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自動化儀表培訓講義豫皖管理處儀表專業(yè)第一章誤差理論由于在檢測過程中使用的工具本身的準確性有高低之分,檢測環(huán)境等因素發(fā)生變化也會影響測量結果的準確性,使得從檢測儀表獲得的被測值與被測變量真實值之間會存在一定的差距,這一差距稱為測量誤差.測量誤差分為絕對誤差和相對誤差絕對誤差絕對誤差在理論上是指測量值與真值之間的差值,即△=x-x0
由于x0
是指被測量客觀存在的真實數(shù)值,它是無法真正得到的。因此,在一臺檢測儀表的量程范圍內(nèi),各點讀數(shù)的絕對誤差是指該檢測儀表(精確度較低)與標準表(精確度較高)同時對同一被測量進行測量時得到的兩個讀數(shù)之差。相對誤差相對誤差通常有三種表示方法:實際相對誤差;標稱相對誤差;相對百分誤差(相對引用誤差或引用誤差)我們用的是相對百分誤差,表示如下:
檢測儀表的主要性能指標評價一臺檢測儀表性能的優(yōu)劣通??梢愿鶕?jù)以下指標進行衡量?!丫_度和儀表的精度等級⊙非線性誤差⊙變差⊙靈敏度和分辨率⊙動態(tài)誤差這些指標中,我們主要講述一下精確度和精度等級。精確度和儀表的精度等級
儀表的精確度簡稱精度,它是用來表示儀表測量結果可靠程度最重要的指標。絕對誤差不能作為儀表精確度的比較尺度。在自動化儀表中,通常是以最大相對百分誤差來定義儀表的精度等級。最大相對百分誤差是把最大絕對誤差折合成測量范圍的百分數(shù)表示,表示如下:
儀表的精度等級(精確度等級)是指儀表在規(guī)定的工作條件下允許的最大相對百分誤差。把儀表允許的最大相對百分誤差去掉“±”和“%”,便可以用來確定儀表的精度等級。我們常用的精度等級有:0.02;0.05;0.5;1.0;1.5;2.5。所謂的2.5級的儀表,就是表示該儀表允許的最大相對百分誤差為±2.5%,表示符號為或。儀表的精度等級是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標之一。精度等級數(shù)值越小,表示儀表的精度越高。精確度和儀表的精度等級2.52.5舉例1某壓力測量儀表的測量范圍是0~1000KPa,校驗該表時得到的最大絕對誤差為+8KPa,試確定該表的精度等級。解:該儀表的最大相對百分誤差是:
去掉“+”和“%”,得到的數(shù)值是0.8,由于儀表的精度等級中沒有0.8級,而且該儀表超過了0.5級儀表所規(guī)定的最大允許誤差,所以該儀表的精度等級為1.0級。某壓力參數(shù)的測量范圍要求0~1000KPa,根據(jù)工藝要求,壓力測量的絕對誤差不能超過±8KPa,試問選擇何種精度等級的壓力測量儀表才能滿足要求。解:根據(jù)工藝要求,被選儀表的最大相對百分誤差是:得到的數(shù)值是0.8,介于0.5和1.0之間。如果選1.0級的儀表,其允許的最大相對百分誤差為±1.0%,超過了工藝上允許的數(shù)值,因此,只能選擇0.5級儀表才能滿足工藝要求。舉例2
從以上兩個例子中可以看出,根據(jù)儀表的校驗結果來確定儀表精度等級和根據(jù)工藝要求來選擇儀表的精度等級,二者是不一樣的。另外,儀表的精度還和量程有關。在儀表精度等級一定的情況下,適當減小量程,可以減小測量誤差,提高測量精度。第一章小結一、測量值和真實值之間的差異稱測量誤差。二、測量誤差分為絕對誤差和相對誤差。三、絕對誤差能反映出誤差的大小和方向。四、相對誤差是一個比值,其數(shù)值與被測量所取的單位無關,是為了描述測量的準確程度而引出的。五、絕對誤差結果表述由正負號、數(shù)值和單位三部分組成,相對誤差或引用誤差結果表述應由正負號、數(shù)值和百分號三部分組成。第二章測量測量的概念:是指用實驗的方法,將被測量(未知量)與已知的標準量進行比較,以得到被測量大小的過程;是對被測量定量認識的過程。測量分類測量的分類:
