儀表安裝與維修

1、儀表安裝與維修 一、儀表的作用；儀表是將被測量（未知值或信息）轉(zhuǎn)換成可直接觀測的值或信息，并且還可以通過這些信息來控制或傳遞給其他設(shè)備的工具。二、儀表按他的工作領(lǐng)域不同可分為兩類。（一）、電工儀表；如、電壓電流表、功率表、功率因數(shù)表、電能表、頻率表等。（二）、熱工儀表；如、溫度測量儀表、壓力側(cè)連儀表、流量測量儀表、中量測量儀表、各種物質(zhì)含量測量儀表、各種分析儀表、各種控制儀表等。三、下面先簡單介紹一下熱工儀表：熱工儀表按測量方式不同可分為兩類：（1）非電量測量、（即不用電信號進(jìn)行測量的方式，如壓力表、溫度計等）。 （2）非電量的電測量、（即把物理狀態(tài)通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行測量的 方式。如壓

2、力數(shù)顯儀、溫度數(shù)顯儀等。）四、電測量儀表按作用不同可分為兩部分（一體化儀表除外）。一部分位檢測儀表（即一次表、傳感器）第二部分是顯示儀表（即二次表、測量顯示儀表）。 （一）、下面我們先介紹一下檢測儀表、傳感器：傳感器是、在感受被測環(huán)境變化的同時將此變化量轉(zhuǎn)換成（函數(shù)、線性或非線性的）電量輸出給顯示儀表。1、傳感器的種類很多、分類方式也很多，下面我們按傳感器工作原理和信號傳遞方式分為兩類：（1） 壓電式有源傳感器：即能根據(jù)被測量的變化而產(chǎn)生變化的電流或電壓，如熱電偶和軸震動等。（2） 物理量無源傳感器：即能根據(jù)被測量的變化而自身的物理量（電阻、電容磁場）發(fā)生變化，壓力、差壓變送器和遠(yuǎn)傳壓力計等。

3、2、下面我們認(rèn)識一下熱電偶和軸震動。（1） 熱電偶是有兩種不同的、特殊材質(zhì)的金屬導(dǎo)體結(jié)合成回路組成，這兩根導(dǎo)體結(jié)合以后，結(jié)合點（稱之為熱端）與接線端之間（稱之為冷端）有溫差時、兩導(dǎo)體上就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，電勢的大小隨感溫點溫度的變化成正比而變化，所以稱他為熱電勢。自由端、冷端工作端、熱端 (2)熱電偶的組成：偶絲、絕緣套管、保護(hù)管、接線板、接線盒。（3） 熱電偶按使用環(huán)境和方式不同、有分為鎧裝熱電偶和裝配熱電偶。他們的主要區(qū)別是：鎧裝偶是將偶絲裝在帶有絕緣的金屬倒管里，他是不能拆裝的、但是他的氣密性好反應(yīng)快、抗震性好能彎曲。裝配熱電偶是將偶絲套上絕緣套管后放進(jìn)保護(hù)管中，他的好處是：拆裝方便、可以

4、換偶心便于維修，還有他的測量范圍比鎧裝偶大（4） 偶的選型：(1、)根據(jù)偶所工作和被測的環(huán)境、溫度來選擇熱電偶。(2、)根據(jù)被測環(huán)境來選擇偶絲的材質(zhì)和保護(hù)管的材質(zhì)，下面兩列表我們可以參考： 表1、熱電偶測量范圍熱電偶類型代號分度號長時間范圍短時間范圍鉑銠30-鉑銠6WRRB016001800鉑銠10-鉑WRPS014001600鎳鉻-鎳硅WRNK012001300鎳鉻-銅鎳WREE0800900表2、熱電偶保護(hù)管的承受范圍保護(hù)管材質(zhì)長期使用溫度短期使用溫度此參數(shù)必須在垂直按裝且沒有強(qiáng)烈氧化的情況下鋼玉16001800高鋁13001600Cr25Ti(不銹鋼)100011001Cr18Ni9Ti

