化工儀表及自動(dòng)化_第3章1

1、化工儀表及自動(dòng)化第三章第三章 檢測(cè)儀表與傳感器檢測(cè)儀表與傳感器 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(lèi)壓力檢測(cè)及儀表流量檢測(cè)及儀表物位檢測(cè)及儀表溫度檢測(cè)及儀表現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展1第一節(jié) 概述 用來(lái)檢測(cè)這些參數(shù)的技術(shù)工具稱(chēng)為用來(lái)檢測(cè)這些參數(shù)的技術(shù)工具稱(chēng)為檢測(cè)儀表檢測(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)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(chēng)為的儀表通常稱(chēng)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)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(hào)時(shí)，通常稱(chēng)為信號(hào)時(shí)，通常稱(chēng)為變送器變送器。5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)程測(cè)

2、量過(guò)程在實(shí)質(zhì)上都是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)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)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?，F(xiàn)這種比較的工具。 測(cè)量誤差測(cè)量誤差指由儀表讀得的被測(cè)值與被測(cè)量真指由儀表讀得的被測(cè)值與被測(cè)量真值之間的差距。通常有兩種表示方法，即絕對(duì)誤值之間的差距。通常有兩種表示方法，即絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。差和相對(duì)誤差。 第一節(jié) 概述tixx 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差0 xx000 xxxxyxi i：儀表指示值：儀表指示值, , xt：被測(cè)量的真值：被測(cè)量的真值由于真值無(wú)法得到由于真值無(wú)法得到 x：被校表的讀數(shù)值，：被校表的讀數(shù)值，x0 ：標(biāo)準(zhǔn)表

3、的讀數(shù)值：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值 相對(duì)誤差相對(duì)誤差7第一節(jié) 概述二、儀表的性能指標(biāo)%100max測(cè)量范圍下限值測(cè)量范圍上限值%100測(cè)量范圍下限值測(cè)量范圍上限值差值儀表允許的最大絕對(duì)誤允81. 1. 精確度（簡(jiǎn)稱(chēng)精度）精確度（簡(jiǎn)稱(chēng)精度）說(shuō)明：儀表的測(cè)量誤差可以用絕對(duì)誤差說(shuō)明：儀表的測(cè)量誤差可以用絕對(duì)誤差來(lái)表示。但是，來(lái)表示。但是，儀表儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同。因此，常說(shuō)的。因此，常說(shuō)的“絕對(duì)絕對(duì)誤差誤差”指的是絕對(duì)誤差中的最大值指的是絕對(duì)誤差中的最大值max。 兩大影響因素兩大影響因素絕對(duì)誤差和儀表的測(cè)量范圍絕對(duì)誤差和儀表的測(cè)量范圍相對(duì)百分誤差相對(duì)百分誤

4、差允許誤差允許誤差第一節(jié) 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。越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對(duì)將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉百分誤差去掉“”號(hào)及號(hào)及“”號(hào)，便可以用來(lái)確定儀表號(hào)，便可以用來(lái)確定儀表的精確度等級(jí)的精確度等級(jí)。 目前常用的精確度等級(jí)有目前常用的精確度等級(jí)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第一節(jié) 概述%8 . 0%10020070

5、0410舉例例例1某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200700，校驗(yàn)該表時(shí)，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為得到的最大絕對(duì)誤差為4，試確定該儀表的精度等級(jí)。，試確定該儀表的精度等級(jí)。 解解 該儀表的相對(duì)百分誤差為 如果將該儀表的去掉“”號(hào)與“”號(hào)，其數(shù)值為0.8。由于國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)中沒(méi)有0.8級(jí)儀表，同時(shí)，該儀表的誤差超過(guò)了0.5級(jí)儀表所允許的最大誤差，所以，這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為1.0級(jí)。 第一節(jié) 概述%7 . 0%100010007允例例2某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)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(guò)，試問(wèn)應(yīng)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿(mǎn)足以上要求？ 解解 根

