儀表基礎(chǔ)知識部分學習資料

1、化工儀表與自動化第一節(jié)：自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本概念化工自動化的主要內(nèi)容實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動化，一般要包括自動檢測、自動保護、自動操縱和自動調(diào)節(jié)等方面的內(nèi)容。 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是自動化生產(chǎn)的核心部分，只有自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能自動地排除各種干擾因素對工藝參數(shù)的影響，使它們始終保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上，保證生產(chǎn)維持在正?；蜃罴训墓に嚥僮鳡顟B(tài)。一、自動檢測系統(tǒng)利用各種檢測儀器對主要工藝參數(shù)進行指示或記錄，“了解”生產(chǎn)的任務(wù)。二、自動信號和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)對某些關(guān)鍵參數(shù)設(shè)有自動信號聯(lián)鎖裝置。當工藝參數(shù)超過了允許范圍，系統(tǒng)自動地發(fā)出聲、光報警信號，以提示操作人員及時采取措施。三、自動操縱及自動開停車系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動

2、地對生產(chǎn)設(shè)備進行某種周期性的操作。四、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)對生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)，使它們在受到干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時，能自動地調(diào)回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成一、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在人工調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的，其主要裝置包括測量元件與變送器、自動調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器，分別代替了人的眼、腦、手三個器官。1檢測器（變送器）:將某一物理量（如：液位、流量、壓力、壓差或溫度等）轉(zhuǎn)變成可利用信號。（變送器）將該信號轉(zhuǎn)變成標準信號。2調(diào)節(jié)器:根據(jù)變送器信號和工藝需求，算出偏差，經(jīng)過某種運算發(fā)出控制信息。3執(zhí)行器:根據(jù)調(diào)節(jié)器的控制信息，改變閥門開度。4調(diào)節(jié)對象在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，我們將需要調(diào)節(jié)其

3、工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機械。二、液位控制的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成三、被測變量和儀表功能的字母代號字母第一位字母后續(xù)字母被測變量修飾詞功能A分析報警C電導率控制(調(diào)節(jié))D密度差E電壓測量元件F流量比(分數(shù))I電流指示K時間或時間程序自動-手動操作器L物位M水分或溫度P壓力或真空Q數(shù)量或件數(shù)積分、累積積分、累積R放射性記錄或打印S速度或頻率安全開關(guān)、連鎖T溫度傳送V粘度閥、擋板、百葉窗W力套管Y供選用繼動器或計算器Z位置驅(qū)動、執(zhí)行或未分類的執(zhí)行機構(gòu)第二節(jié)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方塊圖一、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖:用箭頭將自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各組成環(huán)節(jié)之間的關(guān)系清楚地表示出來的方塊圖。方塊圖中的每一個方塊都代表一個具體的實物,連

4、接線只代表方塊之間的信號聯(lián)系,不代表物料聯(lián)系。二、閉環(huán)系統(tǒng):自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方塊圖中信號沿箭頭方向前進,通過若干環(huán)節(jié)后,最后又返回到啟始點。自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖(閉環(huán)系統(tǒng))三、開環(huán)系統(tǒng):. 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方塊圖中信號沿箭頭方向前進,最后返回不到啟始點。第三節(jié).自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類一、常見分類方法1.按被調(diào)參數(shù)分類：溫度、流量、壓力、液位等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2.按調(diào)節(jié)器具有的調(diào)節(jié)規(guī)律分類：比例、比例積分、比例微分、比例積分微分等調(diào)節(jié)系統(tǒng)。二、按給定值的變化分類(最常見)：1.定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、成序控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2.定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)：給定值恒定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3.隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng)(也稱自動跟蹤系統(tǒng))：給定值不斷變

5、化，而且這種變化是隨機的。4.成序控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)(順序控制系統(tǒng)）：給定值按一定的時間函數(shù)變化。第四節(jié).自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過度過程和品質(zhì)指標一、靜態(tài)與動態(tài)靜態(tài)：系統(tǒng)的平衡狀態(tài)基本不隨時間變化而變化。動態(tài)：被調(diào)參數(shù)隨時間的變化，從一個平衡狀態(tài)到另一個平衡狀態(tài)的過渡過程。平衡（靜態(tài)）是暫時的、相對的、有條件的，不平衡（動態(tài)）才是普遍的、絕對的、無條件的。研究自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重點是研究系統(tǒng)的動態(tài)。二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程是調(diào)節(jié)作用不斷克服干擾作用影響的過程。系統(tǒng)從一個平衡狀態(tài)到另一個平衡狀態(tài)的過渡過程中，被調(diào)參數(shù)隨時間變化的規(guī)律首先取決于干擾作用的形式。一般的階躍信號：突然、危險、對被調(diào)參

