化工儀表與自動(dòng)化教(學(xué))案第1_6章

1、化工儀表及自動(dòng)化緒論容提要：1. 化工自動(dòng)化的含義2. 化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的目的3. 化工自動(dòng)化的發(fā)展情況4. 化工儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)的分類(lèi)5. 本學(xué)科的作用 2學(xué)時(shí)1. 化工自動(dòng)化的含義是化工、煉油、食品、輕工等化工類(lèi)型生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱(chēng)。在化工設(shè)備上，配備上一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上 自動(dòng)地進(jìn)行，這種用自動(dòng)化裝置來(lái)管理化工生產(chǎn)過(guò)程的辦法，稱(chēng)為化工自動(dòng)化。2. 化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的目的加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大，達(dá)到延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的。 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)

2、化的實(shí)現(xiàn)，能根本改變勞動(dòng)方式，提高工人文化技術(shù)水平，為逐步地消滅體力勞 動(dòng)和腦力勞動(dòng)之間的差別創(chuàng)造條件。3. 化工自動(dòng)化的發(fā)展情況20世紀(jì)40年代以前絕大多數(shù)化工生產(chǎn)處于手工操作狀況，操作工人根據(jù)反映主要參數(shù)的儀表指示情況，用人工來(lái)改變操作條件，生產(chǎn)過(guò)程單憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。低效 率，花費(fèi)龐大，見(jiàn)圖。20世紀(jì)50年代到60年代人們對(duì)化工生產(chǎn)各種單元操作進(jìn)行了大量 的開(kāi)發(fā)工作，使得化工生產(chǎn)過(guò)程朝著大規(guī)模、高 效率、連續(xù)生產(chǎn)、綜合利用方向迅速發(fā)展。20世紀(jì)70年代以來(lái)，化工自動(dòng)化技術(shù)又有 了新的發(fā)展已發(fā)展為綜合自動(dòng)化， 應(yīng)用的領(lǐng)域和規(guī)模越 來(lái)越大；顯示了知識(shí)密集化、高技術(shù)集成化的特 點(diǎn)；智能化程度日益增加

3、 。20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展， 引發(fā)了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。4. 化工儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)的分類(lèi)需要測(cè)量和控制的參數(shù)是多種多樣的，主要有熱工量（壓力、流量、液位、溫度）和成分（或物性）量。 化工自動(dòng)化儀表按其功能分為：檢測(cè)、顯示、控制儀表和執(zhí)行器。由上述各類(lèi)儀表，可以構(gòu)成自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)操縱、自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)控制四種自動(dòng)化系統(tǒng)。5. 本學(xué)科的作用化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化是一門(mén)綜合性的技術(shù)學(xué)科。它應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī) 學(xué)科的理論與技術(shù)服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科。對(duì)于熟悉化學(xué)工程學(xué)科的人員，如能再學(xué)習(xí)和掌握一些檢測(cè)技術(shù)和控制系統(tǒng)方面的知識(shí)，必能在推進(jìn)中國(guó)的化工自動(dòng)化事業(yè)中，起到事半功倍的

4、作用。第一章檢測(cè)儀表基本知識(shí)容提要：1. 測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差2. 儀表的性能指標(biāo)3. 工業(yè)儀表的分類(lèi) 4學(xué)時(shí)（ 3學(xué)時(shí)講授，1學(xué)時(shí)習(xí)題鞏固）1. 測(cè)量過(guò)程和測(cè)量誤差測(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。測(cè)量誤差 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)誤差 和相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差Xi式中：Xi儀表指示值，XtXt被測(cè)量的真值。由于真值無(wú)法得到X式中：X被校表的讀數(shù)值,XoXo標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值相對(duì)誤差XoXX。X。2. 儀表的性能指標(biāo) 精確度（簡(jiǎn)稱(chēng)精度）t 兩大影響因素：絕對(duì)誤差和儀表的測(cè)量圍說(shuō)明：儀表的測(cè)量

