化工儀表基礎知識培訓

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1、 劉興兵劉興兵儀表基礎知識培訓儀表基礎知識培訓沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 1目錄目錄u儀表的分類儀表的分類u溫度溫度u壓力壓力 u液位液位 u流量流量u閥門閥門u控制系統控制系統沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 21 1 儀表的分類儀表的分類 檢測儀表檢測儀表-將檢測元件、變送器及顯示裝置統稱為檢測儀表。將檢測元件、變送器及顯示裝置統稱為檢測儀表。一次儀表一次儀表-一般為將一般為將被測量被測量轉換為便于轉換為便于計量計量的的物理量物理量所使用的儀表所使用的儀表，即為，即為檢測元件檢測元件。一次測量儀表是與介質。一次測量儀表是與介質直接接觸直接接

2、觸，是在室外就地，是在室外就地安裝的。安裝的。（即所謂的現場傳感器）（即所謂的現場傳感器）二次儀表二次儀表-將測得的信號變送轉換為可計量的標準電氣信號并顯示將測得的信號變送轉換為可計量的標準電氣信號并顯示的儀表。即包括變送器和顯示裝置。的儀表。即包括變送器和顯示裝置。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 32 2 溫度溫度 按使用的測量范圍分：按使用的測量范圍分：常把測量常把測量600以上的測溫儀表叫以上的測溫儀表叫高溫計高溫計；測量；測量600以下的測以下的測溫儀表叫溫儀表叫溫度計溫度計；按工作原理分：按工作原理分：分為分為膨脹式溫度計膨脹式溫度計、熱電偶溫度計、熱電偶溫度

3、計、熱電阻溫度計熱電阻溫度計和輻射高溫和輻射高溫計；計；沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 42.1 2.1 膨脹式溫度計膨脹式溫度計 膨脹式溫度計是基于物體受熱時體積膨脹的性質而制成的。玻膨脹式溫度計是基于物體受熱時體積膨脹的性質而制成的。玻璃管溫度計屬于液體膨脹式溫度計，璃管溫度計屬于液體膨脹式溫度計，雙金屬溫度計雙金屬溫度計屬于固體膨脹式屬于固體膨脹式溫度計。溫度計。雙金屬溫度計工作原理雙金屬溫度計工作原理 雙金屬溫度計中的感溫元件是用兩片雙金屬溫度計中的感溫元件是用兩片膨脹系數膨脹系數不同的金屬片疊不同的金屬片疊焊在一起而制成的。雙金屬片受熱后，由于兩金屬片的膨脹長

4、焊在一起而制成的。雙金屬片受熱后，由于兩金屬片的膨脹長度不同而產生彎曲，溫度越高產生的膨脹長度差就越大，因而度不同而產生彎曲，溫度越高產生的膨脹長度差就越大，因而引起彎曲的角度就越大。雙金屬溫度計就是基于這一原理而制引起彎曲的角度就越大。雙金屬溫度計就是基于這一原理而制成的，它是用雙金屬片制成螺旋形感溫元件，外加金屬保護套成的，它是用雙金屬片制成螺旋形感溫元件，外加金屬保護套管，當溫度變化時，螺旋的自由端便圍繞著中心軸旋轉，同時管，當溫度變化時，螺旋的自由端便圍繞著中心軸旋轉，同時帶動指針在刻度盤上指示出相應的溫度數值。帶動指針在刻度盤上指示出相應的溫度數值。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？?/p>

5、技有限公司Slide 52.12.1雙金屬溫度計雙金屬溫度計 雙金屬溫度計是一種測量中低溫度雙金屬溫度計是一種測量中低溫度的的現場檢測儀表現場檢測儀表?？梢灾苯訙y量各?？梢灾苯訙y量各種生產過程中的種生產過程中的-80+500范范圍內圍內液體、蒸汽和氣體液體、蒸汽和氣體介質溫度。介質溫度。其適用于就地顯示其適用于就地顯示特點特點：現場顯示溫度，直觀方便；現場顯示溫度，直觀方便；安全可靠，使用壽命長；安全可靠，使用壽命長；多種結構形式，可滿足不同要求。多種結構形式，可滿足不同要求。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 62.2 2.2 熱電阻熱電阻 熱電阻測溫原理及材料：熱電阻測

6、溫原理及材料：熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由金屬材料制成，目前應用最多的是鉑。由金屬材料制成，目前應用最多的是鉑。熱電阻測溫系統的組成：熱電阻測溫系統一般由熱電阻測溫系統的組成：熱電阻測溫系統一般由熱電阻、連接熱電阻、連接導線導線和和數碼溫度控制顯示表數碼溫度控制顯示表等組成。等組成。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 72.3 2.3 一體化溫度變送器一體化溫度變送器 溫度變送器就是基于熱電阻原理開發的，它是將電阻信號轉換溫度變送

