儀表培訓(xùn)教材

1、儀表培訓(xùn)教材目 錄第一章 緒論···············································

2、83;···········3第一節(jié) 化工測量儀表····································

3、3;··········3第二節(jié) 化工儀表的主要品質(zhì)·····································&#

4、183;···3 第二章 壓力測量儀表············································&#

5、183;······4第一節(jié) 壓力測量的基本概念·········································

6、4第二節(jié) 壓力測量儀表的分類·········································6第三節(jié) 壓力表的安裝、使用和維護····

7、;·······························7第三章 流量測量儀表·················

8、··································8第一節(jié) 流量測量的基本概念·············

9、3;···························8第二節(jié) 流量儀表的分類····················

10、3;························9第三節(jié) 差壓式流量計························

11、;·······················9第四節(jié) 差壓變送器·························&

12、#183;·······················12第五節(jié) 漩渦流量計························&#

13、183;························16第六節(jié) 質(zhì)量流量計·······················

14、83;·························18第七節(jié) 阿牛巴流量計······················

15、83;························20第八節(jié) 電磁流量計·······················

16、3;·························21第九節(jié)面積流量計·······················

17、··························24第四章 物位測量儀表······················

18、·····························26第一節(jié) 物位測量儀表的基本概念··················&

19、#183;··················26第二節(jié) 玻璃液位計·····························&#

20、183;···················27第三節(jié) 浮力式液位計····························&#

21、183;··················28第四節(jié) 差壓式液位計·····························&#

22、183;·················29第五節(jié) 用法蘭式差壓式液位變送器測量液位···························30第六節(jié) 放射性液

23、位計···············································30第五章 溫度測量儀表

24、3;·················································

25、3;32第一節(jié) 溫度測量的基本概念·········································32第二節(jié) 溫標(biāo)·····

26、;··················································

27、;32第三節(jié) 測溫儀表的分類·············································33第四節(jié) 熱電阻溫度計

28、3;··············································34第五節(jié) 熱電偶溫度計·

29、3;·············································36第六節(jié) 雙金屬溫度計··

30、3;············································37第七節(jié) 溫度變送器····

31、;·············································38第八節(jié) 測溫元件的安裝··

32、3;··········································39第六章 氣動調(diào)節(jié)閥······

33、;···············································40第一節(jié) 氣動執(zhí)行機構(gòu)·

34、;··············································41第二節(jié) 氣動調(diào)節(jié)閥··

35、···············································44第三節(jié) 氣動執(zhí)行器的特點

36、3;··········································48第四節(jié) 閥門定位器和薄膜調(diào)節(jié)閥的其他輔助裝置···

37、3;···················51第七章 控制系統(tǒng)簡介····························

38、3;······················53第一節(jié) 概述··························&#

39、183;····························53第二節(jié) 工藝控制系統(tǒng)···················&#

40、183;···························53第三節(jié) 停車和聯(lián)鎖····················

41、83;····························54第四節(jié) 控制方案簡介···················

42、83;···························54第八章分析儀表簡介····················

43、3;······························64第一節(jié) 概述··················&#

44、183;····································64第二節(jié) PH 分析儀···········&#

45、183;······································65第三節(jié) 電導(dǎo)率分析儀·········&#

46、183;·····································68第四節(jié) CO/CO2 分析儀·········

47、3;·····································69第五節(jié) 可燃及有毒氣體報警器··········

48、·····························69 第一章緒論第一節(jié)化工測量儀表應(yīng)用DCS進(jìn)行過程控制時，需要測量和控制各有關(guān)的工藝參數(shù)，需要選用各類檢測儀表將工藝生產(chǎn)參數(shù)轉(zhuǎn)換成DCS系統(tǒng)能識別的并能代表被測量的信號，最后通過執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的變化。檢測儀表包括各種參數(shù)的測量和變送儀表，儀表所

49、測參數(shù)的不同，可分成壓力測量儀表，流量測量儀表， 物位測量儀表，溫度測量儀表，成分分析儀表等等。被測量的參數(shù)直接或間接轉(zhuǎn)換成DCS系統(tǒng)可接受的電模擬信號或脈沖信號。儀表測量信號： 電動儀表為4-20mADC；氣動儀表為0.02-0.1Mpa第二節(jié) 化工儀表的主要品質(zhì)指標(biāo)任何一種產(chǎn)品都要有它的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，儀表也不能例外，來衡量儀表質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)，通常叫做品質(zhì)指標(biāo)。在化工生產(chǎn)中，操作人員住往都是根據(jù)儀表顯示的數(shù)值進(jìn)行工藝操作的，但儀表指示的數(shù)值是不是真實的數(shù)值呢？實際上，從被測工藝參數(shù)的原始變化，直到最后穩(wěn)定時的讀數(shù)，是經(jīng)過各種不同的儀表元件的轉(zhuǎn)換和傳遞。由于這些元件的性能和制造精度等的影響，在一般

50、情況下，儀表讀數(shù)和真實的數(shù)值，往往是不一樣的，因此，儀表讀數(shù)和真實數(shù)值之間就存在著一個差值，我們把這個差值叫做測量誤差。 可是，其實數(shù)值往往是很難測量出來的，因此，人們就把與真實數(shù)比較更接近，更可靠的標(biāo)準(zhǔn)儀表的讀數(shù)當(dāng)作真實數(shù)值。把用于工業(yè)測量的儀表和標(biāo)準(zhǔn)儀表對同一參數(shù)進(jìn)行比較，其讀數(shù)的差值就叫做儀表的測量誤差，誤差數(shù)值越小，便說明儀表指示值和真實值越近，儀表測量的結(jié)果越準(zhǔn)確，儀表的品質(zhì)指標(biāo)(或質(zhì)量)就越好?；x表在保證可靠的前提下，主要的品質(zhì)指標(biāo)有如下幾種。 一基本誤差和儀表的準(zhǔn)確度 基本誤差是指在規(guī)定的使用條件下，儀表的最大測量誤差與它的測量范圍的百分比。例如，有一臺壓力表，測量范圍為01