5、誤差可以用絕對(duì)誤差來(lái)表示。但是，儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量圍的各點(diǎn)不相 同。因此，常說(shuō)的“絕對(duì)誤差”指的是絕對(duì)誤差中的最大值厶maX相對(duì)百分誤差max100%測(cè)量范圍上限值測(cè)量范圍下限值允許誤差儀表允許的最大絕對(duì)誤差值 100%允 測(cè)量范圍上限值測(cè)量范圍下限值小結(jié)：儀表的3允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的3允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉“土”號(hào)及“”號(hào)，便可以用來(lái)確定儀表的精確度等級(jí)。目前常0.05 , 0.1 , 0.2 , 0.4 , 0.5 , 1.0 , 1.5 , 2.5 , 4.0 等。200700C，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為+4 C,試確定該用

6、的精確度等級(jí)有 0.005 , 0.02 ,例：某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫圍為 儀表的精度等級(jí)。解 該儀表的相對(duì)百分誤差為4 100% 0.8%700 200如果將該儀表的3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1000 C。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過(guò)±7C,等級(jí)為1.0級(jí)。例：某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫圍為0試問(wèn)應(yīng)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足以上要求? 解根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為7允100%0.7%1000 0如果將儀表的允許誤差去掉“土”號(hào)與“”號(hào)

7、，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，其允許的誤差為土1.0 %，超過(guò)了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級(jí)儀表才能滿足工藝要求。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。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。如:小結(jié)：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。根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等于）儀表校 驗(yàn)所得的

8、相對(duì)百分誤差；根據(jù)工藝要求來(lái)選擇儀表精度等級(jí)時(shí)，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(duì)百分誤差。變差：變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對(duì)被測(cè)量在儀表全部測(cè)量圍進(jìn)行正反行程（即最大絕對(duì)差值測(cè)量范圍上限值測(cè)量范圍下限值100%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)量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間 的最大偏差。靈敏度與靈敏限：儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化 量的比值。即S x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(cè)參數(shù)變化量。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)參數(shù)的最小變化量。

9、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。注意：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。分辨率：對(duì)于數(shù)字式儀表，分辨力是指數(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。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)為該表的最高分辨力，也叫靈敏度。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)字位數(shù)有關(guān)。max儀表量程100%般測(cè)變量線性度：線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際 校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。通?？偸窍Ｍ麥y(cè)量?jī)x表的輸 出與輸入之間呈線性關(guān)系。式中，f為線性度（又稱(chēng)非線性誤差）；fmax為校準(zhǔn)曲線對(duì) 于理論直線的

10、最大偏差（以?xún)x表示值的單位計(jì)算）。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)特性的好壞。儀表的反應(yīng)時(shí)間有不同的表示方法：a.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。b.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。3. 工業(yè)儀表的分類(lèi)按儀表使用的能源分類(lèi)氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表（常用）、液動(dòng)儀表常用電動(dòng)儀表優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：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

11、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)儀表的安全使用。缺點(diǎn)：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。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：作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。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：包括各種巡回檢測(cè)儀、巡回控制儀等。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：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。 各類(lèi)儀表的作用，如圖：按儀表的組成形式分類(lèi)分為基地式儀表和單元組合儀表?；厥絻x表特點(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

12、，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)用圍。單元組合儀表是將對(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)準(zhǔn)信號(hào)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)，適用性和靈活性都很好。注意：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) DDZ儀表；氣動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱(chēng)QDZ儀表。第二章壓力檢測(cè)容提要：1. 壓力單位及測(cè)壓儀表2. 彈性式壓力計(jì)3

13、. 電氣式壓力計(jì)4. 智能式變送器5. 壓力計(jì)的選用及安裝 5學(xué)時(shí)1. 壓力單位及測(cè)壓儀表壓力是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。式中，p表示壓力;F表示垂直作用力;S表示受力面積。壓力的單位為帕斯卡，簡(jiǎn)稱(chēng)帕（Pa)1Pa1MPa為了使大家了解國(guó)際單位制中的壓力單位（ 種單位之間的換算關(guān)系表。1 N m261 10 PaPa或MPa與過(guò)去的單位之間的關(guān)系,壓力單帕/Pa兆帕/ MPaf 壓/物理大氣壓/汞柱：（kgf/cm2）atmmmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴 /bar1.0197 X7.501 X1.0197 X帕11 X 1069.869 X 10-61.450

