1、技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 講課主要內容講課主要內容 一、四大參數的測量原理及儀表二、自動控制基礎知識三、調節閥四、軸系儀表五、聯鎖系統的構成技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 一、四大參數的測量原理及儀表一、四大參數的測量原理及儀表 現場儀表測量參數的分類： 現場儀表測量參數一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數。 下面就著重介紹一下這四大參數的測量原理，以及測量這四大參數所運用的儀表。技術部技術部 wylton (C

2、hina) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 溫度是石油化工生產中既普遍而又十分重要的參數之一。任何一個石油化工生產過程，都伴隨著物質的物理和化學性質的改變，都必然有能量的轉化和交換，而熱交換則是這些能量轉換中最普遍的交換形式。因此，在很多石油化工反應的過程中，溫度的測量和控制，常常是保證這些反應過程正常進行與安全運行的重要環節；它對產品產量和質量的提高都有很大的影響。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 溫度測量儀麥種類繁多，若按測量方式的不同，測溫儀表可分為接觸式和非

3、接觸式兩大類。前者感溫元件與被測介質直接接觸，后者的感溫元件卻不與被測介質相接觸。接觸式測溫元件簡單、可靠、測量精度較高；但是，由于測溫元件要與被測介質接觸進行充分的熱交換才能達到熱平衡，因而產生了滯后現象，而且可能與被測介質產生化學反應；另外高溫材料的限制，接觸式測溫儀表不能應用于很高溫度的測量。而非接觸式測溫儀表不與被測介質接觸，因而其測溫范圍很廣，其測溫上限原則上不受限限制；由于它是通過熱輻射來測量溫度的，所以不會破壞被測介質的溫度場，測溫速度也較快，但是這種方法受到被測介質至儀表之間的距離以及幅射通道上的水汽、煙霧、塵埃等其它介質的影響，因此測量量精度較低。技術部技術部 wylton

4、(China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 下表列出了常用測溫儀麥的測溫原理、測溫范圍和主要特點。表中所列的各種溫度計，機械式的大多只能就地指示，幅射式的精度較差，只有電的測溫儀表精度高，且測溫元件很容易與溫度變送器配用，轉換成統一標準信號進行遠傳，以實現對溫度的自動記錄和調節。因此，在生產過程控制中應用最多的是熱電偶和熱電阻溫度計。本節僅介紹這兩種溫度計。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量

5、與變送1.1 熱電偶溫度計 熱電偶溫度計由熱電偶、電測部份 (動圈儀表、電位差計或DCS)及連接導線組成如圖所示。由于熱電偶的性能穩定、結構簡單、使用方便、測量范圍廣、有較高的準確度，且能方便地將溫度信號轉換為電勢信號，便于信號的遠傳和多點集中測量，因而在石油化工生產中應用極為普遍。231熱電偶溫度計測量線路1、熱電偶 2、連接導線 3、電測儀表t0t0tAB技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送熱電偶是由兩根不同的導體或半導體材料(如上圖中的A和B)焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端(測量端或工作端)，和

6、導線連接的一端稱為熱電偶的冷端 (自由端)。組成熱電偶的兩根導體或半導體稱作熱電極。把熱電偶的熱端插入需要測溫的生產設備中，冷端置于生產設備的外面，如果兩端所處的溫度不同(譬如，熱端溫度為t，冷瑞溫度為to)，則在熱電偶回路中便會產生熱電勢E。該熱電勢E與熱電偶兩端的溫度t和to均E有關。如果保持t。不變，則熱電勢E只是被測溫度t的函數。用電測儀表測得E的數值后，便知道被測溫度t的大小。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 由于熱電極的材料不同，所產生的接觸電勢亦不同，因此不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產

7、生的熱電勢是不同的，這在各種熱電偶的分度表中可以查到。根據熱電測溫的基本原理，理論上似乎任意兩種導體都可以組成熱電偶。但實際情況它們還必須進行嚴格的選擇，熱電極材料應滿足如下要求。 1在測溫范圍內其熱電性質要穩定，不隨時間變化。 2穩定性要高，即在高溫下不被氧化和腐蝕。 3電阻溫度系數要小，導電率要高，組成熱電偶后產生的熱電勢要大，熱電勢與溫度間要成線性關系，這樣有利于提高儀表的測量精度。4復現性要好 (同種成分的材料制成的熱電偶，其熱電特性相一致的性質稱復現性)，這樣便于成批生產，而且在使用上也可保證良好的互換性。 5、材料組織要均勻，要有良好的韌性，便于加工成絲。技術部技術部 wylton

8、 (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 國際電工委員會（IEC）對其中已被國際公認，性能優良和產量最大的七種制定了標準，即IEC584-1和IEC584-2中所規定的：S分度(鉑銠10-鉑)；B分度號 (鉑銠30-鉑銠6)；K分度號(鎳鉻-鎳硅)；E分度號(鎳鉻-康銅 )； T分度號 (銅-康銅)；J分度號（鐵-康銅）； R分度號 (鉑銠13-鉑)等熱電偶。 熱電偶根據測溫條件和安裝位置的不同，具有多種結構型式。雖然它們的結構和外形不盡相同，但其基本結構通常均由熱電極、絕緣管、保護套管和接線盒等主要部分組成。技術部技術部 wylton (C