7、器就是基于熱電阻原理開發的，它是將電阻信號轉換成標準電流信號輸出并顯示。成標準電流信號輸出并顯示。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 82.3.2 2.3.2 一體化溫變的選型：一體化溫變的選型：（1）測量范圍，也就是量程（2）被測介質（3）是否需要就地顯示（4）插入深度（5）安裝場所（6）現場環境沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 93.3.壓力壓力(壓力變送器、差壓變送器壓力變送器、差壓變送器)3.13.1壓力變送器工作原理：壓力變送器工作原理：)介質壓力直接作用于敏感膜片上，分布于敏感膜片上的電阻組成的惠斯通電橋，利用壓阻效應實現了壓力量向電信號的

8、轉換，通過電子線路將敏感元件產生的毫伏信號放大為工業標準信號。)應用:用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號轉變成4-20mADC信號輸出。主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 103.2.3.2.差壓變送器工作原理：差壓變送器工作原理：)差壓變送器的基本原理是將一個空間用敏差壓變送器的基本原理是將一個空間用敏感元件（多用膜盒）分割成兩個腔室，分感元件（多用膜盒）分割成兩個腔室，分別向兩個腔室引入壓力時，傳感器在兩方別向兩個腔室引入壓力時，傳感器在兩方壓力共同作用下產生位移（或位

9、移的趨勢壓力共同作用下產生位移（或位移的趨勢），這個位移量和兩個腔室壓力差（差壓），這個位移量和兩個腔室壓力差（差壓）成正比，將這種位移轉換成可以反映差）成正比，將這種位移轉換成可以反映差壓大小的標準信號輸出。壓大小的標準信號輸出。)特點：差壓變送器是丈量特點：差壓變送器是丈量變送器變送器兩端壓力兩端壓力之差的之差的變送器變送器,輸出規范信號輸出規范信號(如如 420mA,15V)。差壓變送器差壓變送器與普通的與普通的壓壓力變送器力變送器不同的是它們均有不同的是它們均有2個壓力接口個壓力接口,差壓變送器差壓變送器普普通分通分為正壓端和負壓端為正壓端和負壓端,普通普通狀況下狀況下,差差壓變送器壓

10、變送器正壓端的壓力應大于正壓端的壓力應大于負壓段壓力負壓段壓力沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 11)差壓變送器差壓變送器有兩個接口，分別為有兩個接口，分別為高壓側高壓側和和低壓側低壓側主要測兩個主要測兩個口之間的差壓，口之間的差壓，壓力變送器壓力變送器就一個接口就一個接口)壓力變送器壓力變送器是將實踐的壓力值轉換成規范的電信號輸出，而是將實踐的壓力值轉換成規范的電信號輸出，而差壓變送器差壓變送器是是比較比較兩個壓力值之間的兩個壓力值之間的壓力差壓力差，將這個差值轉將這個差值轉換成規范信號輸出換成規范信號輸出(實踐就是做實踐就是做減法減法，然后輸出差值，然后輸出差值)。3

11、.33.3壓力變送器于差壓變送器的區別壓力變送器于差壓變送器的區別沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 123.43.4壓力變送器于差壓變送器的用途壓力變送器于差壓變送器的用途)壓力測量壓力測量1、正壓2、負壓（真空度）)液位測量液位測量計算公司：P=ghP：壓力：密度（水的密度1000kg/m）g：重力加速度9.8N/kg10N/kgh：高度例子：例子：十米高水罐壓力計算已知：=1000 kg/mg=10 N/kgh=10 MP=1000 kg/m10 N/kg10M =100000Pa=100KPa=0.1MPa0.1MPa=1公斤壓力=10米水柱沈陽凱利?？萍加邢薰旧?/p>

12、陽凱利?？萍加邢薰維lide 133.53.5壓力變送器于差壓變送器的選型壓力變送器于差壓變送器的選型)壓力選型壓力選型1、被測介質（液體、氣體、蒸汽）2、安裝場所3、量程范圍4、輸出信號及工作電壓5、不適合粘稠狀液體、固體、液體與固體的混合物質的測量備注：一般選擇壓力變送器)液位選型液位選型1、同上2、被測容器的樣式（敞口罐還是密閉罐也叫常壓罐和高壓罐）備注：一般選擇差壓變送器沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 144.4.液位液位)磁翻板液位計磁翻板液位計工作原理：工作原理：根據浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當被測容器 中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之

