工廠儀表基礎(chǔ)知識(shí)講義

1、1主要內(nèi)容 一、四大參數(shù)的測(cè)量原理及儀表二、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)三、調(diào)節(jié)閥四、聯(lián)鎖系統(tǒng)的構(gòu)成2一、四大參數(shù)的測(cè)量原理及儀表 現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量參數(shù)的分類： 現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量參數(shù)一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。 下面就著重介紹一下這四大參數(shù)的測(cè)量原理，以及測(cè)量這四大參數(shù)所運(yùn)用的儀表。31、 溫度的測(cè)量與變送 溫度是化工生產(chǎn)中既普遍而又十分重要的參數(shù)之一。任何一個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程，都伴隨著物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的改變，都必然有能量的轉(zhuǎn)化和交換，而熱交換則是這些能量轉(zhuǎn)換中最普遍的交換形式。因此，在很多煤化工反應(yīng)的過(guò)程中，溫度的測(cè)量和控制，常常是保證這些反應(yīng)過(guò)程正常進(jìn)行與安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)；它對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提

2、高都有很大的影響。41、 溫度的測(cè)量與變送 溫度測(cè)量?jī)x麥種類繁多，若按測(cè)量方式的不同，測(cè)溫儀表可分為接觸式和非接觸式兩大類。前者感溫元件與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，后者的感溫元件卻不與被測(cè)介質(zhì)相接觸。接觸式測(cè)溫元件簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度較高；但是，由于測(cè)溫元件要與被測(cè)介質(zhì)接觸進(jìn)行充分的熱交換才能達(dá)到熱平衡，因而產(chǎn)生了滯后現(xiàn)象，而且可能與被測(cè)介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；另外高溫材料的限制，接觸式測(cè)溫儀表不能應(yīng)用于很高溫度的測(cè)量。而非接觸式測(cè)溫儀表不與被測(cè)介質(zhì)接觸，因而其測(cè)溫范圍很廣，其測(cè)溫上限原則上不受限限制；由于它是通過(guò)熱輻射來(lái)測(cè)量溫度的，所以不會(huì)破壞被測(cè)介質(zhì)的溫度場(chǎng)，測(cè)溫速度也較快，但是這種方法受到被測(cè)介質(zhì)至儀

3、表之間的距離以及幅射通道上的水汽、煙霧、塵埃等其它介質(zhì)的影響，因此測(cè)量量精度較低。51、 溫度的測(cè)量與變送 下表列出了常用測(cè)溫儀表的測(cè)溫原理、測(cè)溫范圍和主要特點(diǎn)。表中所列的各種溫度計(jì)，機(jī)械式的大多只能就地指示，幅射式的精度較差，只有電的測(cè)溫儀表精度高，且測(cè)溫元件很容易與溫度變送器配用，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)傳，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)記錄和調(diào)節(jié)。因此，在生產(chǎn)過(guò)程控制中應(yīng)用最多的是熱電偶和熱電阻溫度計(jì)。本節(jié)僅介紹這兩種溫度計(jì)。671、 溫度的測(cè)量與變送1.1 熱電偶溫度計(jì) 熱電偶溫度計(jì)由熱電偶、電測(cè)部份 (動(dòng)圈儀表、電位差計(jì)或DCS)及連接導(dǎo)線組成如圖所示。由于熱電偶的性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、

4、測(cè)量范圍廣、有較高的準(zhǔn)確度，且能方便地將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電勢(shì)信號(hào)，便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳和多點(diǎn)集中測(cè)量，因而在石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍。8231熱電偶溫度計(jì)測(cè)量線路熱電偶溫度計(jì)測(cè)量線路1、熱電偶、熱電偶 2、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線 3、電測(cè)儀表、電測(cè)儀表t0t0tAB1、 溫度的測(cè)量與變送9熱電偶是由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料熱電偶是由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料(如上圖中的如上圖中的A和和B)焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端(測(cè)量端或測(cè)量端或工作端工作端)，和導(dǎo)線連接的一端稱為熱電偶的冷端，和導(dǎo)線連接的一端稱為熱電偶的冷端 (自由端自由端)。組成熱電偶的

5、兩根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱作熱電極。把熱電偶的熱組成熱電偶的兩根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱作熱電極。把熱電偶的熱端插入需要測(cè)溫的生產(chǎn)設(shè)備中，冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面，端插入需要測(cè)溫的生產(chǎn)設(shè)備中，冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面，如果兩端所處的溫度不同如果兩端所處的溫度不同(譬如，熱端溫度為譬如，熱端溫度為t，冷瑞溫度為，冷瑞溫度為to)，則在熱電偶回路中便會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，則在熱電偶回路中便會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)E。該熱電勢(shì)。該熱電勢(shì)E與熱與熱電偶兩端的溫度電偶兩端的溫度t和和to均均E有關(guān)。如果保持有關(guān)。如果保持t。不變，則熱電。不變，則熱電勢(shì)勢(shì)E只是被測(cè)溫度只是被測(cè)溫度t的函數(shù)。用電測(cè)儀表測(cè)得的函數(shù)。用電測(cè)儀表測(cè)得E的數(shù)值后，便的數(shù)值

6、后，便知道被測(cè)溫度知道被測(cè)溫度t的大小的大小。1、 溫度的測(cè)量與變送 由于熱電極的材料不同，所產(chǎn)生的接觸電勢(shì)亦不同，因此不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢(shì)是不同的，這在各種熱電偶的分度表中可以查到。根據(jù)熱電測(cè)溫的基本原理，理論上似乎任意兩種導(dǎo)體都可以組成熱電偶。但實(shí)際情況它們還必須進(jìn)行嚴(yán)格的選擇，熱電極材料應(yīng)滿足如下要求。 1在測(cè)溫范圍內(nèi)其熱電性質(zhì)要穩(wěn)定，不隨時(shí)間變化。 2穩(wěn)定性要高，即在高溫下不被氧化和腐蝕。 3電阻溫度系數(shù)要小，導(dǎo)電率要高，組成熱電偶后產(chǎn)生的熱電勢(shì)要大，熱電勢(shì)與溫度間要成線性關(guān)系，這樣有利于提高儀表的測(cè)量精度。4復(fù)現(xiàn)性要好 (同種成分的材料制成的熱電偶，其熱

7、電特性相一致的性質(zhì)稱復(fù)現(xiàn)性)，這樣便于成批生產(chǎn)，而且在使用上也可保證良好的互換性。 5、材料組織要均勻，要有良好的韌性，便于加工成絲。101、 溫度的測(cè)量與變送 國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)其中已被國(guó)際公認(rèn)，性能優(yōu)良和產(chǎn)量最大的七種制定了標(biāo)準(zhǔn)，即IEC584-1和IEC584-2中所規(guī)定的：S分度(鉑銠10-鉑)；B分度號(hào) (鉑銠30-鉑銠6)；K分度號(hào)(鎳鉻-鎳硅)；E分度號(hào)(鎳鉻-康銅 )； T分度號(hào) (銅-康銅)；J分度號(hào)（鐵-康銅）； R分度號(hào) (鉑銠13-鉑)等熱電偶。 熱電偶根據(jù)測(cè)溫條件和安裝位置的不同，具有多種結(jié)構(gòu)型式。雖然它們的結(jié)構(gòu)和外形不盡相同，但其基本結(jié)構(gòu)通常均由熱電極、絕緣