組合測量:某些可測量的不同組合,然后測出這些組合的數(shù)值,解聯(lián)立方程求出未知的被測量。比較測量:指被測量與已知的同類度量器在比較器上進行比較,從而求得被測量的一種方法。偏位法:被測量直接作用于測量機構使指針等偏轉(zhuǎn)或位移以指示被測量大小。替代法:替代發(fā)是將被測量與已知量先后接入同一測量儀器,在不改變儀器的工作狀態(tài)下,使兩次測量儀器的示值相同,則認為被測量等于已知量。曹沖稱象測量單位測量結果表述:測量結果+測量單位計量:實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動。國際單位制單位:長度:米M;質(zhì)量:千克(公斤)Kg;時間秒S;電流安[培]A;熱力學溫度開[爾文]K;物質(zhì)的量摩[爾]Mol;發(fā)光強度坎[德拉]cd
比對計量比對:是指在規(guī)定條件下,對相同準確度等級或者規(guī)定不確定度范圍內(nèi)的同種計量基準、計量標準之間所復現(xiàn)的量值進行傳遞、比較、分析的過程。比對有嚴格條件要求。對于我們的站場來說,2臺流量計雖然精度等級相同,但壓力和溫度來自不同的儀表,只能進行粗略比對,和下游用戶之間只能稱之為比較。
第二章小結測量結果由測量結果和測量單位2部分組成。計量指實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動。比對有嚴格條件要求。用戶1用戶2分輸站下游門站分輸站下游門站日供氣量填表人日供氣量填表人日供氣量填表人日供氣量填表人8.0614萬標方xx8.35萬標方xx10.0980萬標方xx10.2368萬標方xx正確為8.3500萬標方第三章溫度檢測儀表
在生產(chǎn)過程中,溫度是一個很重要的工藝參數(shù)。工業(yè)上,檢測溫度的方法有兩種:接觸式儀表和非接觸式儀表。它們的只要區(qū)別是看檢測元件是否和被測介質(zhì)接觸。我們使用的溫度檢測儀表都是接觸式的,這里著重講述一下接觸式儀表。溫度單位:開爾文攝氏度=開爾文+273.15接觸式儀表接觸式儀表可分為三類:基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式檢測儀表。如:水銀玻璃溫度計、雙金屬溫度計基于導體或半導體電阻隨溫度變化的熱電阻溫度檢測儀表。如鉑電阻溫度計基于熱電效應的熱電偶溫度檢測儀表。如熱電偶溫度計雙金屬溫度計
雙金屬溫度計是基于物體受熱的時候體積膨脹的性質(zhì)制成的,用兩片膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起制成感溫元件,成為雙金屬片。雙金屬片受熱后由于兩金屬片的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲,自由端帶動指針指示出相應的溫度數(shù)值。雙金屬溫度計是一種適合測量中、低溫的現(xiàn)場檢測工業(yè)儀表,可用來直接測量并顯示氣體、液體和蒸汽的溫度。雙金屬溫度計具有無汞害、易讀數(shù)、防水、防腐蝕、耐震動等優(yōu)點。雙金屬溫度計分為普通型、戶外型、防腐型三種,從其結構又可分為徑向型、軸向型、135°型、萬向型。
雙金屬溫度計雙金屬溫度計的測溫范圍是:-80~600℃特點是:結構緊湊,可靠;耐振動,刻度較水銀溫度計清晰,量程和使用范圍有限。但準確度等級較低。雙金屬溫度計雙金屬溫度計目前我們大量使用北京布萊迪公司生產(chǎn)的WSSF系列溫度計,插入深度有50、100、150、200、250mm等型號,根據(jù)管線半徑的可以初步判斷插入深度。萬向型雙金屬溫度計型號:WSS-581F精度:1.0級外殼材質(zhì):全不銹鋼保護管:Φ10,Cr18Ni9TI刻度盤:Φ150連接螺紋:M27Χ2可動外螺紋,帶墊片測量范圍:-20~80℃(可選)插入深度:50~