13、升降，浮子 內的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅動紅、白翻柱 翻轉180，當液位上升時翻柱由白色轉變為紅色，當液位下降時 翻柱由紅色轉變為白色，指示器的紅白交界處為容器內部液位的實 際高度，從而實現液位清晰的指示。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 154.14.1磁翻板液位計特點磁翻板液位計特點)可就地顯示也可遠傳信號可就地顯示也可遠傳信號)液位顯示直觀液位顯示直觀)不局限于被測容器的樣式不局限于被測容器的樣式)測量精度不高（精度在測量精度不高（精度在10毫米左右）毫米左右）)不適合粘稠狀液體、固體、液體與固體的混合物質的測量不適合粘稠狀液體、固體、液體與固體的混

14、合物質的測量沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 164.24.2超聲波液位計超聲波液位計)超聲波液位計是采用超聲波測距原理超聲波液位計是采用超聲波測距原理 超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。)超聲波液位計適用于超聲波液位計適用于粘稠狀液體、固體、液體與固體的混合粘稠狀液體、固體、液體與固體的混合物質的測量物質的測量沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 174.34.3超聲波液位計與磁翻板液位計的安裝方式超聲波液位計與磁翻板液位計的安裝方式磁翻

15、板安裝方式磁翻板安裝方式超聲波安裝方式超聲波安裝方式沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 185.5.流量儀表流量儀表按原理分：按原理分：力學：差壓式（孔板流量計）、浮子式、靶式、渦街等；力學：差壓式（孔板流量計）、浮子式、靶式、渦街等；聲學：超聲波聲學：超聲波電學：電磁流量計等電學：電磁流量計等沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 195.15.1孔板流量計孔板流量計 當充滿管道的流體流經孔板時，將產生局部收縮，流束集中，流當充滿管道的流體流經孔板時，將產生局部收縮，流束集中，流速增加，靜壓力降低，于是在孔板前后產生一個靜壓力差，該壓速增加，靜壓力降低，于

16、是在孔板前后產生一個靜壓力差，該壓力差與流量存在著一定的函數關系，流量越大，壓力差就越大。力差與流量存在著一定的函數關系，流量越大，壓力差就越大。通過導壓管將差壓信號傳遞給差壓變送器，轉換成通過導壓管將差壓信號傳遞給差壓變送器，轉換成420mA.DC標準信號，經流量顯示儀，便顯示出管道內的瞬時和累積流量。標準信號，經流量顯示儀，便顯示出管道內的瞬時和累積流量。適用介質適用介質：各種液體、氣體、：各種液體、氣體、飽和蒸汽飽和蒸汽,過熱蒸汽過熱蒸汽沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 205.3.5.3.電磁電磁流量計流量計 電磁流量計所依據的基本理論是電磁流量計所依據的基本理論

17、是法拉第電磁感應定律。當導體切割法拉第電磁感應定律。當導體切割磁力線運動時，導體內將產生感應磁力線運動時，導體內將產生感應電動勢。根據該原理，可測量管內電動勢。根據該原理，可測量管內流動的導電流體的體積，導電流體流動的導電流體的體積，導電流體流動的方向與電磁場的方向垂直，流動的方向與電磁場的方向垂直，在導管垂直方向施加一個交變的磁在導管垂直方向施加一個交變的磁場，并在有絕緣襯里的導管內壁兩場，并在有絕緣襯里的導管內壁兩側安裝一對電極，兩電極的連線既側安裝一對電極，兩電極的連線既與導管軸線垂直，又與磁場方向垂與導管軸線垂直，又與磁場方向垂直，當導電液體流經導管時，因切直，當導電液體流經導管時，因

18、切割磁力線，兩個電極上就產生感應割磁力線，兩個電極上就產生感應電動勢。電動勢。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 215.3.15.3.1電磁流量計的特點電磁流量計的特點 1、測量不受液體密度、粘度、溫度、壓力變化的影響。、測量不受液體密度、粘度、溫度、壓力變化的影響。2、測量管內無節流裝置，無壓損、不堵塞，可測量含有纖維、固體顆、測量管內無節流裝置，無壓損、不堵塞，可測量含有纖維、固體顆粒和懸浮物的液體。粒和懸浮物的液體。3、儀表反映靈敏，量程范圍可以任意選定、儀表反映靈敏，量程范圍可以任意選定4、儀表不受液體流動方向的影響，正反向安裝均可測量，并安裝方便、儀表不受液體流