8、管、保護(hù)套管和接線盒等主要部分組成。111、 溫度的測(cè)量與變送121、 溫度的測(cè)量與變送 1.2 熱電阻溫度計(jì) 熱電阻溫度計(jì)由熱電阻、電測(cè)儀表 (動(dòng)圈儀表或平衡電橋)和連按導(dǎo)線所組成，其中熱電阻是感溫元件，有導(dǎo)體的和半導(dǎo)體兩種。 熱電阻溫度計(jì)廣泛用來(lái)測(cè)量中、低溫 (一般為500以下)。它的特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，在測(cè)量中、低溫時(shí)，它的輸出信號(hào)比熱電偶要大得多，靈敏度高，同樣可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄和多點(diǎn)測(cè)量。131、 溫度的測(cè)量與變送熱電阻的測(cè)溫原理 金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變比而變化的。一般說(shuō)來(lái)，他們之間的關(guān)系為: Rt=R01+(t-t0) Rt=Rt-R0=R0t 式中 Rt 溫度為t時(shí)的電阻值;

9、R。 溫度為t0(通常為0)時(shí)的電阻值; 電阻溫度系數(shù)即溫度變化1時(shí)電阻值的相對(duì)變化量，單位是 -1，; t 溫度的變化量，即t-t。=t Rt 溫度改變t時(shí)的電阻變化量。 141、 溫度的測(cè)量與變送 由上可知，溫度的變化，導(dǎo)致了導(dǎo)體電阻的變化。實(shí)驗(yàn)證明，大多數(shù)金屬導(dǎo)體在溫度每升高1時(shí)，其電阻值要增加0.4一0.6%，熱電阻溫度計(jì)就是把溫度變化所引起熱電阻的變化值，通過(guò)測(cè)量電路 (電橋)轉(zhuǎn)換成電壓(毫伏)信號(hào)，然后由顯示儀表指示或記錄被測(cè)溫度。 熱電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)的測(cè)溫原理是不相同的。熱電偶溫度計(jì)把溫度的變化通過(guò)感溫元件熱電偶轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)的變化值來(lái)測(cè)量溫度的；而熱電阻溫度計(jì)則是把溫度的

10、變化通過(guò)感溫元件熱電阻轉(zhuǎn)換為電阻的變化來(lái)測(cè)量溫度的。 151、 溫度的測(cè)量與變送 對(duì)于制作熱電阻絲的材料是有一定技術(shù)要求的，一般應(yīng)具有下列特性；電阻溫度系數(shù)要大，則測(cè)量靈敏度就高；熱容量要小，則對(duì)溫度變化的響應(yīng)就快，即動(dòng)態(tài)特性較好；電阻率要大，則相同的電阻值下電阻體體積就小，因而熱容量也小；在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)；要容易加工，有良好的復(fù)制性，電阻與溫度的關(guān)系最好近于線性或?yàn)槠交那€，以便于分度和讀數(shù)；價(jià)格便宜等。根據(jù)具體情況，目前應(yīng)用最廣泛的是鉑和銅，分度號(hào)Pt50鉑電阻、分度號(hào)Pt100鉑電阻和分度號(hào)Cu50銅電阻、分度號(hào)Cu100銅電阻。相應(yīng)的分度表 (電 阻值與溫度

11、對(duì)照表)可在相關(guān)資料中查到。熱電阻是由電阻體、保護(hù)套管以及接線盒等主要部件所組成。除電阻體外，其余部分的結(jié)構(gòu)形狀一般與熱電偶的相應(yīng)部分相同。161、 溫度的測(cè)量與變送 在選用測(cè)溫儀表解決現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫問(wèn)題時(shí)，首先要分析被測(cè)對(duì)象特點(diǎn)及狀態(tài)，然后根據(jù)現(xiàn)有溫度計(jì)的特點(diǎn)及其技術(shù)指標(biāo)確定選用的類型。一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面: 1儀表的可能測(cè)溫范圍及常用測(cè)溫范圍，是否符合被測(cè)對(duì)象的溫度變化范圍的要求; 2儀表的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間是否適應(yīng)測(cè)溫要求; 3根據(jù)測(cè)量場(chǎng)所有無(wú)沖擊、振動(dòng)及電磁場(chǎng)，來(lái)考慮儀表的防震、防沖擊、抗干擾性能是否良好; 4儀表輸出信號(hào)能否自動(dòng)記錄和遠(yuǎn)傳; 5儀表的防腐性、防爆性和連續(xù)使用期限，是否

12、滿足被測(cè)對(duì)象的要求; 6電源電壓、頻率變化及環(huán)境溫度變化對(duì)儀表示值的影響程度; 7測(cè)溫元件的體積大小是否適當(dāng); 8儀表使用是否方便、安裝維護(hù)是否容易。172、 壓力的測(cè)量與變送 在壓力測(cè)量中，通常有絕對(duì)壓力，表壓力、負(fù)壓、或真空度等名詞。絕對(duì)壓力是指介質(zhì)所受的實(shí)際壓力。表壓是指高于大氣壓的絕對(duì)壓力與大氣壓之差，即： P表=P絕-P大 負(fù)壓與真空度是指大氣壓力與低于大氣壓力的絕對(duì)壓力之差，即： P真 =P大-P絕 絕對(duì)壓力、表壓力、大氣壓力、負(fù)壓力（真空度）之間的關(guān)系如下圖所示。因?yàn)楦鞣N工藝設(shè)備和測(cè)量?jī)x表都處于大氣中，所以工程上都用表壓力或真空度來(lái)表示壓力的大小。我們用壓力表來(lái)測(cè)量壓力的數(shù)值，實(shí)

13、際上也都是表壓或真空度（絕對(duì)壓力表的指示值除外）。因此，在工程上無(wú)特別說(shuō)明時(shí)，所提的壓力均指表壓力或真空度。182、 壓力的測(cè)量與變送 19P表壓表壓P負(fù)壓負(fù)壓P絕壓絕壓P絕壓絕壓大氣壓力線大氣壓力線 表壓、絕壓、真空之間的關(guān)系圖表壓、絕壓、真空之間的關(guān)系圖2、 壓力的測(cè)量與變送 壓力測(cè)量?jī)x表的品種，規(guī)格甚多。常用的壓力測(cè)量方壓力測(cè)量?jī)x表的品種，規(guī)格甚多。常用的壓力測(cè)量方法和儀表有：通過(guò)液體產(chǎn)生或傳遞壓力來(lái)平衡被測(cè)壓力的法和儀表有：通過(guò)液體產(chǎn)生或傳遞壓力來(lái)平衡被測(cè)壓力的平衡法。屬于應(yīng)于這類方法的儀表有液柱式壓力計(jì)和活塞平衡法。屬于應(yīng)于這類方法的儀表有液柱式壓力計(jì)和活塞式壓力計(jì)；將被測(cè)壓力通過(guò)一