9、hina) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 1.2 熱電阻溫度計 熱電阻溫度計由熱電阻、電測儀表 (動圈儀表或平衡電橋)和連按導線所組成，其中熱電阻是感溫元件，有導體的和半導體兩種。 熱電阻溫度計廣泛用來測量中、低溫 (一般為500以下)。它的特點是準確度高，在測量中、低溫時，它的輸出信號比熱電偶要大得多，靈敏度高，同樣可實現遠傳、自動記錄和多點測量。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、

10、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送熱電阻的測溫原理 金屬導體的電阻值隨溫度的變比而變化的。一般說來，他們之間的關系為: Rt=R01+(t-t0) Rt=Rt-R0=R0t 式中 Rt 溫度為t時的電阻值; R。 溫度為t0(通常為0)時的電阻值; 電阻溫度系數即溫度變化1時電阻值的相對變化量，單位是 -1，; t 溫度的變化量，即t-t。=t Rt 溫度改變t時的電阻變化量。 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 由上可知，溫度的變化，導致了導體電阻的變化。實驗證明，大多數金屬導體在溫度每升高1時，其電阻值要增

11、加0.4一0.6%，熱電阻溫度計就是把溫度變化所引起熱電阻的變化值，通過測量電路 (電橋)轉換成電壓(毫伏)信號，然后由顯示儀表指示或記錄被測溫度。 熱電阻溫度計與熱電偶溫度計的測溫原理是不相同的。熱電偶溫度計把溫度的變化通過感溫元件熱電偶轉換為熱電勢的變化值來測量溫度的；而熱電阻溫度計則是把溫度的變化通過感溫元件熱電阻轉換為電阻的變化來測量溫度的。 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 對于制作熱電阻絲的材料是有一定技術要求的，一般應具有下列特性；電阻溫度系數要大，則測量靈敏度就高；熱容量要小，則對溫度變化的響

12、應就快，即動態特性較好；電阻率要大，則相同的電阻值下電阻體體積就小，因而熱容量也小；在整個測溫范圍內，具有穩定的物理和化學性質；要容易加工，有良好的復制性，電阻與溫度的關系最好近于線性或為平滑的曲線，以便于分度和讀數；價格便宜等。根據具體情況，目前應用最廣泛的是鉑和銅，分度號Pt50鉑電阻、分度號Pt100鉑電阻和分度號Cu50銅電阻、分度號Cu100銅電阻。相應的分度表 (電 阻值與溫度對照表)可在相關資料中查到。熱電阻是由電阻體、保護套管以及接線盒等主要部件所組成。除電阻體外，其余部分的結構形狀一般與熱電偶的相應部分相同。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co.

13、 Ltd. 1、 溫度的測量與變送溫度的測量與變送 在選用測溫儀表解決現場測溫問題時，首先要分析被測對象特點及狀態，然后根據現有溫度計的特點及其技術指標確定選用的類型。一般應考慮以下幾個方面: 1儀表的可能測溫范圍及常用測溫范圍，是否符合被測對象的溫度變化范圍的要求; 2儀表的精度、穩定性、響應時間是否適應測溫要求; 3根據測量場所有無沖擊、振動及電磁場，來考慮儀表的防震、防沖擊、抗干擾性能是否良好; 4儀表輸出信號能否自動記錄和遠傳; 5儀表的防腐性、防爆性和連續使用期限，是否滿足被測對象的要求; 6電源電壓、頻率變化及環境溫度變化對儀表示值的影響程度; 7測溫元件的體積大小是否適當; 8儀

14、表使用是否方便、安裝維護是否容易。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 在壓力測量中，通常有絕對壓力，表壓力、負壓、或真空度等名詞。絕對壓力是指介質所受的實際壓力。表壓是指高于大氣壓的絕對壓力與大氣壓之差，即： P表=P絕-P大 負壓與真空度是指大氣壓力與低于大氣壓力的絕對壓力之差，即： P真 =P大-P絕 絕對壓力、表壓力、大氣壓力、負壓力（真空度）之間的關系如下圖所示。因為各種工藝設備和測量儀表都處于大氣中，所以工程上都用表壓力或真空度來表示壓力的大小。我們用壓力表來測量壓力的數值，實際上也都是表壓或真空度（

15、絕對壓力表的指示值除外）。因此，在工程上無特別說明時，所提的壓力均指表壓力或真空度。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 P表壓P負壓P絕壓P絕壓大氣壓力線 表壓、絕壓、真空之間的關系圖技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 壓力測量儀表的品種，規格甚多。常用的壓力測量方法壓力測量儀表的品種，規格甚多。常用的壓力測量方法和儀表有：通過液體產生或傳遞壓力來平衡被測壓力的平和儀表有：通過液體產生或傳遞壓力來平衡被測壓力的平衡法。屬于應于這

16、類方法的儀表有液柱式壓力計和活塞式衡法。屬于應于這類方法的儀表有液柱式壓力計和活塞式壓力計；將被測壓力通過一些隔離元件（如彈性元件）轉壓力計；將被測壓力通過一些隔離元件（如彈性元件）轉換成一個集中力，并在測量過程中用一個外界力（如電磁換成一個集中力，并在測量過程中用一個外界力（如電磁力或氣動力）來平衡這個未知的集中力，然后通過對外界力或氣動力）來平衡這個未知的集中力，然后通過對外界力的測量而得知被測壓力的機械力平衡法。力平衡式壓力力的測量而得知被測壓力的機械力平衡法。力平衡式壓力變送器就是屬于應用此法的例子；根據彈性元件受壓后產變送器就是屬于應用此法的例子；根據彈性元件受壓后產生彈性變型的大小