51、0.0Mpa，它的最大測量誤差(或絕對誤差)為0.15Mpa，那么它的基本誤差：0.1510X1001.5。從儀表的基本誤差可以看出儀表的精度等級，上例的壓力表，其精度級就是1.5級，或稱1.5級表。 為了便于表示精度等級，習(xí)慣上就是基本誤差去掉()號的數(shù)值。儀表的精度級以規(guī)定的符號形式標(biāo)志在儀表的標(biāo)尺上， 如“0.5” “1.0” 等。目前，我國生產(chǎn)的儀表精度級有0.005；0.02；0.05；0.1；0.2；0.35；0.5；1.0；1.5；2.5；4.0；等?，F(xiàn)場用的電動儀表精度大多為0.5級，而氣動變送器多為1.0級。二儀表的變差在外界條件不變的情況下，同一臺儀表對同一臺儀表進(jìn)行正、反

52、行程(即以最小到最大，再由最大到最小)測量時，其所得到的儀表指示值是不相等的，對同一點所測得的正、反行程的兩讀數(shù)之差就是該點的變差(也可稱回差)。儀表變差不應(yīng)越過儀表最大基本允許誤差的絕對值。變差小，表示儀表的恒定度好，工作可靠。例如；有一臺01.0MpaG，1.6級的壓力表，在校驗0.5MpaG這一刻度點時，壓力作正行程校驗，儀表指針讀數(shù)是0.505MpaG，壓力作反行程校驗，儀表指針讀數(shù)是0.495MpaG，其變差為： 0.505-0.495=0.01MpaG ，現(xiàn)已知此表的精度為1.6級，量程為0-1.0MpaG，則其最大基本允許誤差為1.01.5；0.015MpaG。因此，這儀表的變量

53、小于0.015MpaG，符合變差規(guī)定的要求。三儀表的靈敏度 儀表的靈敏度是指儀表的靈敏程度。例如有兩臺壓力表，都通入同樣微小的壓力信號，其中一個表的指示針不動，另一個表的指針動作，也就是說后一臺表要比前一臺表靈敏。從而可知使儀表指針開始動作的信號越小，儀表的靈敏度就越高。四儀表的穩(wěn)定性 儀表的穩(wěn)定性是指儀表的穩(wěn)定程度。在同樣的條件下，對同一被測量值經(jīng)儀表多次測量，各次測量結(jié)果相差越小，儀表的穩(wěn)定性就越好。第二章 壓力測量儀表在化工生產(chǎn)過程中，壓力不僅影響生產(chǎn)過程的平衡關(guān)系和反應(yīng)速率，而且又影響系統(tǒng)物料平衡的重要參數(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有的需要比大氣壓力高很多的高壓，如高壓聚乙烯要在150MPA

54、G的高壓下進(jìn)行聚合，而有的則需要在比大氣壓力低很多的負(fù)壓下進(jìn)行。如煉油廠的減壓蒸餾就是這樣。PTA化工廠的高壓蒸汽壓力為8.0MPAG，氧氣進(jìn)料壓力約為9.0MPAG，壓力測量如此廣泛，操作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守各種壓力測量儀表的使用規(guī)則，加強日常維護，任何疏忽和大意。都有可能招致巨大的危害和損失，達(dá)不到優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗和安全生產(chǎn)的目的。第一節(jié)壓力測量的基本概念一壓力的定義在工業(yè)生產(chǎn)中，通常所稱的壓力，就是指均勻而垂直地作用在單位面積上的力，它的大小是由受力面積和垂直作用力的大小決定的。用數(shù)學(xué)式表示為：PF/S式中P為壓力F為垂直作用力S為受力面積二壓力的單位在工程技術(shù)中，我國采用的是國際單位制（

55、SI）。計算壓力的單位是帕（Pa），1Pa就是1牛頓（N）的力垂直而均勻地作用在1平方米（M2）面積上所產(chǎn)生的壓力，其表示為N/m2(牛頓/平方米)，壓力單位除采用帕外，還可以采用千帕，和兆帕，它們之間的換算關(guān)系為：1MPA103KPA106PA由于多年的習(xí)慣，工程上仍多采用工程大氣壓。為了便于使用中的互相換算，現(xiàn)將幾種常用的測壓單位之間的換算關(guān)系列表于2-1。表2-1壓力單位工程大氣壓Kg/cm2毫米汞柱mmHg毫米水柱 mmH2O物理大氣壓 atm帕Pa巴bar磅/英寸1b/in2Kgf/cm210.73×1031040.96780.99×1050.99×10

56、514.22MmHg1.36×10-3113.61.32×1021.33×1021.33×10-31.93×10-2MmH2o10-40.74×10-210.96×10-40.98×100.93×10-41.42×10-3Atm1.037601.03×10411.01×1051.0114.69Pa1.02×10-50.75×10-21.02×10-20.98×10-511×10-51.45×10-4Bar1.0190

57、.751.02×1040.981×105114.50Ib/in20.70×10-251.720.70×1030.68×10-20.68×1040.68×10-21三壓力的表示方式壓力的表示方式有三種：絕對壓力，表壓力，負(fù)壓力或真空度。絕對真空下的壓力稱為絕對零壓,以絕對零壓為基準(zhǔn)來表示的壓力叫絕對壓力表壓是以大氣壓為基準(zhǔn)來表示的壓力,所以它和絕對壓力正好相差一個大氣壓(0.01Mp) 即：P表P絕P大 (22)負(fù)壓常稱為真空度。 從式(22)中可以看到，負(fù)壓是當(dāng)絕對壓力低于大氣壓時的表壓。 絕對壓力，表壓力，負(fù)壓力或真空度的