250mm雙金屬溫度計北京布萊迪溫度計型號
WSS□□□□
0軸向
1徑向
8多角向3Φ604Φ1005Φ1256Φ150溫度測量儀表金屬膨脹式雙金屬片F(xiàn)、w防護型0無固定1可動外螺紋2可動內(nèi)螺紋3固定外螺紋4活動法蘭雙金屬溫度計熱電阻溫度計熱電阻的測溫原理是基于電阻的熱效應進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此,只要測出感溫電阻的阻值變化,就可以測量出被測溫度。目前,熱電阻主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。我們常使用的熱電阻溫度計是鉑電阻溫度計。從電阻隨溫度的變化來看,大部分金屬導體都有這種性質(zhì),但并不是都能用作測溫熱電阻,作為熱電阻的金屬材料一般有以下要求:盡可能大而且有穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學和物理性能、材料的復制性好、電阻值隨溫度變化要有單值函數(shù)關系(最好呈線性關系)。熱電阻溫度計目前,應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅。我們常用的是鉑電阻溫度計,分度號為Pt100。在檢測溫度是0℃
時的電阻值是100Ω。鉑電阻的測溫范圍是:-200~850℃鉑電阻溫度計鉑電阻溫度計
鉑電阻溫度計具有以下特點:測量精度高;適用于中性和氧化性介質(zhì);穩(wěn)定性好,具有一定的非線性,溫度越高電阻變化率越??;便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制;不能測高溫;價格較貴。鉑電阻溫度計鉑電阻溫度計的結構是將一定電阻值的細鉑絲繞成螺旋狀,再將其雙繞在絕緣骨架上,然后放進套管(通常用鉑、玻確或石英材料制作)中,充人氦(或其他惰性氣體)和干燥空氣,然后密封。鉑電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻值變化的一次元件,通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或其他二次儀表上,工業(yè)用鉑電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場,與控制室之間存在一定的距離,因此鉑電阻的引線對測量結果會有較大的影響。鉑電阻的引線方式主要有三種方式:二線制三線制四線制鉑電阻的信號連接方式在鉑電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式稱為二線制。這種引線方式最簡單,但由于連接導線存在引線電阻r,r的大小與導線的材質(zhì)和長度等因素有關。因此,這種引線方式只適用于測量精度要求較低的場合。鉑電阻的二線制連接方式在鉑電阻根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線制。這種方式通常與電橋配套使用可以較好地消除引線電阻的影響,是工業(yè)過程中最常用的引線方式。在壓縮機機中廣泛采用。鉑電阻的三線制連接方式電橋在鉑電阻根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制。其中兩根引線為鉑電阻提供恒定電流,把電阻信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,再通過另兩根引線把電壓信號引至二次儀表。這種引線方式可以完全消除引線電阻的影響,主要用于高精度的溫度檢測。缺點費用高。鉑電阻的四線制連接方式鉑電阻的結構型式工業(yè)上常用的鉑電阻主要有普通型鉑電阻和鎧裝型鉑電阻兩種型式。普通型鉑電阻是由感溫體、不銹鋼外保護管、接線盒以及各種用途的固定裝置組成。