化工儀表及自動化第3章1化工檢測儀表

1、化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第三章第三章 檢測儀表與傳感器檢測儀表與傳感器 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 概述概述n測量過程與測量誤差測量過程與測量誤差n儀表的性能指標(biāo)儀表的性能指標(biāo)n工業(yè)儀表的分類工業(yè)儀表的分類n 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n壓力單位及測壓儀表壓力單位及測壓儀表n彈性式壓力計彈性式壓力計n電氣式壓力計電氣式壓力計n智能型壓力變送器智能型壓力變送器n壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝1化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n概述概述n差壓式流量計差壓式流量計n轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子

2、流量計n橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計n渦輪流量計渦輪流量計n電磁流量計電磁流量計n漩渦流量計漩渦流量計n質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計2化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n概述概述n差壓式液位變速器差壓式液位變速器n電容式物位傳感器電容式物位傳感器n核輻射物位計核輻射物位計n稱重式液罐計量儀稱重式液罐計量儀n 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n溫度檢測方法溫度檢測方法n熱電偶溫度計熱電偶溫度計n熱電阻溫度計熱電阻溫度計n電動溫度變送器電動溫度變送器3化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n一體化溫度變送器一體化溫度變送器n智能式溫度變送器智能式溫度

3、變送器n測溫元件的安裝測溫元件的安裝n 現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展n軟測量技術(shù)的發(fā)展軟測量技術(shù)的發(fā)展n現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展4化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測儀表檢測儀表。 用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號的儀表通常稱為傳感器傳感器。 當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，通常稱為變送器變送器。5化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n 一、測量過程與測量誤差一、測量過程與測量誤差6 測量過程測量過程在實質(zhì)上都是將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進行比較的過程，

4、而測量儀表就是實現(xiàn)這種比較的工具。 測量誤差測量誤差指由儀表讀得的被測值與被測量真值之間的差距。通常有兩種表示方法，即絕對誤差和相對誤差。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述tixx 絕對誤差0 xx000 xxxxyxi：儀表指示值, xt：被測量的真值由于真值無法得到 x：被校表的讀數(shù)值，x0 ：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值 相對誤差7化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n 二、儀表的性能指標(biāo)二、儀表的性能指標(biāo)%100max測量范圍下限值測量范圍上限值81. 1. 精確度（簡稱精度）精確度（簡稱精度）說明：儀表的測量誤差可以用絕對誤差說明：儀表的測量誤差可以用絕

5、對誤差來表示。但是，來表示。但是，儀表儀表的絕對誤差在測量范圍內(nèi)的各點不相同的絕對誤差在測量范圍內(nèi)的各點不相同。因此，常說的。因此，常說的“絕對絕對誤差誤差”指的是指的是絕對誤差中的最大值絕對誤差中的最大值max。 兩大影響因素兩大影響因素絕對誤差和儀表的測量范圍絕對誤差和儀表的測量范圍相對百分誤差相對百分誤差允許誤差允許誤差%100測量范圍下限值測量范圍上限值差值儀表允許的最大絕對誤允化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 儀表的儀表的允允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的的允允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對越小，表示儀

6、表的精確度越高。將儀表的允許相對百分誤差去掉百分誤差去掉“”號及號及“”號，便可以用來確定儀表號，便可以用來確定儀表的精確度等級。的精確度等級。 目前常用的精確度等級有目前常用的精確度等級有0.0050.005，0.020.02，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.40.4，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，4.04.0等。等。小結(jié)小結(jié)9化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%8 . 0%100200700410舉例例1某臺測溫儀表的測溫范圍為某臺測溫儀表的測溫范圍為200700，校驗該表時，校驗該表時得到的最大絕對誤差為得到的最大絕對誤差

7、為4，試確定該儀表的精度等級。，試確定該儀表的精度等級。 解解 該儀表的相對百分誤差為 如果將該儀表的如果將該儀表的去掉去掉“”號與號與“”號，其數(shù)值為號，其數(shù)值為0.8。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有0.8級儀表，同時，該級儀表，同時，該儀表的誤差超過了儀表的誤差超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以，這級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度等級為臺測溫儀表的精度等級為1.0級。級。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%7 . 0%100010007允例例2某臺測溫儀表的測溫范圍為1000。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過

8、，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？ 解解 根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為 如果將儀表的允許誤差去掉“”號與“”號，其數(shù)值介于0.51.0之間，如果選擇精度等級為1.0級的儀表，其允許的誤差為1.0，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級儀表才能滿足工藝要求。11化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述12儀表的精度等級儀表的精度等級是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高，精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高，也說明該儀表的精確度越高。也說明該儀表的精確度越高。0.050.