6、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(hào)與“”號(hào)，其數(shù)值介于0.51.0之間，如果選擇精度等級(jí)為1.0級(jí)的儀表，其允許的誤差為1.0，超過(guò)了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級(jí)儀表才能滿(mǎn)足工藝要求。11第一節(jié) 概述12儀表的精度等級(jí)儀表的精度等級(jí)是衡量?jī)x表質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。是衡量?jī)x表質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 精度等級(jí)數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級(jí)越高，也說(shuō)明該儀表的精確度越高。0.05級(jí)以上的儀表，常用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量?jī)x表，其精度大多在0.5以下。 儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上。舉例舉例1.51.0如：第一節(jié) 概述 根據(jù)儀表

7、校驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)和根據(jù)根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)和根據(jù)工藝要求來(lái)選擇儀表精度等級(jí)，情況是不一樣的。工藝要求來(lái)選擇儀表精度等級(jí)，情況是不一樣的。 根據(jù)根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)時(shí)，儀來(lái)確定儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等于）大于（至少等于）儀表校驗(yàn)所得儀表校驗(yàn)所得的相對(duì)百分誤差；根據(jù)的相對(duì)百分誤差；根據(jù)工藝要求工藝要求來(lái)選擇儀表精度等來(lái)選擇儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）小于（至多等于）工藝工藝上所允許的最大相對(duì)百分誤差。上所允許的最大相對(duì)百分誤差。 小結(jié)小結(jié)13第一節(jié) 概述%100測(cè)量

8、范圍下限值測(cè)量范圍上限值最大絕對(duì)差值變差2.2.變差變差 變差變差是指在是指在外界條件不變外界條件不變的情況下，用的情況下，用同一儀表同一儀表對(duì)被對(duì)被測(cè)量?jī)x表在其全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量?jī)x表在其全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程正反行程（即被測(cè)參數(shù)逐（即被測(cè)參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，被測(cè)量值漸由小到大和逐漸由大到小）測(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正行和反行正行和反行所得到的兩條特性曲線(xiàn)之間的所得到的兩條特性曲線(xiàn)之間的最大偏差最大偏差。 圖3-1 測(cè)量?jī)x表的變差14第一節(jié) 概述xS153.3.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(xiàn)位移或角位移，與引是指儀表指針的線(xiàn)位移或角位

9、移，與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量的比值。即起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量的比值。即 式中，式中，S為儀表的靈敏度；為儀表的靈敏度；為指針的線(xiàn)位移或角位移；為指針的線(xiàn)位移或角位移；x為引起為引起所需的被測(cè)參數(shù)變化量。所需的被測(cè)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(dòng)作的被測(cè)參是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)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(duì)誤差的一半。許絕對(duì)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)字式儀表中，上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨力表示。往往用分辨力表示

10、。 第一節(jié) 概述4.4.分辨力分辨力 對(duì)于數(shù)字式儀表，對(duì)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(cè)參數(shù)變化量。間隔所代表的被測(cè)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(chēng)為該表的力稱(chēng)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。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)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)字位數(shù)有關(guān)。字位數(shù)有關(guān)。16第一節(jié) 概述%100maxf儀表量程f175.5.線(xiàn)性度線(xiàn)性度 線(xiàn)性度線(xiàn)性度是表征線(xiàn)性刻

11、度儀表的輸出是表征線(xiàn)性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線(xiàn)與理論直量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線(xiàn)與理論直線(xiàn)的吻合程度。通常總是希望測(cè)量?jī)x線(xiàn)的吻合程度。通?？偸窍Ｍ麥y(cè)量?jī)x表的輸出與輸入之間呈線(xiàn)性關(guān)系。表的輸出與輸入之間呈線(xiàn)性關(guān)系。 圖3-2 線(xiàn)性度示意圖 式中式中，f為線(xiàn)性度（又稱(chēng)非線(xiàn)性誤差）；fmax為校準(zhǔn)曲線(xiàn)對(duì)于理論直線(xiàn)的最大偏差（以?xún)x表示值的單位計(jì)算）。 第一節(jié) 概述186.6.反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間就是用來(lái)衡量?jī)x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(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明儀表需要較長(zhǎng)時(shí)間才能給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來(lái)測(cè)量變化頻繁的參數(shù)。 儀表反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短，實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性