58、關(guān)系如下圖所示： 工業(yè)上所用的壓力指示值多數(shù)為表壓，即壓力表的指示值是絕對壓力和大氣壓力之差，所以絕對壓力為表壓和大氣壓力之和。第二節(jié) 壓力測量儀表的分類在化工生產(chǎn)中要測量的壓力范圍很廣泛，在不同的工藝條件下各有它的特殊性， 這就要求使用各種不同結(jié)構(gòu)形式，不同工作原理的壓力測量儀表，以滿足生產(chǎn)上的各種不同要求。 壓力測量儀表按其轉(zhuǎn)換原理的不同，大致可分為四大類：液柱式壓力計；彈性式壓力計；電氣式壓力計；活塞式壓力計。一液柱式壓力計液柱式壓力計的工作原理是以液體靜力學(xué)原理為基礎(chǔ)的。根據(jù)此原理制成的測壓儀表， 具有結(jié)構(gòu)筒單，使用方便， 測量準(zhǔn)確度比較高， 價格便宜， 并能測量微小壓力， 因此在生產(chǎn)

59、中應(yīng)用較多。 液柱式壓力計按其結(jié)構(gòu)形式不同，可分為U型管壓力計，單管壓力計，和傾斜管壓力計。二彈性式壓力計 彈性式壓力計在化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，這是因為它具有下列優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)簡單。牢固可靠測量范圍廣，使用方便，讀數(shù)容易，價格便宜，并具有足夠的精確度，而且便于制成發(fā)信和遠(yuǎn)距離指示，自動記錄等。 彈性式壓力計是利用各種不同形狀的彈性元件，在被測壓力作用下產(chǎn)生彈性變形的原理所制成的，彈性元件在彈性限度內(nèi)，其輸出位移是和待測壓力之間成線性關(guān)系，所以它的刻度是均勻的，彈性元件不同，壓力測量范圍也不同，如波紋膜片和波紋管元件，一般常用在微壓和低壓的測量場合，單圈彈簧管(簡稱彈簧管)和多圈彈簧管則用于高，中壓

60、或真空度的測量。其中單圈彈簧管的測壓范圍比較廣，因而在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。三壓力變送器目前在化工廠中廣泛使用了中電動和氣動壓力變送器，它們是一種連續(xù)測量被測壓力并將其變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(氣壓和電流)的儀表。它們可以遠(yuǎn)距離傳輸，并在中央控制室進(jìn)行壓力指示、記錄或調(diào)節(jié)。按測量范圍的不同它們可分為低壓、中壓、高壓和絕壓等類型。第三節(jié) 壓力表的安裝、使用和維護壓力測量的準(zhǔn)確性，不僅與壓力表本身精度等有關(guān)，而且它的安裝合理與否，校驗是否正確以及使用維護有很大關(guān)系。一壓力表的安裝壓力表的安裝，應(yīng)注意所選取的取壓方法和地點是否恰當(dāng)，這對它的使用壽命，測量精度和控制質(zhì)量都有直接的影響。對測壓點的要求，除正確選定

61、生產(chǎn)設(shè)備上的具體測取壓力的地點外，在安裝中，應(yīng)使插入生產(chǎn)設(shè)備中的取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁保待平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺，以保證正確地取得靜壓力。安裝地點便于觀察，并力求避免振動和高溫的影響。測量蒸汽壓力時，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽與元件直接接觸， 同時應(yīng)加以保溫伴管。對于腐蝕性介質(zhì)，應(yīng)加裝充有中性介質(zhì)的隔離罐等。總之，針對被測介質(zhì)的不同性質(zhì)(高溫、低溫、腐蝕、臟污、結(jié)晶、沉淀、粘稠等)，采取相應(yīng)的防腐、防凍、防堵等措施。取壓口與壓力表之間還應(yīng)裝有切斷閥門，以備檢修壓力表時，使用切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。需要進(jìn)行現(xiàn)場校驗和經(jīng)常沖洗引壓管的情況下，切斷閥可用三通開關(guān)。引壓導(dǎo)管不宜

62、過長，以減少壓力指示的遲緩現(xiàn)象。二壓力表的使用和維護在化工生產(chǎn)中，壓力表由于受到具有腐蝕、凝固結(jié)晶、粘性、含塵以及高壓、高溫、急劇波動等被測介質(zhì)的影響，常會使儀表發(fā)生各種故障。為了確保儀表正常運行，減少故障的發(fā)生，延長使用壽命，必須做好生產(chǎn)開車前的維護檢查和日常維護工作。1，生產(chǎn)開車前的維護檢查：生產(chǎn)開車前，通常要對工藝設(shè)備、管道等進(jìn)行試壓工作，試驗壓力一般為操作壓力的1.5倍左右。在工藝試壓時要關(guān)閉接儀表的閥門。打開取壓裝置上的閥門，檢查接頭及焊接等處有否滲漏， 如有發(fā)現(xiàn)泄漏處，應(yīng)及時想法排除。試壓完畢后。準(zhǔn)備開車生產(chǎn)之前，應(yīng)在全面核對所安裝的壓力表的規(guī)格、型號是否與工藝要求的被測介質(zhì)壓力相