14、 X 10-41 X 10-510-510-310-47.501 X1.0197 X兆帕1 X 106110.1979.8691.450 X 10210103102工程大9.807 X氣壓9.807 X 10410-210.9678735.610.0014.220.9807物理大1.0133 X 105 0.101331.0332176010.3314.701.0133氣壓汞柱1.3332 X1.3595 X1.3158 X1.3332 X1.3332 X 10210.01361.934 X 10-210-410-310-310-3水柱9.806 X9.806 X 10310-30.10000

15、.0967873.5511.4220.09806（磅/英6.895 X6.895 X 10310-30.070310.0680551.710.703110.06895寸2)巴1 X 1050.11.01970.9869750.110.19714.501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。大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線P表壓P絕對(duì)壓力P大氣壓力當(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。P真空度P大氣壓力 P絕對(duì)壓力測(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)。液柱式壓力計(jì)它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量。按其結(jié)構(gòu)形式的不同有 U形管壓力計(jì)、單管壓

16、力計(jì)等優(yōu)點(diǎn)：這類(lèi)壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便缺點(diǎn)：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)量圍較窄，一般用來(lái)測(cè)量 較低壓力、真空度或壓力差。彈性式壓力計(jì)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。電氣式壓力計(jì)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。活塞式壓力計(jì)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。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度很高，允許誤差可小到0.05%0.02%。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。2. 彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)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

17、變形的原理而制成的測(cè)壓儀表。優(yōu)點(diǎn)：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)量圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)?？捎脕?lái)測(cè)量幾百帕到數(shù)千兆帕圍的壓力。彈性兀件彈性元件是一種簡(jiǎn)易可靠的測(cè)壓敏感元件。當(dāng)測(cè)壓圍不同時(shí)，所用的彈性元件也不一樣。I 町(c)何彈簧管式彈性元件如圖（a）和（b）所示，波紋管式彈性元件如圖（e）所示，薄膜式彈性元件如圖（c） 和（d）所示。彈簧管壓力表分類(lèi)：使用的測(cè)壓元件：?jiǎn)稳椈晒軌毫Ρ砼c多圈彈簧管壓力表。用途：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。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

18、接頭基本測(cè)量原理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9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)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。注意：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)放大才能指示出來(lái)。警惕：在化工生產(chǎn)過(guò)程中，常需要把壓力控制在某一圍，即當(dāng)壓力低于或高于給定圍時(shí)，就會(huì) 破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用

19、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，它能在壓力偏離給定圍時(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。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)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)。3. 電氣式壓力計(jì)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。優(yōu)點(diǎn)：該儀表的測(cè)量圍較廣，分

20、別可測(cè)7X 10-5Pa至5X 102MPa的壓力，允許誤差可至 0.2 %;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。組成（電氣式壓力計(jì)組成方框圖）1彈簧管；2 磁鋼；3 霍爾片一般由壓力傳感器、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、微處理機(jī)等。幾種常見(jiàn)的傳感器或變送器：霍爾片式壓力傳感器霍爾片式壓力傳感器是根據(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?；魻栯妱?shì)可用下式表示Uh Rh BI式中，UH為霍爾電勢(shì)；RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材 料、

21、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。注意：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。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，如圖所示：霍爾片式壓力傳 感器。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。應(yīng)變片壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器利用電阻應(yīng)變

22、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(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)。 如圖：應(yīng)變片壓力傳感器示意圖壓阻式壓力傳感器1 應(yīng)變筒；2外殼；3密封膜片 如圖：壓阻式壓力傳感器謝單（bl涪網(wǎng)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 工作原理：壓阻式壓力傳感器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。

23、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)。特點(diǎn)：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)量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。力矩平衡式壓力變送器力矩平衡式壓力變送器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、線性好、不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點(diǎn)。以DDZ-川型電動(dòng)力矩平衡壓力變送器為例，如圖： DDZ-川型電動(dòng)力矩平衡壓力變送器示意圖1測(cè)量

24、膜片；2 軸封膜片；3主杠桿；4 矢量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-rn型系列為直流 24V供電，輸出 420mA （ DC , 兩線制，安全防爆。被測(cè)壓力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R。即Fi fp f為膜片的有效面積。該變送器是按力矩平衡原理工作的。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)I 0的關(guān)系。當(dāng)主杠桿平衡時(shí)，應(yīng)有Fili機(jī) 式中：li、J分別為Fi、F1離支點(diǎn)O的距離。由以上兩式:F1 訂p K1p式中，心hf為一比例系數(shù)。而l2F