14、些隔離元件（如彈性元件）式壓力計(jì)；將被測(cè)壓力通過(guò)一些隔離元件（如彈性元件）轉(zhuǎn)換成一個(gè)集中力，并在測(cè)量過(guò)程中用一個(gè)外界力（如電轉(zhuǎn)換成一個(gè)集中力，并在測(cè)量過(guò)程中用一個(gè)外界力（如電磁力或氣動(dòng)力）來(lái)平衡這個(gè)未知的集中力，然后通過(guò)對(duì)外磁力或氣動(dòng)力）來(lái)平衡這個(gè)未知的集中力，然后通過(guò)對(duì)外界力的測(cè)量而得知被測(cè)壓力的機(jī)械力平衡法。力平衡式壓界力的測(cè)量而得知被測(cè)壓力的機(jī)械力平衡法。力平衡式壓力變送器就是屬于應(yīng)用此法的例子；根據(jù)彈性元件受壓后力變送器就是屬于應(yīng)用此法的例子；根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變型的大小來(lái)測(cè)量彈性力平衡法。屬于這類應(yīng)用產(chǎn)生彈性變型的大小來(lái)測(cè)量彈性力平衡法。屬于這類應(yīng)用方法的儀表很多，若根據(jù)所用

15、彈性元件來(lái)分，可分為薄膜方法的儀表很多，若根據(jù)所用彈性元件來(lái)分，可分為薄膜式，波紋管式，彈簧管式壓力表；能過(guò)機(jī)械和電子元件將式，波紋管式，彈簧管式壓力表；能過(guò)機(jī)械和電子元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換在成各種電量（如電壓、電流、頻率等）來(lái)被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換在成各種電量（如電壓、電流、頻率等）來(lái)測(cè)量的電測(cè)法。例如電容式、電阻式、電感式、應(yīng)變片式測(cè)量的電測(cè)法。例如電容式、電阻式、電感式、應(yīng)變片式和霍爾片式等變送器應(yīng)于此法的壓力測(cè)量?jī)x表。和霍爾片式等變送器應(yīng)于此法的壓力測(cè)量?jī)x表。202、 壓力的測(cè)量與變送 目前，石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用中廣泛的一種壓力測(cè)量目前，石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用中廣泛的一種壓力測(cè)量?jī)x表是彈性元件。根據(jù)測(cè)壓范

16、圍不同，常用的測(cè)壓元件有儀表是彈性元件。根據(jù)測(cè)壓范圍不同，常用的測(cè)壓元件有單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被測(cè)介質(zhì)壓力的作用下，彈性元件發(fā)生彈性變型，而產(chǎn)生相測(cè)介質(zhì)壓力的作用下，彈性元件發(fā)生彈性變型，而產(chǎn)生相應(yīng)的位移，能過(guò)轉(zhuǎn)換位置，可將位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)應(yīng)的位移，能過(guò)轉(zhuǎn)換位置，可將位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)或氣信號(hào)，以遠(yuǎn)傳顯示，報(bào)警或調(diào)節(jié)用?；驓庑盘?hào)，以遠(yuǎn)傳顯示，報(bào)警或調(diào)節(jié)用。212、 壓力的測(cè)量與變送 主要壓力檢測(cè)儀表：主要壓力檢測(cè)儀表： （1 1）彈簧管壓力表）彈簧管壓力表 彈簧管壓力表是壓力儀表的主要組成部份之彈簧管壓力表

17、是壓力儀表的主要組成部份之一，它有著極為廣泛的應(yīng)用價(jià)值一，它有著極為廣泛的應(yīng)用價(jià)值 ，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，品種規(guī)格齊全、測(cè)量范圍廣、便于制造和維修和價(jià)格品種規(guī)格齊全、測(cè)量范圍廣、便于制造和維修和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。彈簧管壓力表是單圈彈簧壓力表的簡(jiǎn)稱。低廉等特點(diǎn)。彈簧管壓力表是單圈彈簧壓力表的簡(jiǎn)稱。它主要由彈簧管、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括拉桿、扇形齒它主要由彈簧管、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括拉桿、扇形齒輪、中心齒輪）、示數(shù)裝置（指針和分度盤）以及外輪、中心齒輪）、示數(shù)裝置（指針和分度盤）以及外殼等幾部份組成，如下圖所示。彈簧管是一端封閉并殼等幾部份組成，如下圖所示。彈簧管是一端封閉并彎成彎成27027

18、0度圓孤形的空心管子度圓孤形的空心管子 。222、 壓力的測(cè)量與變送 23 彈簧管壓力表彈簧管壓力表1、彈簧管、彈簧管 2拉桿拉桿 3、扇型齒輪、扇型齒輪 3、中心齒輪、中心齒輪 5、指針、指針 6、面板、面板7、游絲、游絲 8、調(diào)整螺釘、調(diào)整螺釘 9 接頭接頭ab 2、 壓力的測(cè)量與變送 它的截面呈扁圓形或橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸它的截面呈扁圓形或橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸2a2a與圖面與圖面垂直的彈簧管的中心軸垂直的彈簧管的中心軸O O相平行。管子封閉的一端相平行。管子封閉的一端B B為自由為自由端，即位移輸出端；而另一端端，即位移輸出端；而另一端A A則是固定的，作為被測(cè)壓則是固定的，作為被測(cè)壓力的輸

19、入端。當(dāng)由它的固定端力的輸入端。當(dāng)由它的固定端A A通入被測(cè)壓力通入被測(cè)壓力P P后，由于呈后，由于呈橢圓形截面的管子在壓力橢圓形截面的管子在壓力P P的作用下，將趨于圓形，彎成的作用下，將趨于圓形，彎成圓弧形的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形，使自由端圓弧形的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形，使自由端B B發(fā)生位移。此時(shí)彈簧管的中心角發(fā)生位移。此時(shí)彈簧管的中心角要隨即減小要隨即減小，也，也就是自由端將由就是自由端將由B B移到移到B B，處，如圖，處，如圖2-3(b)2-3(b)上虛線所示。此上虛線所示。此位移量就相應(yīng)于某一壓力值。自由端位移量就相應(yīng)于某一壓力值。自由端B B的彈性變形位移通

20、的彈性變形位移通過(guò)拉桿使扇形齒輪作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使固定在中心齒輪軸上過(guò)拉桿使扇形齒輪作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使固定在中心齒輪軸上的指針也作順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而在面板的刻度標(biāo)尺上顯示出的指針也作順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而在面板的刻度標(biāo)尺上顯示出被測(cè)壓力的數(shù)值。由于彈簧管自由端位移而引起彈簧管中被測(cè)壓力的數(shù)值。由于彈簧管自由端位移而引起彈簧管中心角相對(duì)變化值心角相對(duì)變化值/與被測(cè)壓力與被測(cè)壓力P P之間具有比例關(guān)系，之間具有比例關(guān)系，因此彈簧管壓力表的刻度標(biāo)尺是均勻的。因此彈簧管壓力表的刻度標(biāo)尺是均勻的。242、 壓力的測(cè)量與變送 由上述可如，彈簧管自由端將隨壓力的增大而向外由上述可如，彈簧管自由端將隨壓力的增大而向外伸張

