儀表知識(shí)培訓(xùn)

1、儀表基礎(chǔ)知識(shí)及維護(hù)內(nèi)容 第一部分：儀表基礎(chǔ)知識(shí)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。1.1、雙金屬溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì)的測(cè)溫元件由兩種不同膨脹系數(shù)彼此牢固結(jié)合的金屬片制成的。它是一種適合中、低溫現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的儀表?？芍苯訙y(cè)量氣體或液體的溫度。 精度等級(jí)較低：1.0、1.5、2.5，主要用于現(xiàn)場(chǎng)指示。 其中電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)是帶有報(bào)警輸出的。 鉑電阻是鉑絲制成的測(cè)溫元件。它是利用鉑金屬的電阻值變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。常用的分度號(hào)為PT100。 PT100即表示熱電阻在0時(shí)的阻值

2、：R為100 PT100的測(cè)量范圍及精度 測(cè)量范圍：-200-+850，適用于500 以內(nèi)溫度的測(cè)量。 熱電偶是利用兩種不同材料相接觸而產(chǎn)生的熱電勢(shì)隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。由于熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍寬、便于遠(yuǎn)距離傳送和集中檢測(cè)等特點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛使用。熱電偶的熱電特性由電極材料的化學(xué)成分和物理性能所決定，熱電勢(shì)的大小與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)，與熱電偶的粗細(xì)無(wú)關(guān)。熱電偶 用來(lái)表達(dá)容器內(nèi)儲(chǔ)存物質(zhì)表面高低位置的參數(shù)。A、磁浮子液位計(jì)：潤(rùn)滑油箱B、浮筒液位計(jì)：容器液位C、差壓式液位計(jì)：量程大于2米的容器D、雷達(dá)液位計(jì)：精密測(cè)量 導(dǎo)波雷達(dá)：介電常數(shù)大于1.3的液

3、位測(cè)量 是替代浮筒液位計(jì)的新型儀表E、射頻導(dǎo)納液位計(jì)：界面測(cè)量F、浮筒液位計(jì)：容器液位G、差壓式液位計(jì)：量程大于2米的容器H、雷達(dá)液位計(jì)：精密測(cè)量 導(dǎo)波雷達(dá)：介電常數(shù)大于1.3的液位測(cè)量 是替代浮筒液位計(jì)的新型儀表I、射頻導(dǎo)納液位計(jì)：界面測(cè)量 三、壓力測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)3.1 壓力表 實(shí)驗(yàn)室所使用的標(biāo)準(zhǔn)壓力表精度較高，而在生產(chǎn)裝置中管道上或容器、機(jī)泵進(jìn)出口等設(shè)備上作為現(xiàn)場(chǎng)指示的壓力表精度都比較低，而這類壓力表根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣歸工藝管理，它們包括：全不銹鋼壓力表、不銹鋼耐震壓力表、膜片耐震壓力表、隔膜壓力表、化學(xué)密封壓力表。對(duì)上述所說(shuō)到的壓力表應(yīng)進(jìn)行以下檢查：A、零點(diǎn)示值檢查（I）有零值限止釘?shù)膲毫Ρ?，?/p>

4、指針應(yīng)緊靠在限止釘上。（II）無(wú)零值限止釘?shù)膲毫Ρ恚鹬羔橅氃诹阒捣侄染€上。B、示值檢查（I）壓力表指針的移動(dòng)，在全分度范圍內(nèi)應(yīng)平穩(wěn)，不得有跳動(dòng)或卡住現(xiàn)象。（II）在輕敲表殼后，其指針值變動(dòng)量不得超過(guò)最大允許基本誤差的1/2?，F(xiàn)場(chǎng)指示型壓力表在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，可在測(cè)量上限值的1/3-2/3范圍內(nèi)使用，在測(cè)量交變壓力表，則應(yīng)不大于測(cè)量上限值的1/2為宜，對(duì)于在瞬間的測(cè)量時(shí)，允許使用在測(cè)量上限值的3/4。3.2 壓力表：我們常用的兩種壓力表1)一般壓力表（彈簧管） 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)，

5、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)。 3.3 雙波紋管差壓計(jì) 常用于氣體流量測(cè)量3.4 差壓變送器：電容式擴(kuò)散硅壓阻式單晶硅諧振硅式3.5 壓力變送器：可測(cè)量表壓、絕壓、真空3.6 壓力變送器工作原理 壓力變送器是利用壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，送到脈沖計(jì)數(shù)器，直接傳遞到CPU（微處理器）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的4-20mADC 的輸出信號(hào)，并在模擬信號(hào)上疊加一個(gè)HART數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信的壓力檢測(cè)儀表。流量是表征生產(chǎn)過(guò)程中所傳送物料數(shù)量的數(shù)。一般分為重量流量和體積流量K

