控制儀表與裝置實訓(xùn)報告6

1、遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄1 壓力儀表的選型 .11.1壓力儀表的選型概述 .11.2壓力儀表的種類 .11.2.1液柱式壓力計 .21.2.2活塞式壓力計 .31.2.3彈性式壓力計 .61.2.4電氣式壓力計 .71.3壓力檢測儀表的測量方法和分類.71.4壓力測量的方法的比較 .71.5壓力檢測儀表的選型條件 .81.6壓力變送器的工作原理及應(yīng)用 .82 溫度儀表的選型 .112.1溫度儀表的概念 .112.2溫度儀表的種類 .122.3工業(yè)中常用溫度儀表 .132.4常用測溫儀表性能特點 .142.5膨脹式溫度計 .152.6壓力式溫度計工作原理及結(jié)構(gòu) .163 自來水廠參觀實訓(xùn)

2、 .173.1自來水廠的概述 .173.2自耦變壓器原理特點及應(yīng)用 .173.3蝶閥的工作原理及應(yīng)用 .183.4電流互感器的工作原理及應(yīng)用 .193.5逆止閥（止回閥）的工作原理及用途. 203.6低壓變頻器工作原理及作用 .21I遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院1 壓力儀表的選型1.1 壓力儀表的選型概述壓力儀表能夠用于測量氣體、液體和蒸汽的壓力，然后轉(zhuǎn)變成特定的電流信號輸出，我們可以通過手操器對壓力儀表進行設(shè)定和監(jiān)控等。在預(yù)定壓力儀表時要了解變送器型號可以根據(jù)選型規(guī)則按需要確定，選型規(guī)格表中的數(shù)字、 符號必須要填寫清楚、準(zhǔn)確無誤。差壓變送器如果需要配三閥、節(jié)流裝置，要另外注明。壓力儀表是常見

3、的一種測量工具，在生產(chǎn)生活中的各個領(lǐng)域都有應(yīng)用。壓力儀表的作用是測量和顯示某個被測物體的壓力值，是監(jiān)視各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)壓力變化的主要工具，在工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)、流程控制方面起到重要的作用。壓力儀表的選擇應(yīng)當(dāng)考慮以下幾點：1. 量程大小選擇壓力儀表的量程壓力表的量程選擇并不是越大越好，這是因為儀表的量程過大，會使得指針敏在刻度指示上缺乏足夠的精確度，允許誤差的絕對值和肉眼觀察的偏差值也會增大，影響壓力儀表指示的準(zhǔn)確性。壓力儀表所選擇的量程過小，首先會造成的問題就是過載，當(dāng)設(shè)備工作壓力較高時，壓力表的刻度就會接近極限值，也就是壓力表中的彈性元件處于最大變形狀態(tài)，長期如此彈性元件就會發(fā)生變形，增大壓力儀

4、表顯示誤差的同時也會降低壓力儀表的使用壽命。壓力儀表的量程要與其所測量對象的壓力相適應(yīng)、相配套。壓力儀表在選型時就要考慮到其量程的問題，一般來說壓力儀表的量程最少應(yīng)為設(shè)備工作壓力的1.5 倍，但最大也不應(yīng)超過設(shè)備工作壓力的3 倍，而在實際使用中壓力儀表所指示的壓力范圍最好為量程的60%到 70 %。2壓力儀表的精度壓力儀表的精度指的是壓力儀表刻度盤上極限值與允許誤差值之間的百分比，壓力儀表的精度等級都會被明確的標(biāo)示出來，在壓力表選型過程中，就可以根據(jù)所需要的測量精度來選擇適當(dāng)?shù)膲毫x表。3壓力儀表的表盤直徑壓力儀表的表盤直徑是根據(jù)壓力儀表的安裝位置來確定的，首先當(dāng)壓力儀表的安裝位置空間較為狹小

5、時，就只能選擇表盤直徑較小的壓力儀表，當(dāng)空間相對寬裕時，則可以按照操作人員也就是根據(jù)讀表盤人員所站的位置來確定表盤直徑大小，站的越遠(yuǎn)所選擇的表盤直徑就越大。4.壓力儀表的材質(zhì)壓力儀表的材質(zhì)壓力儀表的工作環(huán)境決定了壓力儀表的材質(zhì)，如果是在高溫環(huán)境中工作，則要考慮壓力儀表材質(zhì)的耐高溫性， 而相對在腐蝕性環(huán)境中工作的壓力儀表， 就要考慮儀表材質(zhì)的耐腐蝕性，否則壓力儀表會在特殊環(huán)境中受到不必要的損壞。1.2 壓力儀表的種類目前工業(yè)上常用的壓力檢測方法和壓力檢測儀表有很多，根據(jù)壓敏元件和轉(zhuǎn)換原理的不1遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院同，壓力儀表可分為以下四種。液柱式壓力計圖 1-1液柱式壓力計液柱式壓力計是