9、05級以上的儀表，常用來作級以上的儀表，常用來作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其精度大多在為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其精度大多在0.50.5以下以下。 儀表的精度等級一般可用不同的符號形式標(biāo)志在儀表面板儀表的精度等級一般可用不同的符號形式標(biāo)志在儀表面板上。上。舉例舉例1.51.0如：化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 根據(jù)儀表校驗數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級和根據(jù)工藝要求根據(jù)儀表校驗數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級和根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級，情況是不一樣的。來選擇儀表精度等級，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗數(shù)據(jù)根據(jù)儀表校驗數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少

10、等來確定儀表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等于）儀表校驗所得的相對百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀于）儀表校驗所得的相對百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝上所允許的最大相對百分誤差。上所允許的最大相對百分誤差。 小結(jié)小結(jié)13化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%100測量范圍下限值測量范圍上限值最大絕對差值變差2.2.變差變差 變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進行正反行程（即被測參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到?。y量時，被測量值

11、正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。 圖3-1 測量儀表的變差14化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述153.3.靈敏度與靈敏限靈敏度與靈敏限 儀表的靈敏度儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個位移的被測參數(shù)變化量的比值。即起這個位移的被測參數(shù)變化量的比值。即xS 式中，S為儀表的靈敏度；為指針的線位移或角位移；x為引起所需的被測參數(shù)變化量。 儀表的靈敏限儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對誤差的一半。 注意：注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式

12、儀表中，往往用分辨力表示。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述4.4.分辨率分辨率 對于數(shù)字式儀表，對于數(shù)字式儀表，分辨力分辨力是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測參數(shù)變化量。間隔所代表的被測參數(shù)變化量。 不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力稱為該表的稱為該表的最高分辨力最高分辨力，也叫，也叫靈敏度靈敏度。通常以最高分辨力。通常以最高分辨力作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)。位數(shù)有關(guān)。16化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工

13、業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%100max儀表量程fi175.5.線性度線性度 線性度線性度是表征線性刻度儀表的輸是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實際校準(zhǔn)曲線與理論出量與輸入量的實際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。通常總是希望測量直線的吻合程度。通常總是希望測量儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。 圖3-2 線性度示意圖 式中式中，f為線性度（又稱非線性誤差）；為線性度（又稱非線性誤差）；fmax為校準(zhǔn)曲為校準(zhǔn)曲線對于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計算）線對于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計算）。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié)

14、 概述概述186.6.反應(yīng)時間反應(yīng)時間 反應(yīng)時間反應(yīng)時間就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時間長，說明儀表需要較長時間才能給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。 儀表反應(yīng)時間的長短，實際上反映了儀表動態(tài)特性的好壞。 儀表的反應(yīng)時間有不同的表示方法 當(dāng)輸入信號突然變化一個數(shù)值后，輸出信號將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。 儀表的輸出信號由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2（95）所用的時間，可用來表示反應(yīng)時間?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n 三、工業(yè)儀表的分類三、工業(yè)儀表的分類191. 按儀表使用的能源分類按儀表使用的能源分類氣動儀表、電動儀

15、表、液動儀表氣動儀表、電動儀表、液動儀表 以電為能源，信號之間聯(lián)系比較方便，適宜于以電為能源，信號之間聯(lián)系比較方便，適宜于遠距離傳送和集中控制；便于與計算機聯(lián)用；現(xiàn)遠距離傳送和集中控制；便于與計算機聯(lián)用；現(xiàn)在電動儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動在電動儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動儀表的安全使用。儀表的安全使用。 一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場、一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場、放射性等環(huán)境影響。放射性等環(huán)境影響。 優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述202. 按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程

