液 侧下部 防堵，防汽,1、取压口的选择,第二节 压力测量仪表,2导压管的敷设 为了使导压管正确传递压力或压差，应作到： 导压管长度小于50m，内径为6-10mm。 对于水平敷设，导压管要有1:101:20的坡度，测量液体介质时下坡，测量气体介质时上坡。 3当被测介质易冷凝或冻结，必须加装伴热管后再行保温；当测量腐蚀性介质时，应加装隔离罐；当测量高温蒸气压力时，应加装冷凝盘管；测量含尘气体时，应加装灰尘捕集器；测量高于60度的介质时，应加

13、装环行圈；,四压力表的安装,第二节 压力测量仪表,返回目录,4、常见故障原因及处理,第二节 压力测量仪表,返回目录,第 三 节 流 量 仪 表,【基本概念】 流量是单位时间内流经某一截面的流体数量。 体积流量：流体量以体积表示时称为体积流量。 qv=uA 质量流量：流体量以质量表示时称为质量流量。 qm=qv=uA 【分类】 工业上常用的流量仪表可分为： （1）速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测量依据来计算的仪表。如：差压式流量计、转子流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计、叶轮式流量计。 （2）容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定容积的数目作为测量依据。如：椭圆齿轮流

14、量计、腰轮流量计。 （3）质量流量计,返回目录,一、孔板流量计,节流装置与差压变送器配套测量流体的流量，孔板是目前使用最广的一种流量测量仪表。 在节流装置中，应用最多的是孔板、喷嘴、文丘利管等。 根据能量守恒定律及流体连续原理，节流装置的流量公式可以写成： Q=kP 取压方式：角接取压、法兰取压、径距取压。 如果孔板反装，则所测流量偏小。,第 三 节 流 量 仪 表,转子流量计又称面积式流量计或恒压降式流量计。 特点：可以测量多种介质的流量，压力损失小而且稳定，反应灵敏，量程较宽，结构简单，价格便宜，使用维护方便。 注意：但转子流量计的精度受测量介质的温度、密度和粘度的影响，而且仪表必须垂直安

15、装。,从流量公式可知，流量值与被测流体密度有关。为了便于成批生产，生产厂是在工业标准状态下（20，0.10133MPa），用水或空气进行标度。 对液体测量，仪表示值代表20时水的流量值。 对气体测量，则是代表20，0.10133MPa压力 下空气的流量值。 实际使用时，须对指示值进行修正。,第 三 节 流 量 仪 表,二、转子流量计,三、漩涡流量计,漩涡流量计（又称涡街流量计）是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。精度高、测量范围宽、没有运动部件、无机械磨损、维护方便、压力损失小、节能效果明显。,第 三 节 流 量 仪 表,四、质量流量计,定义,直接测量单位时间内所流过的介质的质量,

16、即质量流量M。,优点,质量流量计的最后输出信号只与介质的质量流量M成比例,这就能从根本上提高流量测量的精度,省去了烦琐的换算和修正。,第 三 节 流 量 仪 表,超声波（频率在20000HZ以上）流量测量属于非接触式测量。它通过发射超声波，穿过流动的流体，被接收后，经过信号处理反映出流体的流速。根据流速便能算出流量。 超声波的测量有多种不同的方式。如：时差法、相差法、频差法等。,第 三 节 流 量 仪 表,五、超声波流量计,特点：超声波流量计属非接触式测量，不会影响被测流体的流动状况。精度高，量程范围可达201。,要求流体清洁，以避免对超声波束的干扰。测量管前后要有足够长的直管段，以保证流速均匀。,第 三 节 流 量 仪 表,五、超声波流量计,40,和差压式流量计相似