6、利用液柱所產(chǎn)生的壓力與被測壓力平衡, 并根據(jù)液柱高度來確定被測壓力大小的壓力計. 所用的液體叫封液 水 , 酒精 , 水銀等 . 液柱式壓力計結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度和精確度都高，常用于校正其他類型壓力計，應(yīng)用比較廣泛。 圖 1-1為液柱式壓力儀表。1液柱式壓力計的分類（1）U 形管壓力計U 形管壓力計由兩端開口的垂直U 形玻璃鋼及垂直放置的刻度標(biāo)尺所構(gòu)成。分為墻掛式和臺式兩種在使用U 形管測量液體壓差時， 必須考慮工作液體由于高度所引起的壓力差只有在氣體的密度遠(yuǎn)小于工作液的密度時，工作液高度差所引起的壓力差可以忽略。U 形管可用于壓差、真空度的測量。考慮大氣壓力，也可進行絕對壓力的測量。（ 2 ）斜

7、管壓力計在測量微小壓差時，由于 h 值較小，用 U 形管或單管液柱式壓力計測量時的相對誤差極大，此時可休用斜管式壓力計，斜管式壓力計分為墻掛式和臺式兩種。在許多實驗中往往需要同時測量多點的壓力，例如壓力分布實驗。這時就要采用多管式壓力計， 多管式壓力計的工作原理與斜管壓力計相同，實際就是多根斜管壓力計，由于多管壓力計各測壓管的內(nèi)徑不可能一樣， 因此，由毛細(xì)現(xiàn)象所造成的各測壓管的初讀數(shù)也不一致，測量前必須讀出每根測壓管的初讀數(shù)，并作適當(dāng)?shù)男拚?。?3 ）補償微壓計補償微壓計工作原理。大容器和小空容器在無壓力作用時，兩容器內(nèi)液位相等，通過反射鏡中指針的實像與虛像尖端恰好接觸。 但當(dāng)大容器有壓差使小

8、容器液面下降時， 指針實像與虛像脫離。 轉(zhuǎn)動絲桿使大容器上升， 使之重新恰好接觸， 大容器液位變化的高度可由標(biāo)尺讀出。（ 4 ）自動液柱式壓力對于自動液柱式壓力計而言， 為了實現(xiàn)壓力的自動測量， 必須實現(xiàn)液柱高度的自動跟蹤，并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。2 液柱式壓力計的特點液柱式壓力計結(jié)構(gòu)簡單， 使用方便靈敏度和精確度都高，常用于校正其他類型壓力計，缺點是體積大、反應(yīng)慢、量程受到液柱高度的限制，只用于測量微小的壓力、真空度或者差壓，容易損壞，讀數(shù)不方便，難于自動測量。3液柱式壓力計的應(yīng)用液柱式壓力計除用于檢定和校驗其它類型的壓力表外，也被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場鍋爐煙、風(fēng)道各段壓力、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)各段

9、壓力的測量。4液柱式壓力計的設(shè)計2遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院液柱式壓力計的工作液體常用水銀、水酒精、甲苯一般工作液體應(yīng)具備物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，不易揮發(fā)，不與被測物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也不能互溶，且沸點較高膨脹系數(shù)小，密度穩(wěn)定，黏性小，毛細(xì)現(xiàn)象不明顯，不會吸附在玻璃管上，以保證準(zhǔn)確的讀數(shù)。測量時，對于給定的差壓，工作液體的密度越小，液面壓差越大，靈敏度越高。所以，在壓差小的場合，可以考慮采用密度小的工作介質(zhì)，但測量范圍也將變小，當(dāng)用水銀作為工作臺液體時，由于水銀蒸汽對人體有害，可在水銀液面上加隔離液，如石甘油、鹽水等。5 液柱式壓力計的誤差因數(shù)液柱式壓力計靈敏度高， 因此主要用作實驗室中的低壓基準(zhǔn)儀表