21、。反之若管內(nèi)壓力小于管外壓力，則自由端將隨負(fù)壓伸張。反之若管內(nèi)壓力小于管外壓力，則自由端將隨負(fù)壓的增大而向內(nèi)彎曲。所以，利用彈簧管不僅可以制成壓力的增大而向內(nèi)彎曲。所以，利用彈簧管不僅可以制成壓力表，而且還可制成真空表或壓力真空表。表，而且還可制成真空表或壓力真空表。 彈簧管壓力表除普通型外，還有一些是具有特殊用彈簧管壓力表除普通型外，還有一些是具有特殊用途的，例如耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧用壓力表等。途的，例如耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧用壓力表等。為了能表明具體適用何種特殊介質(zhì)的壓力測(cè)量，常在其表為了能表明具體適用何種特殊介質(zhì)的壓力測(cè)量，常在其表殼、襯圈或表盤上涂以規(guī)定的色標(biāo)，并注有特殊

22、介質(zhì)的名殼、襯圈或表盤上涂以規(guī)定的色標(biāo)，并注有特殊介質(zhì)的名稱，使用時(shí)應(yīng)予以注意。稱，使用時(shí)應(yīng)予以注意。252、 壓力的測(cè)量與變送（2 2）應(yīng)變式壓力變送器）應(yīng)變式壓力變送器 應(yīng)變式變送器以是以電為能源，它利用應(yīng)變片作應(yīng)變式變送器以是以電為能源，它利用應(yīng)變片作為轉(zhuǎn)換元件，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變片電阻值的變化，然為轉(zhuǎn)換元件，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變片電阻值的變化，然后經(jīng)過(guò)橋式電路得到毫伏級(jí)的電量輸出，供顯示儀表顯示后經(jīng)過(guò)橋式電路得到毫伏級(jí)的電量輸出，供顯示儀表顯示被測(cè)壓力或經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，再傳送到被測(cè)壓力或經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，再傳送到記錄儀和調(diào)節(jié)器等儀表。記錄儀和調(diào)節(jié)器等儀表

23、。 應(yīng)變片有金屬電阻絲應(yīng)變片應(yīng)變片有金屬電阻絲應(yīng)變片( (金屬絲粘貼在襯底上金屬絲粘貼在襯底上組成的元件組成的元件) )和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類。和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類。 根據(jù)電阻應(yīng)變?cè)?，?yīng)變片在壓力作用下產(chǎn)生彈性根據(jù)電阻應(yīng)變?cè)?，?yīng)變片在壓力作用下產(chǎn)生彈性變形變形dL/L(dL/L(即應(yīng)變即應(yīng)變e) e) ，其電阻值隨之發(fā)生變化。如果已，其電阻值隨之發(fā)生變化。如果已如應(yīng)變片的電阻變化與其變形如應(yīng)變片的電阻變化與其變形( (即應(yīng)變即應(yīng)變) )的關(guān)系，那么，通的關(guān)系，那么，通過(guò)對(duì)應(yīng)變片電阻變化的測(cè)量就可測(cè)知被測(cè)壓力過(guò)對(duì)應(yīng)變片電阻變化的測(cè)量就可測(cè)知被測(cè)壓力。262、 壓力的測(cè)量與變送 272、 壓力的測(cè)量

24、與變送（3 3）單晶硅諧振式傳感器單晶硅諧振式傳感器 諧振式傳感器是采用超精細(xì)加工工藝在單晶硅材料諧振式傳感器是采用超精細(xì)加工工藝在單晶硅材料上制成兩個(gè)完全一致的上制成兩個(gè)完全一致的H H型諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生型諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動(dòng)。其諧振頻率取決于梁的長(zhǎng)度及張力，而張力隨壓力振動(dòng)。其諧振頻率取決于梁的長(zhǎng)度及張力，而張力隨壓力的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了壓力變化轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)的變化，的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了壓力變化轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)的變化，并采用了頻率差分技術(shù)，將兩個(gè)頻率信號(hào)直接輸出到脈沖并采用了頻率差分技術(shù)，將兩個(gè)頻率信號(hào)直接輸出到脈沖計(jì)數(shù)器。從而使傳感器具有誤差小，重復(fù)性好、分解能力計(jì)數(shù)器

25、。從而使傳感器具有誤差小，重復(fù)性好、分解能力和反應(yīng)靈敏度高、直接輸出數(shù)字信號(hào)等特點(diǎn)。由于傳感器和反應(yīng)靈敏度高、直接輸出數(shù)字信號(hào)等特點(diǎn)。由于傳感器良好的特性，可使變送器幾乎不受靜壓和溫度的影響，而良好的特性，可使變送器幾乎不受靜壓和溫度的影響，而且具有優(yōu)良的過(guò)壓性能和范圍較寬的量程。且具有優(yōu)良的過(guò)壓性能和范圍較寬的量程。282、 壓力的測(cè)量與變送 29基礎(chǔ)基礎(chǔ)振子振子引伸張力引伸張力硅膜片硅膜片過(guò)程壓力過(guò)程壓力變送器工作原理圖變送器工作原理圖 2、 壓力的測(cè)量與變送（4 4）電容式傳感器電容式傳感器30SS0S0S2S1圖圖2-19膜片位移原理圖膜片位移原理圖420mA放大電放大電路路原理：原理

26、：P變化變化 C 電流電流的變化的變化2、 壓力的測(cè)量與變送 壓力表的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求，被測(cè)壓力表的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求，被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等來(lái)考慮儀表的類型、量程和精度等級(jí)。介質(zhì)的性質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等來(lái)考慮儀表的類型、量程和精度等級(jí)。并確定是否需要帶有遠(yuǎn)傳、報(bào)警等附加裝置。這樣才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合并確定是否需要帶有遠(yuǎn)傳、報(bào)警等附加裝置。這樣才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理和有效的目的。理和有效的目的。 1 1類型的選用類型的選用 儀表類型的選用必須滿足工蘭生產(chǎn)的要求。儀表類型的選用必須滿足工蘭生產(chǎn)的要求。例如是否需要遠(yuǎn)傳變送、例如是否需要遠(yuǎn)傳變送、 自動(dòng)記錄或