16、分類 檢測儀表檢測儀表 作用是獲取信息，并進行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。 顯示儀表顯示儀表 作用是將由檢測儀表獲得的信息顯示出來。 集中控制裝置集中控制裝置 包括各種巡回檢測儀、巡回控制儀等?？刂苾x表控制儀表 可以根據(jù)需要對輸入信號進行各種運算。 執(zhí)行器執(zhí)行器 可以接受控制儀表的輸出信號或直接來自操作員的指令，對生產(chǎn)過程進行操作或控制。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述圖3-3 各類儀表的作用21化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述22223. 3. 按儀表的組成形式分類按儀表的組成形式分類 基地式儀表基地式儀表特點是將測量、顯示、控制等各部分集特點是將測量、顯示

17、、控制等各部分集中組裝在一個表殼里，形成一個整體。這種儀表比較中組裝在一個表殼里，形成一個整體。這種儀表比較適于在現(xiàn)場做就地檢測和控制，但不能實現(xiàn)多種參數(shù)適于在現(xiàn)場做就地檢測和控制，但不能實現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制。這在一定程度上限制了基地式儀的集中顯示與控制。這在一定程度上限制了基地式儀表的應(yīng)用范圍。表的應(yīng)用范圍。 分為基地式儀表和單元組合儀表分為基地式儀表和單元組合儀表 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動單元組合儀表和化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動單元組合儀表和氣動單元組合儀表兩種。國產(chǎn)的電動單元組合儀表簡稱氣動單元組合儀表兩種。國產(chǎn)

18、的電動單元組合儀表簡稱DDZ儀表；氣動單元組合儀表簡稱儀表；氣動單元組合儀表簡稱QDZ儀表。儀表。注意注意 單元組合儀表單元組合儀表是將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、是將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、控制等各部分，分別制成能獨立工作的單元儀表（簡控制等各部分，分別制成能獨立工作的單元儀表（簡稱單元，例如變送單元、顯示單元、控制單元等）。稱單元，例如變送單元、顯示單元、控制單元等）。這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號互相聯(lián)系，可以根據(jù)這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號互相聯(lián)系，可以根據(jù)不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)，不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)，適用性和靈活性都很好。適用性和靈

19、活性都很好。 23化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 一、壓力單位及測量儀表一、壓力單位及測量儀表表示受力面積。表示垂直作用力；表示壓力；式中，SFpSFp 是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。的單位為帕斯卡，簡稱帕（的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）211mNPa PaMPa6101124化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 為了使大家了解國際單位制中的壓力單位（為了使大家了解國際單位制中的壓力單位（Pa或或MPa）與過去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位）與過去的單位之間的關(guān)

20、系，下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表。之間的換算關(guān)系表。 25化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 26壓力單壓力單位位帕帕/Pa兆帕兆帕/ MPa工程大氣壓工程大氣壓/ (kgf/cm2)物理大氣壓物理大氣壓/ atm汞柱汞柱/ mmHg水柱水柱/ mH2O（磅（磅/英寸英寸2）/ （1b/in2）巴巴/bar帕帕1110106 61.01971010- -5 59.8691010-6-67.5011010-3-31.01971010-4-41.4501010-4-411010-5-5兆帕兆帕110106 61 110.1979.8697.50110103 31.019710102 21.450

21、10102 210工程大工程大氣壓氣壓9.80710104 49.8071010-2-210.9678735.610.0014.220.9807物理大物理大氣壓氣壓1.013310105 50.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱汞柱1.333210102 21.33321010-4-41.35951010- -3 31.31581010- -3 310.01361.9341010-2-21.33321010-3-3水柱水柱9.80610103 39.8061010-3-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅（磅/英寸英寸2）6.89

22、510103 36.8951010-3-30.070310.0680551.710.703110.06895巴巴110105 50.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1 各種壓力單位換算表化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表大氣壓力絕對壓力表壓ppp27p表P真P絕P絕大氣壓力線大氣壓力線絕對壓力的零線絕對壓力的零線在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負壓或真空度之分。在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負壓或真空度之分。 絕對壓力大氣壓力真空度ppp當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時，一般用負壓或真空度來表示。當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時