10、， 以校檢工作用壓力測量儀表， 由于工作液體的重度在環(huán)境溫度、 重力加速度改變時會發(fā)生變化， 對測量的結(jié)果常需要進行溫度和重力加速度等方面的修正。1. 毛細(xì)現(xiàn)象的影響2. 溫度變化的影響3. 重力加速度的影響4. 讀數(shù)誤差活塞式壓力計圖 1-2 活塞式壓力計活塞式壓力計是基于帕斯卡定律及流體靜力學(xué)平衡原理產(chǎn)生的一種高準(zhǔn)確度、高復(fù)現(xiàn)性和高可信度的標(biāo)準(zhǔn)壓力計量儀器。活塞式壓力計也常簡稱活塞壓力計或壓力計，也有稱之為壓力天平，主要用于計量室、實驗室以及生產(chǎn)或科學(xué)實驗環(huán)節(jié)作為壓力基準(zhǔn)器使用， 也有將活塞式壓力計直接應(yīng)用于高可靠性監(jiān)測環(huán)節(jié)對當(dāng)?shù)仄渌鼉x表的表決監(jiān)測。如圖 1-2,1-3 ， 1-4 為活塞

11、式壓力計。1. 性能特點完全符合JJG59-2007活塞式壓力計、JJG99-2006砝碼國家計量檢定規(guī)程，運用我廠50年的核心技術(shù)推出的活塞式壓力計。活塞和活塞筒都采用高強度，高硬度和低溫度線脹系數(shù)的合金鋼、碳化鎢等材料制成，溫度膨脹系數(shù)小、變形量小，因而保證活塞有效面積周期變化率較小從而保證活塞壓力計有極高的靈敏度?；钊突钊簿ぱ心?，其圓度誤差和間隙極小，工作介質(zhì)采用低黏度的二酸脂，因而極大的提高活塞轉(zhuǎn)動延續(xù)時間，也就相應(yīng)減小活塞下降速度，提高活塞鑒別力。 出于檢定工作的需要，使活塞有效面積相對較小，因此砝碼總質(zhì)量相對較輕，節(jié)省勞動強度。采用托盤直接加載，避免了附加垂直力，降低了砝碼重

12、心，相應(yīng)減小砝碼側(cè)向附加誤差。使活塞轉(zhuǎn)動更平穩(wěn)?；钊ぷ魑恢貌捎梦灰苽鞲衅鞅O(jiān)測，具有靈敏、醒目、準(zhǔn)確的優(yōu)點。砝碼已經(jīng)進行壓力形變系數(shù)和當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊男拚Ｋ蜋z時只需送檢活塞測量系統(tǒng)，體積小、重量輕。3遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖 1-3 活塞式壓力計型 號： YS- 6 、 YS- 60 、 YS- 250 、 YS- 600 、 YS- 2.5測量范圍：0.04 0.6MPA ；0.1 6MPA；0.5 25 MPA； 1 60 MPA ；準(zhǔn)確度：0.005 級（ ± 0.005%）；0.02級（± 0.02% ） ；0.05 級（± 0.05 % ）活塞材

13、料：活塞桿：碳化鎢( 碳鋼)活塞筒：碳化鎢( 碳鋼 ) 可供選擇砝碼材料：0.02% 不銹鋼0.05% 碳鋼2. 工作介質(zhì)25MPa 以下為變壓器油或變壓器油與煤油的混合油20 時運動粘度9 12不大于0.05毫克KOH /克。25MPa以上（含25MPa）為二酸酯（二酸二異戊酯或二酸二異辛酯）20 時運動粘度20 25厘池，酸值不大于0.05毫克KOH/克參數(shù)單位測量范圍單位0.04 0.6MPa 0.1 6MPa 0.5 25MPa 1 60MPa標(biāo)稱上限MPA 0.6 6 25 60標(biāo)稱下限MPA0.04 0.1 0.5 1測量上限MPA 0.6 6 25 60測量下限MPA 0.04

14、0.1 0.5 1活塞公稱面積CM 1 0.5 0.2 0.1底盤及活塞公稱質(zhì)量Kg 0.4 0.5 1產(chǎn)生的壓力MPA 0.04 0.1 0.5 1專用砝碼公稱質(zhì)量Kg 0.1;0.50.5;2.51;2;5 1;2產(chǎn)生的壓力MPA 0.01;0.05 0.1; 0.5;1;2.5 1;2;5數(shù)量6 ：10 4 ：11；2;1;11接口M20 × 1.5 、 20×1.5 、 20 ×1.5、 20×1.5重量Kg 35 60 80 903.操作步驟（ 1）活塞系統(tǒng)的安裝a.旋出壓力計活塞限位螺釘（3 個）。b. 將專用工具插入活塞缸中，轉(zhuǎn)動工具，使工