27、報(bào)警；被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性自動(dòng)記錄或報(bào)警；被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)質(zhì) ( (如腐蝕性、溫度高低、粘度大小、臟污程度、如腐蝕性、溫度高低、粘度大小、臟污程度、 易燃易爆等易燃易爆等) )是否是否對(duì)儀表提出特殊要求；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件對(duì)儀表提出特殊要求；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件 ( (如高溫、電磁場(chǎng)、振動(dòng)等如高溫、電磁場(chǎng)、振動(dòng)等) )對(duì)對(duì)儀表有否特殊要求等。儀表有否特殊要求等。 普通壓力表的彈簧管材料多采用銅合金，高壓的也有采用碳普通壓力表的彈簧管材料多采用銅合金，高壓的也有采用碳鋼，而氨用壓力表的彈簧管材料都采用碳鋼，不允許采用銅合金。因鋼，而氨用壓力表的彈簧管材料都采用碳鋼，不允許采用銅合金。因?yàn)榘睔鈱?duì)銅的腐蝕極

28、強(qiáng)，所以普通壓力表用于氨氣壓力測(cè)量很快就要為氨氣對(duì)銅的腐蝕極強(qiáng)，所以普通壓力表用于氨氣壓力測(cè)量很快就要損壞。損壞。 氧氣壓力表與普通壓力表在結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上完全相同，只是氧氧氣壓力表與普通壓力表在結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上完全相同，只是氧用壓力表禁油。因?yàn)橛瓦M(jìn)入氧氣系統(tǒng)會(huì)引起爆炸。如果必須采用現(xiàn)有用壓力表禁油。因?yàn)橛瓦M(jìn)入氧氣系統(tǒng)會(huì)引起爆炸。如果必須采用現(xiàn)有的帶油污的壓力表測(cè)量氧氣壓力時(shí)，使用前必須用四氯化碳反復(fù)清洗，的帶油污的壓力表測(cè)量氧氣壓力時(shí)，使用前必須用四氯化碳反復(fù)清洗，認(rèn)真檢查直到無(wú)油污為止。認(rèn)真檢查直到無(wú)油污為止。312、 壓力的測(cè)量與變送 2 2測(cè)量范圍的確定測(cè)量范圍的確定 儀表的測(cè)量范圍是根據(jù)被測(cè)

29、壓力的大小來(lái)確定的。對(duì)于彈性儀表的測(cè)量范圍是根據(jù)被測(cè)壓力的大小來(lái)確定的。對(duì)于彈性式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形的完全范圍內(nèi)可靠地工作，式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形的完全范圍內(nèi)可靠地工作，量程的上限值應(yīng)高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值。根據(jù)量程的上限值應(yīng)高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值。根據(jù) 化工自控化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 ，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的2/32/3；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不超過(guò)量程的；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不超過(guò)量程的1/21/2； 測(cè)量高壓測(cè)量高壓壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的壓

30、力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的3/53/5。 為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，所測(cè)的壓力值不能太接近于儀表的為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，所測(cè)的壓力值不能太接近于儀表的下限值下限值 ，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測(cè)壓力的最小值應(yīng)，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測(cè)壓力的最小值應(yīng)不低于量程的不低于量程的1/31/3。 按上述要求算出后，實(shí)取稍大的相鄰系列值，一般可在相應(yīng)按上述要求算出后，實(shí)取稍大的相鄰系列值，一般可在相應(yīng)的產(chǎn)品目錄申查到。的產(chǎn)品目錄申查到。 3 3精度級(jí)的選取精度級(jí)的選取 儀表的精度主妥是根據(jù)生產(chǎn)上允許的最大測(cè)量誤差來(lái)確定的。儀表的精度主妥是根據(jù)生產(chǎn)上允許的最大測(cè)量誤差來(lái)確定的。此外，在

31、滿足工藝要求的前提下，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，即盡可能選用精此外，在滿足工藝要求的前提下，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，即盡可能選用精度較低、價(jià)廉耐用的儀表。度較低、價(jià)廉耐用的儀表。323、 流量的測(cè)量與變送 在化工生產(chǎn)過(guò)程中，為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和控制，經(jīng)常需在化工生產(chǎn)過(guò)程中，為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和控制，經(jīng)常需要測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中各種介質(zhì)要測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中各種介質(zhì) ( (如液體、氣體和蒸汽等如液體、氣體和蒸汽等) )的流量，以便的流量，以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。同時(shí)，為了進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，也需要知道為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。同時(shí)，為了進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，也需要知道在一般時(shí)間在一般時(shí)間 ( (如一班、一天等如一班、一天等)

32、 )內(nèi)流過(guò)的介質(zhì)總量。所以，對(duì)管道內(nèi)內(nèi)流過(guò)的介質(zhì)總量。所以，對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)流量的測(cè)量和變送是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的控制以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必介質(zhì)流量的測(cè)量和變送是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的控制以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的。需的。 在工程上，流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體的在工程上，流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體的體積或質(zhì)量，即瞬時(shí)流量。體積或質(zhì)量，即瞬時(shí)流量。 流量的計(jì)量單位如下流量的計(jì)量單位如下: : 表示體積流量的單位常用立方米每小時(shí)表示體積流量的單位常用立方米每小時(shí) (m3/h)(m3/h)、升每分、升每分 (I/min)(I/min)、升每秒升每秒(l/s)(l/s)等；等； 表示質(zhì)量流量的單

33、位常用噸每小時(shí)表示質(zhì)量流量的單位常用噸每小時(shí) (t/h)(t/h)、千克每小時(shí)、千克每小時(shí) (kg/h)(kg/h)、千克每秒千克每秒 (kg/s)(kg/s)等。等。 若流體的密度是若流體的密度是，則體積流量，則體積流量Q Q與質(zhì)量流量與質(zhì)量流量M M的關(guān)系是的關(guān)系是: : M=Q M=Q 或或 Q=M/Q=M/333、 流量的測(cè)量與變送 應(yīng)當(dāng)指出，流體的密度是隨工況參數(shù)而變化的。對(duì)于液體，應(yīng)當(dāng)指出，流體的密度是隨工況參數(shù)而變化的。對(duì)于液體，由于壓力變化對(duì)密度的影響很小，一般可以忽略不計(jì)；但因溫度變化由于壓力變化對(duì)密度的影響很小，一般可以忽略不計(jì)；但因溫度變化所產(chǎn)生的影響，則應(yīng)引起注意。不過(guò)

34、一般溫度每變化所產(chǎn)生的影響，則應(yīng)引起注意。不過(guò)一般溫度每變化1010時(shí)，液體的時(shí)，液體的密度變化約在密度變化約在1%1%以內(nèi)。所以，除溫度變化較大，測(cè)量準(zhǔn)確度要求較高以內(nèi)。所以，除溫度變化較大，測(cè)量準(zhǔn)確度要求較高的場(chǎng)合外，往往也可以忽略不計(jì)。對(duì)于氣體，由于密度受溫度、壓力的場(chǎng)合外，往往也可以忽略不計(jì)。對(duì)于氣體，由于密度受溫度、壓力變化影響較大，例如，在常溫附近，溫度每變化變化影響較大，例如，在常溫附近，溫度每變化1010，密度變化約為，密度變化約為3%3%。在常壓附近，壓力每變。在常壓附近，壓力每變10kPa10kPa，密度也約變化，密度也約變化3%3%。因此，在測(cè)量。因此，在測(cè)量氣體體積流量