17、來測量彈性力平衡法。屬于這類應用方生彈性變型的大小來測量彈性力平衡法。屬于這類應用方法的儀表很多，若根據所用彈性元件來分，可分為薄膜式，法的儀表很多，若根據所用彈性元件來分，可分為薄膜式，波紋管式，彈簧管式壓力表；能過機械和電子元件將被測波紋管式，彈簧管式壓力表；能過機械和電子元件將被測壓力轉換在成各種電量（如電壓、電流、頻率等）來測量壓力轉換在成各種電量（如電壓、電流、頻率等）來測量的電測法。例如電容式、電阻式、電感式、應變片式和霍的電測法。例如電容式、電阻式、電感式、應變片式和霍爾片式等變送器應于此法的壓力測量儀表。爾片式等變送器應于此法的壓力測量儀表。技術部技術部 wylton (Chi

18、na) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 目前，石油化工生產中應用中廣泛的一種壓力測量目前，石油化工生產中應用中廣泛的一種壓力測量儀表是彈性元件。根據測壓范圍不同，常用的測壓元件有儀表是彈性元件。根據測壓范圍不同，常用的測壓元件有單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被測介質壓力的作用下，彈性元件發生彈性變型，而產生相測介質壓力的作用下，彈性元件發生彈性變型，而產生相應的位移，能過轉換位置，可將位移轉換成相應的電信號應的位移，能過轉換位置，可將位移轉換成相應的電信號或氣信號，以遠傳顯示，報警或

19、調節用。或氣信號，以遠傳顯示，報警或調節用。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 主要壓力檢測儀表：主要壓力檢測儀表： （1 1）彈簧管壓力表）彈簧管壓力表 彈簧管壓力表是壓力儀表的主要組成部份之一，彈簧管壓力表是壓力儀表的主要組成部份之一，它有著極為廣泛的應用價值它有著極為廣泛的應用價值 ，它具有結構簡單，品種，它具有結構簡單，品種規格齊全、測量范圍廣、便于制造和維修和價格低廉規格齊全、測量范圍廣、便于制造和維修和價格低廉等特點。彈簧管壓力表是單圈彈簧壓力表的簡稱。它等特點。彈簧管壓力表是單圈彈簧壓力表的簡稱。

20、它主要由彈簧管、齒輪傳動機構（包括拉桿、扇形齒輪、主要由彈簧管、齒輪傳動機構（包括拉桿、扇形齒輪、中心齒輪）、示數裝置（指針和分度盤）以及外殼等中心齒輪）、示數裝置（指針和分度盤）以及外殼等幾部份組成，如下圖所示。彈簧管是一端封閉并彎成幾部份組成，如下圖所示。彈簧管是一端封閉并彎成270270度圓孤形的空心管子度圓孤形的空心管子 。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 彈簧管壓力表1、彈簧管 2拉桿 3、扇型齒輪 3、中心齒輪 5、指針 6、面板7、游絲 8、調整螺釘 9 接頭ab 技術部技術部 wylton (

21、China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 它的截面呈扁圓形或橢圓形，橢圓的長軸它的截面呈扁圓形或橢圓形，橢圓的長軸2a2a與圖面垂與圖面垂直的彈簧管的中心軸直的彈簧管的中心軸O O相平行。管子封閉的一端相平行。管子封閉的一端B B為自由端，為自由端，即位移輸出端；而另一端即位移輸出端；而另一端A A則是固定的，作為被測壓力的則是固定的，作為被測壓力的輸入端。當由它的固定端輸入端。當由它的固定端A A通入被測壓力通入被測壓力P P后，由于呈橢圓后，由于呈橢圓形截面的管子在壓力形截面的管子在壓力P P的作用下，將趨于圓形，彎成圓弧的作用下，將趨于圓形

22、，彎成圓弧形的彈簧管隨之產生向外挺直的擴張變形，使自由端形的彈簧管隨之產生向外挺直的擴張變形，使自由端B B發發生位移。此時彈簧管的中心角生位移。此時彈簧管的中心角要隨即減小要隨即減小，也就是，也就是自由端將由自由端將由B B移到移到B B，處，如圖，處，如圖2-3(b)2-3(b)上虛線所示。此位移上虛線所示。此位移量就相應于某一壓力值。自由端量就相應于某一壓力值。自由端B B的彈性變形位移通過拉的彈性變形位移通過拉桿使扇形齒輪作逆時針偏轉，使固定在中心齒輪軸上的指桿使扇形齒輪作逆時針偏轉，使固定在中心齒輪軸上的指針也作順時針偏轉，從而在面板的刻度標尺上顯示出被測針也作順時針偏轉，從而在面板

23、的刻度標尺上顯示出被測壓力的數值。由于彈簧管自由端位移而引起彈簧管中心角壓力的數值。由于彈簧管自由端位移而引起彈簧管中心角相對變化值相對變化值/與被測壓力與被測壓力P P之間具有比例關系，因此之間具有比例關系，因此彈簧管壓力表的刻度標尺是均勻的。彈簧管壓力表的刻度標尺是均勻的。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 由上述可如，彈簧管自由端將隨壓力的增大而向外伸由上述可如，彈簧管自由端將隨壓力的增大而向外伸張。反之若管內壓力小于管外壓力，則自由端將隨負壓的張。反之若管內壓力小于管外壓力，則自由端將隨負壓的增大而向內