12、的好壞。 儀表的反應(yīng)時(shí)間有不同的表示方法 當(dāng)輸入信號(hào)突然變化一個(gè)數(shù)值后，輸出信號(hào)將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。 儀表的輸出信號(hào)由開(kāi)始變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2（95）所用的時(shí)間，可用來(lái)表示反應(yīng)時(shí)間。第一節(jié) 概述三、工業(yè)儀表的分類(lèi)191. 按儀表使用的能源分類(lèi)按儀表使用的能源分類(lèi)氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表 以電為能源，信號(hào)之間聯(lián)系比較方便，適宜于以電為能源，信號(hào)之間聯(lián)系比較方便，適宜于遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)在電動(dòng)儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動(dòng)在電動(dòng)儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動(dòng)儀表的安全使用。

13、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(chǎng)、一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場(chǎng)、放射性等環(huán)境影響。放射性等環(huán)境影響。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)第一節(jié) 概述202. 按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過(guò)程分類(lèi)按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過(guò)程分類(lèi) 檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表 作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。 顯示儀表顯示儀表 作用是將由檢測(cè)儀表獲得的信息顯示出來(lái)。 集中控制裝置集中控制裝置 包括各種巡回檢測(cè)儀、巡回控制儀等?？刂苾x表控制儀表 可以根據(jù)需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算。 執(zhí)行器執(zhí)行器 可以接受控制儀表的輸出信號(hào)或直接來(lái)自操作員的指令，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行操作或控制。 第一節(jié) 概述圖3-3 各

14、類(lèi)儀表的作用21第一節(jié) 概述22223. 3. 按儀表的組成形式分類(lèi)按儀表的組成形式分類(lèi) 基地式儀表基地式儀表特點(diǎn)是將測(cè)量、顯示、控制等特點(diǎn)是將測(cè)量、顯示、控制等各部分集中組裝在一個(gè)表殼里，形成一個(gè)整各部分集中組裝在一個(gè)表殼里，形成一個(gè)整體。這種儀表比較適于在現(xiàn)場(chǎng)做就地檢測(cè)和體。這種儀表比較適于在現(xiàn)場(chǎng)做就地檢測(cè)和控制，但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控控制，但不能實(shí)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表的應(yīng)制。這在一定程度上限制了基地式儀表的應(yīng)用范圍。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 第一節(jié) 概述 化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動(dòng)單元組合儀表和

15、化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動(dòng)單元組合儀表和氣動(dòng)單元組合儀表兩種。國(guó)產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱(chēng)氣動(dòng)單元組合儀表兩種。國(guó)產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱(chēng)DDZ儀表；氣動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱(chēng)儀表；氣動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱(chēng)QDZ儀表。儀表。注意注意 單元組合儀表單元組合儀表是將對(duì)參數(shù)的測(cè)量及其變送、是將對(duì)參數(shù)的測(cè)量及其變送、顯示、控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的顯示、控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表（簡(jiǎn)稱(chēng)單元，例如變送單元、顯示單單元儀表（簡(jiǎn)稱(chēng)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)元、控制單元等）。這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)互相聯(lián)系，可以根據(jù)不同要求，方便地準(zhǔn)信號(hào)互相聯(lián)系，可

16、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)，適用性和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。靈活性都很好。 23第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表一、壓力單位及測(cè)量?jī)x表表示受力面積。表示垂直作用力；表示壓力；式中，SFpSFp 211mNPa 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(jiǎn)稱(chēng)帕（Pa）PaMPa6101124第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表壓力檢測(cè)及儀表 為了使大家了解國(guó)際單位制中的壓力單位（Pa或MPa）與過(guò)去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表。 2526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

17、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 21.45010102 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 5

18、0.101331.0332176010.3314.701.0133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）6.89510103 36.8951010-3-30.070310.0680551.710.703110.06895巴巴110105 50.11.01970.9869750.110.19714.50