23、，一般用負壓或真空度來表示。圖3-4絕對壓力、表壓、負壓（真空度）的關(guān)系化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表28測量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。測量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。 它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量。它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量。 有有U形管壓力計、單管壓力計等形管壓力計、單管壓力計等 這類壓力計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便這類壓力計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便 其精度受工作液的毛細管作用、密度及視其精度受工作液的毛細管作用、密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄，一般用來

24、測差等因素的影響，測量范圍較窄，一般用來測量較低壓力、真空度或壓力差。量較低壓力、真空度或壓力差。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進行測量的。它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進行測量的。 它是通過機械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量（如它是通過機械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）來進行測量的儀表。電壓、電流、頻率等）來進行測量的儀表。 29化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 它是根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)它是根據(jù)水壓機液體傳送

25、壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行測量的。換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行測量的。 測量精度很高，允許誤差可小到測量精度很高，允許誤差可小到0.05%0.02%。 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較貴。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較貴。 30化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 二、彈性式壓力計二、彈性式壓力計31 是利用各種形式的彈性元件，是利用各種形式的彈性元件，在被測介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后在被測介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測壓儀表。產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測壓儀表。 具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢

26、具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價格低廉、測量范圍寬以及有足夠的固可靠、價格低廉、測量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點。精度等優(yōu)點。 可用來測量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓可用來測量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。力。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表32 彈性元件是一種簡易可靠的測壓敏感元件。當(dāng)測壓范圍不彈性元件是一種簡易可靠的測壓敏感元件。當(dāng)測壓范圍不同時，所用的彈性元件也不一樣。同時，所用的彈性元件也不一樣。 圖3-5 彈性元件示意圖 彈簧管式彈性元件彈簧管式彈性元件波紋管式彈性元件波紋管式彈性元件薄膜式彈性元件薄膜式彈性元件化學(xué)工業(yè)出版社

27、化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表33 使用的測壓元件使用的測壓元件 單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧管壓力表。管壓力表。 用途用途 普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧氣壓力表等。力表、禁油的氧氣壓力表等。 1彈簧管；2 拉桿；3 扇形齒輪；4 中心齒輪；5 指針；6 面板；7 游絲；8 調(diào)整螺絲；9 接頭化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 單圈彈簧管是一根彎成單圈彈簧管是一根彎成270270圓弧的橢圓截面的空心金圓弧的橢圓截面的空心金屬管子。管子的自由端屬管子

28、。管子的自由端B B封閉，另一端固定在接頭上。當(dāng)封閉，另一端固定在接頭上。當(dāng)通入被測的壓力通入被測的壓力p p后，由于橢圓形截面在壓力后，由于橢圓形截面在壓力p p的作用下，的作用下，將趨于圓形，而彎成圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生擴張變形。將趨于圓形，而彎成圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生擴張變形。同時，使彈簧管的自由端同時，使彈簧管的自由端B B產(chǎn)生位移。輸入壓力產(chǎn)生位移。輸入壓力p p越大，產(chǎn)越大，產(chǎn)生的變形也越大。由于輸入壓力與彈簧管自由端生的變形也越大。由于輸入壓力與彈簧管自由端B B的位移成的位移成正比，所以只要測得正比，所以只要測得B B點的位移量，就能反映壓力點的位移量，就能反映壓力p p的

29、大小。的大小。 ：彈簧管自由端彈簧管自由端B的位移量一般很小，直接顯示有困難，的位移量一般很小，直接顯示有困難，所以必須通過放大機構(gòu)才能指示出來。所以必須通過放大機構(gòu)才能指示出來。 34化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時，就會破壞正常工藝條件，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時，就會破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險。這時就應(yīng)采用帶有報警或控制觸點的壓甚至可能發(fā)生危險。這時就應(yīng)采用帶有報警或控制觸點的壓力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化