24、彎曲。所以，利用彈簧管不僅可以制成壓力表，增大而向內彎曲。所以，利用彈簧管不僅可以制成壓力表，而且還可制成真空表或壓力真空表。而且還可制成真空表或壓力真空表。 彈簧管壓力表除普通型外，還有一些是具有特殊用彈簧管壓力表除普通型外，還有一些是具有特殊用途的，例如耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧用壓力表等。途的，例如耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧用壓力表等。為了能表明具體適用何種特殊介質的壓力測量，常在其表為了能表明具體適用何種特殊介質的壓力測量，常在其表殼、襯圈或表盤上涂以規定的色標，并注有特殊介質的名殼、襯圈或表盤上涂以規定的色標，并注有特殊介質的名稱，使用時應予以注意。稱，使用時應予以注意。技術部技

25、術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送（2 2）應變式壓力變送器）應變式壓力變送器 應變式變送器以是以電為能源，它利用應變片作為應變式變送器以是以電為能源，它利用應變片作為轉換元件，將被測壓力轉換成應變片電阻值的變化，然后轉換元件，將被測壓力轉換成應變片電阻值的變化，然后經過橋式電路得到毫伏級的電量輸出，供顯示儀表顯示被經過橋式電路得到毫伏級的電量輸出，供顯示儀表顯示被測壓力或經放大電路轉換成統一標準信號后，再傳送到記測壓力或經放大電路轉換成統一標準信號后，再傳送到記錄儀和調節器等儀表。錄儀和調節器等儀表。 應變片有金屬電

26、阻絲應變片應變片有金屬電阻絲應變片( (金屬絲粘貼在襯底上組金屬絲粘貼在襯底上組成的元件成的元件) )和半導體應變片兩類。和半導體應變片兩類。 根據電阻應變原理，應變片在壓力作用下產生彈性變根據電阻應變原理，應變片在壓力作用下產生彈性變形形dL/L(dL/L(即應變即應變e) e) ，其電阻值隨之發生變化。如果已如，其電阻值隨之發生變化。如果已如應變片的電阻變化與其變形應變片的電阻變化與其變形( (即應變即應變) )的關系，那么，通過的關系，那么，通過對應變片電阻變化的測量就可測知被測壓力對應變片電阻變化的測量就可測知被測壓力。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co

27、. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送（3 3）單晶硅諧振式傳感器單晶硅諧振式傳感器 諧振式傳感器是采用超精細加工工藝在單晶硅材料上諧振式傳感器是采用超精細加工工藝在單晶硅材料上制成兩個完全一致的制成兩個完全一致的H H型諧振梁，并以一定的頻率產生振型諧振梁，并以一定的頻率產生振動。其諧振頻率取決于梁的長度及張力，而張力隨壓力的動。其諧振頻率取決于梁的長度及張力，而張力隨壓力的變化而變化，實現了壓力變化轉換成頻率信號的變化，并變化而變化，實現了壓力變化轉換成頻率

28、信號的變化，并采用了頻率差分技術，將兩個頻率信號直接輸出到脈沖計采用了頻率差分技術，將兩個頻率信號直接輸出到脈沖計數器。從而使傳感器具有誤差小，重復性好、分解能力和數器。從而使傳感器具有誤差小，重復性好、分解能力和反應靈敏度高、直接輸出數字信號等特點。由于傳感器良反應靈敏度高、直接輸出數字信號等特點。由于傳感器良好的特性，可使變送器幾乎不受靜壓和溫度的影響，而且好的特性，可使變送器幾乎不受靜壓和溫度的影響，而且具有優良的過壓性能和范圍較寬的量程。具有優良的過壓性能和范圍較寬的量程。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與

29、變送 基礎基礎振子振子引伸張力引伸張力硅膜片硅膜片過程壓力過程壓力變送器工作原理圖 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送（4 4）電容式傳感器電容式傳感器SS0S0S2S1圖2-19膜片位移原理圖420 mA放大電路原理：P變化 C 電流的變化技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 壓力表的選用應根據工藝生產過程對壓力測量的要求，被測介質壓力表的選用應根據工藝生產過程對壓力測量的要求，被測介質的性質，現場環境條件等來考慮儀表的類型、量

30、程和精度等級。并確的性質，現場環境條件等來考慮儀表的類型、量程和精度等級。并確定是否需要帶有遠傳、報警等附加裝置。這樣才能達到經濟、合理和定是否需要帶有遠傳、報警等附加裝置。這樣才能達到經濟、合理和有效的目的。有效的目的。 1 1類型的選用類型的選用 儀表類型的選用必須滿足工蘭生產的要求。例儀表類型的選用必須滿足工蘭生產的要求。例如是否需要遠傳變送、如是否需要遠傳變送、 自動記錄或報警；被測介質的物理化學性質自動記錄或報警；被測介質的物理化學性質 ( (如腐蝕性、溫度高低、粘度大小、臟污程度、如腐蝕性、溫度高低、粘度大小、臟污程度、 易燃易爆等易燃易爆等) )是否對是否對儀表提出特殊要求；現場

31、環境條件儀表提出特殊要求；現場環境條件 ( (如高溫、電磁場、振動等如高溫、電磁場、振動等) )對儀對儀表有否特殊要求等。表有否特殊要求等。 普通壓力表的彈簧管材料多采用銅合金，高壓的也有采用碳鋼，普通壓力表的彈簧管材料多采用銅合金，高壓的也有采用碳鋼，而氨用壓力表的彈簧管材料都采用碳鋼，不允許采用銅合金。因為氨而氨用壓力表的彈簧管材料都采用碳鋼，不允許采用銅合金。因為氨氣對銅的腐蝕極強，所以普通壓力表用于氨氣壓力測量很快就要損壞。氣對銅的腐蝕極強，所以普通壓力表用于氨氣壓力測量很快就要損壞。 氧氣壓力表與普通壓力表在結構和材質上完全相同，只是氧用壓氧氣壓力表與普通壓力表在結構和材質上完全相同