6、數(shù)影響很大。其它形式的干擾可用多個階躍信號代替。1.非周期衰減過程: 被調(diào)參數(shù)在給定值的某一側(cè)作緩慢變化，沒有來回波動，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。(穩(wěn)定過程)2衰減振蕩過程： 被調(diào)參數(shù)上下波動，但振幅逐漸減少，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。（穩(wěn)定過程，最佳狀態(tài)）3等幅振蕩過程： 被調(diào)參數(shù)在給定值附近來回波動，且波動振幅保持不變。（屬不穩(wěn)定過程，但在某種情況下可以使用）4發(fā)散振蕩過程：被調(diào)參數(shù)來回波動，且波動振幅逐漸變大，既離給定值越來越遠。（不穩(wěn)定過程，應(yīng)盡量避免）三、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程是調(diào)節(jié)系統(tǒng)品質(zhì)的重要依據(jù)，我們假設(shè)在階躍干擾作用下，取自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的衰減振蕩過程的形式來討論調(diào)節(jié)系統(tǒng)的

7、品質(zhì)指標。1最大偏差：是指在過渡過程中，被調(diào)參數(shù)偏離給定值的最大數(shù)值(圖中的A值，最大偏差表示系統(tǒng)瞬時偏離給定值的最大程度)。2衰減比：是相鄰兩個峰值的比，習慣上表示為 n：1 。一般 n 取 4-10 之間為宜。3余差：當過渡過程終了時，被調(diào)參數(shù)所達到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差叫做余差，或者說余差就是過渡過程終了時的殘余偏差。 有余差的調(diào)節(jié)過程稱為有差調(diào)節(jié)，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為有差系統(tǒng)。 沒有余差的調(diào)節(jié)過程稱為無差調(diào)節(jié)，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為無差系統(tǒng)。（余差越小越好）4過渡時間：從干擾作用發(fā)生的時刻起,直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時止,過渡過程所經(jīng)歷的時間叫做過渡時間或調(diào)節(jié)時間。5振蕩周期：過渡過程同向兩

8、波峰(或波谷)之間的間隔時間叫振蕩周期或工作周期。 6. 振蕩頻率：振蕩周期的倒數(shù)稱為振蕩頻率。 四、影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩大部分組成: 1工藝過程部分：只與自動控制相關(guān)的工藝部分。 2自動裝置部分：實現(xiàn)自動控制必備的儀表設(shè)備。對一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，過渡過程品質(zhì)的好壞，很大程度上決定于對象的性質(zhì)。所以自動控制裝置應(yīng)按對象的性質(zhì)合理的選配調(diào)節(jié)系統(tǒng)。.測量元件及變送器1. 過程參數(shù)檢測基本概念 過程參數(shù)檢測-指連續(xù)生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位和成分等參數(shù)的檢測。 檢測儀表-將檢測元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測儀表。 一次儀表-一般為將被測量轉(zhuǎn)換為便于計量的物理

9、量所使用的儀表，即為檢測元件。 二次儀表-將測得的信號變送轉(zhuǎn)換為可計量的標準電氣信號并顯示的儀表。即包括變送器和顯示裝置。2. 測量過程與測量誤差 測量過程-利用一個已知的單位量(即標準量)與被測的同類量進行比較的過程。 測量誤差-在測量過程中測量結(jié)果與被測量的真值之間會有一定的差值。它反映了測量結(jié)果的可靠程度。 測量誤差的分類：l 絕對誤差與相對誤差 絕對誤差-指測量結(jié)果與被測量的真值之差。通常把檢定中高一等級的計量標準所測得的量值作為真值(實際值)。 相對誤差-指絕對誤差與真值或測量值之百分比。常見有如下三種表示方式： 實際相對誤差-是指絕對誤差與被測量的真值(實際值)之百分比。 標稱相對

10、誤差-是指絕對誤差與儀表示值之百分比。 引用相對誤差-是指絕對誤差與儀表的量程之百分比。l 系統(tǒng)誤差、隨機誤差和疏忽誤差。 系統(tǒng)誤差-指測量儀表本身或其他原因(如零點沒有調(diào)整好等)引起的有規(guī)律的誤差。 隨機誤差-指在測量中所出現(xiàn)的沒有一定規(guī)律的誤差。 疏忽誤差-指觀察人員誤讀或不正確使用儀器與測試方案等人為因素所引起的誤差。l 基本誤差、附加誤差和允許誤差基本誤差-指儀表在規(guī)定的正常工作條件下所具有的誤差。附加誤差-指儀表超出規(guī)定的正常工作條件時所增加的誤差。允許誤差-指儀表的示值或性能不允許超過某個誤差范圍。3. 檢測儀表的性能指標 儀表精度(儀表準確度)儀表精度-儀表精度是根據(jù)國家規(guī)定的允

11、許誤差大小分成幾個等級的。某一類儀表的允許誤差是指在規(guī)定的正常情況下允許的百分比誤差的最大值。我國過程檢測控制儀表的精度等級有0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。一般工業(yè)用表為0.54級精度。 在選用儀表的精度等級時，應(yīng)根據(jù)實際需要求定，不能只追求高精度等級。 變差 變差-在外界條件不變的情況下，用同一儀表對同一個量進行正、反行程(即逐漸由小到大或逐漸由大到小)測量時，所得儀表兩不值之間的差值。 其中x1、x2為正、反測量的示值 造成交差的原因很多。通常要求：變差儀表精度等級所允許的誤差。 靈敏度與靈敏限 靈敏度-表示測量儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。

12、通常用儀表的輸出變化量，如指針的線位移或角位移與引起此位移的被測參數(shù)變化量之比來表示，即 注意：提高儀表的靈敏度可采用增加放大部分的放大倍數(shù)來實現(xiàn)。不過儀表的性能主要取決于儀表的基本誤差。 靈敏限-指引起儀表示值發(fā)生變化的可測參數(shù)的最小變化量。通常其值應(yīng)不大于儀表允許誤差的一半。 第二節(jié).壓力測量及變送器壓力單位及測壓儀表壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)正常進行，必須對壓力進行監(jiān)測和控制。但需說明的是，這里所說的壓力，實際上是物理概念中壓強，即垂直作用在單位面積上的力。在壓力測量中，常有絕對壓力、表壓、負壓和真空壓之分。所謂絕對壓力是指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號

13、P1表示。用來測量絕對壓力的儀表稱為絕對壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用符號P2表示。用來測量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對壓力與大氣壓力之差，稱為表壓力，用符號P3表示，則P3=P1-P2。當絕對壓力小于大氣壓力值時，表壓力為負值 (即負壓力)，此負壓力值的絕對值，稱為真空度。壓力：指均勻垂直的作用于單位面積上的力。在化學反應(yīng)過程中，壓力既能影響物料平衡，也影響化學反應(yīng)速度，所以，壓力的測量與控制，對保證生產(chǎn)過程正常進行，達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗和安全是十分重要的壓力可用公式表示為：（p 表示壓力，F(xiàn) 表示垂直作用力，S 表示受力面積根據(jù)國際制單位，壓力單位為帕斯卡，簡稱

14、帕(Pa)。1Pa=1N/m2壓力單位帕Pa兆帕MPa工程大氣壓Kgf/cm2物理大氣壓atm汞柱mmHg水柱mH2O磅/英寸21b/in2巴bar帕1110-61.0119710-59.86910-67.50110-31.019710-41.45010-4110-5兆帕1106110.1979.8697.5011031.01971021.45010210工程大氣壓9.8071049.80710-210.96778735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.01331050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.