63、符合；校驗過的儀表是否有合格證，如有差錯，應(yīng)及時糾正。對液體壓力表需灌注工作液，校正好零點。裝有隔離裝置的壓力表，需加好隔離液。2，壓力表在開車時的維護檢查：生產(chǎn)開車時，對脈動介質(zhì)的壓力測量，為了避免受瞬時沖擊超壓而損壞壓力表，應(yīng)緩慢地開啟閥門并注意觀察運行情況。測量蒸汽或熱水的壓力表，應(yīng)先在冷凝器內(nèi)灌入冷水后，再打開壓力表上的閥門。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀表內(nèi)或管線有泄漏時，要及時切斷取壓裝置上的閥門，然后進(jìn)行處理。3，壓力表的日常維護：運行中的儀表，每天要定點定時地進(jìn)行巡回檢查，保持表的清潔，檢查儀表的完整性。發(fā)現(xiàn)問題及時排除。第三章 流量測量儀表第一節(jié)流量測量儀表的基本概念一流量的定義和單位流量就是單

64、位時間內(nèi)(如秒、分或小時)通過管道或設(shè)備某一截面的物料量， 或稱瞬時流量(簡稱流量)。按計量物質(zhì)數(shù)量的不同方法， 流量分為體積流量、 重量流量和質(zhì)量流量。在國際單位制SI中， 它們的單位分別為m3s，NS和kgS。1體積流量若單位時間內(nèi)流過管道的流體數(shù)量， 是按體積來算的， 叫做體積流量， 常用符號Q表示。如設(shè)備或管道某處的橫截面積為F，該處流體的平均速度為v， 則有： Q=FV (3-1)工業(yè)上常用的體積流量單位有：米3小時( m3h)升小時(Lh)標(biāo)準(zhǔn)立方米小時(Nm3h)等。由于氣體重度是隨溫度、壓力等狀態(tài)參數(shù)變化的， 所以氣體的流量， 通常以溫度為20， 壓力為1.0132X102kp

65、a下(即在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)氣體的體積來表示。2質(zhì)量流量是以流體的質(zhì)量M為依據(jù)的。它的特點是被測流量不受流體溫度、 壓力、密度、 粘度等變化的影響。質(zhì)量流量符號用Qm表示。3常用流量單位之間的換算米3小時1000升小時103毫升小時=106,厘米3小時； 噸小時=1000公斤小時。4，流體總流量某一段時間內(nèi)流過管道或設(shè)備某一橫截面的流體總體積或重量稱為總流量。某計量單位常用噸（T），立方米（3）來表示。即總量為瞬時平均流量對時間的積累（或叫積分）是一個累積流量，以數(shù)學(xué)表達(dá)式為：G總Gt 或 G總Qt (3-3) 式中 G總 -流體總重量流量，總體積流量G -在累積時間t內(nèi)的平均重量流量 Q -在累積

66、時間t內(nèi)的平均體積流量 T-累積時間。操作人員對流量的意義和單位換算，要有所了解，以便觀察流量表的刻度或填寫崗位操作記錄時不要弄錯。二流量測量的目的：化工生產(chǎn)中所處理的物料大部分是流體，它們通過動力設(shè)備，如鼓風(fēng)機、泵等，在管道中輸送。工業(yè)上用于測量流體流量的儀表叫做流量計或流量儀表、 流量測量的重要目的有如下兩個方面； 1流量不但是控制化工生產(chǎn)及監(jiān)督設(shè)備工況的重要參數(shù)，也是物料流動工況特征參數(shù)之一，同時對確保安全生產(chǎn)，亦有很大意義。2流量又是車間、工廠實行企業(yè)經(jīng)濟核算的基礎(chǔ)依據(jù)，生產(chǎn)廠要準(zhǔn)確地測出水、蒸汽、燃料氣、原料或動力消耗的情況，以加強企業(yè)管理。因此，操作人員對流量的測量， 必須給予足夠

67、的重視。由于流量測量的目的不同，對流量測量的要求也不同。前一種則要求儀表穩(wěn)定、靈敏，后一種則要求儀表準(zhǔn)確、可靠。第二節(jié)流量測量儀表的分類流量測量的方法很多，儀表的種類也很多，結(jié)合流量的定義，常用的流量測量方法可歸納為容積法，流速法和質(zhì)量流量法等。1容積法如果流體是以固定體積從流量計中逐次排放流出，則對排放的次數(shù)計數(shù)，就可以求得通過儀器的流體總量。若測量排放的頻率，即可顯示流量。這種方法叫做容積法。如刮板流量計。橢圓齒輪流量計和標(biāo)準(zhǔn)體積管等，都是按此原理工作的。這類儀表所顯示的是體積流量的總量。容積法的特點是流動狀態(tài)對測量的影響較小，精確度較高，這類流量計一般不宜用于測量高溫高壓流體和臟污介質(zhì)的

68、流量，測量流量的上限也不大。2流速法根據(jù)一元流動的連續(xù)方程，當(dāng)流通截面恒定時，截面上的平均流速與體積流量成正比，于是各種與流速有關(guān)的物理現(xiàn)象便可以用來建立流量計。例如：超聲波流量計、渦輪流量計、動壓測量管、漩渦流量計和節(jié)流式流量計等均屬于此類。目前流量儀表中以這類儀表最多，它們有較寬的使用條件，有用于高溫高壓流體的，也有精度較高的，有的能量損失很小，有的可適應(yīng)臟污介質(zhì)等等。3直接測質(zhì)量流量法使流體流動得到某種加速度的力學(xué)效應(yīng)與質(zhì)量的關(guān)系，是這種方法的物理基礎(chǔ)，按這種原理制成的流量計有質(zhì)量流量計和回轉(zhuǎn)管式流量計等（如科里奧利質(zhì)量流量計）。這類儀表都比較復(fù)雜，價格昂貴。第三節(jié) 差壓式流量計差壓式流

