1、.1n常用的四大參數測量及原理 一、溫度 二、壓力 三、流量 四、物位.2一、溫度儀表及選用一、溫度儀表及選用n溫度是表示被測物體冷熱程度的物理量，是工業自動化生產中的一個重要控制指標，是化學反應程度的一個標志。n按溫度儀表的測量方式可分為接觸式和非接觸式兩類。（1）接觸式的溫度儀表結構比較簡單、可靠，測溫精度也較高。但是有測溫過程延遲的現象。（2）非接觸式測溫由于測溫元件不和被測物體接觸，測溫響應也較快，測溫范圍寬。但缺點是受外界因素的影響造成的測量誤差較大。 主要有光學高溫計、光電高溫計和輻射高溫計，其測量的溫度值一般在要求不是很高的地方用，優點是溫度變化響應較快。目前較為先進的測溫方式是

2、利用光導纖維紅外輻射進行測溫(我廠硫磺有一臺紅外線測溫儀）.3接觸式溫度儀表分類接觸式溫度儀表分類 固體的膨脹：雙金屬溫度計n 熱膨脹 液體的膨脹：玻璃管溫度計 氣體的膨脹：壓力式溫度計 金屬熱電阻：銅、鉑、鎳熱電阻等 熱電阻 半導體熱敏電阻：鍺、碳等電阻 廉金屬熱電偶：銅-康銅、鎳鉻-鎳硅 貴金屬熱電偶：鉑銠-鉑銠、鉑銠-鉑 熱電偶 難熔金屬熱電偶：鎢錸系、鎢鉬系等 非金屬熱電偶：硅化物系等.4雙金屬溫度計雙金屬溫度計n原理：利用固體受熱產生幾何位移作為測溫信號的一種固體膨脹式溫度計。其感溫元件通常是由兩種膨脹系數不同，彼此又牢固結合的金屬制作成平螺旋型或直螺旋型的結構。繞成螺旋形的雙金屬感

3、溫元件一端固定，另一端連接指針軸。當被測物體溫度變化時，兩種金屬由于膨脹系數不同，使螺旋管曲率發生變化，通過指針軸帶動指針偏轉，直接顯示溫度示值。n選型時注意事件： 合適的尾長。 測量指示范圍。 連接時合適的接口（M16或M27）.5熱電阻熱電阻n熱電阻是利用電阻與溫度呈一定的函數關系的金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。也就是說當溫度發生變化時，其電阻值發生相應的變化而得到溫度值。n作為測溫的元件的電阻材料，要求電阻溫度系數大，電阻率大，熱容量小。在整個測溫范圍內應具有穩定的化學物理性質，而且電阻與溫度之間的關系復現性要好。n常用的一般是鉑電阻，就是符合以上特點，其一般的測溫范圍為：-200

4、+850，相對測溫比較準確（0.5 ），比較穩定，但是價格較貴。其它材料的電阻一般來說測溫范圍小且不是非常準確，重復性差，工業上使用的越來越少。.6熱電偶熱電偶n熱電偶是目前使用最廣泛的測溫元件。它是利用兩種不同的導體串接成一個閉合回路，如導體的兩端出現溫差，導體就會產生電勢差，就可以根據電勢差得出一個溫度值。我廠一般常用的是E型（鎳鉻-康銅）、K型（鎳鉻-鎳硅） 、S型（鉑銠-鉑） ，我廠熱電偶的連接接口為M33或G1” ，或法蘭連接，極少為M27。n熱電偶冷端的溫度補償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴 金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節省熱 電偶材料，降低成本，通常

5、采用補償導線把熱電偶的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩定的控制室內，連接到 儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t00時對測溫的影響。 在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯.7toE(t， 0） E(t， to） E(to， 0）熱 電 偶t指 示 儀 表補 償 導 線K型 熱 偶 的 補 償 導 線 為 ： 銅 康 銅S型 熱 偶 的 補 償 導 線 為 ： 銅 銅 鎳 合 金.8二、壓力儀表二、壓力儀表n任何一個物體上

6、受到的壓力都包括大氣壓力和被測介質的壓力（一般稱為表壓）兩部分。作用在被測物體上這兩部分壓力總和稱為絕對壓力。而普通的工業壓力表測量的都是表壓值，即： P表P絕大氣壓。當絕對壓力大于大氣壓值時測得的表壓值為正值，稱為正表壓。當絕對壓力小于大氣壓時測得的表壓值為負值，稱為負表壓，既真空度。測量真空度的儀表稱為真空表。n一般來說壓力測量儀表可以分為三類： 1.按重力與被測壓力平衡方法，直接測量單位面積上所承受力的大小。例如液柱式壓力計和活塞式壓力計。 2.按彈性力與被測壓力平衡的方法，測量彈性元件受壓后形變而產生的彈性力大小。例如彈簧管壓力表、波紋管壓力表、膜片壓力表和膜盒壓力表。3.利用某些物質