35、時(shí)，必須同時(shí)測(cè)量氣體的溫度和壓力，并將工作狀態(tài)下氣體體積流量時(shí)，必須同時(shí)測(cè)量氣體的溫度和壓力，并將工作狀態(tài)下的體積流量換算成標(biāo)準(zhǔn)體積流量。所謂標(biāo)準(zhǔn)體積流量，在工業(yè)上是指的體積流量換算成標(biāo)準(zhǔn)體積流量。所謂標(biāo)準(zhǔn)體積流量，在工業(yè)上是指2020、0.10133MPa(0.10133MPa(稱標(biāo)定狀態(tài)稱標(biāo)定狀態(tài)) )或或00、0.10133MPa (0.10133MPa (稱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)稱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) )條條件下的體積流量。在儀表計(jì)量上多數(shù)以標(biāo)定狀態(tài)條件下的體積流量為件下的體積流量。在儀表計(jì)量上多數(shù)以標(biāo)定狀態(tài)條件下的體積流量為標(biāo)準(zhǔn)體積流量標(biāo)準(zhǔn)體積流量。 流量測(cè)量的方法和儀表種類繁多，其測(cè)量原理和儀表的結(jié)構(gòu)形流

36、量測(cè)量的方法和儀表種類繁多，其測(cè)量原理和儀表的結(jié)構(gòu)形式各不相同。針對(duì)石油化工生產(chǎn)過(guò)程的不同要求，采用不同的流量?jī)x式各不相同。針對(duì)石油化工生產(chǎn)過(guò)程的不同要求，采用不同的流量?jī)x表。下表中列出了幾種主要類型流量表表。下表中列出了幾種主要類型流量表 (或稱流量計(jì)或稱流量計(jì))的性能及適用場(chǎng)的性能及適用場(chǎng)合。合。343、 流量的測(cè)量與變送353、 流量的測(cè)量與變送3.1 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì) 差壓式差壓式 (也稱節(jié)流式也稱節(jié)流式)流量計(jì)是使用歷史最久，應(yīng)用也最廣泛的流量計(jì)是使用歷史最久，應(yīng)用也最廣泛的一種流量測(cè)量?jī)x表，同時(shí)也是目前生產(chǎn)中最成熟的流量測(cè)量?jī)x表之一。一種流量測(cè)量?jī)x表，同時(shí)也是目前生產(chǎn)中最成

37、熟的流量測(cè)量?jī)x表之一。它是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力它是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差與其流量有關(guān)而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。差與其流量有關(guān)而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。 差壓式流量計(jì)通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)的節(jié)流裝差壓式流量計(jì)通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)的節(jié)流裝置置 (包括節(jié)流元件和取壓裝置包括節(jié)流元件和取壓裝置)、導(dǎo)壓管和差壓計(jì)或差壓變送器及其顯、導(dǎo)壓管和差壓計(jì)或差壓變送器及其顯示儀表三部分所組成。在單元組合儀表中，由節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓示儀表三部分所組成。在單元組合儀表中，由節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓信號(hào)，常通過(guò)差壓變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)或

38、氣信號(hào)，以供顯示、信號(hào)，常通過(guò)差壓變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)或氣信號(hào)，以供顯示、調(diào)節(jié)用。調(diào)節(jié)用。363、 流量的測(cè)量與變送節(jié)流現(xiàn)象及其原理節(jié)流現(xiàn)象及其原理 流體在有節(jié)流元件的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流元件前后的管璧處，流體在有節(jié)流元件的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流元件前后的管璧處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖3-1所示。所謂節(jié)所示。所謂節(jié)流裝置就是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流元件和取壓裝流裝置就是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流元件和取壓裝置的總稱。應(yīng)用最廣泛的節(jié)流元件是孔板，其次是噴嘴、文丘里管。置的總稱。應(yīng)用最廣泛的節(jié)流元件是孔板

39、，其次是噴嘴、文丘里管。下面以孔板為例說(shuō)明節(jié)流原理。下面以孔板為例說(shuō)明節(jié)流原理。 373、 流量的測(cè)量與變送下圖表示在孔板前后流體的流速與壓力的分布情況：下圖表示在孔板前后流體的流速與壓力的分布情況： 383、 流量的測(cè)量與變送 沿管道軸向連續(xù)地向前流動(dòng)的流體，由于遇到節(jié)流元件的阻擋，沿管道軸向連續(xù)地向前流動(dòng)的流體，由于遇到節(jié)流元件的阻擋，使靠近管壁處的流體受到的阻擋作用最強(qiáng)，因而使其一部分動(dòng)壓能轉(zhuǎn)使靠近管壁處的流體受到的阻擋作用最強(qiáng)，因而使其一部分動(dòng)壓能轉(zhuǎn)化成靜壓能，于是就出現(xiàn)了節(jié)流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓化成靜壓能，于是就出現(xiàn)了節(jié)流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓力力P1，的升高，

40、的升高 (即圖中即圖中P1P2)。此壓力比管道中心處壓力要大，即。此壓力比管道中心處壓力要大，即在節(jié)流元件入口端面處產(chǎn)生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產(chǎn)生徑在節(jié)流元件入口端面處產(chǎn)生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產(chǎn)生徑向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流向就與管道中心軸線向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流向就與管道中心軸線相傾斜，形成了流束的收縮運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于流體運(yùn)動(dòng)的慣性，使得相傾斜，形成了流束的收縮運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于流體運(yùn)動(dòng)的慣性，使得流束收束最厲害流束收束最厲害 (即流束最小截面即流束最小截面)的位置不在節(jié)流孔處，而是位于節(jié)的位置不在節(jié)流孔處，而是位于節(jié)流孔之后流孔之后 (即

41、圖中截面即圖中截面處處)，并隨流量大小而變化。以上就是流體流，并隨流量大小而變化。以上就是流體流經(jīng)節(jié)元件時(shí)，流束為什么產(chǎn)生收縮的原因。經(jīng)節(jié)元件時(shí)，流束為什么產(chǎn)生收縮的原因。393、 流量的測(cè)量與變送 由于節(jié)流元件的阻擋造成了流束的局部收縮，同時(shí)，又因流體由于節(jié)流元件的阻擋造成了流束的局部收縮，同時(shí)，又因流體始終處于連續(xù)穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，因此在流束截面最小處的流速達(dá)到最始終處于連續(xù)穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，因此在流束截面最小處的流速達(dá)到最大。根據(jù)伯努利方程式和位能、動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化原理，在流束截面最大。根據(jù)伯努利方程式和位能、動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化原理，在流束截面最小處的流體靜壓力最低，同理，在孔板出口端面處，由于流