15、具突出部分進入壓緊螺母槽中，然后逆時針旋轉(zhuǎn)，直至壓緊螺母與活塞缸座完全脫離，這時可將專用工具上提，取下壓緊螺母。然后將專用工具另一端插入活塞缸座中，先轉(zhuǎn)動工具上有網(wǎng)紋的橫軸，使工具張大，套入堵頭，隨即旋緊橫軸，夾緊堵頭，將工具上提，取出堵頭。c. 觀察活塞缸座中O 型圈位置是否居中，若不居中，應(yīng)將其放置在居中位置。d. 用潔凈汽油清洗活塞和活塞缸。e.用專用工具夾住活塞缸( 注意，有器號一端向上) ，輕輕地垂直放入活塞缸座中，再將壓緊螺母裝在工具上，垂直地放在活塞缸中，將工具順時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)確認(rèn)壓緊螺母螺紋與活塞缸座螺紋吻合后，可繼續(xù)轉(zhuǎn)動工具，直至壓緊螺母壓住活塞缸。f. 關(guān)閉左側(cè)泄壓閥，再打開

16、右側(cè)截止閥。g. 將清潔的傳壓介質(zhì)倒入油杯中。h. 一邊用預(yù)壓泵緩緩加壓，一邊觀察活塞缸中有無傳壓介質(zhì)溢出，當(dāng)有傳壓介質(zhì)溢出且不含氣泡時，可將活塞垂直輕輕地插入活塞缸中，然后打開左側(cè)泄壓閥使活塞下降至最低位置，隨即關(guān)閉泄壓閥，旋緊三個限位螺釘，再打開右側(cè)截止閥，一邊用預(yù)壓泵緩緩加壓，一邊觀察左右側(cè)的兩個輸出接頭螺扣處有無油溢出且不含氣泡時，可接上被檢儀器（ 2 ）壓力計的測量4遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院a. 調(diào)節(jié)水平圖 1-4 活塞式壓力計用水平調(diào)節(jié)螺釘，使壓力計水平器氣泡處于中心位置。b. 根據(jù)被檢儀器（表）的壓力值應(yīng)加上同樣壓力值的砝碼。c.將壓力計在規(guī)定的環(huán)境溫度下恒溫，一般為1-2

17、小時。d. 打開右側(cè)截止閥，再打開左側(cè)泄壓閥，用預(yù)壓泵排去內(nèi)腔空氣，隨即關(guān)閉左側(cè)泄壓閥。e. 檢查活塞工作位置。接通電源后，當(dāng)壓力計數(shù)字表顯示為零左右時，表示壓力計活塞已經(jīng)落到底（無壓力或壓力過?。?，當(dāng)數(shù)字表顯示零以上3mm以下時，表示壓力計已經(jīng)正常工作，壓力值是準(zhǔn)確的，如果超過3mm，則表示壓力過大。f. 用預(yù)壓泵加壓。在用預(yù)壓泵加壓時，當(dāng)手感內(nèi)腔已有壓力后，可一邊繼續(xù)加壓，一邊退出調(diào)壓器絲桿，最長退出長度不得超過 50 mm，隨即關(guān)閉右側(cè)截止閥（注意：退調(diào)壓器時不要用力過猛，以免損壞絲桿）。g. 在壓力計上加入與被測量壓力相應(yīng)的砝碼，先用雙手轉(zhuǎn)動砝碼使其轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速大約為 ( 30-60 )

18、r/min ，再用調(diào)壓器加壓，使活塞上升。當(dāng)活塞工作位置指示器上指針達(dá)到零位附近時讀數(shù)。h. 第一點讀數(shù)后，應(yīng)先用調(diào)壓器降壓；使活塞下降至最低位置，然后在壓力計上加放與第二點測量相應(yīng)的砝碼值，再用調(diào)壓器加壓并讀數(shù)，直至正行程測量完畢。i. 反行程測量時，仍需先用調(diào)壓器降壓。操作中避免用泄壓閥降壓，特別在高壓測量時，此操作法很可能震斷活塞從而損壞壓力計。j. 測量完畢，應(yīng)打開左側(cè)泄壓閥，將調(diào)壓器旋入，恢復(fù)原狀。取下被測量儀器，并在快速接頭處加放堵頭。4. 保養(yǎng)維護（ 1 ） 應(yīng)經(jīng)常保持壓力計清潔，壓力計不放在濕度過大的環(huán)境中，以免銹蝕。（ 2 ） 快速接頭和活塞缸下端O形圈較易損壞，、若發(fā)現(xiàn)泄漏