25、2F-i tanK1 pta nF2l3Ff14式中：13、14分別為F2及電磁反饋力離支點(diǎn) O2的距離。Ff K2I0代入上式：14F2-K2I0&1。1 3聯(lián)立 F2 F1 tanK1ptan 、F2 K2I0 K3I0，得：1310 Kp ta nK1式中，K -為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)K3電容式壓力變送器電容式壓力變送器是一種開(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)。工作原理：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。如圖：電容式差壓變送器原理圖。和1 隔離膜片；2, 7固定電極；3硅油；4測(cè)量膜片；5 玻璃

26、層；6底座；8引線 小結(jié)：電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)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)]有杠桿傳動(dòng)，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) 0.2級(jí)。4. 智能式變送器智能型壓力或差壓變送器 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。特點(diǎn)：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)行參數(shù)的選擇和標(biāo)定；其精確度高，使用與維護(hù) 方便。以美國(guó)費(fèi)希爾-羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器為例介紹其

27、工作原理。如圖：3051C型智能差壓變送器（420mA方框圖（圖2-9 ）3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為 275型，帶有鍵盤(pán)及液晶顯示器。可以接在現(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)線上 進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測(cè)。如圖：手持通信器的連接示意圖實(shí)現(xiàn)的功能：（1）組態(tài)（2）測(cè)量圍的變更（3）變送器的校準(zhǔn)（4）自診斷注意：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。5. 壓力計(jì)的選用與安裝壓力計(jì)的選用：壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生

28、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分析，一般考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：儀表類(lèi)型的選用；儀表測(cè)量圍的確定；儀表精度級(jí)的選取例：某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力圍為2528MPa測(cè)量誤差不得大于 1MPa工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量圍。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Pi pmax 228 2 56MPa根據(jù)就地觀察及能進(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)量圍為 060MPa251由于，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的6031/3 ，這是允許的。另外，根據(jù)測(cè)量

29、誤差的要求，可算得允許誤差為1100%1.67%60所以，精度等級(jí)為1.5級(jí)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 YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量圍為 060MPa精度等級(jí)為1.5級(jí)。壓力計(jì)的安裝（1）測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(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，取壓管端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的壁應(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)壓管不積存氣（液）體。（2）導(dǎo)壓管鋪設(shè) 導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般徑為610mm長(zhǎng)

30、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。 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。（3）壓力計(jì)的安裝 壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。 安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。 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（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，圖（b）表示了被測(cè)介質(zhì)密度p 2大于和小于隔離液密

31、度P 1的兩種情況。如圖：壓力計(jì)安裝示意圖戶岸円時(shí)州才】時(shí)U珂星 W山卜ill貳懺苗理性雪質(zhì)時(shí)1壓力計(jì)；2切斷閥門(mén)；3凝液管；4取壓容器 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)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧希鳛槊芊鈮|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 p=± Hpg進(jìn)行修正。式中 H為高度差，p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。第三章流量檢測(cè)容提要：1. 差壓式流量計(jì)2. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)3. 旋渦流量計(jì)4. 質(zhì)量流量計(jì)5. 其

32、他流量計(jì) 8學(xué)時(shí)基本概念：介質(zhì)流量是控制生產(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)。流量大?。?jiǎn)挝粫r(shí)間流過(guò)管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量。總量：在某一段時(shí)間流過(guò)管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間的累計(jì)值。1. 差壓式流量計(jì)差壓式（也稱(chēng)節(jié)流式）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。節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1 ）節(jié)流現(xiàn)象流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(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

33、現(xiàn)象 稱(chēng)為節(jié)流現(xiàn)象。節(jié)流裝置包括節(jié)流件和取壓裝置。如圖3-1孔板裝置及壓力、流速分布圖注意：要準(zhǔn)確測(cè)量出截面i、n處的壓力有困難，因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓力p2'的截面n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。（2 ）節(jié)流基本方程式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。QFo | p MFo *_p1可以看出：要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于a的取值。流量與壓力差厶P

34、的平方根成正比。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置國(guó)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。例：如圖（孔板斷面示意圖），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。其中d/ D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Hv 0.05 D;錐面的斜角a = 30°45。等等，需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊(cè)。我國(guó)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法分為角接取壓法、法蘭取壓法。例：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。 如圖：環(huán)式取壓結(jié)