19、1表3-1 各種壓力單位換算表第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表大氣壓力絕對(duì)壓力表壓ppp絕對(duì)壓力大氣壓力真空度ppp27p表P真P絕P絕大氣壓力線(xiàn)大氣壓力線(xiàn)絕對(duì)壓力的零線(xiàn)絕對(duì)壓力的零線(xiàn)在壓力測(cè)量中，常有表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓或真空度之分。在壓力測(cè)量中，常有表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓或真空度之分。 當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來(lái)表示。當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來(lái)表示。圖3-4絕對(duì)壓力、表壓、負(fù)壓（真空度）的關(guān)系第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表28測(cè)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(lèi)。測(cè)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(lèi)。 它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換

20、成液柱高度進(jìn)行測(cè)量。 有U形管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)等 這類(lèi)壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便 其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響，測(cè)量范圍較窄，一般用來(lái)測(cè)量較低壓力、真空度或壓力差。 第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量的。 它是通過(guò)機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）來(lái)進(jìn)行測(cè)量的儀表。 29第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。 測(cè)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(jià)格較貴。 30壓力表：我們常用的兩種壓力表1)一般壓力表（彈簧管）

21、 一般壓力表適用測(cè)量無(wú)爆炸，不結(jié)晶，不凝固，對(duì)銅和銅合金無(wú)腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。2)隔膜壓力表 隔膜壓力表采用間接測(cè)量結(jié)構(gòu)，適用于測(cè)量粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性大、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質(zhì)的壓力。隔離膜片有多種材料，以適應(yīng)各種不同腐蝕性介質(zhì)。 一般壓力表 隔膜式壓力表第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表二、彈性式壓力計(jì)31 是利用各種形式的彈性元件，在被測(cè)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(cè)壓儀表。 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價(jià)格低廉、測(cè)量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)。 可用來(lái)測(cè)量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。 第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表32 彈性

22、元件是一種簡(jiǎn)易可靠的測(cè)壓敏感元件。當(dāng)測(cè)壓范圍不同時(shí)，所用的彈性元件也不一樣。 圖3-5 彈性元件示意圖 彈簧管式彈性元件波紋管式彈性元件薄膜式彈性元件第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 單圈彈簧管是一根彎成270圓弧的橢圓截面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，另一端固定在接頭上。當(dāng)通入被測(cè)的壓力p后，由于橢圓形截面在壓力p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(kuò)張變形。同時(shí)，使彈簧管的自由端B產(chǎn)生位移。輸入壓力p越大，產(chǎn)生的變形也越大。由于輸入壓力與彈簧管自由端B的位移成正比，所以只要測(cè)得B點(diǎn)的位移量，就能反映壓力p的大小。 ：彈簧管自由端B的位移量一般很小，直接顯示有困難，所以必須通過(guò)放

23、大機(jī)構(gòu)才能指示出來(lái)。 34第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表33 使用的測(cè)壓元件使用的測(cè)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 接頭第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 在化工生產(chǎn)過(guò)程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即在化工生產(chǎn)過(guò)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(shí)，就會(huì)破壞正常工藝條件，甚至當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí)，就會(huì)破壞

24、正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表?？赡馨l(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號(hào)壓力表，將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號(hào)壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以提醒操作人員它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以提醒操作人員注意或通過(guò)中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。注意或通過(guò)中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。 35第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表圖3-7 電接點(diǎn)信號(hào)壓力表1，4 靜觸點(diǎn)；2 動(dòng)觸點(diǎn)；3 綠燈；5 紅燈 壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn)2，表盤(pán)上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點(diǎn)1和4。當(dāng)

25、壓力超過(guò)上限給定數(shù)值時(shí)，2和4接觸，紅色信號(hào)燈5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若壓力低到下限給定數(shù)值時(shí)，2與1接觸，接通了綠色信號(hào)燈3的電路。1、4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。 36第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表三、電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。 371. 該儀表的，分別可測(cè)710-5Pa至5102MPa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) 壓力檢測(cè)及儀表圖3-8 電氣式壓力計(jì)組成方框圖 一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器