5、不銹鋼-200+800900碳鋼20-100+500600（3、）根據(jù)外部環(huán)境來選擇結(jié)構(gòu)和按裝方式，比如、是不是需要防水、防濺、隔爆（根據(jù)環(huán)境來選擇隔爆等級），還有偶的固定方式、是閥蘭連接還是螺紋連接或無連接方式。偶直徑的選擇要根據(jù)環(huán)境的震動性和對于偶的氧化程度 、還有偶的熱惰性來選擇。偶的精度等級要根據(jù)工況來選擇。注意、在震動大的地方要用凱裝熱電偶，宜延長使用壽命。如熱電聯(lián)產(chǎn)的汽機(jī)的循環(huán)水管道，現(xiàn)在全壞過了，以后我們要注意。 熱電偶的熱惰性保護(hù)管直徑保護(hù)管材質(zhì)時間常數(shù)（秒）16非金屬保護(hù)管90180金屬9018020非金屬保護(hù)管小于180金屬小于18025非金屬保護(hù)管小于300(4、)偶長度

6、的選擇：如果是在管道上垂直安裝偶的插入深度（我們稱他為小L）為保護(hù)管或連接頭的尺寸+管道的半徑，如果要傾斜45度安裝，其插入深度應(yīng)為直形連接頭的尺寸+0.7被的管道外徑，也就是熱電偶要將其感溫點插入到被測管的中心,側(cè)溫元件感溫點：1）熱電偶的感溫點是器熱接點，2）熱電阻是其電阻棒的中心，電阻棒的長度（鉑電阻為30-80mm，銅電阻為64mm，雙金屬溫度計是距前端50mm）。如果條件不允許的話，偶的插入深度應(yīng)大于偶直徑的810倍。雙金屬溫度計其保護(hù)管長度不大于300mm時，插入深度不小于70mm，如果大于300mm時，其插入深度不小于100mm 。偶的總長度（我們稱他為大L ）要保證其接線盒的溫

7、度不超過100。(5)、偶的安裝：（1、）選擇按裝地點，選擇按裝地點是要避開高溫區(qū)和危險區(qū)，要選擇便于按裝和檢修的地方。在管道上安裝時除了偶的感溫點要插到管中心以外，還要注意液體的管道，在測量水平的液體管道的溫度時要盡量向下取點，避免有氣體的存在。在測量高溫高壓的氣體和液體時（如蒸汽管道和高爐爐體檢點），還要加與管道同材質(zhì)的保護(hù)管、壁厚2mm以上、（參考工況壓力）。如果被測量管道直徑小，安裝是要逆向介質(zhì)流向傾斜裝。如果是在其他物體中測量、如爐膛或煙道，那麼他的插入深度應(yīng)不小于其保護(hù)管直徑的810倍。（2、）安裝熱電偶時密封一定要做好，螺紋連接的一定要加淬火的銅墊，閥蘭按裝的要擾緊石棉繩，高溫時

8、還要加耐火土，纏繞長度是其保護(hù)管長度的1/3。(3、)熱電偶的連接，熱電偶與顯示表連接是要用補(bǔ)償導(dǎo)線，補(bǔ)償導(dǎo)線是將熱電偶的冷端引道恒溫或溫度波動范圍小的地方，實計上是將冷端延長，補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電性能在0100時、與其使用的熱電偶的材質(zhì)的特性是相同的。注意：補(bǔ)償導(dǎo)線和接線盒的溫度在常溫狀態(tài)下、不能過高，測量值才是最準(zhǔn)確的，在2005年4月10日至4月18 日，熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上集汽集箱的溫度一直偏高28 攝氏度左右，直到19 日下午、下了一場雨，隨著氣溫的變化，熱電偶接線盒由原來的54攝氏度慢慢降到了26攝氏度，這是傳輸?shù)街骺厥业男盘栆矞p小到了正常值。由于在測溫比較低的冬季測量的數(shù)據(jù)一直很穩(wěn)定，所以我

9、們判斷熱電偶的接線盒的溫度不能過高，要在常溫的環(huán)境中是最準(zhǔn)確的。前面我們講的熱電勢是靠熱電偶冷端和熱端的溫差產(chǎn)生的，那現(xiàn)在電偶的冷端和熱端相距很遠(yuǎn)、冷端的溫度未知，在正常測量時，冷端的溫度在零攝氏度時，冷端和熱端的測量值才是實際值，所以我們要消除由于冷端溫度影響而產(chǎn)生誤差。這誤差消除的方法很多，我們通常采用冷端補(bǔ)償法（即內(nèi)部補(bǔ)償），原理是用感溫元件測量出冷端的實際溫度，然后與冷熱端的測量值相加，這時的結(jié)果才是實際測量值。也就是人為地在顯示值上加以修改，在顯示表和PLC內(nèi)部有測溫元件還有設(shè)置冷端補(bǔ)償?shù)膮?shù)。（6）、軸震動的工作原理：軸震動傳感器又稱磁電式傳感器，他是有特殊的線圈和永磁鐵心組成，傳