6、G/h、M3/hA、孔板：前后差壓與流量成正比 。 B、質(zhì)量流量計(jì)：克利奧里力原理，測(cè)量精度高，用于交接。C、電磁流量計(jì)：法拉第電磁感應(yīng)原理。D、腰輪流量計(jì)：根據(jù)腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率測(cè)量流量。對(duì)介質(zhì)潔凈度要求高。 測(cè)量管無(wú)阻礙流動(dòng)部件、無(wú)壓損、直管段要求較低。 測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。 適用于導(dǎo)電率5us/cm的流體流量測(cè)量 量程比大，達(dá)1：20，滿量程流速范圍可0.5m/s-10m/s范圍自由選定利用對(duì)測(cè)量介質(zhì)的兩點(diǎn)之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測(cè)量的變送器儀表。和測(cè)量阻力表幾乎一樣，只不過(guò)壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。電浮筒是根據(jù)阿基米德原理工

7、作的，當(dāng)液位變化時(shí)，浮筒（寬度是沉筒）所受浮力變化，通過(guò)支點(diǎn)，使扭力管受力作用后產(chǎn)生扭變，檢測(cè)元件檢測(cè)出后，變送器功能模塊電路將測(cè)量信號(hào)經(jīng)緩沖、放大和電壓/電流變換后，輸出420mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，此時(shí)與作用在浮筒上的浮力成正比例變化。磁翻板式液位變送器是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動(dòng)雙色薄片的翻轉(zhuǎn)來(lái)指示液位的一種新型儀表。主體內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時(shí)轉(zhuǎn)示紅色、無(wú)液位時(shí)轉(zhuǎn)示白色。可燃?xì)怏w檢測(cè)器，是可燃?xì)怏w檢測(cè)儀是對(duì)單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測(cè)器?？扇?xì)怏w檢測(cè)儀有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。催化型可燃?xì)怏w檢測(cè)器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來(lái)測(cè)定可燃

8、氣體濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測(cè)器時(shí)，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無(wú)焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。 第二部分：維護(hù)部分 1、檢查現(xiàn)場(chǎng)儀表的外觀是否完整、衛(wèi)生是否干凈、表體是否有水及潮氣，并做好儀表防水，防碰、防砸等防護(hù)工作。 2、現(xiàn)場(chǎng)一次差變、壓變要定期排污，以防測(cè)量管線，閥門(mén)堵死，排污需要作記錄，做到心中有數(shù)（頻繁排污或開(kāi)關(guān)閥門(mén)也不利于儀表正常運(yùn)行）。 3、儀表檢修、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)或處理故障時(shí)要通知主控人員并作好應(yīng)急措施，特別處理有停車的聯(lián)鎖回路時(shí)，一定要采取措施確保正常生產(chǎn)的情況下，切掉停車連鎖后再處理儀表故障。 4、更換壓力表時(shí)要注意“工藝實(shí)際的壓力不能超過(guò)壓力表量

9、程的2/3”，以次規(guī)定來(lái)確定所安裝壓力表量程。 5、更換熱電偶時(shí)要注意熱電偶輸出信號(hào)的正負(fù)端（有時(shí)熱電偶上標(biāo)的是錯(cuò)誤的，需要用萬(wàn)用表確認(rèn)，熱電偶輸出毫伏的正端要接到補(bǔ)償導(dǎo)線的紅線上）。 6、檢查現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表的管線是否有漏氣、漏水現(xiàn) 象，否則及時(shí)處理，檢查儀表信號(hào)線、電源線（配電箱）是否美觀，測(cè)量管線的防腐需要完好美觀。 現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)故障的基本分析步驟現(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)?，F(xiàn)根據(jù)測(cè)量參數(shù)的不同，來(lái)分析不同的現(xiàn)場(chǎng)儀表故障所在。 1首先，分析現(xiàn)場(chǎng)儀表故障前，要比較透徹地了解相關(guān)儀表系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)工藝情況及條件，了解儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)意圖，儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、

10、特點(diǎn)、性能及參數(shù)要求等。 2在分析檢查現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)故障之前，要向現(xiàn)場(chǎng)操作工人了解生產(chǎn)的負(fù)荷及原料的參數(shù)變化情況，查看故障儀表的記錄曲線，進(jìn)行綜合分析，以確定儀表故障原因所在。 3如果儀表記錄曲線為一條死線（一點(diǎn)變化也沒(méi)有的線稱死線），或記錄曲線原來(lái)為波動(dòng)，現(xiàn)在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統(tǒng)。因?yàn)槟壳坝涗泝x表大多是 DCS 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，靈敏度非常高，參數(shù)的變化能非常靈敏的反應(yīng)出來(lái)。此時(shí)可人為地改變一下工藝參數(shù)，看曲線變化情況。如不變化，基本斷定是儀表系統(tǒng)出了問(wèn)題；如有正常變化，基本斷定儀表系統(tǒng)沒(méi)有大的問(wèn)題。 4變化工藝參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)記錄曲線發(fā)生突變或跳到最大或最小，此時(shí)故障也常在儀表系統(tǒng)。