26、、微處理機(jī)等。 38第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表BIRUHH 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(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。 圖3-9 霍爾效應(yīng) 可用下式表示 式中，UH為霍爾電勢(shì)；RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為控制電流的大小。 3939第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流成正比。提高B和I值可增大霍爾電勢(shì)UH，但兩者都有一定限度，一般I為320mA，B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢(shì)UH約為幾十毫伏數(shù)量級(jí)。 導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過(guò)它們的霍爾電勢(shì)遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢(shì)小得多。 40第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 將霍爾元件與彈

27、簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖3-10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(cè)壓力引入后，在被測(cè)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非均勻磁場(chǎng)中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例。 利用這一電勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制。4142第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成。電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類(lèi)，被測(cè)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(shí)，其阻值減?。ㄔ黾樱?，再通過(guò)橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。 圖3-11 應(yīng)變片壓力傳

28、感器示意圖1應(yīng)變筒；2 外 殼 ；3密封膜片第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 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成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)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)。 當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)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(hào)。 43第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表圖3-12 壓阻式壓力傳感器1基座；2單晶硅片；3導(dǎo)環(huán)；4螺母；5密封墊圈；6等效電阻 精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化； 可以測(cè)量壓力，稍加改變，還可以測(cè)量差

29、壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。 4444第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表壓力檢測(cè)及儀表 是一種典型的自平衡檢測(cè)儀表，它利用負(fù)反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝等不利因素的影響，使儀表具有較高的測(cè)量精度（一般為0.5級(jí)）、工作穩(wěn)定可靠、線(xiàn)性好、不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點(diǎn)。 45第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表fpFi 圖3-13DDZ-型電動(dòng)力矩平衡壓力變送器示意圖1測(cè)量膜片；2軸封膜片；3主杠桿；4矢量機(jī)構(gòu) 5量程調(diào)整螺釘；6連桿；7副杠桿；8檢測(cè)片（銜鐵）；9差動(dòng)變壓器；10反饋動(dòng)圈；11放大器；12調(diào)零彈簧；13永久磁鋼 DDZ-型系列為直流24V供電，輸出420mA（DC）,兩線(xiàn)制，安全防爆。 被測(cè)壓力

30、p作用在測(cè)量膜片1上，通過(guò)膜片的有效面積轉(zhuǎn)變成集中力Fi，即 f為膜片的有效面積。 （3-13）4646第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表21lFlFiipKfpllF1211fllK211 該變送器是按工作的。根據(jù)主、副杠桿的平衡條件可以推導(dǎo)出被測(cè)壓力p與輸出信號(hào)I0的關(guān)系。 （3-14）式中， 、 分別為Fi、F1離支點(diǎn)O1的距離。1l2l（3-15）將式（3-13）代入式（3-14），有式中, 為一比例系數(shù)。47第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表tantan112pKFF02IKFf0302342IKIKllFtan0KpI 31KKK 而432lFlFf式中， 、 分別為F2及電磁反饋力 離支點(diǎn)O2的距離。3

31、l4lfF將式（3-18）代入式（3-17），得（3-18）（3-17）（3-19）（3-16）聯(lián)立式（3-16）與（3-19），得（3-20）式中， 為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)。48第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 是一種開(kāi)環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的420mA（DC）電流信號(hào)。 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(cè)量膜片；5玻璃層；6底座；8引線(xiàn)49先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量。 第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表可以有效地保護(hù)測(cè)可以有效地保護(hù)測(cè)量膜片，當(dāng)差壓過(guò)大并超過(guò)允許測(cè)量范圍時(shí)，測(cè)量膜片，當(dāng)差壓過(guò)大并超過(guò)允

32、許測(cè)量范圍時(shí)，測(cè)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(guò)載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了損壞，過(guò)載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了過(guò)載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有過(guò)載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測(cè)量精度相應(yīng)提高，可達(dá)好，測(cè)量精度相應(yīng)提高，可達(dá)0.20.2級(jí)。級(jí)。 50第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表四、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(cè)儀表。 可進(jìn)行遠(yuǎn)程通信 利用手持通信器，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變送器進(jìn)行各種運(yùn)