32、，只是氧用壓力表禁油。因為油進入氧氣系統會引起爆炸。如果必須采用現有的帶力表禁油。因為油進入氧氣系統會引起爆炸。如果必須采用現有的帶油污的壓力表測量氧氣壓力時，使用前必須用四氯化碳反復清洗，認油污的壓力表測量氧氣壓力時，使用前必須用四氯化碳反復清洗，認真檢查直到無油污為止。真檢查直到無油污為止。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 2、 壓力的測量與變送壓力的測量與變送 2 2測量范圍的確定測量范圍的確定 儀表的測量范圍是根據被測壓力的大小來確定的。對于彈性式壓儀表的測量范圍是根據被測壓力的大小來確定的。對于彈性式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形的完

33、全范圍內可靠地工作，量程力表，為保證彈性元件能在彈性變形的完全范圍內可靠地工作，量程的上限值應高于工藝生產中可能的最大壓力值。根據的上限值應高于工藝生產中可能的最大壓力值。根據 化工自控設計化工自控設計技術規定技術規定 ，在測量穩定壓力時，最大工作壓力不應超過量程的，在測量穩定壓力時，最大工作壓力不應超過量程的2/32/3；測量脈動壓力時，最大工作壓力不超過量程的測量脈動壓力時，最大工作壓力不超過量程的1/21/2； 測量高壓壓力時，測量高壓壓力時，最大工作壓力不應超過量程的最大工作壓力不應超過量程的3/53/5。 為了保證測量的準確度，所測的壓力值不能太接近于儀表的下限為了保證測量的準確度，

34、所測的壓力值不能太接近于儀表的下限值值 ，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測壓力的最小值應不低，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測壓力的最小值應不低于量程的于量程的1/31/3。 按上述要求算出后，實取稍大的相鄰系列值，一般可在相應的產按上述要求算出后，實取稍大的相鄰系列值，一般可在相應的產品目錄申查到。品目錄申查到。 3 3精度級的選取精度級的選取 儀表的精度主妥是根據生產上允許的最大測量誤差來確定的。此儀表的精度主妥是根據生產上允許的最大測量誤差來確定的。此外，在滿足工藝要求的前提下，還要考慮經濟性，即盡可能選用精度外，在滿足工藝要求的前提下，還要考慮經濟性，即盡可能選用精度較低、價廉

35、耐用的儀表。較低、價廉耐用的儀表。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送 在石油化工生產過程中，為了有效地進行生產操作和控制，經常在石油化工生產過程中，為了有效地進行生產操作和控制，經常需要測量生產過程中各種介質需要測量生產過程中各種介質 ( (如液體、氣體和蒸汽等如液體、氣體和蒸汽等) )的流量，以的流量，以便為生產操作和控制提供依據。同時，為了進行經濟核算，也需要知便為生產操作和控制提供依據。同時，為了進行經濟核算，也需要知道在一般時間道在一般時間 ( (如一班、一天等如一班、一天等) )內流過的介質總量。所以

36、，對管道內流過的介質總量。所以，對管道內介質流量的測量和變送是實現生產過程的控制以及進行經濟核算所內介質流量的測量和變送是實現生產過程的控制以及進行經濟核算所必需的。必需的。 在工程上，流量是指單位時間內流過管道某一截面的流體的體積在工程上，流量是指單位時間內流過管道某一截面的流體的體積或質量，即瞬時流量。或質量，即瞬時流量。 流量的計量單位如下流量的計量單位如下: : 表示體積流量的單位常用立方米每小時表示體積流量的單位常用立方米每小時 (m3/h)(m3/h)、升每分、升每分 (I/min)(I/min)、升每秒升每秒(l/s)(l/s)等；等； 表示質量流量的單位常用噸每小時表示質量流量

37、的單位常用噸每小時 (t/h)(t/h)、千克每小時、千克每小時 (kg/h)(kg/h)、千、千克每秒克每秒 (kg/s)(kg/s)等。等。 若流體的密度是若流體的密度是，則體積流量，則體積流量Q Q與質量流量與質量流量M M的關系是的關系是: : M=Q M=Q 或或 Q=M/Q=M/技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送 應當指出，流體的密度是隨工況參數而變化的。對于液體，由于應當指出，流體的密度是隨工況參數而變化的。對于液體，由于壓力變化對密度的影響很小，一般可以忽略不計；但因溫度變化所產壓力變化對密度的

38、影響很小，一般可以忽略不計；但因溫度變化所產生的影響，則應引起注意。不過一般溫度每變化生的影響，則應引起注意。不過一般溫度每變化1010時，液體的密度時，液體的密度變化約在變化約在1%1%以內。所以，除溫度變化較大，測量準確度要求較高的場以內。所以，除溫度變化較大，測量準確度要求較高的場合外，往往也可以忽略不計。對于氣體，由于密度受溫度、壓力變化合外，往往也可以忽略不計。對于氣體，由于密度受溫度、壓力變化影響較大，例如，在常溫附近，溫度每變化影響較大，例如，在常溫附近，溫度每變化1010，密度變化約為，密度變化約為3%3%。在常壓附近，壓力每變在常壓附近，壓力每變10kPa10kPa，密度也約