19、應(yīng)予以更換。（ 3 ） 油杯中液面應(yīng)經(jīng)常高于油杯過濾器罩子上端面，若一時疏忽，空氣將進入預(yù)壓泵中，造成預(yù)壓泵失效。這時應(yīng)擰松預(yù)壓泵進油接頭，使空氣隨液體流出而流出，當(dāng)液體呈連續(xù)流出時，即可擰緊接頭，恢復(fù)預(yù)壓泵功能。5遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院彈性式壓力計圖 1-5彈性式壓力計1. 彈簧管壓力計的工作原理彈簧管又稱波登管，如圖1-5 ，1-6 所示，是法國人波登首先發(fā)明的，彈簧管是橫截面呈扁圓形的空心管，彎曲成中心角270o的圓弧，管子的一端封存閉，作為自由端，另一端開口， 作為固定端， 被測壓力的介質(zhì)從開口端進入并充盈整個空心管內(nèi)腔，使其橫截面趨向圓形并伴有伸直的傾向， 由此產(chǎn)生力矩使自由端

20、出現(xiàn)位移， 同時改變其中心角。 彈簧管壓力計是一種指示儀表， 被測壓力經(jīng)引壓接頭引入彈簧管的自由端產(chǎn)生的位移經(jīng)拉桿帶動扇形齒輪做逆時針偏轉(zhuǎn)，從而帶動中心齒輪及其同軸指針做順時針偏轉(zhuǎn)，在面板上顯示被測壓力，游絲的作用是克服扇形齒輪和中心齒輪的間隙所產(chǎn)生的儀表變差，改變調(diào)整螺釘?shù)奈恢每梢哉{(diào)整壓力表的量程，如上所述，彈簧管壓力表為線性刻度。如圖 1-6 彈性式壓力計除上述的 C 形單圈彈簧管和多圈彈簧管外，加有扭曲形和空間螺旋形彈簧管。彈性壓力計是根據(jù)彈性元件受到壓力作用后， 所產(chǎn)生的變形與壓力大小具有一一對應(yīng)的確定關(guān)系的力平衡原理進行壓力測量的。彈性元件相關(guān)概念（ 1）彈性元件是指在受到外力作用時

21、產(chǎn)生變形，而撤去外力后能夠恢復(fù)原狀的元件。（ 2）輸出特性彈性元件在被測壓力PX( 差壓 ) 的作用下，產(chǎn)生彈性變形，同時它又力圖恢復(fù)原狀，產(chǎn)生反抗外力作用的彈性力 F，當(dāng)彈性力與作用力平衡時，變形停止。彈性變形與作用力具有一定的關(guān)系，從而得知被測壓力的大小。變形位移X 與彈性力F、被測壓力PX 有如下關(guān)系：F=f(PX)或 X=f(PX)以上兩式稱之為彈性元件的輸出特性，簡稱輸出特性。2. 彈性式壓力計的分類及特點彈性式壓力測量計，利用不同形狀的彈性元件在壓力作用下產(chǎn)生變形（位移或撓度），經(jīng)傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換成指針偏轉(zhuǎn)的原理制成。彈性式壓力測量儀表采用的彈性元件不同主要分為彈簧管壓力計、 膜盒壓力

22、計和波紋管壓力計，按功能不同分為指示式壓力計、電接點壓力計和遠(yuǎn)傳壓力計，按輸出信號的不同可分為模擬壓力計和數(shù)字壓力計等。6遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣式壓力計利用敏感元件， 將被測壓力直接轉(zhuǎn)換成各種電量進行測量，如電阻、電荷量等。圖1-7 為電氣式壓力計。圖 1-7電氣式壓力計1.3 壓力檢測儀表的測量方法和分類現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中測量壓力的范圍很寬，測量的條件和精度要求各異，所以壓力檢測儀表的種類很多，根據(jù)敏感元件和轉(zhuǎn)換原理的不同，一般分為以下四類1. 液柱式壓力檢測儀表。它是根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度，采用充有水或水銀等液體的玻璃 U形管或單管進行測量的儀表 . 基于此

23、原理工作的儀表有單管壓力計， U形管壓力計及斜管壓力計等 .2. 彈性式壓力檢測儀表。它是根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將壓力轉(zhuǎn)換成位移進行測量的儀表 . 常用的彈性元件有彈簧管、 膜片和波紋管等 . 基于此原理工作的儀表有彈簧管式壓力表、膜片（或膜盒式) 壓力表、波紋管式壓力表等。此類儀表多用于現(xiàn)場指示壓力.3. 電氣式壓力檢測儀表 . 它是利用敏感元件將被測壓力直接轉(zhuǎn)換成如電阻、電壓、電容、電荷量等各種電量進行測量的儀表。 基于此原理工作的儀表有應(yīng)變片式壓力計、 霍爾片式壓力計、電容式壓力計等 . 此類儀表多用于將壓力信號遠(yuǎn)傳至控制室進行壓力集中指示。4. 活塞式壓力檢測儀表 . 它是根據(jù)液