10、感器固定在被測物體上，磁鐵手震動后、磁力線切割線圈、產(chǎn)生微電勢，此信號傳送到顯示表、就得到了震動數(shù)值。軸震動是一體封裝的，其按裝地點隨設(shè)備定，安裝時一定固定緊，以免測量時有誤差。3、下面我們了解一下無源式傳感器，熱電阻和壓力和差壓傳感器。（1）、熱電阻： 是靠感溫元件隨溫度的變化而阻值發(fā)生變化的特性來測量溫度的。熱電阻的種類很多，我們通常所用的有：WZP系列、和WZC系列，W、表示溫度儀表，Z表示熱電阻，P、表示鉑電阻，C、表示銅電阻。下表可以體現(xiàn)出不同的熱電阻在不同溫度下工作范圍。類別型號分度號測量范圍0電阻值（）鉑熱電阻WZPPt10200+（玻璃、陶瓷骨架）200+420（云母骨架）10

11、Pt100100銅熱電阻WZCCu5050+10050Cu100100( 2)、 熱電阻的感溫元件和熱電偶不同，鉑熱電阻是由直徑為0.030.05毫米的鉑絲擾在不同材質(zhì)的骨架上組成。銅電阻是由直徑為0.11毫米的絕緣鋼絲雙繞在塑料鼓架上組成，然后用導(dǎo)線將其引到接線盒。由于熱電阻的感溫元件太細(xì)，所以不能按裝載有振動的場合。如這次熱電聯(lián)產(chǎn)工程中循環(huán)水管道的熱電阻，現(xiàn)在已經(jīng)壞了幾個了。熱電阻在安裝時感溫元件要放在管道中心。 ( 3)、熱電阻的安裝與電偶基本相同。只是接線方式不同，熱電阻本體有兩線制和三線制：其實熱電阻感溫元件只有兩個接線端，三線制的熱電阻只是在任意一個接線端上并了一根導(dǎo)線引到了接線盒

12、上。熱電阻外部連接有三線制和四線制：三線制為的是減去線路電阻，四線制的，其作用也是為了消除線路電阻、只是方式不同、更為精確了。熱電阻的導(dǎo)線要采用直徑為1.5mm2以上的銅導(dǎo)線，避免電阻過大給測量造成影響。四線制熱電阻三線制熱電阻 (4)、此圖為熱電阻接線原理：在A和b之間加、250uA恒電流，此時（看三線制）在B和b之間由于線路電阻的存在會產(chǎn)生電壓，用總電壓bA減去二倍此電壓（即將A的線電阻也減去），就得到了準(zhǔn)確的數(shù)值。而四線制的熱電阻就更加精確了，他的A和b之間是250uA恒流源，a和B是電阻的電壓信號，此信號沒有電流，相當(dāng)于直接測量電阻兩端電壓，這樣就得到了準(zhǔn)確的數(shù)值了。 壓力和差壓變送器

13、4、壓力、差壓變送器：（1、）壓力變送器是測量介質(zhì)壓力的，我們可以大致把它分為兩部分，傳感器部分和信號轉(zhuǎn)換部分，由于變送器的應(yīng)用領(lǐng)域不同所以他們的種類很多。特別是傳感器的結(jié)構(gòu)不同，有電阻式的、有電容式的、還有頻率式的。但是他們的工作原理都相近，傳感器的隔離膜片是直接接觸被測介質(zhì)的他會因為介質(zhì)的壓力變化自己產(chǎn)生形變，這形變通過隔離液傳送給測量膜片，測量膜片會產(chǎn)生相應(yīng)的變形，（如果是電阻式的，這個形變輝改變電阻值，其他形式的同理）然后信號轉(zhuǎn)換部分會根據(jù)此形變所產(chǎn)生的信號變送出相應(yīng)的電信號。 （2、）差壓變送器：他是測量兩組介質(zhì)壓力差的，一般配用于差壓式流量計或液位計，也有測量微小壓力用的，但價格比