30、，便可成為電接點信號力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點信號壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時，及時發(fā)出信號，以提壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時，及時發(fā)出信號，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實現(xiàn)壓力的自動控制。醒操作人員注意或通過中間繼電器實現(xiàn)壓力的自動控制。 35化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖3-7 電接點信號壓力表1，4 靜觸點；靜觸點；2 動觸動觸點；點；3 綠燈；綠燈；5 紅燈紅燈 壓力表指針上有動觸點壓力表指針上有動觸點2 2，表，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點分別有靜觸點1 1和

31、和4 4。當(dāng)壓力超過上。當(dāng)壓力超過上限給定數(shù)值時，限給定數(shù)值時，2 2和和4 4接觸，紅色信接觸，紅色信號燈號燈5 5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若壓力低到下限給定數(shù)值時，若壓力低到下限給定數(shù)值時，2 2與與1 1接觸，接通了綠色信號燈接觸，接通了綠色信號燈3 3的電路。的電路。1 1、4 4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。 36化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 三、電氣式壓力計三、電氣式壓力計是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進行是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進行傳輸及顯示的儀表。傳輸及顯示的儀表。 371. 該儀表的

32、該儀表的，分別可測，分別可測710-5Pa至至5102MPa的壓力，允許誤差可至的壓力，允許誤差可至0.2； 2. 由于可以遠距離傳送信號，所以在工業(yè)生產(chǎn)過由于可以遠距離傳送信號，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)壓力自動控制和報警，并可與工業(yè)程中可以實現(xiàn)壓力自動控制和報警，并可與工業(yè)控制機聯(lián)用控制機聯(lián)用。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖3-8 電氣式壓力計組成方框圖 一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置所組成。常用一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置所組成。常用的信號處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機等。的信號處理裝置有指示儀、記錄

33、儀以及控制器、微處理機等。 38化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從而實現(xiàn)壓力的測量。從而實現(xiàn)壓力的測量。 圖3-9 霍爾效應(yīng) 可用下式表示可用下式表示 BIRUHH 式中，式中，UH為霍爾電勢；為霍爾電勢；RH為霍爾常數(shù)，為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)為磁感應(yīng)強度；強度；I為控制電流的大小。為控制電流的大小。 3939化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)

34、出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 霍爾電勢與磁感應(yīng)強度和電流成正比。提高霍爾電勢與磁感應(yīng)強度和電流成正比。提高B和和I值可值可增大霍爾電勢增大霍爾電勢UH，但兩者都有一定限度，一般，但兩者都有一定限度，一般I為為3 320mA，B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢約為幾千高斯，所得的霍爾電勢UH約為幾十毫約為幾十毫伏數(shù)量級伏數(shù)量級。 導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過它們的霍爾電勢遠比半導(dǎo)體導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過它們的霍爾電勢遠比半導(dǎo)體的霍爾電勢小得多。的霍爾電勢小得多。 40化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾

35、片式彈簧管將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖壓力傳感器，如圖3-103-10所示。所示。 圖3-10 霍爾片式壓力傳感器1彈簧管；2 磁鋼；3 霍爾片 當(dāng)被測壓力引入后，在被測當(dāng)被測壓力引入后，在被測壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場中的位置，使所產(chǎn)非均勻磁場中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢與被測壓力成比生的霍爾電勢與被測壓力成比例例。 利用這一電勢即可實現(xiàn)遠利用這一電勢即可實現(xiàn)遠距離顯示和自動控制。距離顯示和自動控制。41化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 42第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓

36、力檢測及儀表 利用電阻應(yīng)變原理構(gòu)成。電阻應(yīng)變利用電阻應(yīng)變原理構(gòu)成。電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時，其阻值減?。ㄔ黾樱?，當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時，其阻值減?。ㄔ黾樱偻ㄟ^橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計或再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計或其他記錄儀表顯示出被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計。其他記錄儀表顯示出被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計。 圖3-11 應(yīng)變片壓力傳感器示意圖1應(yīng)變筒；2 外 殼 ；3密封膜片化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第

37、二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。 采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴散一組等值電阻，成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。 當(dāng)壓力發(fā)生變化時，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴散當(dāng)壓力發(fā)生變化時，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化，再由在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號。橋式電路獲