24、壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行測量的儀表?；钊綁毫τ嫷臏y量精度較高， 允許誤差可以小到。 0.05% -0.02% ，它通常被當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)儀器來校驗與刻度壓力檢測儀表.1.4 壓力測量的方法的比較1. 液柱式壓力計優(yōu)點是簡單可靠 ; 精度高，靈敏度高 ; 可采用不同相對密度的工作液用于不同場合 ; 適合低壓、低壓差測量 ; 價格便宜。缺點是不便攜帶 ; 沒有超量程保護 ; 介質(zhì)冷凝會給測量帶來誤差; 被測介質(zhì)與工作液需適當(dāng)搭配，不能互溶。2. 彈性壓力表a. 彈簧管壓力表。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價廉 ; 有長期使用經(jīng)驗 ; 量程范圍大 ; 精度高。缺點是對沖

25、擊、脈動、振動敏感 ; 正、反行程有滯后現(xiàn)象。b. 膜片壓力表。優(yōu)點是超載性能好 ; 線性 ; 適于測量差壓 ; 尺寸小，價格適中 ; 可用于粘稠條件下及漿料的測量。缺點是抗沖擊、振動性能不好; 維修較困難 ; 測量壓力較低。3. 波紋管壓力表優(yōu)點是輸出推力大; 在低、中壓范圍內(nèi)使用效果好; 適于差壓測量 ; 價格適中。缺點是環(huán)7遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院境溫度補償 ; 不能用于高壓測量; 需要靠彈簧來精調(diào)特性; 對金屬材料的選擇有限制。4. 化學(xué)密封裝置優(yōu)點是可防止測量元件堵塞; 可避免腐蝕性介質(zhì)與測量元件接觸，可降低測量元件對材質(zhì)的要求 ; 可避免在測量元件內(nèi)部產(chǎn)生汽化、凝結(jié)。 缺點是增

26、加費用; 降低了測量精度，填充工作液受環(huán)境溫度影響而附加測量誤差。5.壓力 / 差壓變送器當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸時，應(yīng)選用壓力/ 差壓變送器。a. 微小壓力 / 負(fù)壓測量宜選用差壓變送器b.對黏稠、易結(jié)晶或含固體顆粒、腐蝕性介質(zhì)應(yīng)選用法蘭式壓力/ 差壓變送器，或采用隔離、吹氣 ( 液 ) 方法。c.爆炸危險區(qū)域內(nèi)安裝的壓力/ 差壓變送器必須是防爆型或者是氣動變送器。1.5 壓力檢測儀表的選型條件表 1-1 中所列為某實際控制工程的壓力測點清單及選擇壓力儀表所需要的條件表 1-1 壓力檢測儀表選型條件位號管道編號 /設(shè)備位號操作壓力操作溫度工作介質(zhì)用途LINGOPER.PRES.OPER.TAGPR

27、OCESSSERVEICENO./EQUIP.NO.MPa(G)TEMPER . NO.FLUIDPT-403氯氣干燥塔 T0402CL-0404-300-C6C氯氣-515kPa40頂部出口氯氣壓力PT-401氯氣洗滌塔 T0401CL-0421-400-C1F濕氯氣0.01688進口氯氣壓力PT-501吸氣塔 T0501進口CL-0502-400-C1F氯氣-1kPa86氯氣壓力PT-502尾氣塔 T0502出口VG-0501-250-B2F尾氣-2-4kPa54.4尾氣壓力PIT-248進電解槽 R-230A/BNG-0203-25-B1G氮氣40常溫的氯氣壓力PIT-520儀表空氣總管

28、壓力IA-0201-50-CIS空氣0.6常溫PIT-401去界區(qū)外氯處理工GC-0201-600-BIP氯氣0.0487序的氯氣壓力油水冷卻器 C-0301PT-3001進口循環(huán)上水壓力CWS-0304-200-B4C水0.3532調(diào)節(jié)1.6 壓力變送器的工作原理及應(yīng)用壓力變送器是工業(yè)應(yīng)用中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船8遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院舶、機床、管道等眾多行業(yè)，壓力變送器的種類大致為以下幾種：電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器、壓阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、電容

29、式壓力變送器、諧振式壓力變送器及電容式加速度傳感器等。 但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力變送器， 它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。1.壓力變送器變送器在了解壓阻式壓力變送器時，我們首先認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式變送器的主要組成部分之一。 電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，