14、較高。差壓變送器比壓力變送器多一個測量壓室，多一組測量膜片，他的測量值是通過兩壓是的壓力差的到的，所以稱他為差壓變送器。 差壓式測量流量的節(jié)流裝置孔板：主視圖環(huán)室孔板側(cè)視圖普通孔板側(cè)視圖 孔板的應(yīng)用范圍很廣，有環(huán)室孔板和普通孔板，區(qū)別是普通孔板德取壓管是分別穿透兩個閥蘭，直接進(jìn)入管道，而環(huán)室孔板是在兩個閥蘭的內(nèi)園上作了一個環(huán)形槽，取壓管直接進(jìn)到環(huán)形槽進(jìn)行測量，這樣的好處是避免由于介質(zhì)臟、造成取壓管的堵塞。在閥蘭一般不是腐蝕性或顆粒狀可流動氣體或液體它都能測量。上面為孔板的分析圖，孔板上面的件2是阻礙介質(zhì)流動的，所以在件2 兩短會產(chǎn)生差壓，此差壓值是我們要測量的數(shù)值。注意按裝時孔板的方向，必須按

15、上圖介質(zhì)的流向、來安排孔板的方向，另外，不同的介質(zhì)、孔板的取壓管的方向也不同，下圖為取壓管方向示意圖。差壓是流量測量節(jié)流量裝置：德爾塔巴。德爾塔巴是靠件2 的阻礙使其前后取壓孔產(chǎn)生差壓進(jìn)行測量。注意正取壓管是與上游取壓孔相連接的。它的特點是安裝簡便，可以在線插拔（即生產(chǎn)時可以插拔），它的應(yīng)用范圍很廣，只要不是太粘或太臟的氣體或液體它都能測量。壓力和差壓變送器剖面分析圖 （3、）壓力變送器的選擇，：1、壓力變送器按工作環(huán)境不同可分為三類：一、本安型，二、隔爆型，三、普通性。本安型和隔爆型都具有防暴功能，只是由于防暴等級不同他們的工作領(lǐng)域也不同。下面我們先了解一下第一類本安型：本安型變送器是采用本

16、質(zhì)安全電路，一般用于測量易燃易爆介質(zhì)，他對外部電源要求很嚴(yán)格，電源電流不允許超過165mA，電壓不允許超過直流30V，功率不允許超過0.9W，并聯(lián)電容不允許超過0.02uF，并連電感不允許超過0.73mH,在這種情況下只有使用安全柵才能滿足要求。二、隔爆型也采用本質(zhì)安全電路，但是他本體的嚴(yán)密性很好，一般工作在易燃易爆的場所中，他只要求外部電源電壓不超過30V。在安裝時一定要根據(jù)防暴等級的要求和給出的圖示進(jìn)行操作，以免出現(xiàn)事故。2、膜盒的選擇要根據(jù)被測介質(zhì)的化學(xué)成分和環(huán)境溫度還有測量范圍來選擇。3、要根據(jù)需要選擇輸出信號，管道接口，電氣接口，顯示表頭，安裝方式等。 （4、）變送器的安裝：1、對于

17、一般氣體的安裝，變送器的導(dǎo)壓管要向上引，避免由于管道有灰塵或潮濕，流到變送器給測量造成誤差。如果條件不允許，取壓時必須加除塵或冷凝罐。比如，過路的爐膛壓力就與水分和壓力，還有煤氣管道也有這種現(xiàn)象。2、對于一般液體的安裝，變送器的到壓管要向下引，避免有氣體的存在，給測量造成誤差。如果是在室外按裝時，導(dǎo)壓管要盡量短、伴熱保溫要做好。3、對于蒸汽管道的測量，變送器的導(dǎo)壓管一定要爬坡、因為蒸汽向上走，可以將導(dǎo)壓管里多余的冷凝水回流。一定要有冷凝的作用，因為一般變送器的膜盒最大承受溫度為60，EJA系列的為80。還有、盡可能縮短倒壓管的同時還要注意測量時產(chǎn)生的誤差，因為倒壓管理有冷凝水，所以在壓力則量時

18、要消除這段壓力 。測量蒸汽流量時冷凝罐一定要高于取壓點，并且兩罐要同樣高。因為冷凝罐低于取壓點時，就不會有熱氣、冬天會凍，還會影響測量。 （3壓力變送器的安裝時要注意取壓點的選擇對于測量汽包液位的變送汽的安裝方法在不銹鋼是最困難的，這里有兩點是要注意，一點是變送器必須低于平衡容器的下法蘭、一點是距平衡容器必須大于一米，且導(dǎo)壓管必須水平。調(diào)試變送器的量程時必須按平衡容器圖紙上的尺寸調(diào)，否則將無法正常使用。水位計的連接管路不允許有一點泄漏，如果泄漏會造成測量不準(zhǔn)確。在測量液體壓力時一定要選好安裝位置，不能太高，管路不能太長，要避免管道高度所造成的誤差。此圖為汽包平衡容器，量程在制作時已經(jīng)固定，其零