39、變化，密度也約變化3%3%。因此，在測量氣體。因此，在測量氣體體積流量時，必須同時測量氣體的溫度和壓力，并將工作狀態下的體體積流量時，必須同時測量氣體的溫度和壓力，并將工作狀態下的體積流量換算成標準體積流量。所謂標準體積流量，在工業上是指積流量換算成標準體積流量。所謂標準體積流量，在工業上是指2020、0.10133MPa(0.10133MPa(稱標定狀態稱標定狀態) )或或00、0.10133MPa (0.10133MPa (稱標準狀態稱標準狀態) )條件下的條件下的體積流量。在儀表計量上多數以標定狀態條件下的體積流量為標準體體積流量。在儀表計量上多數以標定狀態條件下的體積流量為標準體積流量

40、積流量。 流量測量的方法和儀表種類繁多，其測量原理和儀表的結構形式流量測量的方法和儀表種類繁多，其測量原理和儀表的結構形式各不相同。針對石油化工生產過程的不同要求，采用不同的流量儀表。各不相同。針對石油化工生產過程的不同要求，采用不同的流量儀表。下表中列出了幾種主要類型流量表下表中列出了幾種主要類型流量表 (或稱流量計或稱流量計)的性能及適用場合。的性能及適用場合。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與

41、變送3.1 差壓式流量計差壓式流量計 差壓式差壓式 (也稱節流式也稱節流式)流量計是使用歷史最久，應用也最廣泛的流量計是使用歷史最久，應用也最廣泛的一種流量測量儀表，同時也是目前生產中最成熟的流量測量儀表之一。一種流量測量儀表，同時也是目前生產中最成熟的流量測量儀表之一。它是基于流體流動的節流原理，利用流體流經節流裝置時產生的壓力它是基于流體流動的節流原理，利用流體流經節流裝置時產生的壓力差與其流量有關而實現流量測量的。差與其流量有關而實現流量測量的。 差壓式流量計通常是由能將被測流量轉換成差壓信號的節流裝差壓式流量計通常是由能將被測流量轉換成差壓信號的節流裝置置 (包括節流元件和取壓裝置包括

42、節流元件和取壓裝置)、導壓管和差壓計或差壓變送器及其顯、導壓管和差壓計或差壓變送器及其顯示儀表三部分所組成。在單元組合儀表中，由節流裝置所產生的差壓示儀表三部分所組成。在單元組合儀表中，由節流裝置所產生的差壓信號，常通過差壓變送器轉換成相應的電信號或氣信號，以供顯示、信號，常通過差壓變送器轉換成相應的電信號或氣信號，以供顯示、調節用。調節用。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送節流現象及其原理節流現象及其原理 流體在有節流元件的管道中流動時，在節流元件前后的管璧處，流體在有節流元件的管道中流動時，在節流元件前后的

43、管璧處，流體的靜壓力產生差異的現象稱為節流現象，如圖流體的靜壓力產生差異的現象稱為節流現象，如圖3-1所示。所謂節所示。所謂節流裝置就是設置在管道中能使流體產生局部收縮的節流元件和取壓裝流裝置就是設置在管道中能使流體產生局部收縮的節流元件和取壓裝置的總稱。應用最廣泛的節流元件是孔板，其次是噴嘴、文丘里管。置的總稱。應用最廣泛的節流元件是孔板，其次是噴嘴、文丘里管。下面以孔板為例說明節流原理。下面以孔板為例說明節流原理。 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送下圖表示在孔板前后流體的流速與壓力的分布情況：下圖表示在孔

44、板前后流體的流速與壓力的分布情況： 技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送 沿管道軸向連續地向前流動的流體，由于遇到節流元件的阻擋，沿管道軸向連續地向前流動的流體，由于遇到節流元件的阻擋，使靠近管壁處的流體受到的阻擋作用最強，因而使其一部分動壓能轉使靠近管壁處的流體受到的阻擋作用最強，因而使其一部分動壓能轉化成靜壓能，于是就出現了節流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓化成靜壓能，于是就出現了節流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓力力P1，的升高，的升高 (即圖中即圖中P1P2)。此壓力比管道中心處壓力要大，即。此壓力比

45、管道中心處壓力要大，即在節流元件入口端面處產生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產生徑在節流元件入口端面處產生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產生徑向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質點的流向就與管道中心軸線向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質點的流向就與管道中心軸線相傾斜，形成了流束的收縮運動。同時，由于流體運動的慣性，使得相傾斜，形成了流束的收縮運動。同時，由于流體運動的慣性，使得流束收束最厲害流束收束最厲害 (即流束最小截面即流束最小截面)的位置不在節流孔處，而是位于節的位置不在節流孔處，而是位于節流孔之后流孔之后 (即圖中截面即圖中截面處處)，并隨流量大小而變化。以上就是流體流，并隨流量大小

46、而變化。以上就是流體流經節元件時，流束為什么產生收縮的原因。經節元件時，流束為什么產生收縮的原因。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 3、 流量的測量與變送流量的測量與變送 由于節流元件的阻擋造成了流束的局部收縮，同時，又因流體始由于節流元件的阻擋造成了流束的局部收縮，同時，又因流體始終處于連續穩定的流動狀態，因此在流束截面最小處的流速達到最大。終處于連續穩定的流動狀態，因此在流束截面最小處的流速達到最大。根據伯努利方程式和位能、動能的相互轉化原理，在流束截面最小處根據伯努利方程式和位能、動能的相互轉化原理，在流束截面最小處的流體靜壓力最低，同理，在