19、動方向的影響，正反向安裝均可測量，并安裝方便，對直管段要求不高。，對直管段要求不高。5、電磁流量計的電極及內襯材料耐腐性和耐磨性極好，壽命長?？砂?、電磁流量計的電極及內襯材料耐腐性和耐磨性極好，壽命長?？砂从脩籼厥夤r要求生產電磁流量計。用戶特殊工況要求生產電磁流量計。6、儀表不能測量氣體及不導電液體儀表不能測量氣體及不導電液體。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 225.45.4金屬浮子流量計金屬浮子流量計 當流體向上流經管子時。浮子向上移動，在某一位置浮子所受升力與浮子重當流體向上流經管子時。浮子向上移動，在某一位置浮子所受升力與浮子重力達到平衡，此時浮子與孔板（或錐管

20、）間的流通環隙面積保持一定。環隙力達到平衡，此時浮子與孔板（或錐管）間的流通環隙面積保持一定。環隙面積與浮子的上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上面積與浮子的上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移動時，以磁耦合的形式將位置傳遞到外部指示器，使指示器的指針跟隨下移動時，以磁耦合的形式將位置傳遞到外部指示器，使指示器的指針跟隨浮子移動，并借助凸輪板使指針線性地指示流量值的大小。浮子移動，并借助凸輪板使指針線性地指示流量值的大小。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 235.4.15.4.1金屬浮子流量計特點金屬浮子流量計特點1、金屬浮子流量計

21、適用于小管徑和低流速金屬浮子流量計適用于小管徑和低流速2、大部分浮子流量計沒有上游直管段要求，或者說對上游直管段要求不高。、大部分浮子流量計沒有上游直管段要求，或者說對上游直管段要求不高。3、大部分結構浮子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝。大部分結構浮子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝。4、測量不受液體密度、溫度、壓力變化的影響、測量不受液體密度、溫度、壓力變化的影響5、不適合蒸汽、氣體、粘稠狀液體、固體、液體與固體的混合物質的測量、不適合蒸汽、氣體、粘稠狀液體、固體、液體與固體的混合物質的測量6、但是比較適合不導電液體（乙醇、甲醇、純凈水等等）、但是比較適合不導電液體（乙醇、甲醇

22、、純凈水等等）沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 245.55.5渦街流量計渦街流量計 渦街流量計是應用流體振蕩原理來渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經過渦測量流量的，流體在管道中經過渦街流量變送器時，在街流量變送器時，在三角柱三角柱的旋渦的旋渦發生體后發生體后上下交替產生正比于流速上下交替產生正比于流速的兩列旋渦的兩列旋渦，通過測量旋渦頻率通過測量旋渦頻率就就可以計算出流過旋渦發生體的流體可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度平均速度沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 255.5.15.5.1渦街流量計特點渦街流量計特點1、壓力損

23、失小、量程范圍大、精度高、壓力損失小、量程范圍大、精度高2、在測量流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參、在測量流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響數的影響3、安裝簡單，維護十分方便、安裝簡單，維護十分方便4、應用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測量、應用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測量5、要求有一定的前后直管路距離、要求有一定的前后直管路距離沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 265.6 5.6 超聲波流量計超聲波流量計 超聲波流量計的基本原理超聲波流量計的基本原理 利用超聲波可以透過物體的特性利用超聲波可以透過物體的特性，在流體管道外設置超

24、聲波發送裝置，在流體管道外設置超聲波發送裝置，測量管內流體流速，超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速，測量管內流體流速，超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。算成流量。沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 275.6 5.6 超聲波流量計特點超聲波流量計特點1、超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質流量也可以用于不易接觸和觀察的介質的測量。2、它的測量準確度很高，尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導電性、放射性、高粘度及

25、易燃易爆介質的流量測量問題3、目前我國只能用于測量200以下的流體沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 286.6.閥門閥門6.16.1電磁閥電磁閥沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 296.16.1電磁閥電磁閥沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 306.16.1電磁閥電磁閥沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 316.26.2氣動開關閥氣動開關閥沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 326.26.2氣動調節閥氣動調節閥 氣動調節閥是已壓縮空氣氣動調節閥是已壓縮空氣作為驅動，已作為驅動，已4-20MA

26、4-20MA直流直流電流作為控制信號，電流作為控制信號，沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 336.26.2電動調節閥電動調節閥 電動調節閥是已電機作為電動調節閥是已電機作為驅動，已驅動，已4-20MA4-20MA直流電流直流電流作為控制信號作為控制信號沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 347.7.自動控制系統自動控制系統)開環控制系統：開環控制系統：不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統)閉環控制系統：閉環控制系統：可以將控制的結果反饋回來與希望值比較，并根據它們的誤差調整控制作用的系統沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 35謝謝大家！謝謝大家！沈陽凱利?？萍加邢薰旧蜿杽P利?？萍加邢薰維lide 36謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH