化工儀表及自動(dòng)化第章7

化工儀表及自動(dòng)化第三章檢測(cè)儀表與傳感器

在過(guò)程自動(dòng)化中要通過(guò)檢測(cè)元件獲取生產(chǎn)工藝變量，最常見(jiàn)變量是溫度、壓力、流量、物位（四大參數(shù)）。檢測(cè)——實(shí)施正確控制的第一步變送——將檢測(cè)元件輸出的各種信號(hào)、微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一(標(biāo)準(zhǔn))的電氣信號(hào)。靜態(tài)：正確——y(t)正確反映c(t)的值可靠——長(zhǎng)期工作動(dòng)態(tài)：迅速——y(t)迅速反映c(t)的變化過(guò)程控制對(duì)檢測(cè)儀表要求：內(nèi)容提要概述測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差儀表的性能指標(biāo)工業(yè)儀表的分類壓力檢測(cè)及儀表壓力單位及測(cè)壓儀表彈性式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)智能型壓力變送器壓力計(jì)的選用及安裝1內(nèi)容提要流量檢測(cè)及儀表概述差壓式流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)電磁流量計(jì)漩渦流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)2內(nèi)容提要物位檢測(cè)及儀表概述差壓式液位變速器電容式物位傳感器核輻射物位計(jì)稱重式液罐計(jì)量?jī)x溫度檢測(cè)及儀表溫度檢測(cè)方法熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)電動(dòng)溫度變送器3內(nèi)容提要一體化溫度變送器智能式溫度變送器測(cè)溫元件的安裝現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展軟測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展4第一節(jié)概述用來(lái)檢測(cè)這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀表。用來(lái)將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號(hào)的儀表通常稱為傳感器。當(dāng)傳感器的輸出為單元組合式儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通常稱為變送器。5

由于檢測(cè)元件的輸出信號(hào)種類繁多，且信號(hào)較弱不易察覺(jué)，一般都需要將其經(jīng)過(guò)變送器處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的電氣信號(hào)（如4～20mA或0～10mA直流電流信號(hào),20～100KPa氣壓信號(hào)）送往顯示儀表，指示或記錄工藝變量，或同時(shí)送往控制器對(duì)被控變量進(jìn)行控制。

有時(shí)將檢測(cè)元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測(cè)儀表,或者將檢測(cè)元件稱為一次儀表，將變送器和顯示裝置稱為二次儀表。傳感器變送器？？？第一節(jié)概述一、測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差6

測(cè)量過(guò)程在實(shí)質(zhì)上都是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過(guò)程，而測(cè)量?jī)x表就是實(shí)現(xiàn)這種比較的工具。例如：爐溫的測(cè)量，溫度→直流毫伏信號(hào)→指針位移第一節(jié)概述述絕對(duì)誤差xi：儀表指示值值,xt：被測(cè)量的真真值由于真值無(wú)法法得到x：被校表的讀讀數(shù)值，x0：標(biāo)準(zhǔn)表的讀讀數(shù)值相對(duì)誤差7測(cè)量誤差指由儀表讀得得的被測(cè)值與與被測(cè)量真值值之間的差距距。通常有兩兩種表示方法法，即絕對(duì)誤誤差和相對(duì)誤誤差。第一節(jié)概述述二、儀表的性性能指標(biāo)81.精確度度（簡(jiǎn)稱精度度）說(shuō)明：儀表的的測(cè)量誤差可可以用絕對(duì)誤誤差Δ來(lái)表示示。但是，儀表的絕對(duì)誤誤差在測(cè)量范范圍內(nèi)的各點(diǎn)點(diǎn)不相同。因此，常說(shuō)說(shuō)的“絕對(duì)誤誤差”指的是是絕對(duì)誤差中中的最大值ΔΔmax。

兩大影響因素絕對(duì)誤差和儀表的測(cè)量范圍相對(duì)百分誤差差δ允許誤差第一節(jié)概述述儀表的δ允越大，表示它它的精確度越越低；反之，，儀表的δ允越小，表示儀儀表的精確度度越高。將儀儀表的允許相相對(duì)百分誤差差去掉“±””號(hào)及“％””號(hào)，便可以以用來(lái)確定儀儀表的精確度度等級(jí)。目前常用的精精確度等級(jí)有有0.005，0.02，0.05，0.1，，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，，2.5，4.0等。小結(jié)9第一節(jié)概述述10舉例例1某臺(tái)測(cè)溫儀表表的測(cè)溫范圍圍為200~700℃，，校驗(yàn)該表時(shí)時(shí)得到的最大大絕對(duì)誤差為為＋4℃，試試確定該儀表表的精度等級(jí)級(jí)。解該儀表的相對(duì)對(duì)百分誤差為為如果將該儀表表的δ去掉““＋”號(hào)與““％”號(hào)，其其數(shù)值為0.8。由于國(guó)國(guó)家規(guī)定的精精度等級(jí)中沒(méi)沒(méi)有0.8級(jí)級(jí)儀表，同時(shí)時(shí)，該儀表的的誤差超過(guò)了了0.5級(jí)儀儀表所允許的的最大誤差，，所以，這臺(tái)臺(tái)測(cè)溫儀表的的精度等級(jí)為為1.0級(jí)。。第一節(jié)概述述例2某臺(tái)測(cè)溫儀表表的測(cè)溫范圍圍為０～1000℃。根根據(jù)工藝要求求，溫度指示示值的誤差不不允許超過(guò)±±７℃，試問(wèn)問(wèn)應(yīng)如何選擇擇儀表的精度度等級(jí)才能滿滿足以上要求求？解根據(jù)工藝上的的要求，儀表表的允許誤差差為如果將儀表的的允許誤差去去掉“±”號(hào)號(hào)與“％”號(hào)號(hào)，其數(shù)值介介于0.5～～1.0之間間，如果選擇擇精度等級(jí)為為1.0級(jí)的的儀表，其允允許的誤差為為±1.0％％，超過(guò)了工工藝上允許的的數(shù)值，故應(yīng)應(yīng)選擇0.5級(jí)儀表才能能滿足工藝要要求。11第一節(jié)概述述12儀表的精度等等級(jí)是衡量?jī)x表質(zhì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重重要指標(biāo)之一一。精度等級(jí)數(shù)值值越小，就表表征該儀表的的精確度等級(jí)級(jí)越高，也說(shuō)說(shuō)明該儀表的的精確度越高高。0.05級(jí)以上的儀儀表，常用來(lái)來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)表表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)用的測(cè)量?jī)x儀表，其精度度大多在0.5以下。儀表的精度等等級(jí)一般可用用不同的符號(hào)號(hào)形式標(biāo)志在在儀表面板上上。舉例1.51.0如：第一節(jié)概述述根據(jù)儀表校驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)級(jí)和根據(jù)工藝藝要求來(lái)選擇儀表精度等級(jí)級(jí)，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定定儀表精度等等級(jí)時(shí)，儀表表的允許誤差差應(yīng)該大于（至至少等于）儀表校驗(yàn)所得得的相對(duì)百分分誤差；根據(jù)工藝要求求來(lái)選擇儀表表精度等級(jí)時(shí)時(shí)，儀表的允允許誤差應(yīng)該小于（至至多等于）工藝上所允許許的最大相對(duì)對(duì)百分誤差。。小結(jié)13精度等級(jí)的計(jì)算例：某溫度計(jì)范圍圍為0~1000℃，出廠前校驗(yàn)驗(yàn)各點(diǎn)結(jié)果如如下：被校表℃02014026047068059031001標(biāo)準(zhǔn)表℃02004006007008009001000⑴求出該溫度計(jì)計(jì)的最大絕對(duì)誤差差值；⑵確定該溫度計(jì)計(jì)的精度等級(jí)；解：⑴最大絕對(duì)誤差差為：706-700=6℃；⑵最大允許誤差差為：6/1000×100%=0.6%，精度等級(jí)為1.0級(jí).由于國(guó)家規(guī)定定的精度等級(jí)級(jí)中沒(méi)有0.6級(jí)儀表，，而該儀表的的最大引用誤誤差超過(guò)了0.5級(jí)儀表表的允許誤差差，所以這臺(tái)臺(tái)儀表的精度度等級(jí)應(yīng)定為為1.0級(jí)。。例：某被測(cè)溫溫度信號(hào)在70～80℃℃范圍內(nèi)變化化，工藝要求求測(cè)量誤差不不超過(guò)±1％％，現(xiàn)有兩臺(tái)臺(tái)溫度測(cè)量?jī)x儀表，精度等等級(jí)均為0.5級(jí)，其中中一臺(tái)儀表的的測(cè)量范圍是是0～100℃，另一臺(tái)臺(tái)儀表的測(cè)量量范圍是0～～200℃，，試問(wèn)這兩臺(tái)臺(tái)儀表能否滿滿足上述測(cè)量量要求。解：由題意可知知，被測(cè)溫溫度的允許許最大絕對(duì)對(duì)誤差為：：|△max|＝70×1％＝0.7℃測(cè)量范圍為為0～100℃的儀表的的最大允許許絕對(duì)誤差差為：|△max|1＝100×0.5％＝0.5℃測(cè)量范圍為為0～200℃的儀表的的最大允許許絕對(duì)誤差差為：|△max|2＝200×0.5％＝1.0℃根據(jù)上述計(jì)計(jì)算，雖然然兩臺(tái)儀表表的精度等等級(jí)均為0.5級(jí)，，但只有測(cè)測(cè)量范圍是是0～100℃的溫溫度測(cè)量?jī)x儀表才滿足足本題的測(cè)測(cè)量要求。。結(jié)論：校表：選表：儀表量程的的上限：Ymax:4/3~3/2倍（被被測(cè)變量））波動(dòng)較大時(shí)時(shí)：3/2~2倍（被測(cè)測(cè)變量）下限：一般般地，被測(cè)測(cè)變量的值值不低于全全量程的1/3。儀表精度與與量程有關(guān)關(guān)，量程是是根據(jù)所要要測(cè)量的工工藝變量來(lái)來(lái)確定的。。在儀表精精度等級(jí)一一定的前提提下適當(dāng)縮縮小量程，，可以減小小測(cè)量誤差差，提高測(cè)測(cè)量準(zhǔn)確性性。第一節(jié)概概述2.變差變差是指在外界界條件不變變的情況下下，用同一一儀表對(duì)被被測(cè)量在儀儀表全部測(cè)測(cè)量范圍內(nèi)內(nèi)進(jìn)行正反反行程（即即被測(cè)參數(shù)數(shù)逐漸由小小到大和逐逐漸由大到到?。y(cè)量量時(shí)，被測(cè)測(cè)量值正行行和反行所所得到的兩兩條特性曲曲線之間的的最大偏差差。圖3-1測(cè)測(cè)量?jī)x表表的變差14變差的計(jì)算算例：某臺(tái)壓壓力表測(cè)量量范圍為0~10MPa，校驗(yàn)得出出下列數(shù)據(jù)據(jù)：被校表正行程MPa01.983.965.947.979.99標(biāo)準(zhǔn)表MPa0246810被校表反行程MPa02.024.036.068.0310.01⑴求該壓力表表的變差。⑵計(jì)算該壓力力表是否符合1.0級(jí)精度。解：⑴變差為：(6.06-5.94)/10×100%=1.2%；⑵精度為：(6-5.94)/10×100%=0.6%，符合1.0級(jí)精度，但變差1.2%超出儀表的的允許誤差1.0%，所以：該壓力表不符合1.0級(jí)精精度要求。須檢修?。?！第一節(jié)概概述153.靈敏度度與靈敏限限儀表的靈敏敏度是指儀表指指針的線位位移或角位位移，與引引起這個(gè)位位移的被測(cè)測(cè)參數(shù)變化化量的比值值。即式中，S為儀表的靈靈敏度；ΔΔα為指針的線線位移或角角位移；ΔΔx為引起Δα所需的被測(cè)測(cè)參數(shù)變化化量。儀表的靈敏敏限是指能引起起儀表指針針發(fā)生動(dòng)作作的被測(cè)參參數(shù)的最小小變化量。。通常儀表表靈敏限的的數(shù)值應(yīng)不不大于儀表表允許絕對(duì)對(duì)誤差的一一半。注意：上述指標(biāo)僅僅適用于指指針式儀表表。在數(shù)字字式儀表中中，往往用用分辨力表表示。第一節(jié)概概述4.分辨率率對(duì)于數(shù)字式式儀表，分辨力是指數(shù)字顯顯示器的最最末位數(shù)字字間隔所代代表的被測(cè)測(cè)參數(shù)變化化量。如：數(shù)字表表量程為0~1.00000V，五位數(shù)字字顯示，末末位數(shù)字的的等效電壓壓為10μV，則該表分辨力為10μV。不同量程的的分辨力是是不同的，，相應(yīng)于最最低量程的的分辨力稱稱為該表的的最高分辨力力，也叫靈敏度。通常以最最高分辨力力作為數(shù)字字電壓表的的分辨力指指標(biāo)。當(dāng)靈敏度用用它與量程程的相對(duì)值值表示時(shí)，，便是分辨辨率。分辨辨率與儀表表的有效數(shù)數(shù)字位數(shù)有有關(guān)。16例：：若顯顯示示的的電電壓壓數(shù)數(shù)值值為為0.12345V，即即123450μV，末位位數(shù)數(shù)字字代代表表50μV，末位位數(shù)數(shù)字字變變化化的的等等效效電電壓壓為為10μV。第一一節(jié)節(jié)概概述述175.線線性性度度線性性度度是表表征征線線性性刻刻度度儀儀表表的的輸輸出出量量與與輸輸入入量量的的實(shí)實(shí)際際校校準(zhǔn)準(zhǔn)曲曲線線與與理理論論直直線線的的吻吻合合程程度度。。通通常常總總是是希希望望測(cè)測(cè)量量?jī)x儀表表的的輸輸出出與與輸輸入入之之間間呈呈線線性性關(guān)關(guān)系系。。圖3-2線線性性度度示示意意圖圖式中中，δf為線線性性度度（（又又稱稱非非線線性性誤誤差差））；；ΔΔfmax為校校準(zhǔn)準(zhǔn)曲曲線線對(duì)對(duì)于于理理論論直直線線的的最最大大偏偏差差（（以以儀儀表表示示值值的的單單位位計(jì)計(jì)算算））。。第一一節(jié)節(jié)概概述述186.反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間就是是用用來(lái)來(lái)衡衡量量?jī)x儀表表能能不不能能盡盡快快反反映映出出參參數(shù)數(shù)變變化化的的品品質(zhì)質(zhì)指指標(biāo)標(biāo)。。反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間長(zhǎng)長(zhǎng)，，說(shuō)說(shuō)明明儀儀表表需需要要較較長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)時(shí)間間才才能能給給出出準(zhǔn)準(zhǔn)確確的的指指示示值值，，那那就就不不宜宜用用來(lái)來(lái)測(cè)測(cè)量量變變化化頻頻繁繁的的參參數(shù)數(shù)。。儀表表反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間的的長(zhǎng)長(zhǎng)短短，，實(shí)實(shí)際際上上反反映映了了儀儀表表動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性的的好好壞壞。。儀表表的的反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間有有不不同同的的表表示示方方法法當(dāng)輸輸入入信信號(hào)號(hào)突突然然變變化化一一個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)值值后后，，輸輸出出信信號(hào)號(hào)將將由由原原始始值值逐逐漸漸變變化化到到新新的的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)值值。。儀表表的的輸輸出出信信號(hào)號(hào)由由開(kāi)開(kāi)始始變變化化到到新新穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)值值的的63.2％％（（95％％））所所用用的的時(shí)時(shí)間間，，可可用用來(lái)來(lái)表表示示反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間。。第一一節(jié)節(jié)概概述述三、、工工業(yè)業(yè)儀儀表表的的分分類類191.按按儀儀表表使使用用的的能能源源分分類類氣動(dòng)動(dòng)儀儀表表、、電電動(dòng)動(dòng)儀儀表表、、液液動(dòng)動(dòng)儀儀表表以電電為為能能源源，，信信號(hào)號(hào)之之間間聯(lián)聯(lián)系系比比較較方方便便，，適適宜宜于于遠(yuǎn)遠(yuǎn)距距離離傳傳送送和和集集中中控控制制；；便便于于與與計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)聯(lián)聯(lián)用用；；現(xiàn)現(xiàn)在在電電動(dòng)動(dòng)儀儀表表可可以以做做到到防防火火、、防防爆爆，，更更有有利利于于電電動(dòng)動(dòng)儀儀表表的的安安全全使使用用。。一般般結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較復(fù)復(fù)雜雜；；易易受受溫溫度度、、濕濕度度、、電電磁磁場(chǎng)場(chǎng)、、放放射射性性等等環(huán)環(huán)境境影影響響。。優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)缺點(diǎn)點(diǎn)常用用第一一節(jié)節(jié)概概述述202.按信信息息的的獲獲得得、、傳傳遞遞、、反反映映和和處處理理的的過(guò)過(guò)程程分分類類檢測(cè)測(cè)儀儀表表作用用是是獲獲取取信信息息，，并并進(jìn)進(jìn)行行適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡霓D(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換。。顯示示儀儀表表作用用是是將將由由檢檢測(cè)測(cè)儀儀表表獲獲得得的的信信息息顯顯示示出出來(lái)來(lái)。。集中中控控制制裝裝置置包括括各各種種巡巡回回檢檢測(cè)測(cè)儀儀、、巡巡回回控控制制儀儀等等。?？刂浦苾x儀表表可以以根根據(jù)據(jù)需需要要對(duì)對(duì)輸輸入入信信號(hào)號(hào)進(jìn)進(jìn)行行各各種種運(yùn)運(yùn)算算。。執(zhí)行行器器可以以接接受受控控制制儀儀表表的的輸輸出出信信號(hào)號(hào)或或直直接接來(lái)來(lái)自自操操作作員員的的指指令令，，對(duì)對(duì)生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程進(jìn)進(jìn)行行操操作作或或控控制制。。第一一節(jié)節(jié)概概述述圖3-3各各類類儀儀表表的的作作用用21第一一節(jié)節(jié)概概述述223.按按儀儀表的的組成成形式式分類類基地式式儀表表特點(diǎn)是是將測(cè)測(cè)量、、顯示示、控控制等等各部部分集集中組組裝在在一個(gè)個(gè)表殼殼里，，形成成一個(gè)個(gè)整體體。這這種儀儀表比比較適適于在在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)做就就地檢檢測(cè)和和控制制，但但不能能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多種種參數(shù)數(shù)的集集中顯顯示與與控制制。這這在一一定程程度上上限制制了基基地式式儀表表的應(yīng)應(yīng)用范范圍。。分為基基地式式儀表表和單單元組組合儀儀表第一節(jié)節(jié)概概述化工生生產(chǎn)中中的單單元組組合儀儀表有有電動(dòng)動(dòng)單元元組合合儀表表和氣氣動(dòng)單單元組組合儀儀表兩兩種。。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)的電電動(dòng)單單元組組合儀儀表簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱DDZ儀表表；氣氣動(dòng)單單元組組合儀儀表簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱QDZ儀表表。注意單元組組合儀儀表是將對(duì)對(duì)參數(shù)數(shù)的測(cè)測(cè)量及及其變變送、、顯示示、控控制等等各部部分，，分別別制成成能獨(dú)獨(dú)立工工作的的單元元儀表表（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱單單元，，例如如變送送單元元、顯顯示單單元、、控制制單元元等））。這這些單單元之之間以以統(tǒng)一一的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)信信號(hào)互互相聯(lián)聯(lián)系，，可以以根據(jù)據(jù)不同同要求求，方方便地地將各各單元元任意意組合合成各各種控控制系系統(tǒng)，，適用用性和和靈活活性都都很好好。23標(biāo)準(zhǔn)信信號(hào)氣壓信信號(hào)：20-100Kpa標(biāo)準(zhǔn)信信號(hào)，電信號(hào)號(hào)：DDZⅢ：4-20mADC，1-5V；；DDZⅡ：0-10mADC等等第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表一、壓壓力單單位及及測(cè)量量?jī)x表表壓力是指均均勻垂垂直地地作用用在單單位面面積上上的力力。壓力的單位位為帕帕斯卡卡，簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱帕帕（Pa）24第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表為了使使大家家了解解國(guó)際際單位位制中中的壓壓力單單位（（Pa或MPa）與過(guò)過(guò)去的的單位位之間間的關(guān)關(guān)系，，下面面給出出幾種種單位位之間間的換換算關(guān)關(guān)系表表。2526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2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大氣壓9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1各各種種壓力力單位位換算算表第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表27p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線在壓力力測(cè)量量中，，常有有表壓壓、絕絕對(duì)壓壓力、、負(fù)壓壓或真真空度度之分分。當(dāng)被測(cè)測(cè)壓力力低于于大氣氣壓力力時(shí)，，一般般用負(fù)負(fù)壓或或真空空度來(lái)來(lái)表示示。圖3-4絕絕對(duì)對(duì)壓力力、表表壓、、負(fù)壓壓（真真空度度）的的關(guān)系系第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表28測(cè)量壓壓力或或真空空度的的儀表表按照照其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換原原理的的不同同，分分為四四類。。1.液柱式式壓力力計(jì)它根據(jù)據(jù)流體體靜力力學(xué)原原理，，將被被測(cè)壓壓力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成液柱柱高度度進(jìn)行行測(cè)量量。按其結(jié)結(jié)構(gòu)形形式的的不同同有U形管壓壓力計(jì)計(jì)、單單管壓壓力計(jì)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)這類壓壓力計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單單、使使用方方便缺點(diǎn)其精度度受工工作液液的毛毛細(xì)管管作用用、密密度及及視差差等因因素的的影響響，測(cè)測(cè)量范范圍較較窄，，一般般用來(lái)來(lái)測(cè)量量較低低壓力力、真真空度度或壓壓力差差。第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表2.彈性式式壓力力計(jì)它是將將被測(cè)測(cè)壓力力轉(zhuǎn)換換成彈彈性元元件變變形的的位移移進(jìn)行行測(cè)量量的。。3.電氣式式壓力力計(jì)它是通通過(guò)機(jī)機(jī)械和和電氣氣元件件將被被測(cè)壓壓力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成電量量（如如電壓壓、電電流、、頻率率等））來(lái)進(jìn)進(jìn)行測(cè)測(cè)量的的儀表表。29第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表4.活塞式式壓力力計(jì)它是根根據(jù)水水壓機(jī)機(jī)液體體傳送送壓力力的原原理，，將被被測(cè)壓壓力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成活塞塞上所所加平平衡砝砝碼的的質(zhì)量量來(lái)進(jìn)進(jìn)行測(cè)測(cè)量的的。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)測(cè)量精精度很很高，，允許許誤差差可小小到0.05%～0.02%。結(jié)構(gòu)較較復(fù)雜雜，價(jià)價(jià)格較較貴。。30第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表二、彈彈性式式壓力力計(jì)31定義彈性式式壓力力計(jì)是利用用各種種形式式的彈彈性元元件，，在被被測(cè)介介質(zhì)壓壓力的的作用用下，，使彈彈性元元件受受壓后后產(chǎn)生生彈性性變形形的原原理而而制成成的測(cè)測(cè)壓儀儀表。。優(yōu)點(diǎn)具有結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、、使用用可靠靠、讀讀數(shù)清清晰、、牢固固可靠靠、價(jià)價(jià)格低低廉、、測(cè)量量范圍圍寬以以及有有足夠夠的精精度等等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)?？捎脕?lái)來(lái)測(cè)量量幾百百帕到到數(shù)千千兆帕帕范圍圍內(nèi)的的壓力力。第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表321.彈性元元件彈性元元件是是一種種簡(jiǎn)易易可靠靠的測(cè)測(cè)壓敏敏感元元件。。當(dāng)測(cè)測(cè)壓范范圍不不同時(shí)時(shí)，所所用的的彈性性元件件也不不一樣樣。圖3-5彈性元元件示示意圖圖彈簧管管式彈彈性元元件如圖(a)和(b)所示示，波紋管管式彈彈性元元件如圖(e)所示示，薄膜式式彈性性元件件如圖(c)和(d)所示示。第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表332.彈簧管管壓力力表分類使用的的測(cè)壓壓元件件單圈彈彈簧管管壓力力表與與多圈圈彈簧簧管壓壓力表表。用途普通彈彈簧管管壓力力表，，耐腐腐蝕的的氨用用壓力力表、、禁油油的氧氧氣壓壓力表表等。。1—彈彈簧管管；2——拉桿桿；3——扇形形齒輪輪；4——中心心齒輪輪；5——指針針；6——面板板；7——游絲絲；8——調(diào)整整螺絲絲；9——接頭頭彈簧壓壓力表表第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表基本測(cè)測(cè)量原原理單圈彈彈簧管管是一一根彎彎成270°圓圓弧的的橢圓圓截面面的空空心金金屬管管子。。管子子的自自由端端B封閉，，另一一端固固定在在接頭頭９上上。當(dāng)當(dāng)通入入被測(cè)測(cè)的壓壓力p后，由由于橢橢圓形形截面面在壓壓力p的作用用下，，將趨趨于圓圓形，，而彎彎成圓圓弧形形的彈彈簧管管也隨隨之產(chǎn)產(chǎn)生擴(kuò)擴(kuò)張變變形。。同時(shí)時(shí)，使使彈簧簧管的的自由由端B產(chǎn)生位位移。。輸入入壓力力p越大，，產(chǎn)生生的變變形也也越大大。由由于輸輸入壓壓力與與彈簧簧管自自由端端B的位移移成正正比，，所以以只要要測(cè)得得B點(diǎn)的位位移量量，就就能反反映壓壓力p的大小小。注意：彈簧管管自由由端B的位移移量一一般很很小，，直接接顯示示有困困難，，所以以必須須通過(guò)過(guò)放大大機(jī)構(gòu)構(gòu)才能能指示示出來(lái)來(lái)。34第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表在化工工生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程程中，，常需需要把把壓力力控制制在某某一范范圍內(nèi)內(nèi)，即即當(dāng)壓壓力低低于或或高于于給定定范圍圍時(shí)，，就會(huì)會(huì)破壞壞正常常工藝藝條件件，甚甚至可可能發(fā)發(fā)生危危險(xiǎn)。。這時(shí)時(shí)就應(yīng)應(yīng)采用用帶有有報(bào)警警或控控制觸觸點(diǎn)的的壓力力表。。將普普通彈彈簧管管壓力力表稍稍加變變化，，便可可成為為電接接點(diǎn)信信號(hào)壓壓力表表，它它能在在壓力力偏離離給定定范圍圍時(shí)，，及時(shí)時(shí)發(fā)出出信號(hào)號(hào)，以以提醒醒操作作人員員注意意或通通過(guò)中中間繼繼電器器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)壓力力的自自動(dòng)控控制。。警惕！！35第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表圖3-7電接點(diǎn)點(diǎn)信號(hào)號(hào)壓力力表1，4—靜觸觸點(diǎn)；；2—?jiǎng)佑|觸點(diǎn)；；3—綠燈燈；5—紅燈燈壓力表表指針針上有有動(dòng)觸觸點(diǎn)2，表表盤上上另有有兩根根可調(diào)調(diào)節(jié)指指針，，上面面分別別有靜靜觸點(diǎn)點(diǎn)1和和4。。當(dāng)壓壓力超超過(guò)上上限給給定數(shù)數(shù)值時(shí)時(shí)，2和4接觸觸，紅紅色信信號(hào)燈燈5的的電路路被接接通，，紅燈燈發(fā)亮亮。若若壓力力低到到下限限給定定數(shù)值值時(shí)，，2與與1接接觸，，接通通了綠綠色信信號(hào)燈燈3的的電路路。1、4的位位置可可根據(jù)據(jù)需要要靈活活調(diào)節(jié)節(jié)。36第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表三、電電氣式式壓力力計(jì)定義電氣式式壓力力計(jì)是一種種能將將壓力力轉(zhuǎn)換換成電電信號(hào)號(hào)進(jìn)行行傳輸輸及顯顯示的的儀表表。37優(yōu)點(diǎn)1.該儀表的測(cè)量范圍較廣，分別可測(cè)7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；

2.由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。

第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表圖3-8電電氣氣式壓壓力計(jì)計(jì)組成成方框框圖組成一般由由壓力力傳感感器、、測(cè)量量電路路和信信號(hào)處處理裝裝置所所組成成。常常用的的信號(hào)號(hào)處理理裝置置有指指示儀儀、記記錄儀儀以及及控制制器、、微處處理機(jī)機(jī)等。。38第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表幾種常常見(jiàn)的的傳感感器或或變送送器：：1.霍霍爾片片式壓壓力傳傳感器器霍爾片片式壓壓力傳傳感器器是根據(jù)據(jù)霍爾爾效應(yīng)應(yīng)制成成的，，即利利用霍霍爾元元件將將由壓壓力所所引起起的彈彈性元元件的的位移移轉(zhuǎn)換換成霍霍爾電電勢(shì)，，從而而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)壓力力的測(cè)測(cè)量。。圖3-9霍爾效效應(yīng)霍爾電電勢(shì)可用下下式表表示式中，，UH為霍爾爾電勢(shì)勢(shì)；RH為霍爾爾常數(shù)數(shù)，與與霍爾爾片材材料、、幾何何形狀狀有關(guān)關(guān)；B為磁感感應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度；；I為控制制電流流的大大小。。39第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表注意霍爾電電勢(shì)與與磁感感應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度和和電流流成正正比。。提高高B和I值可增增大霍霍爾電電勢(shì)UH，但兩兩者都都有一一定限限度，，一般般I為3～～20mA，B約為幾幾千高高斯，，所得得的霍霍爾電電勢(shì)UH約為幾幾十毫毫伏數(shù)數(shù)量級(jí)級(jí)。導(dǎo)體也也有霍霍爾效效應(yīng)，，不過(guò)過(guò)它們們的霍霍爾電電勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比半半導(dǎo)體體的霍霍爾電電勢(shì)小小得多多。40第二節(jié)節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及及儀表表將霍爾爾元件件與彈彈簧管管配合合，就就組成成了霍霍爾片片式彈彈簧管管壓力力傳感感器，，如圖圖3-10所示示。圖3-10霍霍爾片片式壓壓力傳傳感器器1—彈彈簧管管；2—磁鋼鋼；3—霍爾爾片當(dāng)被測(cè)測(cè)壓力力引入入后，，在被被測(cè)壓壓力作作用下下，彈彈簧管管自由由端產(chǎn)產(chǎn)生位位移，，因而而改變變了霍霍爾片片在非非均勻勻磁場(chǎng)場(chǎng)中的的位置置，使使所產(chǎn)產(chǎn)生的的霍爾爾電勢(shì)勢(shì)與被被測(cè)壓壓力成成比例例。利用這這一電電勢(shì)即即可實(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離離顯示示和自自動(dòng)控控制。。4142第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表2.應(yīng)變變片壓力力傳感器器應(yīng)變片式式壓力傳傳感器利用電阻阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成成。電阻阻應(yīng)變片片有金屬屬和半導(dǎo)導(dǎo)體應(yīng)變變片兩類類，被測(cè)測(cè)壓力使使應(yīng)變片片產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)變。當(dāng)當(dāng)應(yīng)變片片產(chǎn)生壓壓縮（拉拉伸）應(yīng)應(yīng)變時(shí)，，其阻值值減小（（增加）），再通通過(guò)橋式式電路獲獲得相應(yīng)應(yīng)的毫伏伏級(jí)電勢(shì)勢(shì)輸出，，并用毫毫伏計(jì)或或其他記記錄儀表表顯示出出被測(cè)壓壓力，從從而組成成應(yīng)變片片式壓力力計(jì)。圖3-11應(yīng)應(yīng)變片壓壓力傳感感器示意意圖1—應(yīng)變變筒；2—外殼殼；3——密封膜膜片第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表3.壓阻阻式壓力力傳感器器壓阻式壓壓力傳感感器利用單晶晶硅的壓壓阻效應(yīng)應(yīng)而構(gòu)成成。采用單晶晶硅片為為彈性元元件，在在單晶硅硅膜片上上利用集集成電路路的工藝藝，在單單晶硅的的特定方方向擴(kuò)散散一組等等值電阻阻，并將將電阻接接成橋路路，單晶晶硅片置置于傳感感器腔內(nèi)內(nèi)。當(dāng)壓力發(fā)發(fā)生變化化時(shí)，單單晶硅產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)變變，使直直接擴(kuò)散散在上面面的應(yīng)變變電阻產(chǎn)產(chǎn)生與被被測(cè)壓力力成比例例的變化化，再由由橋式電電路獲得得相應(yīng)的的電壓輸輸出信號(hào)號(hào)。工作原理理43第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表圖3-12壓壓阻式壓壓力傳感感器1—基座座；2——單晶硅硅片；3—導(dǎo)環(huán)環(huán)；4——螺母；；5—密密封墊圈圈；6——等效電電阻特點(diǎn)精度高、、工作可可靠、頻頻率響應(yīng)應(yīng)高、遲遲滯小、、尺寸小小、重量量輕、結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單；便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)顯示數(shù)數(shù)字化；；可以測(cè)量量壓力，，稍加改改變，還還可以測(cè)測(cè)量差壓壓、高度度、速度度、加速速度等參參數(shù)。44第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表4.力矩矩平衡式式壓力變變送器力矩平衡衡式壓力力變送器器是一種典典型的自自平衡檢檢測(cè)儀表表，它利利用負(fù)反反饋的工工作原理理克服元元件材料料、加工工工藝等等不利因因素的影影響，使使儀表具具有較高高的測(cè)量量精度（（一般為為0.5級(jí)）、、工作穩(wěn)穩(wěn)定可靠靠、線性性好、不不靈敏區(qū)區(qū)小等一一系列優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。45舉例以DDZ-Ⅲ型型電動(dòng)力力矩平衡衡壓力變變送器為為例圖3-13DDZ-Ⅲ型電動(dòng)力力矩平衡衡壓力變變送器示示意圖1—測(cè)量量膜片；；2—軸軸封膜片片；3——主杠桿桿；4——矢量機(jī)機(jī)構(gòu)5—量程程調(diào)整螺螺釘；6—連桿桿；7——副杠桿桿；8——檢測(cè)片片（銜鐵鐵）；9—差動(dòng)動(dòng)變壓器器；10—反饋饋動(dòng)圈；；11——放大器器；12—調(diào)零零彈簧；；13——永久磁磁鋼DDZ-Ⅲ型系系列為直直流24V供電，輸輸出4～20mA（（DC））,兩線制制，安全全防爆。。被測(cè)壓力力p作用用在測(cè)量量膜片1上，通通過(guò)膜片片的有效效面積轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成集集中力Fi，即f為膜片的的有效面面積。（3-13）46第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表該變送器器是按力矩平衡衡原理工作的。。根據(jù)主主、副杠杠桿的平平衡條件件可以推推導(dǎo)出被被測(cè)壓力力p與輸出信信號(hào)I0的關(guān)系。。當(dāng)主杠桿桿平衡時(shí)時(shí)，應(yīng)有有（3-14）式中，、、分分別為Fi、F1離支點(diǎn)O1的距離。。（3-15）將式（3-13）代入入式（3-14），有有式中,為為一比例例系數(shù)。。47第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表而式中，、、分分別為為F2及電磁反反饋力離離支支點(diǎn)O2的距離。。將式（3-18）代入入式（3-17），得得（3-18）（3-17）（3-19）（3-16）聯(lián)立式（（3-16）與與（3-19）），得（3-20）式中，為為轉(zhuǎn)換換比例系系數(shù)。48第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表5.電容容式壓力力變送器器電容式壓壓力變送送器是一種開(kāi)開(kāi)環(huán)檢測(cè)測(cè)儀表，，具有結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單、過(guò)載載能力強(qiáng)強(qiáng)、可靠靠性好、、測(cè)量精精度高等等優(yōu)點(diǎn)，，其輸出出信號(hào)是是標(biāo)準(zhǔn)的的4～20mA（（DC））電流信號(hào)號(hào)。工作原理理圖3-14電電容式差差壓變送送器原理理圖1—隔離離膜片；；2，7—固定定電極；；3—硅硅油；4—測(cè)量量膜片；；5—玻玻璃層；；6—底底座；8—引線線49先將壓力力的變化化轉(zhuǎn)換為為電容量量的變化化，然后后進(jìn)行測(cè)測(cè)量。第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表電容式差差壓變送送器的結(jié)結(jié)構(gòu)可以有效效地保護(hù)護(hù)測(cè)量膜膜片，當(dāng)當(dāng)差壓過(guò)過(guò)大并超超過(guò)允許許測(cè)量范范圍時(shí)，，測(cè)量膜膜片將平平滑地貼貼靠在玻玻璃凹球球面上，，因此不不易損壞壞，過(guò)載載后的恢恢復(fù)特性性很好，，這樣大大大提高高了過(guò)載載承受能能力。與與力矩平平衡式相相比，電電容式?jīng)]沒(méi)有杠桿桿傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)，因因而尺寸寸緊湊，，密封性性與抗振振性好，，測(cè)量精精度相應(yīng)應(yīng)提高，，可達(dá)0.2級(jí)級(jí)。小結(jié)50第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表四、智能能型壓力力變送器器智能型壓壓力或差差壓變送送器是在普通通壓力或或差壓傳傳感器的的基礎(chǔ)上上增加微微處理器器電路而而形成的的智能檢檢測(cè)儀表表?？蛇M(jìn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)程通信信利用手持持通信器器，可對(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變變送器進(jìn)進(jìn)行各種種運(yùn)行參參數(shù)的選選擇和標(biāo)標(biāo)定；其其精確度度高，使使用與維維護(hù)方便便。特點(diǎn)51第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表舉例以美國(guó)費(fèi)費(fèi)希爾-羅斯蒙蒙特公司司的3051C型智能能差壓變變送器為為例介紹紹其工作作原理。。圖3-153051C型智智能差壓壓變送器器（4～～20mA）方方框圖52第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表圖3-16手手持通信信器的連連接示意意圖3051C型智智能差壓壓變送器器所用的手手持通信信器為275型型，帶有有鍵盤及及液晶顯顯示器。?？梢越咏釉诂F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)變送器器的信號(hào)號(hào)端子上上，就地地設(shè)定或或檢測(cè)，，也可以以在遠(yuǎn)離離現(xiàn)場(chǎng)的的控制室室中，接接在某個(gè)個(gè)變送器器的信號(hào)號(hào)線上進(jìn)進(jìn)行遠(yuǎn)程程設(shè)定及及檢測(cè)。。實(shí)現(xiàn)的功能（1）組組態(tài)（2）測(cè)測(cè)量范圍圍的變更更（3）變變送器的的校準(zhǔn)（4）自自診斷53第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表

要對(duì)智能型差壓變送器每五年校驗(yàn)一次，智能型差壓變送器與手持通信器結(jié)合使用，可遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，尤其是危險(xiǎn)或不易到達(dá)的地方，給變送器的運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)了極大的方便。注意54第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表五、壓力力計(jì)的選選用及安安裝1.壓力力計(jì)的選選用壓力計(jì)的的選用應(yīng)根據(jù)工工藝生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程對(duì)對(duì)壓力測(cè)測(cè)量的要要求，結(jié)結(jié)合其他他各方面面的情況況，加以以全面的的考慮和和具體的的分析，，一般般考慮以以下幾個(gè)個(gè)問(wèn)題。。儀表類型型的選用用儀表精度度級(jí)的選選取儀表測(cè)量量范圍的的確定55第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表舉例例3某某臺(tái)往復(fù)復(fù)式壓縮縮機(jī)的出出口壓力力范圍為為25～～28MPa，測(cè)量誤誤差不得得大于1MPa。工藝上上要求就就地觀察察，并能能高低限限報(bào)警，，試正確確選用一一臺(tái)壓力力表，指指出型號(hào)號(hào)、精度度與測(cè)量量范圍。。解由于往復(fù)復(fù)式壓縮縮機(jī)的出出口壓力力脈動(dòng)較較大，所所以選擇擇儀表的的上限值值為根據(jù)就地地觀察及及能進(jìn)行行高低限限報(bào)警的的要求，，由本章章附錄一一，可查查得選用用YX-150型電接接點(diǎn)壓力力表，測(cè)測(cè)量范圍圍為0～～60MPa。56第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表由于，，故故被測(cè)壓壓力的最最小值不不低于滿滿量程的的1/3，，這是允允許的。。另外，，根據(jù)測(cè)測(cè)量誤差差的要求求，可算算得允許許誤差為為所以，精精度等級(jí)級(jí)為1.5級(jí)的的儀表完完全可以以滿足誤誤差要求求。至此此，可以以確定，，選擇的的壓力表表為YX-150型電接接點(diǎn)壓力力表，測(cè)測(cè)量范圍圍為0～～60MPa，精度等等級(jí)為1.5級(jí)級(jí)。57第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表1.壓力計(jì)的的安裝（1）測(cè)測(cè)壓點(diǎn)的的選擇應(yīng)能反映映被測(cè)壓壓力的真真實(shí)大小小。①要選選在被測(cè)測(cè)介質(zhì)直直線流動(dòng)動(dòng)的管段段部分，，不要選選在管路路拐彎、、分叉、、死角或或其他易易形成漩漩渦的地地方。②測(cè)量量流動(dòng)介介質(zhì)的壓壓力時(shí)，，應(yīng)使取取壓點(diǎn)與與流動(dòng)方方向垂直直，取壓壓管內(nèi)端端面與生生產(chǎn)設(shè)備備連接處處的內(nèi)壁壁應(yīng)保持持平齊，，不應(yīng)有有凸出物物或毛刺刺。③測(cè)量量液（氣氣）體壓壓力時(shí)，，取壓點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)在管管道下（（上）部部，使導(dǎo)導(dǎo)壓管內(nèi)內(nèi)不積存存氣（液液）體。。58第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表（2）導(dǎo)導(dǎo)壓管鋪鋪設(shè)①導(dǎo)壓壓管粗細(xì)細(xì)要合適適，一般般內(nèi)徑為為6～10mm，長(zhǎng)度應(yīng)應(yīng)盡可能能短，最最長(zhǎng)不得得超過(guò)50m，以減少少壓力指指示的遲遲緩。如如超過(guò)50m，應(yīng)選用用能遠(yuǎn)距距離傳送送的壓力力計(jì)。②導(dǎo)壓壓管水平平安裝時(shí)時(shí)應(yīng)保證證有1:10～～1:20的傾傾斜度，，以利于于積存于于其中之之液體（（或氣體體）的排排出。③當(dāng)被被測(cè)介質(zhì)質(zhì)易冷凝凝或凍結(jié)結(jié)時(shí)，必必須加設(shè)設(shè)保溫伴伴熱管線線。④取壓壓口到壓壓力計(jì)之之間應(yīng)裝裝有切斷斷閥，以以備檢修修壓力計(jì)計(jì)時(shí)使用用。切斷斷閥應(yīng)裝裝設(shè)在靠靠近取壓壓口的地地方。59第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表（3）壓壓力計(jì)的的安裝①壓力計(jì)計(jì)應(yīng)安裝裝在易觀觀察和檢檢修的地地方。②安裝地地點(diǎn)應(yīng)力力求避免免振動(dòng)和和高溫影影響。60第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表③測(cè)量蒸蒸汽壓力力時(shí)，應(yīng)應(yīng)加裝凝凝液管，，以防止止高溫蒸蒸汽直接接與測(cè)壓壓元件接接觸[圖圖3-17（a）］；對(duì)對(duì)于有腐腐蝕性介介質(zhì)的壓壓力測(cè)量量，應(yīng)加加裝有中中性介質(zhì)質(zhì)的隔離離罐，右右圖（b）表示了了被測(cè)介介質(zhì)密度度ρ2大于和小小于隔離離液密度度ρ1的兩種情情況。圖3-17壓壓力計(jì)安安裝示意意圖１—壓力力計(jì)；２２—切斷斷閥門；；３—凝液液管；４４—取壓壓容器61第二節(jié)壓壓力檢檢測(cè)及儀儀表④壓力計(jì)計(jì)的連接接處，應(yīng)應(yīng)根據(jù)被被測(cè)壓力力的高低低和介質(zhì)質(zhì)性質(zhì)，，選擇適適當(dāng)?shù)牟牟牧?，作作為密封封墊片，，以防泄泄漏。⑤當(dāng)被測(cè)壓壓力較小，，而壓力計(jì)計(jì)與取壓口口又不在同同一高度時(shí)時(shí)，對(duì)由此此高度而引引起的測(cè)量量誤差應(yīng)按按Δp＝±Hρg進(jìn)行修正。。式中H為高度差，，ρ為導(dǎo)壓管中中介質(zhì)的密密度，g為重力加速速度。⑥為安全起起見(jiàn)，測(cè)量量高壓的壓壓力計(jì)除選選用有通氣氣孔的外，，安裝時(shí)表表殼應(yīng)向墻墻壁或無(wú)人人通過(guò)之處處，以防發(fā)發(fā)生意外。。62第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表一、概述介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程達(dá)到到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)產(chǎn)和安全生生產(chǎn)以及進(jìn)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核核算所必需需的一個(gè)重重要參數(shù)。。流量大?。?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)內(nèi)流過(guò)管道道某一截面面的流體數(shù)數(shù)量的大小小，即瞬時(shí)時(shí)流量?？偭浚涸谀骋欢螘r(shí)時(shí)間內(nèi)流過(guò)過(guò)管道的流流體流量的的總和，即即瞬時(shí)流量量在某一段段時(shí)間內(nèi)的的累計(jì)值。。定義63第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表質(zhì)量流量M體積流量Q如以t表示時(shí)間，，則流量和和總量之間間的關(guān)系是是流量計(jì)：測(cè)量流體流流量的儀表表。計(jì)量表：測(cè)量流體總總量的儀表表。64第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表1.速度式流量量計(jì)以測(cè)量流體體在管道內(nèi)內(nèi)的流速作作為測(cè)量依依據(jù)來(lái)計(jì)算算流量的儀儀表。2.容積式流量量計(jì)以單位時(shí)間間內(nèi)所排出出的流體的的固定容積積的數(shù)目作作為測(cè)量依依據(jù)來(lái)計(jì)算算流量的儀儀表。3.質(zhì)量流量計(jì)計(jì)以測(cè)量流體體流過(guò)的質(zhì)質(zhì)量M為依據(jù)的流流量計(jì)。質(zhì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)分直接式式和間接式式兩種。65分類第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表二、差壓式式流量計(jì)差壓式（也也稱節(jié)流式式）流量計(jì)計(jì)是基于流體體流動(dòng)的節(jié)節(jié)流原理，，利用流體體流經(jīng)節(jié)流流裝置時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的壓力力差而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)流量測(cè)量量的。通常是由能能將被測(cè)流流量轉(zhuǎn)換成成壓差信號(hào)號(hào)的節(jié)流裝裝置和能將將此壓差轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)應(yīng)的流量值值顯示出來(lái)來(lái)的差壓計(jì)計(jì)以及顯示示儀表所組組成。661-節(jié)流元元件2-引壓管管路3-三閥組組4-差壓計(jì)計(jì)第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表1.節(jié)流現(xiàn)象與與流量基本本方程式（1）節(jié)流流現(xiàn)象流體在有節(jié)節(jié)流裝置的的管道中流流動(dòng)時(shí)，在在節(jié)流裝置置前后的管管壁處，流流體的靜壓壓力產(chǎn)生差差異的現(xiàn)象象稱為節(jié)流現(xiàn)象。節(jié)流裝置包包括節(jié)流件件和取壓裝裝置。67第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表圖3-18孔板裝裝置及壓力力、流速分分布圖要準(zhǔn)確測(cè)量量出截面ⅠⅠ、Ⅱ處的的壓力有困困難，因?yàn)闉楫a(chǎn)生最低低靜壓力p2′的截面ⅡⅡ的位置隨隨著流速的的不同會(huì)改改變。因此此是在孔板板前后的管管壁上選擇擇兩個(gè)固定定的取壓點(diǎn)點(diǎn)，來(lái)測(cè)量量流體在節(jié)節(jié)流裝置前前后的壓力力變化。因因而所測(cè)得得的壓差與與流量之間間的關(guān)系，，與測(cè)壓點(diǎn)點(diǎn)及測(cè)壓方方式的選擇擇是緊密相相關(guān)的。注意68第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表（2）節(jié)流流基本方程程式流量基本方方程式是闡闡明流量與與壓差之間間定量關(guān)系系的基本流流量公式。。它是根據(jù)據(jù)流體力學(xué)學(xué)中的伯努努利方程和和流體連續(xù)續(xù)性方程式式推導(dǎo)而得得的?？梢钥闯鲆懒髁苛颗c壓差的的確切關(guān)系系，關(guān)鍵在在于α的取取值。流量與壓力力差ΔP的的平方根成成正比。69例:已知某某節(jié)流裝置置最大流量量200t/h時(shí)時(shí)，產(chǎn)生的的差壓為1000kPa。。試求差壓壓計(jì)在10kPa、40kPa、、90kPa時(shí)，，分別流經(jīng)經(jīng)節(jié)流裝置置的流量為為多少t/h？第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝裝置國(guó)內(nèi)外把最最常用的節(jié)節(jié)流裝置、、孔板、噴噴嘴、文丘丘里管等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，并并稱為“標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝裝置”。標(biāo)準(zhǔn)化的具具體內(nèi)容包包括節(jié)流裝裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)、尺寸、、加工要求求、取壓方方法、使用用條件等。。70第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表圖3-19孔板斷斷面示意圖圖如左圖，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)孔板對(duì)對(duì)尺寸和公公差、粗糙糙度等都有有詳細(xì)規(guī)定定。舉例其中d／D應(yīng)在0.2～0.8之間；最最小孔徑應(yīng)應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分分的厚度h＝（0.005～0.02））D；總厚厚度H＜0.05D；錐面的斜斜角α＝30°～45°等等等，需要要時(shí)可參閱閱設(shè)計(jì)手冊(cè)冊(cè)。71舉例第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板采采用角接取取壓法和法法蘭取壓法法，標(biāo)準(zhǔn)噴噴嘴為角接接取壓法。。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝裝置取壓方方法角接取壓法法法蘭取壓法法分為圖3-20環(huán)式取取壓結(jié)構(gòu)1—管道法法蘭；2——環(huán)室；3—孔板；；4—夾緊緊環(huán)72第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表環(huán)室取壓法法能得到較較好的測(cè)量量精度，但但是加工制制造和安裝裝要求嚴(yán)格格，如果由由于加工和和現(xiàn)場(chǎng)安裝裝條件的限限制，達(dá)不不到預(yù)定的的要求時(shí)，，其測(cè)量精精度仍難保保證。所以，在現(xiàn)場(chǎng)使使用時(shí)，為為了加工和和安裝方便便，有時(shí)不不用環(huán)室而而用單獨(dú)鉆鉆孔取壓，，特別是對(duì)對(duì)大口徑管管道。73第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)孔板應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于大流量的測(cè)量流體經(jīng)過(guò)孔板后壓力損失大，當(dāng)工藝管道上不允許有較大的壓力損失時(shí)，便不宜采用。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管壓力損失較孔板小結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工74第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝裝置僅適用用于測(cè)量管管道直徑大大于50mm，雷諾數(shù)在在104～105以上的流體體，而且流流體應(yīng)當(dāng)清清潔，充滿滿全部管道道，不發(fā)生生相變。節(jié)流裝置將將管道中流流體流量的的大小轉(zhuǎn)換換為相應(yīng)的的差壓大小小，但這個(gè)個(gè)差壓信號(hào)號(hào)還必須由由導(dǎo)壓管引引出，并傳傳遞到相應(yīng)應(yīng)的差壓計(jì)計(jì)，以便顯顯示出流量量的數(shù)值。。75顯示儀表第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表3.差壓式式流量計(jì)的的測(cè)量誤差差在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際際應(yīng)用時(shí)，，往往具有有比較大的的測(cè)量誤差差，有的甚甚至高達(dá)10％～20％。

不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測(cè)量精度。注意76第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表誤差產(chǎn)生的的原因被測(cè)流體工工作狀態(tài)的的變動(dòng)。節(jié)流裝置安安裝不正確確?？装迦肟谶呥吘壍哪p損。導(dǎo)壓管安裝裝不正確，，或有堵塞塞、滲漏現(xiàn)現(xiàn)象差壓計(jì)安裝裝或使用不不正確到78頁(yè)到82頁(yè)77第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表78導(dǎo)壓管要正正確地安裝裝，防止堵堵塞與滲漏漏，否則會(huì)會(huì)引起較大大的測(cè)量誤誤差。對(duì)于于不同的被被測(cè)介質(zhì)，，導(dǎo)壓管的的安裝亦有有不同的要要求，下面面分類討論論。圖3-21測(cè)量液液體流量時(shí)時(shí)的取壓點(diǎn)點(diǎn)位置圖3-22測(cè)量液液體流量時(shí)時(shí)的連接圖圖1—節(jié)流裝裝置；2——引壓導(dǎo)管管；3—放放空閥；4—平衡閥閥；5—差差壓變送器器；6—貯貯氣罐；7—切斷閥閥第三節(jié)流流量檢測(cè)及及儀表a)取壓壓點(diǎn)應(yīng)該位位于節(jié)流裝裝置的下半半部，與水水平線夾角角α為0°°～45°°。b)引引壓壓導(dǎo)導(dǎo)管管最最好好垂垂直直向向下下，，如如條條件件不不許許可可，，導(dǎo)導(dǎo)壓壓管管亦亦應(yīng)應(yīng)下下傾傾一一定定坡坡度度（（至至少少1∶∶20～～1∶∶10）），，使使氣氣泡泡易易于于排排出出。。c)在在引引壓壓導(dǎo)導(dǎo)管管的的管管路路中中，，應(yīng)應(yīng)有有排排氣氣的的裝裝置置。。①測(cè)測(cè)量量液液體體的的流流量量時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)該該使使兩兩根根導(dǎo)導(dǎo)壓壓管管內(nèi)內(nèi)都都充充滿滿同同樣樣的的液液體體而而無(wú)無(wú)氣氣泡泡，，以以使使兩兩根根導(dǎo)導(dǎo)壓壓管管內(nèi)內(nèi)的的液液體體密密度度相相等等。。79第三三節(jié)節(jié)流流量量檢檢測(cè)測(cè)及及儀儀表表80②測(cè)測(cè)量量氣氣體體流流量量時(shí)時(shí)，，上上述述的的這這些些基基本本原原則則仍仍然然適適用用。。a)取取壓壓點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)在在節(jié)節(jié)流流裝裝置置的的上上半半部部。。b)引引壓壓導(dǎo)導(dǎo)管管最最好好垂垂直直向向上上，，至至少少亦亦應(yīng)應(yīng)向向上上傾傾斜斜一一定定的的坡坡度度，，以以使使引引壓壓導(dǎo)導(dǎo)管管中中不不滯滯留留液液體體。。c)如如果果差差壓壓計(jì)計(jì)必必須須裝裝在在節(jié)節(jié)流流裝裝置置之之下下，，則則需需加加裝裝貯貯液液罐罐和和排排放放閥閥，，如如圖圖3-23所所示示。。③測(cè)測(cè)量量蒸蒸汽汽的的流流量量時(shí)時(shí)，，要要實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)上上述述的的基基本本原原則則，，必必須須解解決決蒸蒸汽汽冷冷凝凝液液的的等等液液位位問(wèn)問(wèn)題題，，以以消消除除冷冷凝凝液液液液位位的的高高低低對(duì)對(duì)測(cè)測(cè)量量精精度度的的影影響響。。常常見(jiàn)見(jiàn)的的接接法法見(jiàn)見(jiàn)圖圖3-24所所示示。。第三三節(jié)節(jié)流流量量檢檢測(cè)測(cè)及及儀儀表表圖3-23測(cè)測(cè)量量氣氣體體流流量量時(shí)時(shí)的的連連接接圖圖1——節(jié)節(jié)流流裝裝置置；；2——引引壓壓導(dǎo)導(dǎo)管管；；3——差差壓壓變變送送器器；；4——貯貯液液罐罐；；5——排排放放閥閥圖3-24測(cè)測(cè)量蒸汽流流量的連接圖圖1—節(jié)流裝置置；2—凝液液罐；3—引引壓導(dǎo)管；4—排放閥；；5—差壓變變送器；6——平衡閥81第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表82差壓計(jì)或差壓壓變送器安裝裝或使用不正正確也會(huì)引起起測(cè)量誤差。。由引壓導(dǎo)管接接至差壓計(jì)或或變送器前，，必須安裝切切斷閥1、2和平衡閥3，構(gòu)成三閥閥組，如圖3-25所示示。測(cè)量腐蝕性（（或因易凝固固不適宜直接接進(jìn)入差壓計(jì)計(jì)）的介質(zhì)流流量時(shí)，必須須采取隔離措措施。常用的的兩種隔離罐罐形式如圖3-26所示示。第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表圖3-25差差壓計(jì)閥組組安裝示意圖圖1，2—切斷斷閥；3—平平衡閥圖3-26隔隔離罐的兩兩種形式83一體化節(jié)流式式流量計(jì)第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表三、轉(zhuǎn)子流量量計(jì)841.工作原理以壓降不變，，利用節(jié)流面面積的變化來(lái)來(lái)測(cè)量流量的的大小，即轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)采采用的是恒壓壓降、變節(jié)流流面積的流量量測(cè)量方法。。圖3-27轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)的工作原理理圖透明錐形管轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)外外形圖金屬管轉(zhuǎn)子流流量計(jì)典型結(jié)結(jié)構(gòu)1—轉(zhuǎn)換部分分2—傳感感部分3—導(dǎo)桿4—轉(zhuǎn)子5—錐形管第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表轉(zhuǎn)子流量計(jì)中中轉(zhuǎn)子的平衡衡條件是（3-25））由式（3-25）可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起起的高度就可可以判斷被測(cè)測(cè)介質(zhì)的流量量大小或?qū)⑹剑?-26）代入上上兩式，得或（3-26））85第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表862.電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子子流量計(jì)它可以將反映映流量大小的的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號(hào)號(hào)，適合于遠(yuǎn)遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯顯示或記錄。。LZD系列電遠(yuǎn)傳式式轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)主要由流量量變送及電動(dòng)動(dòng)顯示兩部分分組成。（1）流量變變送部分圖3-28差差動(dòng)變壓器器結(jié)構(gòu)第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表轉(zhuǎn)換原理若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子與差動(dòng)變壓器的鐵芯連接起來(lái)，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)鐵芯一起運(yùn)動(dòng)，那么，就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成輸出感應(yīng)電勢(shì)的大小。87第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表88（2）電動(dòng)顯顯示部分圖3-29LTD系列列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子子流量計(jì)第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的的指示值修正正轉(zhuǎn)子流量計(jì)的的流量標(biāo)尺上上的刻度值，，對(duì)用于測(cè)量量液體來(lái)講是是代表20℃℃時(shí)水的流量量值，對(duì)用于于測(cè)量氣體來(lái)來(lái)講則是代表表20℃，0.10133MPa壓力下空氣的的流量值。所所以，在實(shí)際際使用時(shí)，要要根據(jù)具體體體情況進(jìn)行修修正。（1）液體流流量測(cè)量時(shí)的的修正（3-31））89第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表如果被測(cè)介質(zhì)質(zhì)的黏度與水水的黏度相差差不大，可近近似認(rèn)為Φ是常數(shù)，則有有（3-32））整理后得（3-34））（3-33））90第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表同理可導(dǎo)得質(zhì)質(zhì)量流量的修修正公式為當(dāng)采用耐酸不不銹鋼作為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子材料時(shí)，，ρt＝7.9g/cm3，水的密度ρw＝1g/cm3，代入（3-34）與式式（3-36）得（3-35））（3-36））（3-37））（3-38））91第三節(jié)流量量檢測(cè)及儀表表當(dāng)介質(zhì)密度ρf變化時(shí)，密度度修正系數(shù)KQ、KM的數(shù)值見(jiàn)下表表。ρtKQKMρtKQKM

ρtKQKM0.400.6701.5160.950.9711.0221.501.2720.8470.450.6461.4351.001.0001.0001.551.2970.8370.500.6831.3651.051.0280.9791.600.3230.8270.550.7191.3071.101.0560.9601.651.3510.8180.600.7541.2561.151.0840.9431.701.3760.8090.650.7871.2111.201.1110.9271.751.4010.8000.700.8191.1701.251.1390.9111.801.4270.7920.750.8511.1341.301.1650.8971.851.4530.7850.800.8821.1021.351.1930.8841.901.4770.7780.850.9121.07