7、與壓力有關的物理特性，如受壓時電壓或電阻或電容變化等。例如壓力傳感器。.9彈性壓力表彈性壓力表n彈性壓力表是一種歷史悠久、應用廣泛的壓力測量儀表。它的結構簡單，牢固耐用，可直接按裝在工藝設備、管線上作現場壓力指示。對于各種特殊的、 惡劣的工作環境（高溫、低溫、振動、腐蝕）都可以找到各種專用的壓力表來滿足各種特殊用途的需要如：氨用壓力表、氧氣壓力表（禁油）、乙炔壓力表、氫氣壓力表、抗硫壓力表等。其工作原理是根據彈性元件受壓后產生與被測壓力大小成比例的形變而制成。n彈簧管壓力表的敏感元件是截面為橢圓形的彈性C形管，在C形管承受壓力時C形管自由端位移帶動指針來指示壓力。其儀表本身精度不是很高，用來測

8、量不結晶、不凝固，對鋼、銅合金沒有腐蝕作用的液體、蒸汽和氣體介質的壓力。.10壓力表選擇及遠傳壓力表壓力表選擇及遠傳壓力表n壓力表的選擇一般要注意： 1.量程的選擇 在測穩定的壓力時，一般壓力表的最大量程選擇在接近或大于正常壓力測量值的1.5倍。 在測脈動壓力時，一般壓力表的最大量程選擇在接近或大于正常壓力測量值的2倍。 在測機泵出口壓力時，一般壓力表的最大量程選擇在接近機泵出口最大壓力值。 在測高壓壓力時，一般壓力表的最大量程選擇在大于最大壓力測量值的1.7倍。為了保證壓力測量的精度，最小壓力測量值應高于壓力表測量量程的1/3處。n遠傳壓力表是指兼有壓力傳感器功能的壓力表，既可作就地壓力指示

9、又可輸出電信號作遠方顯示用，它往往是在膜片或轉動機構上增加了變送發訊裝置將壓力信號轉化為電信號進行遠傳，在工業上經常用作電接點壓力表來參加控制或聯鎖。.11三、流量儀表三、流量儀表n在過程儀表與裝置中，流量儀表主要有兩大功用，既作為過程自動化控制系統的檢測儀表和測量物料數量的總量表。在石油化工等過程生產企業中，流體流量參數檢測與控制是最常見的參數之一，它關系到生產過程的質量與安全。例如化工生產中的配比控制，就是關系產品質量與穩定安全生產的重要環節，它對儀表的可靠性和精確性提出越來越高的要求。在物料數量的測量，特別是能源計量方面，流量儀表起著舉足輕重的作用，它們是能源管理及貿易結算的必備的工具。

10、.12n我廠常用的流量計可以按流量計檢測信號反映的是體積流量或質量流量來進行分類，可以分為體積流量計和質量流量計。有很多流量計雖然在儀表或DCS上顯示為質量流量計，它是基于所測的介質的密度是不變的，這就造成了不能在工藝密度發生變化時，其測量值的準確。n體積流量計檢測的信號反映體積流量，它們在測量的原理上都和密度有緊密的關系。如我廠常用的有電磁流量計、渦輪流量計、渦街流量計、超聲波流量計及容積式流量計。這些流量計的輸出信號與管道中流體的平均流速或體積流量成一定的關系，是反映真實體積流量的流量計，這些儀表在安裝時一般要求儀表前后有直管段，以減少測量的誤差，這類儀表一般用于企業內部的生產與控制，在原

11、料進廠或產品出廠（就是物品貿易）的地方是不允許使用的。.13流量測量儀表按測量原理分類可分為流量測量儀表按測量原理分類可分為：1. 節流型流量計（差壓式流量計）：各種孔板、噴嘴、均速管流量計（適合測量大口徑循環水，如四循有一臺，缺點：測量小孔怕堵，可加切斷閥解決）、楔形流量計。楔形流量計：楔形流量計：.142. 容積式流量計：腰輪式、刮板式（對高粘度油品有較好的適應性）。3. 電磁流量計：分為普通式法蘭電磁流量計、 插入式電磁流量計（用于大口徑流量測量）。電磁流量計的工作原理基于法拉第電磁感應定律。當導電液體流過包圍在磁場中的測量管時，在流速和磁場二者相垂直的方向就會產生與平均流速V成正比的感

12、應電動勢E。磁場強度B（由線圈電流控制）、管道直徑D也是固定的，因此液體流速V是感應電動勢E的唯一變量，電磁流量計的輸出信號與流量呈線性關系。 E=BDV*10-8 =K*Q 其中 K=4*10-8 *B/*D 電動勢E（流量信號）由兩個與流體接觸的電極檢出并通過電纜送至轉換器轉換器將流量信號放大處理后，可顯示流量 注意：優點是：在儀表與管線接觸處沒有阻礙流體流動的節流元件，不會堵塞，因此特別適用于帶有懸浮物、固體顆粒等導體的流量測量。要求：電磁流量計測量的介質是導電的。電極應根據介質的腐蝕情況選用合適的材質（如三水站的鹽酸、堿NaOH流量）.154.轉子（浮子）流量計：玻璃轉子流量計（就地指