38、得相應(yīng)的電壓輸出信號。 43化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖圖3-12 3-12 壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器1基座；基座；2單晶硅片；單晶硅片；3導(dǎo)環(huán)；導(dǎo)環(huán)；4螺母；螺母；5密密封墊圈；封墊圈；6等效電阻等效電阻 精度高、工作可靠、頻率精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單；重量輕、結(jié)構(gòu)簡單； 便于實現(xiàn)顯示數(shù)字化；便于實現(xiàn)顯示數(shù)字化； 可以測量壓力，稍加改可以測量壓力，稍加改變，還可以測量差壓、高度、變，還可以測量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。速度、加速度等參數(shù)。 4444化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工

39、業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是一種開環(huán)檢測儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、是一種開環(huán)檢測儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強、可靠性好、測量精度高等優(yōu)點，其輸出信號是過載能力強、可靠性好、測量精度高等優(yōu)點，其輸出信號是標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的420mA（DC）電流信號。電流信號。 圖3-14 電容式差壓變送器原理圖1隔離膜片；2，7固定電極；3硅油；4測量膜片；5玻璃層；6底座；8引線49先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進行測量。先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進行測量。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表可以有效地保護測可以有效地保護測量

40、膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易損壞，過載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了損壞，過載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了過載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有過載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動機構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性杠桿傳動機構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度相應(yīng)提高，可達好，測量精度相應(yīng)提高，可達0.20.2級。級。 50化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 四、智能型壓力變送器四、

41、智能型壓力變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表。 可進行遠程通信 利用手持通信器，可對現(xiàn)場變送器進行各種運行參數(shù)的選擇和標(biāo)定；其精確度高，使用與維護方便。 51化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖3-15 3051C型智能差壓變送器（420mA）方框圖52化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖3-16 手持通信器的連接示意圖所用的手持通信器為275型，帶有鍵盤及液晶顯示器?？梢越釉诂F(xiàn)場變送器的信號端子上，就地設(shè)定或檢測，也可以在遠離現(xiàn)場的控制室中，接在某個變送器的信號線上進行

42、遠程設(shè)定及檢測。 實現(xiàn)的功能實現(xiàn)的功能（1）組態(tài)（2）測量范圍的變更（3）變送器的校準(zhǔn)（4）自診斷53化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 要對智能型差壓變送器每五年校驗一次，智能型差壓變送器與手持通信器結(jié)合使用，可遠離生產(chǎn)現(xiàn)場，尤其是危險或不易到達的地方，給變送器的運行和維護帶來了極大的方便。 54化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 五、壓力計的選用及安裝五、壓力計的選用及安裝 壓力計的選用壓力計的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具

43、體的求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，分析， 一般考慮以下幾個問題。一般考慮以下幾個問題。55化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 氨氣用的壓力表采用碳鋼而不采用銅合金；氧氣用的壓氨氣用的壓力表采用碳鋼而不采用銅合金；氧氣用的壓力表嚴(yán)禁油，用四氯化碳清洗。力表嚴(yán)禁油，用四氯化碳清洗。 穩(wěn)定壓力，穩(wěn)定壓力，PmaxPmax不超過量程的不超過量程的2/32/3；脈動壓力，；脈動壓力， Pmax Pmax不不超過量程的超過量程的1/21/2；高壓壓力，；高壓壓力， Pmax Pmax不超過量程的不超過量程的3/53/5；一般被；一般被測壓力最小值不低于儀表滿量程的測壓力最小值不低于儀

44、表滿量程的1/31/3。 滿足工藝要求的前提下，盡可能選擇準(zhǔn)確度較低，價廉滿足工藝要求的前提下，盡可能選擇準(zhǔn)確度較低，價廉耐用的儀表。耐用的儀表。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表MPapp562282max1例例3 3 某臺往復(fù)式壓縮機的出口壓力范圍為某臺往復(fù)式壓縮機的出口壓力范圍為25252828MPa，測量誤差不得大于，測量誤差不得大于1 1MPa。工藝上。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。 解解由于往復(fù)式壓縮機的出口