69、量計在化工生產(chǎn)中得到最廣泛的應(yīng)用，也是操作人員最為熟悉的一種流量計，它的節(jié)流1裝置安裝在生產(chǎn)工藝管道2上，并由引壓管3和差壓計4三個部分組成流量測量系統(tǒng)(如圖31所示)。下面對差壓式流量計，差壓變送器及差壓式流量計的安裝分別予以介紹。圖3-1差壓式流量計的組成差壓式(也稱節(jié)流式)流量計是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。差壓式流量計一般是由能將流體的流量變換成差壓信號的節(jié)流量(孔扳、噴嘴)和用來測量壓差值的差壓計或差壓變送器及顯示儀表組成。這種流量計，目前在化工、煉油及其它工業(yè)中應(yīng)用很廣，應(yīng)用的歷史也較長久，因此已經(jīng)積累了豐富的實踐經(jīng)驗和完整的實驗資料。

70、對于常用的孔板、 噴嘴等節(jié)流裝置，國內(nèi)外已把它們標(biāo)準(zhǔn)化了，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。因此,這種流量計所用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置可以根據(jù)計算結(jié)果直接投入制造和使用，不必用實驗方法進(jìn)行單獨標(biāo)定。但對于非標(biāo)準(zhǔn)化的特殊節(jié)流裝置, 在使用時，均應(yīng)進(jìn)行個別標(biāo)定。一節(jié)流裝置的流量測量原理節(jié)流現(xiàn)象及其原理：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管璧處，流體的靜壓產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖32所示圖32 流體流經(jīng)節(jié)流裝置時的節(jié)流現(xiàn)象現(xiàn)在，我們對流體流經(jīng)節(jié)流裝置前后的變化情況作進(jìn)一步分析。連續(xù)流動著的流體，在遇到安插在管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，由于節(jié)流裝置的截面積比管道的截面積小，形成流體流通面積的突然縮小，在壓

71、力作用下，流體的流速增大，擠過節(jié)流孔，形成流速的擴大而降低。與此同時，在節(jié)流裝置前后的管壁處的流體靜壓力就產(chǎn)生了差異,形成靜壓力差p(p=P1- P2)，如圖3-3所示。并且p1>p2，圖33 孔扳附近流束及壓力分布情況此即為節(jié)流現(xiàn)象,從圖中可以看出，節(jié)流裝置的作用在于造成流束的局部收縮從而產(chǎn)生的壓差.并且,流過的流量愈大在節(jié)流裝置前后所產(chǎn)生的壓差也愈大， 因此可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。由于節(jié)流裝置造成流束的收縮， 同時流體又是保持連續(xù)流動的狀態(tài),因此在流束截面積最小處的流速達(dá)到最大， 在流速截面積最小處，流體的靜壓力最低。同理，在孔板出口端面處，由于流速已比原來增大，因此靜

72、壓力仍舊比原來的為低(即圖中P2<P1)。故節(jié)流裝置入口側(cè)的靜壓p1比其出口測的靜壓P2大,前者稱為正壓，常以“十”標(biāo)記，后者稱負(fù)壓以“-”標(biāo)記.并且流量Q愈大流束的局部收縮和位能，動能的轉(zhuǎn)化愈顯著， 因此節(jié)流裝置兩端的壓差p也愈大, 此即節(jié)流原理.二，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有孔板,噴嘴和文丘里管等,其中又以孔板應(yīng)用最廣。我們把應(yīng)用最廣泛的節(jié)流裝置-孔板作一簡單的介紹。1，孔板的結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)孔扳是一塊圓形的中間開孔的金屬扳，開孔邊緣非常尖銳，而且與管道軸線是同心的，用于不同管道內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)孔板，其結(jié)構(gòu)形式基本是幾何相似的，如圖3-4所示，標(biāo)準(zhǔn)孔扳是旋轉(zhuǎn)對稱的，上游側(cè)孔板端面的任意兩點間連線

73、應(yīng)垂直于軸線?？装宓拈_孔，在流束進(jìn)入的一面做成圓柱形，而在流束排出的一面則沿著圓錐形擴散，錐面的斜角為F。當(dāng)孔板的厚度E>0.02D(D為管道內(nèi)徑)時，F(xiàn)應(yīng)在3D一45之間(通常做成45的為多)，孔扳的厚度E一般要求在310mm范圍之內(nèi)?？装宓臋C械加工精度要求比較高。圖34 標(biāo)準(zhǔn)孔扳2孔板使用條件的規(guī)定(1)被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道截面連續(xù)地流動。(2)管道內(nèi)的流束(流動狀態(tài))應(yīng)該是穩(wěn)定的。(3)被測介質(zhì)在通過孔板時應(yīng)不發(fā)生相變(例如：液體不發(fā)生蒸發(fā)，溶解在液體中的氣體應(yīng)不會釋放出來)，同時是單相存在的。對于成份復(fù)雜的介質(zhì)，只有其性質(zhì)與單一成分的介質(zhì)類似時 才能使用。(4)，測量氣體(蒸汽

74、)流量時所析出的冷凝液或灰塵，或測量液體流量時所析出的氣體或沉淀物，既不得聚積在管道中的孔板附近，也不得聚積在連接管內(nèi)。(5)在測量能引起孔板堵塞的介質(zhì)流量時，心須進(jìn)行定期清洗。(6)在離開孔板前后兩端面2D的管道內(nèi)表面上，沒有任何凸出物和肉眼可見的粗糙與不平的現(xiàn)象。對于標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管， 這些條件均適用?？装逡驗橹圃旃に嚭唵危惭b方便，成本低。因此被廣泛的應(yīng)用，但在使用時特別要注意，尤其是用于測量腐蝕性介質(zhì)及含有灰塵的介質(zhì)有流量時， 要經(jīng)常觀察測量結(jié)果是否準(zhǔn)確，防止由于腐蝕和堵塞取壓口而造成的測量誤差過大， 或根本不能測量的現(xiàn)象發(fā)生， 每年大檢修應(yīng)進(jìn)行孔扳的清洗工作，發(fā)