鎧裝鉑電阻外保護套管采用不銹鋼,內(nèi)充高密度氧化物絕緣體,具有很強的抗污染性能和優(yōu)良的機械強度。和普通型鉑電阻相比,鎧裝鉑電阻具有直徑小、易彎曲、抗震性好、熱響應時間快、使用壽命長等優(yōu)點。熱電偶溫度計熱電偶溫度計是另一種檢測溫度的儀表,它是根據(jù)熱電效應的原理檢測溫度的。熱電偶的測溫范圍是:-200~1800℃。熱電偶的工作特點:測溫范圍廣,測量精度高,便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制,應用廣泛;需自由端溫度補償,在低溫段測量精度較低。目前壓縮機儀表涉及到熱電偶溫度計,在這里不詳細介紹。溫度變送器鉑電阻是用于溫度信號檢測的一次元件,它需要和顯示單元、控制單元配合,來實現(xiàn)對溫度的顯示、控制。很多控制裝置可以直接把電阻信號直接接在控制儀表上,實現(xiàn)對被測溫度的顯示和控制。但是,在實際現(xiàn)場中,也存在很多利用信號轉(zhuǎn)換儀表先將傳感器輸出的電阻信號轉(zhuǎn)換成標準信號,再把標準信號接入到其他顯示、控制單元,這種信號轉(zhuǎn)換儀表就是溫度變送器。溫度變送器過去,傳統(tǒng)的溫度測量方式是采用傳感器直接接線方式,熱電阻或熱電偶輸出一個歐姆或毫伏信號送至DCS或二次表。一般現(xiàn)場的溫度測量點遠離控制室,需要較長的補償導線,同時DCS必須配置特殊的溫度I/O卡。這種傳統(tǒng)測量方式的測量精度及性能較差,取溫點與DCS間的補償導線越長,溫度測量的總體性能越差;熱電偶的補償導線比普通的4-20mA用銅導線的價格貴很多,補償導線的費用是溫度測量總成本中不可忽略的一部分;熱電偶的毫伏信號極易受干擾,據(jù)統(tǒng)計,常見工業(yè)噪聲等級為10mV,這會引起K型熱電偶一個約28℃的尖峰信號,有時甚至會導致過程停車。目前工業(yè)過程中使用廣泛的一類模擬式溫度變送器是DDZ-Ⅲ
型溫度變送器。它與各種類型的熱電阻、熱電偶配套使用,將溫度信號轉(zhuǎn)換成4~20mA或1~5VDC的統(tǒng)一標準信號輸出。溫度變送器鉑電阻溫度變送器鉑電阻溫度變送器是由輸入電路、反饋電路和放大及輸出等幾部分電路組成,采用三線制或四線制的連接方式,在輸入電路中包含了線性化的功能。一體化溫度變送器一體化溫度變送器是指將變送器模塊安裝在測溫元件接線盒內(nèi)的一種溫度變送器。其變送器和測溫元件形成一個整體,可以直接安裝在被測工藝設備上,輸出為統(tǒng)一標準信號。一體化溫度變送器具有體積小、質(zhì)量輕、現(xiàn)場安裝方便等優(yōu)點,因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應用。一體化溫度變送器由測溫元件和變送器模塊兩部分構成。變送器模塊把測溫元件的輸出信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準信號,主要是4~20mA的直流電流信號。由于一體化溫度變送器直接安裝在現(xiàn)場,在一般情況下變送器模塊內(nèi)部集成電路的正常工作溫度為-20~80℃,超過這一范圍,電子器件的性能會發(fā)生變化,變送器將不能正常工作,因此在使用中應特別注意變送器模塊所處的環(huán)境溫度。一體化溫度變送器智能式溫度變送器智能式溫度變送器主要有采用HART協(xié)議通信方式和采用現(xiàn)場總線通信方式。