30、從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。2.陶瓷壓力變送器原理抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋(閉橋 )，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。 通過激光標(biāo)定， 傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償 0 70，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的

31、厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá) -40135，而且具有測量的高精度、 高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度 >2kV ，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向。3.擴散硅壓力變送器被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上 (不銹鋼或陶瓷 )，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移， 使傳感器的電阻值發(fā)生變化， 和用電子線路檢測這一變化， 并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。4.壓電壓力變送器傳感器壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、 酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 其中石英 (二氧化硅 )是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，

32、壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失( 這個高溫就是所謂的“居里點”)。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小(也就說壓電系數(shù)比較低)，所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。 而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)， 但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上， 比如現(xiàn)在的壓電陶瓷， 包括鈦酸鋇壓電陶瓷、 PZT 、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。5. 電容式壓力變送器陶瓷電容傳感器具有適用于正?；蛴懈g性介質(zhì)的測量，如氣體，氣體或液體，但不傾向于沉淀， 結(jié)

33、晶或加勁材料的建議。應(yīng)用于船艙液位測量、海水、船上用水、 柴油、廢油。（ 1 ）壓力變送器的結(jié)構(gòu)原理從壓力和差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來分有普通型和隔離型。普通型的測量膜盒為一個，它直接感受被測介質(zhì)的壓力和差壓；隔離型的測量膜盒接受到的是一種穩(wěn)定液（一般為硅油）的壓力， 而這種穩(wěn)定液是被密封在兩個膜片中間， 接受被測壓力的膜片為外膜片。 原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片， 當(dāng)外膜片上接受壓力信號時通過硅油的傳遞原封不動的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上，測出了外膜片所感受的壓力。9遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院隔離型變送器主要是針對特殊的被測量介質(zhì)使用的，如被測介質(zhì)離開設(shè)備后會產(chǎn)生結(jié)晶，而使用普通型變送器

34、需要取出介質(zhì)，會將導(dǎo)壓管和膜盒室堵塞使其不能正常工作，所以必須選用隔離型。 隔離型通常作成法蘭式安裝，即在被測設(shè)備上開口加法蘭使變送器安裝后它的感應(yīng)膜片是設(shè)備壁的一部分，這樣它不會取出被測介質(zhì)，一般不會造成結(jié)晶堵塞。當(dāng)被測介質(zhì)需求結(jié)晶溫度較高時，可選用將膜片凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部，從而感應(yīng)到的介質(zhì)溫度不會降低，這樣測量是有保障的，即用插入式法蘭變送器。隔離型變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型。遠(yuǎn)傳型即外膜盒與測量膜盒之間用加強毛細(xì)管連接，一般毛細(xì)管為35 米，這樣外膜盒裝在設(shè)備上，內(nèi)膜盒及變送器可以安裝在便于維護的支架上；另一種形式是外膜盒與變送器做成一體直接由法蘭安裝在設(shè)備上。對于隔

35、離型壓力變送器它還可以做成螺紋連接型，即外膜盒或外彈性元件可在安裝螺紋的前面，只要在被測設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺，便可將變送器直接擰到設(shè)備上，安裝非常方便。隔離型壓力/差壓變送器的制作復(fù)雜，材質(zhì)要求高，所以它的價格通常是普通型的3 倍。（ 2）壓力變送器的選型方法在壓力 /差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強腐蝕的場合，必須選用隔離變送器。在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，否則使用后很短時間就會將外膜片腐蝕壞，法蘭也會被腐蝕壞，造成設(shè)備和人身事故，所以材質(zhì)選擇非常重要。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不

36、銹鋼、304 不銹鋼、 316L 不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200 400，要選用高溫型，否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹， 使測量不準(zhǔn)。 在選型時要考慮設(shè)備工作壓力等級，變送器的壓力等級必須與應(yīng)用場合相符合。從經(jīng)濟角度上講，外膜盒及插入部分材質(zhì)比較合適，但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻，這樣會節(jié)約很多資金。隔離型壓力變送器選用最好是選用螺紋連接形式的，這樣既節(jié)約資金安裝又方便。對于普通壓力和差壓變送器選型，也要考慮被測介質(zhì)的腐蝕性問題，但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮， 因為普通型壓變是引壓到表內(nèi)，長期工作溫度為常溫，但普通型使用的維護量要比隔離型大。首先是保溫問題，在