75、現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重時應(yīng)立即更換新的孔板。第四節(jié)差壓變送器一概述變送器是用于生產(chǎn)過程參數(shù)的檢測，供各種工業(yè)過程參數(shù)的測量、變換及信號傳送用。其中以差壓變送器的使用最為廣泛，用來測量流量、液位、壓力， 密度等參數(shù)。PTA化工廠根據(jù)合同要求采用電容式變送器。它基于微位移檢測和轉(zhuǎn)換技術(shù)，系微位移平衡式變送器。電容式變送器采用電容式變換元件，把壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換成電容量的變化，主要完成對壓力或差壓信號進(jìn)行檢測和變送的任務(wù)。變送器把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號：4-20mA.DC輸出。它的特點是精度高、體積小、性能好、可靠性好、長期穩(wěn)定性且調(diào)整方便。一般精度為0.25級。二工作原理電容式變送器的測量部分是由敏感部件和法蘭組件

76、構(gòu)件，法蘭組件通過錐管螺紋與被測介質(zhì)相連。法蘭和敏感部件用四個雙頭螺栓夾固，分為高、低壓兩室，用HL表示。如果低壓室用盲孔法蘭，則構(gòu)成壓力變送器，如果低壓室抽真空密封，則構(gòu)成絕對壓力變送器。圖3-5為電容式變送器的測量部分-室敏感部件的核心是室（也包括檢查線路板），室為對稱結(jié)構(gòu)，由完全相同的左右兩室構(gòu)成差動電容的固定極板，測量膜片焊接在兩室中間，作為差動電容的活動極板，在兩室的空腔中充滿硅油（或氟油），以便傳送測量壓力。當(dāng)被測壓力P1，P2作用于隔離膜片時，差壓P經(jīng)硅油傳送到測量膜片，引起微小的位移量d從而改變了兩差動電容的值，將適當(dāng)?shù)募铍妷涸诓顒与娙荩瑢⑺a(chǎn)生的交變電流經(jīng)整流，控制，放大等

77、轉(zhuǎn)換電路的處理后，在變送器上就得到與測量壓力成比例的4-20MADC信號，這就是電容式差壓變送器的基本原理。三運行維護電容式變送器無機械傳動部分，敏感組件采用全焊接結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換部分的線路板采用接插式安裝，堅固，耐用，故一般幾乎不需要大的維修，如出現(xiàn)不正常情況時，可從以下幾方面檢查：1系統(tǒng)輸送偏高可能的原因和較正方法：a導(dǎo)壓管：檢查導(dǎo)壓管上的接頭和焊口，是否有堵塞和滲漏，在某些容易結(jié)晶的化工介質(zhì)中使用時，更應(yīng)特別注意沉積物有堵塞導(dǎo)壓管。b電路連接:要經(jīng)常保持電氣回路中的接插件清潔干燥，特別注意檢查敏感部件的連接情況，指示表頭是否斷路，電源電壓，極性對否。c電氣故障：其原因都已檢查后,可用備用線路板

78、去代替，如故障消除，則可確定為線路的故障,應(yīng)于更換修理.d敏感元件:若發(fā)現(xiàn)敏感部件的故障時，可參考有關(guān)規(guī)程進(jìn)行檢查.2系統(tǒng)輸出偏低或無輸出可能的原因及較正方法：a引壓管：檢查連接是否正確，有無泄漏或堵塞。檢查引液導(dǎo)管中是否有氣體。法蘭中有無沉積物。b電氣部件的連接：檢查敏感部件的引線是否有短路。確保接插件的清潔、可靠靠、絕緣良好。用好的線路板去檢驗，找出故障的線路板并給予更換。3.系統(tǒng)輸出不穩(wěn)定可能的原因及較正方法：a. 檢查電氣回路是否有短路，開路及多點接地。b. 調(diào)整阻尼時間，加大阻尼量，能否消除系統(tǒng)振蕩。c導(dǎo)壓管的檢查，檢查液體導(dǎo)壓管中是否有氣體。在氣體導(dǎo)壓管中是否有液體。四差壓式流量計

79、的安裝要使差壓式流量計能夠精確地實現(xiàn)流量測量，除了正確地選用和計算外，還必須正確地安裝節(jié)流裝置，引壓管和差壓計，以保證信號的正確獲取、變送和指示。1節(jié)流孔扳要求裝得和管道軸線同心，并垂直于管道軸線，孔扳的銳邊要向著流動方向，不得裝反。2節(jié)流孔板應(yīng)安裝在直管段部分，否則彎頭、閥門等局部阻力的影響，造成測量不準(zhǔn)，有關(guān)節(jié)流裝置的前后安裝直管長度，可從儀表手冊或相關(guān)的資料中查得。3當(dāng)測量液體流量時，測壓孔開在水平管道下半部，差壓變送器應(yīng)安裝在孔板之下。當(dāng)差壓計不得不放在節(jié)流裝置上方時應(yīng)在導(dǎo)壓管最高點加放氣閥，以保證導(dǎo)壓管內(nèi)沒有氣體，如圖36所示。圖3-6測量液體流量時信號管路的安裝方法a) 顯示儀表位