45、壓力脈動較大，所以由于往復(fù)式壓縮機的出口壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為選擇儀表的上限值為 根據(jù)就地觀察及能進行高低限報警的要求，由本根據(jù)就地觀察及能進行高低限報警的要求，由本章附錄一，可查得選用章附錄一，可查得選用YX-150-150型電接點壓力表，測型電接點壓力表，測量范圍為量范圍為0 06060MPa。 56化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表316025 由于由于 ，故被測壓力的最小值不低于滿量程的，故被測壓力的最小值不低于滿量程的 1/31/3，這是允許的。另外，根據(jù)測量誤差的要求，可，這是允許的。另外，根據(jù)測量誤差的要求，可算得允許誤差為

46、算得允許誤差為 所以，精度等級為所以，精度等級為1.51.5級的儀表完全可以滿足誤差級的儀表完全可以滿足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150-150型型電接點壓力表，測量范圍為電接點壓力表，測量范圍為0 06060MPa，精度等級為，精度等級為1.51.5級。級。%67. 1%10060157化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 應(yīng)能反映被測壓力的真實大小。應(yīng)能反映被測壓力的真實大小。 要選在被測介質(zhì)直線流動的管段部分，不要選在管路拐要選在被測介質(zhì)直線流動的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易

47、形成漩渦的地方。彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。 測量流動介質(zhì)的壓力時，應(yīng)使取壓點與流動方向垂直，測量流動介質(zhì)的壓力時，應(yīng)使取壓點與流動方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。有凸出物或毛刺。 測量液（氣）體壓力時，取壓點應(yīng)在管道下（上）部，測量液（氣）體壓力時，取壓點應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。 58化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 導(dǎo)壓管粗細要合適，一般內(nèi)徑為導(dǎo)壓管粗細要合適，一般內(nèi)徑為6 61010mm，長

48、度應(yīng)盡可，長度應(yīng)盡可能短，最長不得超過能短，最長不得超過5050m，以減少壓力指示的遲緩。如超，以減少壓力指示的遲緩。如超過過5050m，應(yīng)選用能遠距離傳送的壓力計。，應(yīng)選用能遠距離傳送的壓力計。 導(dǎo)壓管水平安裝時應(yīng)保證有導(dǎo)壓管水平安裝時應(yīng)保證有1:101:101:201:20的傾斜度，以利的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。于積存于其中之液體（或氣體）的排出。 當(dāng)被測介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時，必須加設(shè)保溫伴熱管線。當(dāng)被測介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時，必須加設(shè)保溫伴熱管線。 取壓口到壓力計之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計時取壓口到壓力計之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計時使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取

49、壓口的地方。使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。59化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表壓力計應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。壓力計應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。安裝地點應(yīng)力求避免振動和高溫影響。安裝地點應(yīng)力求避免振動和高溫影響。60化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表測量蒸汽壓力時，應(yīng)加裝凝測量蒸汽壓力時，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與液管，以防止高溫蒸汽直接與測壓元件接觸測壓元件接觸 圖圖3-173-17（a）；）；對于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測量，對于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐，應(yīng)加裝有中性介

50、質(zhì)的隔離罐，右圖（右圖（b）表示了被測介質(zhì)密）表示了被測介質(zhì)密度度2 2大于和小于隔離液密度大于和小于隔離液密度1 1的兩種情況。的兩種情況。圖3-17 壓力計安裝示意圖壓力計；壓力計；切斷閥門；切斷閥門；凝液管；凝液管；取壓容器取壓容器61化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表壓力計的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，壓力計的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。當(dāng)被測壓力較小，而壓力計與取壓口又不在同一高度時，當(dāng)被測壓力較小，而壓力計與取壓口又不在同一高度時，對由此

51、高度而引起的測量誤差應(yīng)按對由此高度而引起的測量誤差應(yīng)按pHg進行修正。進行修正。式中式中H為高度差，為高度差，為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速為重力加速度。度。為安全起見，測量高壓的壓力計除選用有通氣孔的外，為安全起見，測量高壓的壓力計除選用有通氣孔的外，安裝時表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。安裝時表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。 62化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 62化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 一、概述一、概述是控制生產(chǎn)過程達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以是控制生產(chǎn)過程達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進行經(jīng)