47、孔板出口端面處，由于流速已比原來增的流體靜壓力最低，同理，在孔板出口端面處，由于流速已比原來增大，因此靜壓力也就較原來為低大，因此靜壓力也就較原來為低 (即圖中即圖中P210)控制KTiTdP0.5 KmaxPI0.45 Kmax0.83 PuPID0.6 Kmax0.5 Pu0.12 Pu技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥調節閥的結構原理調節閥的結構原理調節閥調節閥=執行機構執行機構+閥體閥體部件部件技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥調節閥執行機構調節閥執行機構

48、執行機構：調節閥的推動裝執行機構：調節閥的推動裝置，它按信號壓力的大小產置，它按信號壓力的大小產生相應推力，使閥桿相應的生相應推力，使閥桿相應的位移、閥芯動作。位移、閥芯動作。序序 號號零零 件件 名名 稱稱序序 號號零零 件件 名名 稱稱1吊 環 螺 母10下 膜 蓋2上 膜 蓋11六 角 螺 栓 3膜 片12推 桿4托 盤13支 架5限 位 件14導 向 套6行 程 檔 塊15指 針7六 角 螺 母16標 尺8彈 簧17閥 桿 連 接 部 件9防 雨 帽18銘 牌技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥調節閥解體圖調節閥解體圖閥體

49、部件：調節閥的調節部分，閥體部件：調節閥的調節部分，它直接與介質接觸，由閥芯的它直接與介質接觸，由閥芯的動作，改變調節閥節流面積，動作，改變調節閥節流面積，達到調節的目的。達到調節的目的。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥執行機構：分氣動薄膜執行機構、氣動活塞執行機構和長執行機構。執行機構：分氣動薄膜執行機構、氣動活塞執行機構和長執行機構。氣動薄膜執行機構：氣動薄膜執行機構： 分正、反兩種形式。當信號壓力增加時，閥桿向下動作的叫正作用執分正、反兩種形式。當信號壓力增加時，閥桿向下動作的叫正作用執行機構。反之，信號增加閥桿向上的叫

50、反作用執行機構。通常接受行機構。反之，信號增加閥桿向上的叫反作用執行機構。通常接受20100KPa的標準信號壓力，帶定位器時，最高壓力為的標準信號壓力，帶定位器時，最高壓力為250KPa，其，其行程規格有行程規格有10、16、25、40、60、100mm六種。六種。氣動活塞執行機構：氣動活塞執行機構： 比上述更強力的輸出機構，其壓力可達比上述更強力的輸出機構，其壓力可達500KPa，而且無彈簧抵消推，而且無彈簧抵消推力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。氣動長行程執行機構：氣動長行程執行機構： 具有行程長、轉矩大的特點，它將信號

51、氣壓轉變成相應的轉角具有行程長、轉矩大的特點，它將信號氣壓轉變成相應的轉角（0900）或位移（）或位移（200400mm），適合于角行程調節閥的需要，），適合于角行程調節閥的需要，多用于大轉矩的蝶閥、閘閥、風門等。多用于大轉矩的蝶閥、閘閥、風門等。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥閥體部件閥體部件（如圖所示）（如圖所示）直通單座閥：泄漏量小、許用壓差直通單座閥：泄漏量小、許用壓差小、流通能力小。小、流通能力小。直通雙座閥：許用壓差大、流通能直通雙座閥：許用壓差大、流通能力大、泄漏量大。不適用于高粘力大、泄漏量大。不適用于高粘度、

52、度、 含懸浮顆粒的流體含懸浮顆粒的流體套筒調節閥：穩定性好，不易引起套筒調節閥：穩定性好，不易引起閥芯振動；互換性和通用性強，閥芯振動；互換性和通用性強，只要更換套筒就可得到不同的流只要更換套筒就可得到不同的流量系數和流量特性；許用壓差大，量系數和流量特性；許用壓差大，熱膨脹影響小，；維修方便，閥熱膨脹影響小，；維修方便，閥座是通過螺紋與閥體相連的；使座是通過螺紋與閥體相連的；使用壽命長；噪音低（比單、雙座用壽命長；噪音低（比單、雙座閥低閥低10分貝）分貝）技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥偏心旋轉閥：偏心旋轉閥：流路簡單，阻力

53、小，用物含固體懸浮物和高粘度的流體調流路簡單，阻力小，用物含固體懸浮物和高粘度的流體調節較為理想節較為理想流通能力較大，比同口徑的單、雙座閥大流通能力較大，比同口徑的單、雙座閥大1030%，可調，可調比大，可達比大，可達100：1閥芯球面偏心旋轉運動減少了所要求的操作力矩，在流開閥芯球面偏心旋轉運動減少了所要求的操作力矩，在流開流閉下都能穩定操作，在高壓差下能順利使用，同時用較流閉下都能穩定操作，在高壓差下能順利使用，同時用較小的力就能嚴密關閉，所以泄漏量小。小的力就能嚴密關閉，所以泄漏量小。可通過改變定位器中凸輪板位置，方便地得到直線或等百可通過改變定位器中凸輪板位置，方便地得到直線或等百分

54、比流量特性分比流量特性體積小，重量輕，可根據現場安裝位置，不更換任何零件體積小，重量輕，可根據現場安裝位置，不更換任何零件靈活組裝靈活組裝技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥角形閥：角形調節閥除閥體為直角形外，其他結構與直通單角形閥：角形調節閥除閥體為直角形外，其他結構與直通單座閥調節閥相似座閥調節閥相似流路簡單，死區和渦流區較小，借助介質自身的沖刷作用，流路簡單，死區和渦流區較小，借助介質自身的沖刷作用，可有效地防止介質堵塞，有較好的自潔性能可有效地防止介質堵塞，有較好的自潔性能流阻小，流量系數比單座閥大，相當于雙座閥的流量系數