80、于節(jié)流裝置下方. b) 顯示儀表位于節(jié)流裝置上方且中間有隔墻.4當(dāng)測量氣體流量時，測壓孔開在管道的上半部，差壓變送器應(yīng)安得高于孔板。當(dāng)無法滿足此要求時，必須在導(dǎo)壓系統(tǒng)最低處加冷凝和放水閥，以保證導(dǎo)壓管內(nèi)沒有液體。如圖3-7所示。圖3-7測量氣體流量時信號管路的安裝方法5當(dāng)測量蒸汽流量時，測壓孔開在管道水平直徑上，必須在孔板引壓孔附近裝置冷凝罐，蒸汽在此冷凝后并充滿導(dǎo)壓管，使差壓變送器與高溫蒸汽隔開，如圖3-8所示。圖3-8測量蒸汽流量時信號管路的安裝方法6安裝差壓變送器時，必須在差壓變送器附近（常為上方）裝置“三閥組”如圖3-9所示。圖3-9差壓計閥組安裝示意圖操作差壓計的三閥組，必須注意兩個

81、原則：不能讓導(dǎo)壓管內(nèi)的凝結(jié)水或隔離液流失不能使測量元件（膜盒或波紋管）受壓和受熱三閥組的起動順序應(yīng)是，打開正壓閥1，關(guān)閉平衡閥2，打開負(fù)壓閥3，停動的順序應(yīng)與上述相反，即關(guān)閉負(fù)壓閥3，打開平衡閥2，關(guān)閉正壓閥1。這樣就可以免除由于一時疏忽，而把某一高壓引入測量室而造成測量室單相受壓而損壞儀表的危險。第五節(jié)漩渦流量計 一.概述旋進(jìn)型漩渦流量計是一種具有精度高，量程比寬，無可動部件，不受被測介質(zhì)的溫度、壓力、密度和粘度等變化的影響，并且其輸出是與流量成正比的脈沖信號， 它還具有體積小便于安裝(垂直安裝和水平安裝均可)，便于維修等優(yōu)點。二結(jié)構(gòu)及工作原理1.漩渦流量計的結(jié)構(gòu)見圖313所示， 圖318變

82、送器原理圖其主要部件為：(1)殼體：用于固定與保護內(nèi)部零件，兩端法蘭與管道連接。(2)螺旋導(dǎo)流架：使進(jìn)入流量計的流體要產(chǎn)生強而有力的漩渦。(3)除旋導(dǎo)流架：消除流量計出口流體的旋轉(zhuǎn)。 (4)熱敏電阻：是流量計的敏感元件，它與介質(zhì)接觸從感應(yīng)漩渦的進(jìn)動頻率。 (5)流量計的電子系統(tǒng)：把熱敏電阻感應(yīng)到的漩渦進(jìn)動頻率加以濾波后輸出與流量成正比的脈沖信號。2工作原理當(dāng)進(jìn)入流量計的流體通過固定在殼體上的螺旋導(dǎo)流架以后，便成“漩渦”，其中心是渦核，其外圍是環(huán)流。前進(jìn)的漩渦在經(jīng)過流量計的收縮段和喉部以后，渦核的直徑沿著流動方向逐漸縮小， 而漩渦強度卻隨著流量計內(nèi)徑的漸堵而逐漸加強。在熱敏電阻之后，漩渦進(jìn)入擴大

83、段，由于流速急劇下降，同時，漩渦中心區(qū)的壓力比周圍的壓力低，于是就產(chǎn)生了回流。由于回流的產(chǎn)生迫使象剛體一樣旋轉(zhuǎn)的渦核在擴大段作一種類似于陀螺的受迫穩(wěn)定進(jìn)動。渦核的進(jìn)動是貼近擴大段避面進(jìn)行的，而且這一進(jìn)動的頻率與流體的流速成正比，測得渦核的進(jìn)動頻率即反應(yīng)出流速的大小。渦核的進(jìn)動頻率是通過與介質(zhì)接觸的熱敏電阻來檢測的：漩渦的電予系統(tǒng)供給熱敏電阻一定的電流，使熱敏電阻發(fā)熱。渦核進(jìn)動時就迫使熱敏電阻的溫度隨渦核的進(jìn)動頻率作周期性的變化，引起熱敏電阻值的周期性的變化，將這一微弱的變化信號通過電子系統(tǒng)加以處理，于是它就輸出一個與流速成正比的脈沖信號，此脈沖信號可變?yōu)榱髁康乃矔r值或表示一定體積量的累積值。三

84、安裝1). 流量計一般為水平安裝，也可以垂直安裝，在流量計前至少有10倍口徑長度直管段，在流量計后至少應(yīng)有5倍口徑長度的直管段。2)流量計安裝時，被測介質(zhì)的流動方向應(yīng)與流量計外殼上的指示流向的箭頭方向一致。3)流量計裝在長期工作的管道上時，為了檢修時不致影響氣體的正常輸送，應(yīng)在流量計安裝處另設(shè)旁通管道。4)在流量計后2D處裝一壓力計， 以作為流量計在工作狀態(tài)下氣體壓力的測量。5)如被測介質(zhì)含有雜質(zhì)， 則應(yīng)在流量計前安裝除去雜質(zhì)的濾器， 安裝過濾器后， 在流量計前仍應(yīng)保證有不少于10D的直管段。第六節(jié) 質(zhì)量流量計一概述隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和過程自動化水平的提高，使得質(zhì)量流量測量日益重要，質(zhì)量流