52、濟核算所必需的一個重要參數(shù)。及進行經(jīng)濟核算所必需的一個重要參數(shù)。 單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時流量。數(shù)量的大小，即瞬時流量。 在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量在某一段時間內(nèi)的累計值。和，即瞬時流量在某一段時間內(nèi)的累計值。63化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表MQQM或如以如以 t 表示時間，則流量和總量之間的關(guān)系是表示時間，則流量和總量之間的關(guān)系是 ttMdtMQdtQ00,總總測量流體流量的儀表。測量流體流量的儀表。：測量流體總量的儀表。測量流

53、體總量的儀表。 64化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表來計算流量的儀表 以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。 以測量流體流過的質(zhì)量以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計。為依據(jù)的流量計。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。 65分類化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 二、差壓式流量計二、差壓式

54、流量計 是基于流體流動是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。差而實現(xiàn)流量測量的。 通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計以及顯示儀表所組成。差壓計以及顯示儀表所組成。 66化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為

55、后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象象。67化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表圖3-18 孔板裝置及壓力、流速分布圖 要準(zhǔn)確測量出截面要準(zhǔn)確測量出截面、處的處的壓力有困難，因為產(chǎn)生最低靜壓壓力有困難，因為產(chǎn)生最低靜壓力力p p2 2的截面的截面的位置隨著流速的位置隨著流速的不同會改變。因此是在孔板前的不同會改變。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節(jié)流裝置前后點，來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測得的壓差的壓力變化。因而所測得的壓差與流量之間的關(guān)系，與測壓點及與流量之間的關(guān)

56、系，與測壓點及測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。68化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。 pFMpFQ101022要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于的取值。的取值。 流量與壓力差流量與壓力差PP的平方根成正比。的平方根成正比。69化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n

57、 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。 標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。工要求、取壓方法、使用條件等。 70化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表圖3-19 孔板斷面示意圖如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙度等都有詳細規(guī)定。度等都有詳細規(guī)定。 其中其中dD應(yīng)在應(yīng)在0.20.20.

58、80.8之間；最小之間；最小孔徑應(yīng)不小于孔徑應(yīng)不小于12.512.5mm；直孔部分的厚；直孔部分的厚度度h（0.0050.0050.020.02）D D；總厚度；總厚度H0.050.05D；錐面的斜角；錐面的斜角30304545等等等，需要時可參閱設(shè)計手冊。等，需要時可參閱設(shè)計手冊。 71化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角接取壓法。接取壓法。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法角接取壓法角接取壓法法蘭取壓法法蘭取壓法分為圖圖3-20 3-20 環(huán)式取壓結(jié)

59、構(gòu)環(huán)式取壓結(jié)構(gòu)11管道法蘭；管道法蘭；22環(huán)室；環(huán)室；33孔板；孔板；44夾緊環(huán)夾緊環(huán)72化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表環(huán)室取壓法能得到較好的測量精度，但是加環(huán)室取壓法能得到較好的測量精度，但是加工制造和安裝要求嚴(yán)格，如果由于加工和現(xiàn)場安工制造和安裝要求嚴(yán)格，如果由于加工和現(xiàn)場安裝條件的限制，達不到預(yù)定的要求時，其測量精裝條件的限制，達不到預(yù)定的要求時，其測量精度仍難保證。度仍難保證。，在現(xiàn)場使用時，為了加工和安裝方便，在現(xiàn)場使用時，為了加工和安裝方便，有時不用環(huán)室而用單獨

60、鉆孔取壓，特別是對大口有時不用環(huán)室而用單獨鉆孔取壓，特別是對大口徑管道。徑管道。73化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板應(yīng)用廣泛，結(jié)應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，安裝構(gòu)簡單，安裝方便，適用于方便，適用于大流量的測量大流量的測量流體經(jīng)過孔板后壓力損流體經(jīng)過孔板后壓力損失大，當(dāng)工藝管道上不失大，當(dāng)工藝管道上不允許有較大的壓力損失允許有較大的壓力損失時，便不宜采用。時，便不宜采用。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管準(zhǔn)文丘里管壓力損失較孔壓力損失較孔板小板小結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工工74化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 流量