35、構(gòu)1管道法蘭；2 環(huán)室；3 孔板；4夾緊環(huán)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。所以，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。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)噴嘴壓力損失較孔板小結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工和標(biāo)準(zhǔn)文丘里標(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，充滿全部管道，不發(fā)生相變。節(jié)流裝置將

36、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。差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差在現(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)10%20%。注意：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。誤差產(chǎn)生的原因：被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)；節(jié)流裝置安裝不正確；孔板入口邊緣的磨損；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。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

37、的要求，下面分類(lèi)討論。如圖3-3測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置如圖3-4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 測(cè)量液體的流量時(shí)，應(yīng)該使兩根導(dǎo)壓管都充滿同樣的液體而無(wú)氣泡，以使兩根導(dǎo)壓管的液體 密度相等。a）取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角a為0°45 °。b）引壓導(dǎo)管最好垂直向下，如條件不許可，導(dǎo)壓管亦應(yīng)下傾一定坡度（至少1 : 201 : 10）,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。 測(cè)量氣體流量時(shí)，上述的這些基本原則仍然適用。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

38、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3-5。 測(cè)量蒸汽的流量時(shí)，要實(shí)現(xiàn)上述的基本原則，必須解決蒸汽冷凝液的等液位問(wèn)題，以消除冷 凝液液位的高低對(duì)測(cè)量精度的影響。常見(jiàn)的接法見(jiàn)圖3-6所示。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。3-7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 3-8所示。2. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作原理：以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來(lái)測(cè)量流

39、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。如圖3-9所示。轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是V t f gPi P2 AV t f gPPi P2A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V tPiP2f gfA2gV tf電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)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。流量變送部分 如圖所示：差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)鐵芯骨犁轉(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。

40、電動(dòng)顯示部分（如圖：LTD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì)）轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正（教材中不涉及，選學(xué)）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20C時(shí)水的流量值，對(duì)用于測(cè)量氣體來(lái)講則是代表 20 C, 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。（1 ）液體流量測(cè)量時(shí)的修正Qo h 2gV A w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'2gV tTQf hf A整理后得QK同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為QoM f K m m f:f wwQf Kq Qf1twKm當(dāng)采用耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時(shí), 式（3-36 ）得

41、P t = 7.9g/cm3，水的密度 p w= 1g/cm3，代入（3-34 ）與Kq6.9 f7.9 fKmJ 6.9 7.9 f f 當(dāng)介質(zhì)密度P f變化時(shí)，密度修正系數(shù)kq KM勺數(shù)值見(jiàn)下表。密度修正系數(shù)表ptKQKMp tKQKMp tKQKM0.400.6701.5160.950.9711.1.501.2720.8470.450.6461.4351.001.0001.0001.551.2970.8370.500.6831.3651.051.0.9791.600.3230.8270.550.7191.3071.101.0.9601.651.3510.8180.600.7541.256

42、1.151.0840.9431.701.3760.8090.650.7871.2111.201.1110.9271.751.4010.8000.700.8191.1701.251.0.9111.801.4270.7920.750.8511.1341.301.1650.8971.851.4530.7850.800.8821.1021.351.1930.8841.901.4770.7780.850.9121.1.401.2200.8721.951.5040.7710.900.9441.1.451.2450.8592.001.5290.764J 6.9 f-解：由式：KQ7.9f或查上表：KQ &#

43、176;9將此值代入式Q0 t ： W Qf Z，得QfKq3.60.94L/s即苯的實(shí)際流量為4L/S 。(2 )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。Qi上忒諜Q K注意：上式計(jì)算得到的Q1是被測(cè)介質(zhì)在單位時(shí)間(小時(shí))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。1 1QoKpKt流過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積例：某廠用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量溫度為27C，表壓為0.16MPa的空氣流量，問(wèn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為38Nm3/h時(shí)，空氣的實(shí)際流量是多少?解 已知 Q0= 38Nm3/h, p1