37、北方冬季零下，導(dǎo)壓管會結(jié)冰，變送器無法工作甚至損壞，這就需要增加伴熱和保溫箱等。從經(jīng)濟角度上來講，選用變送器時， 只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器，而且對于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測量（只要工藝允許用吹掃液或氣），應(yīng)用普通型變送器就是要求維護人員多進行定時檢查，包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等，只要維護好，大量使用普通型變送器一次性投資會節(jié)約很多。從選用變送器測量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，最好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/43/4 段，這樣精度會有保證， 對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應(yīng)用場合 （液位測量） 需要對變

38、送器的測量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。目前，智能變送器已相當(dāng)普及，它的特點是精度高、可調(diào)范圍大， 而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好，選型時應(yīng)多考慮。川儀橫河EJA 、北京遠(yuǎn)東 1751 、霍尼韋爾 ST3000、 ARK800系列等，使用都非?？煽俊０凑赵O(shè)計規(guī)范，在工程設(shè)計選型中，究竟采用氣動變送器還是電動變送器， 因其各有特長， 應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進行綜合考慮和分析。以下幾點可供選用時參考： 集中操作程度；是否與DCS 計算機相操作配合；響應(yīng)速度；經(jīng)濟性；可靠性及使用維護方面；安全性（防爆、停電、氣源故障等）；環(huán)境條件及傳輸距離。一般來說，下列條

39、件以選用氣動儀表為宜：自變送器至顯示調(diào)節(jié)儀表間的距離較短，通常以不超過150m較為合適； 工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對濕度很大的場合；要求儀表投資少； 一般中小型企業(yè)要求易維修， 經(jīng)濟可靠； 在以電動儀表為主的大型裝置里，有些現(xiàn)場就地調(diào)節(jié)回路不要10遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院求引入中央控制室集中操作。下列條件以選擇電動儀表為宜：變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過150m 以上；大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制；設(shè)置有DCS 計算機進行控制及管理的對象；要求響應(yīng)速度快，信息處理及運算復(fù)雜的場合。實際中， 在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點進行混合選用的，圖 1-8 為氣動式壓力變送器；圖

40、 1-9 為電氣式壓力變送器。圖 1-8 氣動壓力變送器圖 1-9 電動壓力變送器2 溫度儀表的選型隨著工廠新機試修的完善， 需要購進的溫度儀表越來越多， 現(xiàn)在對儀表選型進行系統(tǒng)分析，從功能、經(jīng)濟、用途、材料、應(yīng)用環(huán)境等角度介紹。2.1 溫度儀表的概念2-1 溫度記錄儀溫度儀表是眾多儀表中的一個分支，常見的溫度儀表有溫度計，溫度記錄儀，溫度變送器等。溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交金剛，需要一定的時間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材11遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)

41、院料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。溫度儀表通常分一次儀表與二次儀表，一次儀表通常為：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計、 就地溫度顯示儀等二次儀表通常為溫度記錄儀、 溫度巡檢儀、 溫度顯示儀、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度變送器等溫度儀表常見的15 種型號1、CIR2109、 HY9000 系列2、 Ti1010、 IR-AH3、 de-300311、 WRNK-13164、 Flu

42、keTi2012、 DT-8869H5、 2560 系列13、 CIR3106、 WRN-220(230)14、 TRM-WD1207、 WRQ-13015、 TES-13048、 FLUKE紅外線測溫儀2.2 溫度儀表的種類智能溫控儀表由單片機控制，可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信號。具有PV 、SV 值變送功能。五種輸出方式只須插上相應(yīng)模塊即可，正反控制任意設(shè)置；性能高、質(zhì)量好，低價格，提供了四種報警方式；手動自動切換。主控有兩位式、PID 兩種控制方式 。 智能溫控儀表出廠前進行嚴(yán)格的測試，提高了儀表的可靠性。溫控儀表常見的故障一般是操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。儀表帶有RS-485 多主機通訊方式與上位機連接，通過通訊協(xié)議的配合，可以構(gòu)成DCS 操作系統(tǒng)。2-2 智能溫度儀表數(shù)顯溫控儀表為三位或四位數(shù)碼管顯示，單一信號輸入。并應(yīng)用了獨特的抗干擾技術(shù)，精度高，控制效果好，安裝方便。并有二位式、三位式、上下限位差、時間比例、可控硅連續(xù)調(diào)節(jié)式、雙位式 PID 、 PID 連續(xù)調(diào)節(jié)等多種控制方式。產(chǎn)品的各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進水平。溫度儀表根據(jù)需要還可增加超溫報警功能，可廣泛應(yīng)用于冶金、機械、紡織、塑料、制冷、烘箱等用作溫度測量和自