33、行參數(shù)的選擇和標(biāo)定；其精確度高，使用與維護(hù)方便。 51第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表圖3-15 3051C型智能差壓變送器（420mA）方框圖52第二節(jié) 壓力檢測(cè)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(pán)及液晶顯示器?？梢越釉诂F(xiàn)場(chǎng)變送器的信號(hào)端子上，就地設(shè)定或檢測(cè)，也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室中，接在某個(gè)變送器的信號(hào)線(xiàn)上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測(cè)。 實(shí)現(xiàn)的功能實(shí)現(xiàn)的功能（1）組態(tài)（2）測(cè)量范圍的變更（3）變送器的校準(zhǔn)（4）自診斷53第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 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

34、的運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)了極大的方便。 54第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表五、壓力計(jì)的選用及安裝 壓力計(jì)的選用壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的求，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(gè)問(wèn)題。一般考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。55第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表MPapp562282max1例例3 3 某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25252828MPa，測(cè)量誤差不得大于，測(cè)量誤差不得大于1 1MPa。工藝上。工藝上要求就地觀(guān)察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一要求就地觀(guān)察，并

35、能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。 解解由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以選擇儀表的上限值為 根據(jù)就地觀(guān)察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為060MPa。 56第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表316025%67. 1%100601 由于 ，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿(mǎn)量程的 1/3，這是允許的。另外，根據(jù)測(cè)量誤差的要求，可算得允許誤差為 所以，精度等級(jí)為1.5級(jí)的儀表完全可以滿(mǎn)足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為060MPa，精度等級(jí)為1.

36、5級(jí)。57第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小。 要選在被測(cè)介質(zhì)直線(xiàn)流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。 測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)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)有凸出物或毛刺。 測(cè)量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。 58第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為610mm，長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，最長(zhǎng)不得超過(guò)50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過(guò)50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。 導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:101:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的

37、排出。 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線(xiàn)。 取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。59第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀(guān)察和檢修的地方。安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。60第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸圖3-17（a）；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐，右圖（b）表示了被測(cè)介質(zhì)密度2大于和小于隔離液密度1的兩種情況。圖3-17 壓力計(jì)安裝示意圖壓力計(jì)；切斷閥門(mén)；凝液管；取壓容器61第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選

38、擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按pHg進(jìn)行修正。式中H為高度差，為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。為安全起見(jiàn)，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無(wú)人通過(guò)之處，以防發(fā)生意外。 62第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表一、概述是控制生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。 單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量。 在某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。63第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表MQQM或ttMdtMQdtQ00,總總?cè)缫?

39、t 表示時(shí)間，則流量和總量之間的關(guān)系是 測(cè)量流體流量的儀表。：測(cè)量流體總量的儀表。 64第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表 以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀表 以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀表。 以測(cè)量流體流過(guò)的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種。 65分類(lèi)第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表二、差壓式流量計(jì) 是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。 通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量值顯示出來(lái)的差壓計(jì)以及顯示儀表所組成。 66第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表 流體在有節(jié)流裝置的管道

40、中流動(dòng)時(shí)，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(chēng)為節(jié)流現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象象。67第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表圖3-18 孔板裝置及壓力、流速分布圖 要準(zhǔn)確測(cè)量出截面、處的壓力有困難，因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓力p2的截面的位置隨著流速的不同會(huì)改變。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn)，來(lái)測(cè)量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測(cè)得的壓差與流量之間的關(guān)系，與測(cè)壓點(diǎn)及測(cè)壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。68第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表pFMpFQ101022 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續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。 要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于