15、359510-51.315810-310.01361.93410-21.333210-3水柱9.8061039.80610-30.10000.0967873.5511.4220.09806磅/英寸6.8951036.89510-30.070310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501 彈性式壓力計是利用各種形式的彈性元件,在被測介質(zhì)壓力的作用下,使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性形變的原理而制成的壓力儀表.特點: 結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、價格低廉、測量范圍廣、有足夠的精度。一.彈性元件:1.薄膜式彈性元件2.單簧管式彈性元

16、件 根據(jù)測量和傳送的參數(shù)不同, 變送器可分為壓力、差壓變送器一.氣動元件及組件:電氣式壓力計是指把壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出，然后測量電信號的壓力表。一般有壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置組成電氣式壓力計組成方框圖(應(yīng)變片式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、 電容式壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器是利用電阻應(yīng)變原理構(gòu)成.有金屬應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片。壓阻式壓力傳感器 壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成.電容式壓力傳感器 電容式壓力傳感器是將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變換，然后進行測量.壓力計的選用 在選擇壓力計時，應(yīng)根據(jù)工藝要求，加以全面考慮和具體分析，并注意儀表類型的選用、儀表測

17、量范圍的確定及儀表精度級的選取。壓力計的安裝 壓力計的安裝正確與否，直接影響到測量的準確性和壓力計的使用壽命,應(yīng)注意測壓點的選擇、導壓管的鋪設(shè)及壓力計的安裝1. 要選在被測介質(zhì)直線流動的管道部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。2.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)保持齊平，不應(yīng)有凸出物或毛刺。3.測量液體壓力時,取壓點應(yīng)在管道下部、使管道內(nèi)不積存氣體；測量氣體壓力時，取壓點應(yīng)在管道上方，使管道內(nèi)不積存液體。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、含塵以及高溫、高壓等被測介質(zhì)的影響，常會使儀表

18、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。生產(chǎn)開車前的維護檢查：生產(chǎn)開車前，通常要對設(shè)備、管道等進行試壓工作，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，檢查接頭及焊接處是否滲漏，并及時排除滲漏。試壓完畢后，準備開車生產(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)壓力相符合；檢驗過的儀表是否有合格證，裝有隔離裝置的壓力表需加好隔離液。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

19、冷凝器內(nèi)灌入冷水后，再打開壓力表上的閥門。當發(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，然后進行處理。壓力表的日常維護：運行中的儀表，每天要定點定時地進行巡回檢查，保持儀表的清潔，檢查儀表的完整性。發(fā)現(xiàn)問題及時排除。第三節(jié).流量測量及其變送概述壓差式流量計(采用銳角孔板,一體化孔板,阿牛巴)科里奧利質(zhì)量流量計超聲波流量計電磁流量計渦街流量計轉(zhuǎn)子流量計一般所講的流量是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量;而某一段時間內(nèi)流過管道流量的總和叫總量。單位時間內(nèi)流過的流體以質(zhì)量表示的稱為質(zhì)量流量(M);以體積表示的稱為體積流量(Q).測量流體流量的儀表叫流量計,測量流體總量的儀表叫總量計.常

20、用的流量單位為噸每小時(t/h)、千克每小時(kg/h)、千克每秒(kg/s)、立方米每小時(m3/h)、升每小時(l/h)、升每秒(l/min)流量測量的分類方法1. 速度式流量儀表 這是一種以測量流體在管道內(nèi)的速度作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。例如壓差式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、渦輪流量計、靶式流量計、堰式流量計等。2.容積式流量計 這是一種以單位時間內(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。例如橢圓齒輪流量計、活塞式流量計等。3.質(zhì)量式流量計 這是一種以測量流過的質(zhì)量 M 為依據(jù)的流量計。例如慣性式質(zhì)量流量計、補償質(zhì)量流量計等。壓差式流量計 壓差式流量計是基于流體

21、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. 流體在管道中流動時,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)象稱為節(jié)流現(xiàn)象.流量基本方程式 - 流量系數(shù)； - 膨脹校正系數(shù)；F0 - 節(jié)流裝置的開孔截面積；1 - 節(jié)流裝置的流體密度；P - 節(jié)流裝置前后實際測得的壓力差孔板裝置及壓力、流速分布圖轉(zhuǎn)子流量計工作原理轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法.v - 轉(zhuǎn)子的體積；t - 轉(zhuǎn)子材料的密度；f - 被測流體的密度； A - 轉(zhuǎn)子得最大橫截面；g - 重力加速度； - 儀表常數(shù)；h - 轉(zhuǎn)子浮起的高度 轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖電磁流量計工作原理 在一段用非