44、 = 0.16 + 0.10133 = 0.26133MPa, T1 = 27+ 273= 300K, T0= 293K, p0=0.10133MPa, p 1= p 0= 1.293Kg/Nm3。將上列數(shù)據(jù)代入上式，便可得小 1.29310.26133Q1 V 1.293 0.10133即這時(shí)空氣的流量為 60.3Nm3/h。360.3Nm /h(3 )蒸汽流量測(cè)量時(shí)的換算轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來(lái)測(cè)量水蒸氣流量時(shí)，若將蒸汽流量換算為水流量，可按式Qf w.twf w若轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼,p t = 7.9g/cm3，則有Q0Mf .7799 1000Mf例：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

45、知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，p t = 7.9g/cm3 ,苯的密度為p f = 0.83g/cm3。試問(wèn)流量計(jì)讀數(shù)為 3.6L/S時(shí)，苯的實(shí)際流量是多少？t 時(shí)，Q029.56可以看出：若已知某飽和蒸汽（溫度不超過(guò)200C）流量值時(shí)，可從上式換算成相應(yīng)的水流量值, 然后按轉(zhuǎn)子流量計(jì)規(guī)格選擇合適口徑的儀表。3. 漩渦流量計(jì)特點(diǎn)：精度高、測(cè)量圍寬、沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明 顯?？鼫u街：IT產(chǎn)賓h賞# ZZ Z Z Z XZ X Z X ZX X1爭(zhēng)1 TZ F尹r Z尹F貰賈尹扌賓才才貰扌聲尹畫(huà)X三的柱於曼渦街漩渦流量計(jì)是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來(lái)測(cè)量流體流量的儀表。

46、滿足h/ L= 0.281時(shí)，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生 的頻率為1 空腔；2圓柱棒；3 導(dǎo)壓孔；4鉑電阻絲；5隔墻直接式質(zhì)量流量計(jì)圖3-34圓柱檢出器原理圖科氏力流量計(jì)的測(cè)量原理是基于流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。1空腔2圓柱棒3導(dǎo)壓如圖：科氏力流量計(jì)測(cè)量原理孑L; 4鉑電阻絲；5隔墻質(zhì)量流量Ks4 r測(cè)量值優(yōu)點(diǎn)：能夠直接測(cè)量質(zhì)量流量，不受流體物性（密度、黏度等）的影響，測(cè)量精度高；不受管道流場(chǎng)影響，沒(méi)有上、下游直管段長(zhǎng)度的要求；可測(cè)各種非牛頓流體以及黏滯和含微粒的漿液。缺點(diǎn)：它的阻力損失較大；零點(diǎn)不穩(wěn)定；管路振動(dòng)會(huì)影響測(cè)量精度

47、。 間接式質(zhì)量流量計(jì)（1）測(cè)量體積流量 Q的儀表與密度計(jì)配合（如圖）(2)測(cè)量p Q2的儀表與密度計(jì)配合1打;TPpI2A , r質(zhì)量流量：,xy K Q測(cè)量p Q2的儀表與測(cè)量Q的儀表配合5.其他流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì) 工作原理：(a)(b)(c)通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量Q 4nV0使用特點(diǎn)：適用于高黏度介質(zhì)的流量測(cè)量。測(cè)量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。 橢圓齒輪流量計(jì)的入口端必須加裝過(guò)濾器。橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度有一定圍。 橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。 渦輪流量計(jì)1 渦輪；2導(dǎo)流器；3磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；4外殼；5前置放大器 優(yōu)點(diǎn)：安裝方便；測(cè)量精度高，可耐高壓；反

48、應(yīng)快，可測(cè)脈動(dòng)流量；輸出信號(hào)為電頻率信號(hào)便于遠(yuǎn)傳，不受干擾。缺點(diǎn)：一般應(yīng)加過(guò)濾器；安裝時(shí)，前后要有一定的直管段。電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)原理圖:能夠測(cè)量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量。 感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判斷，大小由下式?jīng)Q定EX K BDv而 QD2v4將其代入上式，得4K BDEx 飛一KD注意：只能用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，且導(dǎo)電率要求不小于水的導(dǎo)電率，不能測(cè)量氣體、蒸汽 及石油制品等的流量。要引入高放大倍數(shù)的放大器，會(huì)造成測(cè)量系統(tǒng)很復(fù)雜、成本高，并且易受外 界電磁場(chǎng)的干擾。使用中要注意維護(hù)，防止電極與管道間絕緣的破壞。安裝時(shí)要遠(yuǎn)離一切磁源。不 能有振動(dòng)。第四章