42、速已比原小處的流體靜壓力最低，同理，在孔板出口端面處，由于流速已比原來(lái)增大，因此靜壓力也就較原來(lái)為低來(lái)增大，因此靜壓力也就較原來(lái)為低 (即圖中即圖中P210)控制控制KTiTdP0.5 KmaxPI0.45 Kmax0.83 Pu58三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥閥體部件體部件59三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號(hào)壓力的大小裝置，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)推力，使閥桿相應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)推力，使閥桿相應(yīng)的位移、閥芯動(dòng)作。的位移、閥芯動(dòng)作。60序序 號(hào)號(hào)零零 件件 名名 稱稱序序 號(hào)號(hào)零零 件件

43、名名 稱稱1吊吊 環(huán)環(huán) 螺螺 母母10下下 膜膜 蓋蓋2上上 膜膜 蓋蓋11六六 角角 螺螺 栓栓 3膜膜 片片12推推 桿桿4托托 盤盤13支支 架架5限限 位位 件件14導(dǎo)導(dǎo) 向向 套套6行行 程程 檔檔 塊塊15指指 針針7六六 角角 螺螺 母母16標(biāo)標(biāo) 尺尺8彈彈 簧簧17閥閥 桿桿 連連 接接 部部 件件9防防 雨雨 帽帽18銘銘 牌牌三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥解體圖調(diào)節(jié)閥解體圖閥體部件：調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部閥體部件：調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由閥分，它直接與介質(zhì)接觸，由閥芯的動(dòng)作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面芯的動(dòng)作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。積，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。61三、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)：分

44、氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：分氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)：氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 分正、反兩種形式。當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)，閥桿向下動(dòng)作的叫正作用分正、反兩種形式。當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)，閥桿向下動(dòng)作的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。反之，信號(hào)增加閥桿向上的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通常接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)。反之，信號(hào)增加閥桿向上的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通常接受20100KPa的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)壓力，帶定位器時(shí)，最高壓力為的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)壓力，帶定位器時(shí)，最高壓力為250KPa，其，其行程規(guī)格有行程規(guī)格有10、16、25、40、60、100mm六種。六種。氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)：氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)

45、： 比上述更強(qiáng)力的輸出機(jī)構(gòu)，其壓力可達(dá)比上述更強(qiáng)力的輸出機(jī)構(gòu)，其壓力可達(dá)500KPa，而且無(wú)彈簧抵消，而且無(wú)彈簧抵消推力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。推力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)：氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 具有行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，它將信號(hào)氣壓轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的轉(zhuǎn)角具有行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，它將信號(hào)氣壓轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的轉(zhuǎn)角（0900）或位移（）或位移（200400mm），適合于角行程調(diào)節(jié)閥的需要，），適合于角行程調(diào)節(jié)閥的需要，多用于大轉(zhuǎn)矩的蝶閥、閘閥、風(fēng)門等。多用于大轉(zhuǎn)矩的蝶閥、閘閥、風(fēng)門等。62三、調(diào)節(jié)閥閥體部件閥體部件（如圖所示）（如圖所示

46、）直通單座閥：泄漏量小、許用壓差直通單座閥：泄漏量小、許用壓差小、流通能力小。小、流通能力小。直通雙座閥：許用壓差大、流通能直通雙座閥：許用壓差大、流通能力大、泄漏量大。不適用于高粘力大、泄漏量大。不適用于高粘度、度、 含懸浮顆粒的流體含懸浮顆粒的流體套筒調(diào)節(jié)閥：穩(wěn)定性好，不易引起套筒調(diào)節(jié)閥：穩(wěn)定性好，不易引起閥芯振動(dòng)；互換性和通用性強(qiáng)，閥芯振動(dòng)；互換性和通用性強(qiáng)，只要更換套筒就可得到不同的流只要更換套筒就可得到不同的流量系數(shù)和流量特性；許用壓差大，量系數(shù)和流量特性；許用壓差大，熱膨脹影響小，；維修方便，閥熱膨脹影響小，；維修方便，閥座是通過(guò)螺紋與閥體相連的；使座是通過(guò)螺紋與閥體相連的；使用壽

47、命長(zhǎng)；噪音低（比單、雙座用壽命長(zhǎng)；噪音低（比單、雙座閥低閥低10分貝）分貝）63三、調(diào)節(jié)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥：偏心旋轉(zhuǎn)閥：流路簡(jiǎn)單，阻力小，用物含固體懸浮物和高粘度的流體調(diào)流路簡(jiǎn)單，阻力小，用物含固體懸浮物和高粘度的流體調(diào)節(jié)較為理想節(jié)較為理想流通能力較大，比同口徑的單、雙座閥大流通能力較大，比同口徑的單、雙座閥大1030%，可調(diào)，可調(diào)比大，可達(dá)比大，可達(dá)100：1閥芯球面偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減少了所要求的操作力矩，在流開閥芯球面偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減少了所要求的操作力矩，在流開流閉下都能穩(wěn)定操作，在高壓差下能順利使用，同時(shí)用較流閉下都能穩(wěn)定操作，在高壓差下能順利使用，同時(shí)用較小的力就能嚴(yán)密關(guān)閉，所以泄漏量小。小的力就

48、能嚴(yán)密關(guān)閉，所以泄漏量小。可通過(guò)改變定位器中凸輪板位置，方便地得到直線或等百可通過(guò)改變定位器中凸輪板位置，方便地得到直線或等百分比流量特性分比流量特性體積小，重量輕，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置，不更換任何零件體積小，重量輕，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置，不更換任何零件靈活組裝靈活組裝64三、調(diào)節(jié)閥角形閥：角形調(diào)節(jié)閥除閥體為直角形外，其他結(jié)構(gòu)與直通單角形閥：角形調(diào)節(jié)閥除閥體為直角形外，其他結(jié)構(gòu)與直通單座閥調(diào)節(jié)閥相似座閥調(diào)節(jié)閥相似流路簡(jiǎn)單，死區(qū)和渦流區(qū)較小，借助介質(zhì)自身的沖刷作流路簡(jiǎn)單，死區(qū)和渦流區(qū)較小，借助介質(zhì)自身的沖刷作用，可有效地防止介質(zhì)堵塞，有較好的自潔性能用，可有效地防止介質(zhì)堵塞，有較好的自潔性能流阻小，

49、流量系數(shù)比單座閥大，相當(dāng)于雙座閥的流量系流阻小，流量系數(shù)比單座閥大，相當(dāng)于雙座閥的流量系數(shù)數(shù)它適用于高粘度、含懸浮物和顆粒狀流體的場(chǎng)合，或它適用于高粘度、含懸浮物和顆粒狀流體的場(chǎng)合，或用于要求直角配管的地方，其流向一般為底進(jìn)側(cè)出。用于要求直角配管的地方，其流向一般為底進(jìn)側(cè)出。高壓調(diào)節(jié)閥：適用于高靜壓和高壓閥調(diào)節(jié)的特殊閥門，最大高壓調(diào)節(jié)閥：適用于高靜壓和高壓閥調(diào)節(jié)的特殊閥門，最大公稱壓力為公稱壓力為32MPa，常見的結(jié)構(gòu)有多級(jí)閥芯和單級(jí)閥芯。，常見的結(jié)構(gòu)有多級(jí)閥芯和單級(jí)閥芯。多級(jí)閥芯是幾個(gè)閥芯串在一起相當(dāng)幾個(gè)閥逐漸降壓，但這多級(jí)閥芯是幾個(gè)閥芯串在一起相當(dāng)幾個(gè)閥逐漸降壓，但這種閥結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，調(diào)節(jié)性