11、 5故障出現(xiàn)以前儀表記錄曲線一直表現(xiàn)正常，出現(xiàn)波動(dòng)后記錄曲線變得毫無(wú)規(guī)律或使系統(tǒng)難以控制，甚至連手動(dòng)操作也不能控制，此時(shí)故障可能是工藝操作系統(tǒng)造成的。 6當(dāng)發(fā)現(xiàn) DCS 顯示儀表不正常時(shí)，可以到現(xiàn)場(chǎng)檢查同一直觀儀表的指示值，如果它們差別很大，則很可能是儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障?？傊?，分析現(xiàn)場(chǎng)儀表故障原因時(shí)，要特別注意被測(cè)控制對(duì)象和控制閥的 特性變化，這些都可能是造成現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)故障的原因。所以，我們要從現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和工藝操作系統(tǒng)兩個(gè)方面綜合考慮、仔細(xì)分析，檢查原因所在。 1、流量控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟 (1)流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最小時(shí)，首先檢查現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢

12、測(cè)儀表指示也最小，則檢查調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，若調(diào)節(jié)閥開(kāi)度為零，則常為調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)器之間故障。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表指示最小，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度正常，故障原因很可能是系統(tǒng)壓力不夠、系統(tǒng)管路堵塞、泵不上量、介質(zhì)結(jié)晶、操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐?。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計(jì)可能是正壓引壓導(dǎo)管堵；差壓變送器正壓室漏；機(jī)械式流量計(jì)是齒輪卡死或過(guò)濾網(wǎng)堵等。 (2)流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最大時(shí)，則檢測(cè)儀表也常常會(huì)指示最大。此時(shí)可手動(dòng)遙控調(diào)節(jié)閥開(kāi)大或關(guān)小，如果流量能降下來(lái)則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來(lái)，則是儀表系統(tǒng)的原因造成，檢查流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否動(dòng)作；檢查儀表測(cè)量引壓系統(tǒng)是否正常；檢查儀表信號(hào)傳送系

13、統(tǒng)是否正常。 (3)流量控制儀表系統(tǒng)指示值波動(dòng)較頻繁，可將控制改到手動(dòng)，如果波動(dòng)減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數(shù) PID 不合適，如果波動(dòng)仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。2、液位控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟 (1)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化到最大或最小時(shí)，可以先檢查檢測(cè)儀表看是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動(dòng)遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩(wěn)定在一定的范圍，則故障在液位控制系統(tǒng)；如穩(wěn)不住液位，一般為工藝系統(tǒng)造成的故障，要從工藝方面查找原因。 (2)差壓式液位控制儀表指示和現(xiàn)場(chǎng)直讀式指示儀表指示對(duì)不上時(shí)，首先檢查現(xiàn)場(chǎng)直讀式指示儀表是否正常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負(fù)壓導(dǎo)壓

14、管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調(diào)零點(diǎn)；無(wú)滲漏，可能是儀表的負(fù)遷移量不對(duì)了，重新調(diào)整遷移量使儀表指示正常。 (3)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化波動(dòng)頻繁時(shí)，首先要分析液面控制對(duì)象的容量大小，來(lái)分析故障的原因，容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化，如有變化很可能是工藝造成的波動(dòng)頻繁。如沒(méi)有變化可能是儀表故障造成。以上只是現(xiàn)場(chǎng)四大參數(shù)單獨(dú)控制儀表的現(xiàn)場(chǎng)故障分析，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)還有一些復(fù)雜的控制回路，如串級(jí)控制、分程控制、程序控制、聯(lián)鎖控制等等。這些故障的分析就更加復(fù)雜，要具體分析3、溫度儀表故障分析： 分析溫度控制儀表系統(tǒng)故障時(shí)，首先要注意兩點(diǎn)：該系統(tǒng)儀表多采用電動(dòng)儀表

15、測(cè)量、指示、控制；該系統(tǒng)儀表的測(cè)量往往滯后較大。 (1)溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統(tǒng)故障。因?yàn)闇囟葍x表系統(tǒng)測(cè)量滯后較大，不會(huì)發(fā)生突然變化。此時(shí)的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補(bǔ)償導(dǎo)線斷線或變送器放大器失靈造成。 (2)溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象，多為控制參數(shù)PID 調(diào)整不當(dāng)造成。 (3)溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)大幅緩慢的波動(dòng)，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當(dāng)時(shí)工藝操作沒(méi)有變化，則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。 (4)溫度控制系統(tǒng)本身的故障分析步驟：檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號(hào)是否變化，輸入信號(hào)不變化，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥膜頭膜片漏了；檢查調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號(hào)是否變化，輸入信號(hào)不變化，輸出信號(hào)變化，定位器有故障；檢查定位器輸入信號(hào)有變化，