13、示用）、遠傳金屬管轉子流量計。測量原理：流體自下向上流過浮子時，浮子上有差壓、流體動壓、摩擦力和向下的浮子本身的重量相平衡。流量增大，向上的力加大，浮子上升，浮子在錐管中不同的位置代表不同的流量大小。.165.超聲波流量計：n測量原理：安裝于管道的兩個換能器，一組發出超聲信號，一組檢測接受信號，微處理器計算超聲波從發出到接受的時間差t, 此t流體流速有關，測得t即可計算出流速，從而得到流量大小。n優點：非接觸式、安裝方便（不用切斷流體）、適用大口徑測量n缺點目前我廠使用的兩種超聲波流量計由于管道、安裝附件存在熱脹冷縮，加上耦合劑的老化，信號發射和接受存在問題，需要大家在日常維護中注意。.176

14、.渦輪流量計和渦街流量計7.質量流量計：間接式質量流量計：通常以壓力、溫度作為補償并和體積流量表互相配合來進行質量流量的指示，受介質的影響較大。一般是根據實際的溫度、壓力值并與該介質在標準狀態下的密度關系式進行計算得出的。n直接式質量流量計：我廠用的流量計大部分是基于哥氏力原理的質量流量計。如：羅斯蒙特質量流量計、E+H質量流量計。 .187.質量流量計n變組分質量流量計：是由一臺渦街流量計和一臺差壓變送器組成。渦街流量計測得Q=3.6f/K1(M3/H) 差壓變送器測得Q=K2 P/ (M3/H)M=Q *=K22*K1/3.6* P/f（KG/H）在維護過程中，出現問題后，可以分別判斷：1

15、.差壓正常（測量輸出、引壓孔是否堵塞？）2.還是渦街有問題（使用示波器測量輸出波形，或渦街發生體傳感器有問題）.19基本流量方程rV = C (W/D DT) X 工作原理工作原理 rV = 質量流量質量流量C, X = 標定常數標定常數W = 加熱功率加熱功率DT = 溫差溫差n可以對單一組分氣體或固定比例的混合氣體進行測量。n對于組分經常變化的氣體，由基本流量方程中得知，廠家無法進行實際氣體標定，所以現場測出的流量無法準確。7.質量流量計：熱式質量流量計.20流量測量n另外還有：n測量固體顆粒流量：沖板流量計（用于石蠟白土、糠醛白土精制）.21四、物位儀表四、物位儀表n我廠一般常用的液位測

16、量方法有：玻璃板液位計、差壓式液位計（包括單、雙法蘭液位計）、浮球液位計、浮筒液位計、浮球磁性翻板液位計、超聲波液位計、雷達液位計、放射性液位計、射頻導納液位計等。n玻璃板液位計是根據連通器原理，多用于就地指示或用來校準自動液位的零點和量程用。n差壓式液位計是根據儀表兩端受的壓力（靜壓）之差與介質的高度成比例關系來進行液位指示。儀表受介質的密度影響，當介質的密度變化不定時，儀表示值有一定的誤差。n浮筒液位計是根據浮筒在液體中受到浮力而產生一個扭力矩，并帶動變送部分產生相應的電信號來指示液位的。n磁性翻板液位計原理：當液位變化時帶動了磁性浮子的上下移動，從而使翻板發生翻轉來指示液位的變化。也可以

17、將翻板的翻轉轉化為電信號的對應關系來顯示液位。應用時注意根據介質的密度選用磁浮子和高溫下磁浮子磁性退化的問題。.22四、物位儀表四、物位儀表n射頻導納液位計：電極與被測容器 Co C之間形成一個等效電容，Co為電極安裝后空灌時的電容值， C為液位變化時的電容值。測得液位變化的電容值，即可知道罐中的液位。要求：介質的介電常數變化要小。缺點：在線校驗比較困難。DE射頻導納有掛料補償的作用。.23四、物位儀表四、物位儀表n浮球液位計：對于粘度比較大液體介質的液位測量，如減壓塔液位：溫度高、真空、不允許多開孔。采用浮球液位計。n原理：恒浮力原理，浮球的一半浸沒在液面，由平衡桿、平衡錘與浮球形成力矩平衡機構，浮球可以自由地隨液位的變化而升降。當液位改變時，浮球的位置發生相應變化，帶動主軸轉動，通過角位移傳感器變成相應的電信號。.24四、物位儀表四、物位儀表n超聲波液位計：利用儀表向被測物質發出高于20KHz超聲波，當聲波碰到液面或料面時產生反射波，儀表測出發射波和反射波的時間差，利用波的速度和儀表測