HART協(xié)議通信方式比較成熟,產(chǎn)品的種類也比較多。3144溫度變送器溫度檢測儀表的選用溫度檢測儀表的種類很多,在儀表的選用上,應注意每種儀表的特點和適用范圍,這是確保溫度測量精度的第一個關鍵環(huán)節(jié)。雙金屬溫度計一般用于溫度信號的就地檢測和指示,測量精度不高。熱電阻和熱電偶是工業(yè)上兩種最常用的測溫儀表,熱電阻適合于測量500℃以下的中、低溫,熱電偶適合于500~1800℃的中、高溫。在選用溫度檢測儀表時,除了要考慮測量精度、信號制、穩(wěn)定性等技術要求之外,還應該注意工作環(huán)境等因素的影響,例如環(huán)境溫度、介質(zhì)特性(氧化性、還原性、腐蝕性)等,選擇適當?shù)谋Wo套管、連接導線等附件。溫度檢測儀表的選用溫度檢測儀表的安裝溫度檢測儀表的正確安裝是保證儀表正常使用的另一個關鍵環(huán)節(jié)。一般來說,溫度檢測儀表的安裝需要遵循以下原則:1、檢測元件的安裝應確保測量的準確性,選擇有代表性的安裝位置。對于接觸式檢測元件來說,檢測元件應該有足夠的插入深度,不應該把檢測元件插入介質(zhì)的死角,以確保檢測元件與被測介質(zhì)能進行充分的熱交換;測量管道中的介質(zhì)溫度時,檢測元件工作端應位于管道中心流速最大處,(續(xù)下頁)(接上頁)檢測元件應該迎著流體流動方向安裝,非不得已時,切勿與被測介質(zhì)順流安裝,否則容易產(chǎn)生測量誤差;測量負壓管道(設備)上的溫度時,必須保證有密封性,以免外界空氣的吸入而降低精度。溫度檢測儀表的安裝2、檢測元件的安裝應確保安全、可靠。為避免檢測元件的損壞,接觸式測量儀表的保護套管應該具有足夠的機械強度,在使用時可以根據(jù)現(xiàn)場的工作壓力、溫度、腐蝕性等特性,合理地選擇保護套管的材質(zhì)、壁厚;當介質(zhì)壓力超過10MPa時,必須安裝保護外套,確保安全;為了減小測量的滯后,可在保護套管內(nèi)部填充傳熱良好的填充物,如硅油、石英砂等;接線盒出線口應該朝下,以免因密封不良使水汽、灰塵等進入而降低測量精度。溫度檢測儀表的安裝3、檢測元件的安裝應綜合考慮儀表維修、校驗的方便。溫度檢測儀表的安裝管理處溫度變送器吉化集團一體化溫度變送器FRC系列范圍:-20~100℃連接螺紋:1/2NPT測溫元件:鉑電阻輸入電壓:24VDC輸出電流:4~20mA負載電阻:500歐插入深度:50~
200mm傳輸導線:小于100歐一般用于常規(guī)溫度檢測管理處溫度變送器羅斯蒙特溫度變送器3144系列以3144PD1A1E51Q4XA為例:3144P指溫度變送器D指雙室結構,室外安裝1指1/2-14NPTA1指4-20mA單傳感器輸入E5指防爆和阻燃工廠認證Q4指標定證書3點標定XA指變送器和傳感器組裝精度和穩(wěn)定性好,用于計量第三章小結我們使用雙金屬溫度計和一體化溫度變送器。雙金屬溫度計利用是利用兩種金屬受熱膨脹系數(shù)不同而制成的測溫儀表,檢定周期和溫度變送器一樣一般不超過1年。我們常使用的一體化溫度變送器采用鉑電阻測溫元件。測溫元件的感溫點應處于管道中流速最大處。連體式溫度變送器最大的特點是防干擾。變送器輸入電壓24VDC,輸出4~20mA直流電。HART協(xié)議HART協(xié)議即高速尋址遠程變送協(xié)議,使用1個1200波特率的頻移鍵控信號(FSK),在傳統(tǒng)的4~20mA電流環(huán)上傳遞信息。是1個定義智能現(xiàn)場設備和控制系統(tǒng)間通信接口的工業(yè)標準。是過程工業(yè)中使用最廣泛的協(xié)議之一。優(yōu)點:保護現(xiàn)有的控制策略;提供安裝和調(diào)試重要信息,編號、量程、測量值、滿刻度、產(chǎn)品信息和診斷數(shù)據(jù);易于管理。第四章壓力檢測儀表所謂壓力是指均勻而垂直作用于單位面積上的力,用符號P表示。在國際單位制中,壓力的單位是帕斯卡(簡稱帕,用符號Pa表示,1Pa=1N/㎡)。在工程上,還在使用其他一些壓力單位:工程大氣壓、巴、毫米汞柱、毫米水柱。壓力的表示方法有三種:絕對壓力、表壓力、負壓或真空度。工程上采用的壓力為表壓力。部分壓力單位的換算關系
1MPa=1000KPa=10bar=145PSI壓力檢測的主要方法和分類根據(jù)敏感元件和轉(zhuǎn)換原理的不同,可分為以下四類:1、液柱式壓力檢測。它是根據(jù)流體靜力學原理,把被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度,一般采用充有水或水銀等液體的玻璃U