55、流阻小，流量系數比單座閥大，相當于雙座閥的流量系數它適用于高粘度、含懸浮物和顆粒狀流體的場合，或用于它適用于高粘度、含懸浮物和顆粒狀流體的場合，或用于要求直角配管的地方，其流向一般為底進側出。要求直角配管的地方，其流向一般為底進側出。高壓調節閥：適用于高靜壓和高壓閥調節的特殊閥門，最大高壓調節閥：適用于高靜壓和高壓閥調節的特殊閥門，最大公稱壓力為公稱壓力為32MPa，常見的結構有多級閥芯和單級閥芯。，常見的結構有多級閥芯和單級閥芯。多級閥芯是幾個閥芯串在一起相當幾個閥逐漸降壓，但這多級閥芯是幾個閥芯串在一起相當幾個閥逐漸降壓，但這種閥結構較復雜，調節性能差，應用較少；單級閥芯多為種閥結構較復雜

56、，調節性能差，應用較少；單級閥芯多為角形單座，但在高壓差下，流體對閥芯、閥座的沖刷和氣角形單座，但在高壓差下，流體對閥芯、閥座的沖刷和氣蝕嚴重，使用壽命短。蝕嚴重，使用壽命短。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥蝶閥（翻板閥）：流通能力大，約為同口徑雙座閥的蝶閥（翻板閥）：流通能力大，約為同口徑雙座閥的1.5 3倍；阻力損失小；沉積物不易積存；結構緊湊，安裝空間倍；阻力損失小；沉積物不易積存；結構緊湊，安裝空間很小。但操作轉矩大，泄漏量較大，可調范圍小。很小。但操作轉矩大，泄漏量較大，可調范圍小。特別適用于低壓差、大口徑、大流量的

57、氣體和漿狀液體特別適用于低壓差、大口徑、大流量的氣體和漿狀液體O型球閥：可起調節和切斷作用，常用于兩位式控制。它流型球閥：可起調節和切斷作用，常用于兩位式控制。它流路簡單，全開時完全形成直管通道，壓力損失最小，特別路簡單，全開時完全形成直管通道，壓力損失最小，特別適用適用 于高粘度、懸浮液、紙漿等流體場合。密封可靠，于高粘度、懸浮液、紙漿等流體場合。密封可靠，泄漏量很小，軟密封球閥可達到氣泡級密封。泄漏量很小，軟密封球閥可達到氣泡級密封。V型球閥：流通能力大，比普通閥高型球閥：流通能力大，比普通閥高2倍以上；控制特性好，倍以上；控制特性好，為等百分比；可調范圍大，可達為等百分比；可調范圍大，可

58、達300：1；具有剪切作用，；具有剪切作用，能嚴密關閉，適用于漿料、纖維狀流體場合。主要缺點是能嚴密關閉，適用于漿料、纖維狀流體場合。主要缺點是操作壓力受到限制，高壓降時不適用。操作壓力受到限制，高壓降時不適用。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥隔膜調節閥：隔膜調節閥用耐腐蝕襯里的閥體和膜片代替閥隔膜調節閥：隔膜調節閥用耐腐蝕襯里的閥體和膜片代替閥芯和閥座，由隔膜起調節作用芯和閥座，由隔膜起調節作用優點：優點：1、用橡膠等材料做隔膜，抗腐蝕性能好。、用橡膠等材料做隔膜，抗腐蝕性能好。2、結構簡單，流路阻力小，同時能嚴密關閉。、結

59、構簡單，流路阻力小，同時能嚴密關閉。3、流通能較同口徑的其他閥大。、流通能較同口徑的其他閥大。4、流體被隔膜與閥門可動部件隔開，無需填料也不會外、流體被隔膜與閥門可動部件隔開，無需填料也不會外泄泄缺點：缺點：1、由于隔膜和襯里材質限制，耐壓、耐溫較低，一、由于隔膜和襯里材質限制，耐壓、耐溫較低，一般只能用于般只能用于1.6MPa、150以下。以下。2、控制特性差，可調范圍小，流量特性近似快開特性，、控制特性差，可調范圍小，流量特性近似快開特性，60%行程前近似線性，行程前近似線性，60%后流量變化很小。后流量變化很小。隔膜調節閥適用于強酸、強堿等強腐蝕介質的調節，也能隔膜調節閥適用于強酸、強堿

60、等強腐蝕介質的調節，也能用于高粘度及懸浮顆粒流體的調節。用于高粘度及懸浮顆粒流體的調節。技術部技術部 wylton (China) Chemical Co. Ltd. 三、調節閥三、調節閥調節閥的流量特性：快開、線性、等百分比、拋物線調節閥的流量特性：快開、線性、等百分比、拋物線調節閥的流開、流閉調節閥的流開、流閉調節閥的氣開、氣關調節閥的氣開、氣關隨信號增大，閥門開度增大的叫氣開隨信號增大，閥門開度增大的叫氣開選擇調節閥的氣開選擇調節閥的氣開/關型式，應從裝置和設備的安全性來考慮關型式，應從裝置和設備的安全性來考慮執行機構閥體部件調節閥正正氣關正反氣開反正氣開反反氣關技術部技術部 wylto