85、量計得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用。質(zhì)量流量計用來直接測定單位時間內(nèi)流過的流體的質(zhì)量。而目前廣泛應(yīng)用的流量計，無論是差壓式、容積式、渦輪、靶式、電磁流量計等，從原理上來講都是測量單位時間內(nèi)流過的介質(zhì)的容積(體積)流量。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，流體的容積往往會受到介質(zhì)的壓力、溫度、密度粘度和電導(dǎo)等等許多因素的影響。當(dāng)這些因素變動時，應(yīng)及時校正容積流量，實際上是困難的， 甚至是不可能的。任憑流體參數(shù)的變動，容積測量的方法常常會引起顯著的誤差。面對于質(zhì)量流量計，其最后輸出的信號與介質(zhì)的壓力、溫度、密度粘度、電導(dǎo)、流動的雷諾數(shù)等等無關(guān)，這樣就從根本上提高了流量測量的準(zhǔn)確度。二測量原理質(zhì)量流量計是根據(jù)科里奧利效應(yīng)發(fā)明制

86、造的。科里奧利力式質(zhì)量流量計是通過測量科里奧利力的變化來反映質(zhì)量流量大小的。所謂科里奧利力是指：處于勻角速度轉(zhuǎn)動參照系中的運動物體，對在轉(zhuǎn)動參照系中的觀察者看來，該物體除了要附加慣性離心力的作用外， 還要附加另一種慣性力的作用才能利用牛頓第二定律來描述物體的運動狀態(tài)。這種力就是科氏奧里力，簡稱科氏力，它可以用下式表示：F=2mv(34)式中：F科里奧利力 m流體的質(zhì)量 旋轉(zhuǎn)參照系的角速度 v流體在旋轉(zhuǎn)參照系中的速度由(34)可以看出，在消除和v變化的影響之后，科里奧利的量值正比于流體的質(zhì)量。為了求出科氏力與質(zhì)量流量的關(guān)系式，以美國Micro Motion公司的振動式單管結(jié)構(gòu)的質(zhì)量流量計為例，如

87、圖3-5所示。U型測量管在電磁驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動下以固有的頻率振動，它的振動與調(diào)諧音又相類似，通常振幅小于1毫米，頻率大約為80赫當(dāng)流體流過振動管時，流體被強制接受管子的垂直動量。在管子的向上運動的振動半周期時，流入的流體向下壓，抵抗管子向上的力。反之流出的流體存在向上的力抗拒管子對其垂直動量的減少而把管子向上推。兩個反作用力合成引起測量管扭曲，這就是科氏力效應(yīng)。在管了向上運動的振動半周期里，測量管流入側(cè)受到的科氏力的的大小即為式(34)。由此，只要測量出科氏力F即可求出質(zhì)量流量m。圖3-16為質(zhì)量流量計的基本結(jié)構(gòu)圖。主要由二支對稱的U型金屬的圓管組成傳感管（一支為傳感管，一支為平衡管）電磁驅(qū)動器和

88、裝在傳感管左右兩側(cè)的電磁位置檢測器組成圖316Micro Motion質(zhì)量流量計當(dāng)流體流經(jīng)振動管中的傳感管時，流體在流入和流出傳感管將受到相反方向的科氏力的作用，使U型管發(fā)生扭轉(zhuǎn)運動，由于上下振動相往相差1800，上、下U型管的扭轉(zhuǎn)方向也相差1800，扭轉(zhuǎn)角度與流體質(zhì)量流量成正比，位于流量傳感管兩側(cè)的電磁位置檢測器測量這兩點管子振動的速度，由于管子扭曲引起這兩點速度信號之間的時間差， 由變送器轉(zhuǎn)換成與質(zhì)量流量成正比的信號輸出。三Micro Motion質(zhì)量流量計的特點1)質(zhì)量流量計不受被測介質(zhì)的物性和過程參數(shù)的影響，連續(xù)、直接測量質(zhì)量流量。2)測量精度高，測量流量比寬，可達(dá)到20：1，甚至在最

89、小量程的范圍內(nèi)，也能獲得較好的測量精度。3)同樣適用于牛頓性流體和非牛頓性流體的測量。4)固有頻率隨被測介質(zhì)的密度變化略有變化，通過測得固有頻率可作為密度計使用。5)傳感管中安裝有溫度傳感器即可作為金屬U型管彈性系數(shù)隨溫度變化的補償信號，也可作為介質(zhì)的溫度信號。6)安裝方便，不用考慮直管段，維修量小。7)可通過智能流量變送器或普通變送器輸出420mADC信號或高速脈沖輸出信號。第七節(jié)阿牛巴流量計一概述阿牛巴(均速管)流量計的檢測元件19所示。圖317 阿牛巴結(jié)構(gòu)示意圖它是一根橫跨管道直徑的中空回管，迎流面一側(cè)開有四個小孔并和全壓管相通，取得平均全壓P1，背后開一小孔與靜壓管相通，引出靜壓P0，

90、檢側(cè)信號即為PlP0差壓p再通過傳感器，轉(zhuǎn)換器等將p轉(zhuǎn)換為流量的顯示或累積。阿牛巴流量計具有結(jié)構(gòu)筒單，無可動部分，維修方便，壓力損失小，安裝方便等優(yōu)點， 目前巳被廣泛使用。 二 主要技術(shù)指標(biāo)a精度：土1b穩(wěn)定性：±005 c工藝管徑的設(shè)計值與實際值的偏差小于±0.05D d直管段要求，節(jié)流裝置前后不得小于2D e安裝允許偏差：檢測桿應(yīng)垂直通過管道中心線，總壓孔應(yīng)正對上游方向安裝角度偏差管道截面不得太于30管道側(cè)面不得大于50 f在蒸汽管道上阿牛巴檢測桿一定要水平安裝。 g引壓管安裝要求同一般孔板流量計。三使用維護a經(jīng)常檢查阿牛巴接頭，接管，閥門，排氣罐、排污罐有無泄漏。b定期、排氣排污。c若檢測桿變形的話，要找出變形的原因，校正或者更換。d檢查測壓孔