22、半導磁材料制成的管道外面，安裝有一對磁極N 和S ，用以產(chǎn)生磁場。當導電液體流過管道時，因流體切割磁力線而產(chǎn)生了感應(yīng)電勢。當感應(yīng)強度不變，管道直徑一定時，這個感應(yīng)電勢的大小僅與流體的流速有關(guān)，將這個感應(yīng)電勢經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換，傳送給顯示儀表，就能在顯示儀表上讀出流量來。Ex - 感應(yīng)電勢；K - 比率系數(shù)；磁感應(yīng)強度；D - 管道直徑；v - 垂直于磁力線方向的液體速度。渦街流量計在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體,從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街, 旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱排列, 測量旋渦的產(chǎn)生頻率,便可計算出流量.超聲波流量計超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲脈沖的作用來測

23、量流量的儀表.科里奧利質(zhì)量流量計利用流體在振動管中流動時,產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比例的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量計.第四節(jié).物位測量及其變送概述液位和壓力、流量一樣，都是化工生產(chǎn)中常碰到的被測工藝參數(shù)，在化工生產(chǎn)中常要對一些設(shè)備和容器的液位進行測量和控制。液位測量的主要目的有兩個：一個是通過液位測量來確定容器里的原料、成品的數(shù)量，以保證能連續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)所需的物料；另一個是通過液位測量，了解液位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，以便使生產(chǎn)正常進行，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和安全生產(chǎn)。我們一般把生產(chǎn)過程中的貯罐、反應(yīng)器或各種塔類容器內(nèi)所存在的液體高度叫液位。液位測量儀表的種類很多，常用的幾種測量儀表

24、有：玻璃液位計、磁翻板液位計、磁帶伸縮液位計、差壓液位計、雷達液位計、超聲波液位計、放射性液位計、浮筒液位計等。在容器中液體介質(zhì)的高低叫液位，容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度叫料位。測量液位的儀表叫液位計，測量料位的儀表叫料位計，而測量兩種密度不同液體介質(zhì)的分界面的儀表叫界面計。上述三種儀表統(tǒng)稱為物位儀表。按其工作原理主要有下列幾種類型: 1.直讀式物位儀表 2.壓差式物位儀表 3.浮力式物位儀表 4.電磁式物位儀表 5.核輻射式物位儀表 6.聲波式物位儀表這里介紹幾種常見的物位儀表1.壓差式液位計 2.電容式物位計 3.核輻射式物位計 壓差式液位計 工作原理 壓差式液位計,是利用容器內(nèi)的液位

25、改變時，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的。壓差式液位計原理H - 液位高度; - 介質(zhì)密度; g - 重力加速度; PA、PB - 分別為 A、B 兩處的壓力。核輻射式物位計 工作原理 不同介質(zhì)吸收射線的能力不一樣，只要測定通過介質(zhì)的射線強度 I，介質(zhì)的厚度就知道了- 介質(zhì)對射線的吸收系數(shù)； H - 介質(zhì)層的厚度；I- 穿過介質(zhì)后的射線強度核輻射式物位計示意圖電容式壓力計工作原理 在電容器的極板之間，允以不同介質(zhì)時，電容量的大小也不一樣；因此，可通過測量電容的變化來檢測液位、料位和兩種不同液體得分界面。L - 兩極板相互遮蓋部分的長度；d、D - 圓筒形內(nèi)電極的外徑和內(nèi)徑；- 中間介質(zhì)

26、的介電常數(shù)；0 - 空氣介電常數(shù)浮力液位計利用物體在液體中的浮力原理來實現(xiàn)液位測量.超聲波液位計超聲波液位計是利用聲波碰到液面或料面產(chǎn)生反射波的原理,測出發(fā)射波和反射波的時間差,從而計算出液面高度,用于連續(xù)測量.雷達液位計雷達液位計是利用超高頻電磁波天線向被測容器的液面發(fā)射,當電磁波碰到液面后反射回來,儀表檢測出發(fā)射波和反射波的時間差,從而計算出液面高度.第五節(jié).溫度測量及其變送溫度測量儀表的種類溫度測量的基本原理熱電偶溫度計熱電阻溫度計測溫元件的安裝溫度不能直接測量, 只能借助于冷熱不同物體之間的熱交換, 以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來加以間接測量。任意兩個冷熱程度不同的