50、能差，應(yīng)用較少；單級(jí)閥芯多為種閥結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，調(diào)節(jié)性能差，應(yīng)用較少；單級(jí)閥芯多為角形單座，但在高壓差下，流體對(duì)閥芯、閥座的沖刷和氣角形單座，但在高壓差下，流體對(duì)閥芯、閥座的沖刷和氣蝕嚴(yán)重，使用壽命短。蝕嚴(yán)重，使用壽命短。65三、調(diào)節(jié)閥蝶閥（翻板閥）：流通能力大，約為同口徑雙座閥的蝶閥（翻板閥）：流通能力大，約為同口徑雙座閥的1.5 3倍；阻力損失??；沉積物不易積存；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間倍；阻力損失??；沉積物不易積存；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間很小。但操作轉(zhuǎn)矩大，泄漏量較大，可調(diào)范圍小。很小。但操作轉(zhuǎn)矩大，泄漏量較大，可調(diào)范圍小。特別適用于低壓差、大口徑、大流量的氣體和漿狀液體特別適用于低壓差、大口徑、大流

51、量的氣體和漿狀液體O型球閥：可起調(diào)節(jié)和切斷作用，常用于兩位式控制。它流型球閥：可起調(diào)節(jié)和切斷作用，常用于兩位式控制。它流路簡(jiǎn)單，全開時(shí)完全形成直管通道，壓力損失最小，特別路簡(jiǎn)單，全開時(shí)完全形成直管通道，壓力損失最小，特別適用適用 于高粘度、懸浮液、紙漿等流體場(chǎng)合。密封可靠，泄于高粘度、懸浮液、紙漿等流體場(chǎng)合。密封可靠，泄漏量很小，軟密封球閥可達(dá)到氣泡級(jí)密封。漏量很小，軟密封球閥可達(dá)到氣泡級(jí)密封。V型球閥：流通能力大，比普通閥高型球閥：流通能力大，比普通閥高2倍以上；控制特性好，倍以上；控制特性好，為等百分比；可調(diào)范圍大，可達(dá)為等百分比；可調(diào)范圍大，可達(dá)300：1；具有剪切作用，；具有剪切作用，

52、能嚴(yán)密關(guān)閉，適用于漿料、纖維狀流體場(chǎng)合。主要缺點(diǎn)是能嚴(yán)密關(guān)閉，適用于漿料、纖維狀流體場(chǎng)合。主要缺點(diǎn)是操作壓力受到限制，高壓降時(shí)不適用。操作壓力受到限制，高壓降時(shí)不適用。66三、調(diào)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)閥：隔膜調(diào)節(jié)閥用耐腐蝕襯里的閥體和膜片代替閥隔膜調(diào)節(jié)閥：隔膜調(diào)節(jié)閥用耐腐蝕襯里的閥體和膜片代替閥芯和閥座，由隔膜起調(diào)節(jié)作用芯和閥座，由隔膜起調(diào)節(jié)作用優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、用橡膠等材料做隔膜，抗腐蝕性能好。、用橡膠等材料做隔膜，抗腐蝕性能好。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流路阻力小，同時(shí)能嚴(yán)密關(guān)閉。、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流路阻力小，同時(shí)能嚴(yán)密關(guān)閉。3、流通能較同口徑的其他閥大。、流通能較同口徑的其他閥大。4、流體被隔膜與閥門可動(dòng)部件隔開，無(wú)

53、需填料也不會(huì)外、流體被隔膜與閥門可動(dòng)部件隔開，無(wú)需填料也不會(huì)外泄泄缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1、由于隔膜和襯里材質(zhì)限制，耐壓、耐溫較低，一、由于隔膜和襯里材質(zhì)限制，耐壓、耐溫較低，一般只能用于般只能用于1.6MPa、150以下。以下。2、控制特性差，可調(diào)范圍小，流量特性近似快開特性，、控制特性差，可調(diào)范圍小，流量特性近似快開特性，60%行程前近似線性，行程前近似線性，60%后流量變化很小。后流量變化很小。隔膜調(diào)節(jié)閥適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的調(diào)節(jié)，也能隔膜調(diào)節(jié)閥適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的調(diào)節(jié)，也能用于高粘度及懸浮顆粒流體的調(diào)節(jié)。用于高粘度及懸浮顆粒流體的調(diào)節(jié)。67三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開、線性

54、、等百分比、拋物線調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開、線性、等百分比、拋物線調(diào)節(jié)閥的流開、流閉調(diào)節(jié)閥的流開、流閉調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)隨信號(hào)增大，閥門開度增大的叫氣開隨信號(hào)增大，閥門開度增大的叫氣開選擇調(diào)節(jié)閥的氣開選擇調(diào)節(jié)閥的氣開/關(guān)型式，應(yīng)從裝置和設(shè)備的安全性來(lái)考慮關(guān)型式，應(yīng)從裝置和設(shè)備的安全性來(lái)考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥體部件閥體部件調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥正正正正氣關(guān)氣關(guān)正正反反氣開氣開反反正正氣開氣開反反反反氣關(guān)氣關(guān)68三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開、線性、等百分比、拋調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開、線性、等百分比、拋物線物線調(diào)節(jié)閥為什么選等百分比閥較多？調(diào)節(jié)閥為什么選等百分比閥較多？ q=f P 閥位變

55、時(shí)閥前后總差壓閥位變時(shí)閥前后總差壓P 也變，也變，q也變，即也變，即流量特性同同往上移，所以選等百分比閥較多。流量特性同同往上移，所以選等百分比閥較多。 當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端差壓比較小時(shí)，對(duì)象是線性對(duì)象，當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端差壓比較小時(shí)，對(duì)象是線性對(duì)象，則選線性閥則選線性閥 調(diào)節(jié)閥正?？烧{(diào)范圍一般控制在調(diào)節(jié)閥正?？烧{(diào)范圍一般控制在2080%69三、調(diào)節(jié)閥為了調(diào)節(jié)閥的快速響應(yīng)和定位精定，使用中的調(diào)節(jié)閥一般為了調(diào)節(jié)閥的快速響應(yīng)和定位精定，使用中的調(diào)節(jié)閥一般均配有定位器均配有定位器目前我廠用的定位器種類非常多，從純氣動(dòng)型到智能型都目前我廠用的定位器種類非常多，從純氣動(dòng)型到智能型都有，就原理而言，只有，就原理而言，只有兩種：長(zhǎng)排氣式和有兩種：長(zhǎng)排氣式和節(jié)能式（西門子）節(jié)能式（西門子）調(diào)節(jié)閥的