49、物位檢測(cè)容提要：1. 物位檢測(cè)意義及主要類(lèi)型2. 差壓式液位計(jì)3. 其他物位計(jì) 4學(xué)時(shí)1. 物位檢測(cè)意義及主要類(lèi)型本節(jié)掌握三個(gè)容；a. 幾個(gè)概念：液位、料位、液位計(jì)、界位計(jì)。b. 測(cè)量物位的兩個(gè)目的：教材Pg46。c. 按其工作原理分為：直讀式物位儀表、差壓式物位儀表、浮力式物位儀表、電磁式物位儀表、核輻射式物位儀表、聲波式物位儀表、光學(xué)式物位儀表。2. 差壓式液位計(jì)工作原理如圖：差壓液位變送器原理圖Pi p H gP2 P因此 p p1 p2 H g當(dāng)被測(cè)容器是敞口的，氣相壓力為大氣壓時(shí)，只需將差壓變送器的負(fù)壓室通大氣即可。若不需 要遠(yuǎn)傳信號(hào)，也可以在容器底部安裝壓力表，如圖：壓力表式液位計(jì)

50、所示。零點(diǎn)遷移問(wèn)題如圖：負(fù)遷移示意圖4mA變c所示。在使用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，一般來(lái)說(shuō)P H g實(shí)際應(yīng)用中，正、負(fù)室壓力pl、p2分別為Plhi 2gH igPoP2h22gPo則PlP2H igh1 2g h2 2gpHigh2hi 2g遷移彈簧的作用：改變變送器的零點(diǎn)。遷移和調(diào)零：都是使變送器輸出的起始值與被測(cè)量起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，只不過(guò)零點(diǎn)調(diào)整量通常較小，而 零點(diǎn)遷移量則比較大。遷移：同時(shí)改變了測(cè)量圍的上、下限，相當(dāng)于測(cè)量圍的平移，它不改變量程的大小。例：某差壓變送器的測(cè)量圍為 05000Pa，當(dāng)壓差由0變化到5000Pa時(shí)，變送器的輸出將由 化到20mA這是無(wú)遷移的情況，如左圖中曲線 a所

51、示。負(fù)遷移如曲線 b所示，正遷移如曲線如圖：正負(fù)遷移示意圖如圖：正遷移示意圖茲用法蘭式差壓變送器測(cè)量液位為了解決測(cè)量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及黏度大、易凝固等液體液位時(shí)引壓管線被腐蝕、 被堵塞的問(wèn)題，應(yīng)使用在導(dǎo)壓管入口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器，如下圖所示：法蘭式差壓 變送器測(cè)量液位示意圖。1 法蘭式測(cè)量頭；2毛細(xì)管；3 變送器 法蘭式差壓變送器按其結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)畏ㄌm式、雙法蘭式3. 其他物位計(jì) 電容式物位傳感器 測(cè)量原理：通過(guò)測(cè)量電容量的變化可以用來(lái)檢測(cè)液位、料位和兩種不同液體的分界面。 如圖：電容器的組成Co2 oL兩圓筒間的電容量 CC行d當(dāng)D和d 一定時(shí)，電容量C的大小與極板的長(zhǎng)度 L和介質(zhì)的介電常數(shù)&的乘積成比例。液位的檢測(cè)：對(duì)非導(dǎo)電介質(zhì)液位測(cè)量的電容式液位傳感器原理如下圖所示：非導(dǎo)電介質(zhì)的液位測(cè)量3絕緣套；4流通小孔 1 電極；2外電極;當(dāng)液位為零時(shí)，儀表調(diào)整零點(diǎn)，其零點(diǎn)的電容為當(dāng)液位上升為H時(shí)，電容量變?yōu)殡娙萘康淖兓癁镃x結(jié)論：電容量的變化與液位高度嚴(yán)KHln7H成正比。該法是利用被測(cè)介質(zhì)的介電系數(shù)Co£與空氣介電系數(shù)& 0不等的原理進(jìn)行工作，（£ - £ 0）值越大，儀表越靈敏。電容器兩極間的距離越小，儀表越靈敏。 料位的檢測(cè)：用電容法可以測(cè)量固體塊狀顆粒體及粉料的料位。由于固體間磨損較大，容易“滯留”， 可用電