27、物體接觸，必然發(fā)生熱交換現(xiàn)象，直到兩物體的冷熱程度完全一致。溫度計的分類:1.按使用的測量范圍分 6000C以上的測溫儀表叫高溫計; 6000C以下的測溫儀表叫溫度計。2. 按用途分 標準儀表、實用儀表。3.按工作原理分 膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電阻溫度計、熱電偶高溫計、輻射高溫計。4.按測量方式 接觸式、非接觸式。測量溫度時感受溫度的元件稱為感溫元件。感溫元件是利用物質(zhì)的不同物理性質(zhì)來反映溫度的，常用的物理性質(zhì)有以下幾個方面：1.利用物體受熱體積膨脹的性質(zhì)來測溫。2.利用工作物質(zhì)的物質(zhì)的壓力隨溫度變化的原理測溫。3.利用金屬導體的電阻隨溫度變化而變化的性質(zhì)來測溫。4.利用熱電現(xiàn)象。5.

28、利用熱輻射原理測溫?；谖矬w受熱體積膨漲的性質(zhì)制成的溫度計叫膨脹式溫度計。玻璃溫度計是屬于液體膨脹是溫度計；雙金屬溫度計是屬于固體膨脹式溫度計壓力式溫度計應(yīng)用壓力隨溫度的變化來測溫的儀表叫壓力式溫度計。它是根據(jù)在封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點的液體的飽和蒸汽受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理制作的，并用壓力來測量這種變化，從而測得溫度。熱電偶溫度計是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測量儀表.它的測量范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量準確可靠，便于信號的遠傳、自動記錄和集中控制熱電偶溫度計是由三部分組成的1. 熱電偶（感溫元件）；2. 測量儀表3. 連接熱電偶和測量儀表的導線（補償導線及銅線）1-熱電偶; 2-導

29、線;3-測量儀表熱電偶它是有兩種不同材料的導體 A 和 B 焊接而成，焊接的一端插入被測介質(zhì)中，感受被測溫度，稱為工作端或熱端，另一端與導線相連，稱為冷端或自由端。熱電偶測溫工作原理取兩根不同材料的金屬導線A和B,將其兩端焊在一起,這樣就組成一個閉合回路,如將其中的一端加熱,此閉合回路中就有熱電勢產(chǎn)生,這種現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象。E(t,t0)為熱電偶兩點熱電勢的代數(shù)和，當 A、B 材料固定，T0 保持不變即eAB（t0）常數(shù)，則 E(t,t0)為單值函數(shù)；熱電偶與其長短無關(guān)，只與材質(zhì)和溫度有關(guān)，材料固定時，根據(jù)熱電勢的大小，可測得溫度。 工業(yè)用熱電偶 補償導線的選用導線太短,冷熱接近,冷端不冷.導

30、線太長,價格昂貴.解決的辦法是采用一種專用的導線,將熱電偶的冷端延伸出來,這種專用的導線就叫補償導線冷端溫度的補償工業(yè)上常用的各種熱電偶的溫度-熱電勢關(guān)系曲線是在冷端溫度保持為00C的情況下得到的,因此,我們在應(yīng)用熱電偶測溫時,只有將 冷端溫度保持為00C,或者是進行一定的修正才能得出準確的測量結(jié)果.這樣做,就成為熱電偶的冷端溫度補償.熱電阻溫度計是利用金屬導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進行溫度測量的。熱電阻其電阻值與溫度的關(guān)系如下：Rt- 溫度為t0C時的電阻值; Rt0- 溫度為t00C時的電阻值; a- 電阻溫度系數(shù)； t- 溫度的變化量; Rt電阻值的變化量例如:鉑電阻在0-650范圍內(nèi)，鉑電阻與溫度的關(guān)系測量元件的安裝要求1.在測量管道溫度時，應(yīng)保證測溫元件與流體充分接觸，以減少測量誤差。2.測量元件的感溫點應(yīng)處于管道中流速最大處。3.測溫元件應(yīng)有足夠的插入深度,以減小測量誤差。4.若工藝管道過?。ㄖ睆叫∮?0 mm），安裝測溫元件處應(yīng)接裝過大管。5.熱電偶、熱電組的接線盒面蓋應(yīng)向上，以避免雨水或其他液體、臟物進入接線盒中影響測量。6.為防止熱量散失，測溫元件應(yīng)插在有保溫層的管道或設(shè)