41、的取值。 流量與壓力差P的平方根成正比。69第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表 國(guó)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(chēng)為“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、加工要求、取壓方法、使用條件等。 70第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表圖3-19 孔板斷面示意圖如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對(duì)尺寸和公差、粗糙如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對(duì)尺寸和公差、粗糙度等都有詳細(xì)規(guī)定。度等都有詳細(xì)規(guī)定。 其中dD應(yīng)在0.20.8之間；最小孔徑應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分的厚度h（0.0050.02）D；總厚度H0.05D；錐面的斜角3045等等，需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊(cè)。 71第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓

42、法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角接取壓法。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法角接取壓法法蘭取壓法分為圖3-20 環(huán)式取壓結(jié)構(gòu)1管道法蘭；2環(huán)室；3孔板；4夾緊環(huán)72第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表環(huán)室取壓法能得到較好的測(cè)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(chǎng)安裝條件的限制，達(dá)不到預(yù)定的要求時(shí)，其測(cè)量精度仍難保證。，在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，為了加工和安裝方便，有時(shí)不用環(huán)室而用單獨(dú)鉆孔取壓，特別是對(duì)大口徑管道。73第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表標(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

43、易加工74第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測(cè)量管道直徑大于50mm，雷諾數(shù)在104105以上的流體，而且流體應(yīng)當(dāng)清潔，充滿(mǎn)全部管道，不發(fā)生相變。 節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的差壓大小，但這個(gè)差壓信號(hào)還必須由導(dǎo)壓管引出，并傳遞到相應(yīng)的差壓計(jì)，以便顯示出流量的數(shù)值。 75第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表 在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測(cè)量誤差，有的甚至高達(dá)1020。 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，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

44、測(cè)量精度。證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測(cè)量精度。 76第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。節(jié)流裝置安裝不正確?？装迦肟谶吘壍哪p。導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象差壓計(jì)安裝或使用不正確77第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表78 導(dǎo)壓管要正確地安裝，防止堵塞與滲漏，否則會(huì)引起較大的測(cè)量誤差。對(duì)于不同的被測(cè)介質(zhì)，導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的要求，下面分類(lèi)討論。圖3-21 測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置 圖3-22 測(cè)量液體流量時(shí)的連接圖1節(jié)流裝置；2引壓導(dǎo)管；3放空閥；4平衡閥；5差壓變送器；6貯氣罐；7切斷閥第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表a) 取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線(xiàn)夾角為045。 b) 引壓導(dǎo)管

45、最好垂直向下，如條件不許可，導(dǎo)壓管亦應(yīng)下傾一定坡度（至少120110），使氣泡易于排出。 c) 在引壓導(dǎo)管的管路中，應(yīng)有排氣的裝置。 79第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表80 a) 取壓點(diǎn)應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部。 b) 引壓導(dǎo)管最好垂直向上，至少亦應(yīng)向上傾斜一定的坡度，以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體。 c) 如果差壓計(jì)必須裝在節(jié)流裝置之下，則需加裝貯液罐和排放閥，如圖3-23所示。 第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表圖3-23 測(cè)量氣體流量時(shí)的連接圖1節(jié)流裝置；2引壓導(dǎo)管；3差壓變送器；4貯液罐；5排放閥圖3-24 測(cè)量蒸汽流量的連接圖1節(jié)流裝置；2凝液罐；3引壓導(dǎo)管；4排放閥；5差壓變送器；6平衡閥81第三節(jié) 流量檢測(cè)及

46、儀表82差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測(cè)量誤差。差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測(cè)量誤差。 由引壓導(dǎo)管接至差壓計(jì)或變送器前，必須安裝切斷閥1、2和平衡閥3，構(gòu)成三閥組，如圖3-25所示。 測(cè)量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì)）的介質(zhì)流量時(shí)，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式如圖3-26所示。 第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表圖3-25 差壓計(jì)閥組安裝示意圖1，2切斷閥；3平衡閥圖3-26 隔離罐的兩種形式83第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)84 以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來(lái)測(cè)量流量的大小，即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。圖3-27 轉(zhuǎn)子流量計(jì)