19、點為汽包的中心線下反50mm,確定零點后，零點以上為正量程、以下為負(fù)量程，相加為總量程L。 在調(diào)試平衡容器時 ，首先要將平衡容器與汽包連接的三個閥關(guān)緊，將正負(fù)壓室的水注滿，如果無法注水、就等待蒸汽冷凝水。將水灌滿平衡容器、這時應(yīng)該是零點，然后將三閥打開、這時與玻璃管比較應(yīng)該是汽包實際水位。如果不是，可以在計算機(jī)上調(diào)整零點。 此圖為除氧水箱平衡容器，量程為上下閥蘭的距離。這種平衡容器比前 一種簡單，可以外部測量量程。調(diào)試方法同上。 變送器的接線方式有兩線值和四線制的區(qū)別，兩線制的正端位電源負(fù)端為信號，四線制的變送器分別由兩棵電源線盒兩根信號線組成。我們一般采用兩線制。手持編程器是針對于智能變送器

20、所研制的微型編程器，它可以監(jiān)視、改變變送器內(nèi)部的一些參數(shù)。具體功能我們可以看一下說明書。手持編程器的接線圖詳細(xì)分析帶保溫箱的儀表按裝方法 各種電磁流量計展示 電磁流量計原理圖 按裝形式及原理框圖。二就地壓力指示當(dāng)壓力在2.6Kpa時,可采用膜片式壓力表、波紋管壓力表。如接近大氣壓的低壓檢測時，可用膜片式壓力表或波紋管式壓力表。（1）量程的選擇 根據(jù)被測壓力的大小確定儀表量程。對于彈性式壓力表，在測穩(wěn)定壓力時，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4；測波動壓力時，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3。最低測量壓力值應(yīng)不低于全量程的1/3。（2）精度選擇 根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測量誤差，以經(jīng)濟(jì)、實惠的原則確定儀

21、表的精度級。一般工業(yè)用壓力表1.5級或2.5級已足夠,科研或精密測量用0.5級或0.35級的精密壓力計或標(biāo)準(zhǔn)壓力表。型號結(jié)構(gòu)公 稱直 徑測量范圍，MPa精 度等 級用途Y40Y40Z徑向軸向無邊4000.1,0.16,0.25,0.4,0.6 12.5測量對銅合金不起腐蝕的液體氣體、蒸汽壓力Y60Y60T（Y60TQ）Y60ZY60ZQ徑向徑向帶后邊軸向無邊軸向帶前邊6000.1,0.16,0.25,0.4,0.601, 1.6, 2.5, 4, 6-0.10,-0.100.06,-0.10.15-0.10.3,-0.10.5,-0.10.9-0.11.5,-0.12.4測量對銅和鋼全金不超腐

22、蝕的液體、氣體或蒸汽的壓力或真空度Y100徑向10000.1,0.16,0.25,0.4,0.601, 1.6, 2.5, 4, 6-0.10,-0.100.06,-0.10.15-0.10.3,-0.10.5,-0.10.9-0.11.5,-0.12.415Y100T徑向帶后邊Y100ZQ軸向帶前邊Y100TQ徑向帶前邊Y150徑向150Y150T徑向帶后邊Y150ZQ軸向帶前邊Y150TQ徑向帶前邊Y260徑向260（3）使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮 環(huán)境條件惡劣，如高溫、腐蝕、潮濕、振動等，被測介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等，以此來確定壓力表的種類和型號。（4）壓力表外形尺寸的選擇 現(xiàn)場就地指示的壓力表一般表面直徑為100mm，在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件關(guān)差的場合用表面直徑為200250mm的，盤裝壓力表直徑為150mm，或用矩形壓力表。常用彈性式壓力表規(guī)格見表2-1-13。表2-1-13常用彈性式壓力表規(guī)格1普通波紋管壓力表2精密波紋管壓力表（可作標(biāo)準(zhǔn)壓力表）型號結(jié)構(gòu)公稱直 徑測量范圍，MPa精度等級用途備注YB-160AYB-160B徑向160-0.10,00.1,0,160.4,0.6,1,1