47、的工作原理圖第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表AppgVft21AgVpppft21phMf2phQf2轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是（3-253-25）由式（3-25）可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測(cè)介質(zhì)的流量大小或?qū)⑹剑?-26）代入上兩式，得AgVhMfft2或AgVhQfft2（3-263-26）85第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表86 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，適合于遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯示或記錄。 LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由流量變送及電動(dòng)顯示兩部分組成。 圖3-28 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表 若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子與差動(dòng)變壓器的鐵芯連接起與差動(dòng)變壓器的鐵

48、芯連接起來(lái)，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)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，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)換成就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成輸出感應(yīng)電勢(shì)的大小。輸出感應(yīng)電勢(shì)的大小。87第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表88圖3-29 LTD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì)第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表AgVhQwwt20 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量標(biāo)尺上的刻度值，對(duì)用于測(cè)量液體來(lái)講是代表20時(shí)水的流量值，對(duì)用于測(cè)量氣體來(lái)講則是代表20，0.10133MPa壓力下空氣的流量值。所以，在實(shí)際使用時(shí)，要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正。 （3-313-31）89第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表AgVhQfftf2fQfwftfwtQKQQ0wf

49、tfwtQK如果被測(cè)介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大，可近似認(rèn)為是常數(shù)，則有 （3-323-32）整理后得（3-343-34）（3-333-33）90第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表fMfwfwtwfMKMQ0wfftwtMKffQK9 . 79 . 6ffMK9 . 79 . 6同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為當(dāng)采用耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時(shí)，t7.9g/cm3，水的密度w1g/cm3，代入（3-34）與式（3-36）得 （3-353-35）（3-363-36）（3-373-37）（3-383-38）91第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表tKQKMtKQKM tKQKM0.400.6701.516 0.950.9711.

50、022 1.501.2720.8470.450.6461.435 1.001.0001.000 1.551.2970.8370.500.6831.365 1.051.0280.979 1.600.3230.8270.550.7191.307 1.101.0560.960 1.651.3510.8180.600.7541.256 1.151.0840.943 1.701.3760.8090.650.7871.211 1.201.1110.927 1.751.4010.8000.700.8191.170 1.251.1390.911 1.801.4270.7920.750.8511.134 1.3

51、01.1650.897 1.851.4530.7850.800.8821.102 1.351.1930.884 1.901.4770.7780.850.9121.073 1.401.2200.872 1.951.5040.7710.900.9441.046 1.451.2450.859 2.001.5290.764f 表3-2 密度修正系數(shù)表92第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表9 . 0QKsLQKQQf/46 . 39 . 0110例例4 4現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量苯的流現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量苯的流量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，t7.9g/cm7.9g/cm

52、3 3，苯的密，苯的密度為度為f0.83g/cm0.83g/cm3 3。試問(wèn)流量計(jì)讀數(shù)為。試問(wèn)流量計(jì)讀數(shù)為3.6L/s3.6L/s時(shí)，苯時(shí)，苯的實(shí)際流量是多少？的實(shí)際流量是多少？ 解解由式（3-37）計(jì)算或由表3-2可查得 將此值代入式（3-33），得 即苯的實(shí)際流量為4L/s。93第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表001001101111QKKKQTTppQTP94（2 2）氣體流量測(cè)定時(shí)的修正）氣體流量測(cè)定時(shí)的修正對(duì)被測(cè)介質(zhì)的密度、工作壓力和溫度均需進(jìn)行修正。 當(dāng)已知儀表顯示刻度Q0，要計(jì)算實(shí)際的工作介質(zhì)流量時(shí)，可按下式修正。上式計(jì)算得到的上式計(jì)算得到的Q是被測(cè)介質(zhì)在單位時(shí)間（小時(shí)）是被測(cè)介質(zhì)在單位時(shí)間（小時(shí)）內(nèi)流過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），內(nèi)流過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），而不是被測(cè)介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下的容積流量。而不是被測(cè)介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下的容積流量。 第三節(jié) 流量檢測(cè)及儀表hNmQ/3 .603830029310133. 026133. 0293. 1293. 13195例例5 5 某廠(chǎng)用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量溫度為某廠(chǎng)用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量溫度為