形管或單管進行測量。2、彈性式壓力檢測。它是根據(jù)彈性元件受力變形的原理,將被測壓力轉(zhuǎn)換成位移進行測量的。常用的彈性元件有彈簧管、膜片和波紋管等。我們常用的是彈簧管式壓力表。壓力檢測的主要方法和分類3、電氣式壓力檢測。它是利用敏感元件將被測壓力直接轉(zhuǎn)換成各種電量進行測量的儀表。我們常用的是電容式壓力變送器。壓力檢測的主要方法和分類4、活塞式壓力檢測。它是根據(jù)液壓機液體傳送壓力的原理,將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行測量?;钊綁毫τ嫷臏y量精度較高,允許誤差可以小到0.05%~0.02%,普遍被用作標準儀器對壓力檢測儀表進行檢定。壓力檢測的主要方法和分類彈簧管
彈簧管:彈簧管是彎成圓弧形的空心管子(中心角θ通常為270°),其橫截面積呈非圓形(橢圓或扁圓形)。彈簧管一端是開口的,另一端是封閉的。開口端作為固定端,被測壓力從開口端接入到彈簧管內(nèi)腔;封閉端作為自由端,可以自由移動。彈簧管的檢測原理
當被測壓力從彈簧管的固定端輸入時,由于彈簧管的非圓橫截面,使它有變成圓形并伴有伸直的趨勢,使自由端產(chǎn)生位移并改變中心角△θ。由于輸入壓力p與彈簧管自由端的位移成正比,所以只要測得自由端的位移量就能夠反映壓力p的大小。彈簧管的分類彈簧管有單圈和多圈之分。單圈中心角變化量較小,而多圈彈簧管的中心角變化量較大,二者的測壓原理是相同的。彈簧管通用的材料有錫青銅、磷青銅、合金鋼、不銹鋼等,適用于不同的壓力測量范圍和測量介質(zhì)。彈簧管式壓力表
彈簧管壓力表是一種指示儀表。被測壓力由接頭9輸入,是彈簧管1的自由端產(chǎn)生位移,通過拉桿2使扇形齒輪3做逆時針偏轉(zhuǎn),于是指針5通過同軸的中心齒輪4的帶動而作順時針偏轉(zhuǎn),在面板6的刻度標尺上顯示出被測壓力的數(shù)值。游絲7是用來克服因扇形齒輪和中心齒輪的間隙所產(chǎn)生的儀表變差。改變調(diào)節(jié)螺釘8的位置(即改變機械傳動的放大倍數(shù)),可以實現(xiàn)壓力表的量程調(diào)節(jié)。
彈簧管式壓力表結構簡單、使用方便、價格低廉、測量范圍寬,因此應用十分廣泛。一般的工業(yè)用彈簧管壓力表的精度等級為1.5級或2.5級彈簧管式壓力表電容式差壓變送器
電容式差壓變送器采用差動電容作為檢測元件,主要包括測量部件和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分。主要利用通過中心感壓膜片(可動電極)和左右兩個弧形電容極板(固定電極)把差壓信號轉(zhuǎn)換為差動電容信號,中心感壓膜片分別與左右兩個弧形電容極板形成電容C1和C2。當正、負壓力(差壓)由正、負壓室導壓口加到膜盒兩邊的隔離膜片上時,通過腔內(nèi)的硅油液體傳遞到中心感壓膜片,中心感壓膜片產(chǎn)生位移,使可動電極和左右兩個固定電極之間的間距不再相等,形成差動電容。電容式差壓變送器
測量部件的測壓原理差動電容的相對變化值與差壓呈線性對應關系,與腔內(nèi)硅油的介電常數(shù)無關,從原理上消除了介電常數(shù)的變化給測量帶來的誤差。差動電容的相對變化值通過電容-電流轉(zhuǎn)換、放大和輸出限幅等電路,最終輸出一個4~20mA的標準電流信號。電容式差壓變送器具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的特點,其精度等級可達0.2級,是工業(yè)上普遍使用的一類變送器。電容式差壓變送器智能式壓力變送器智能式壓力變送器是在模擬的電容式差壓變送器基礎上,結合HART通信技術開發(fā)的一種智能式變送器,具有數(shù)字微調(diào)、數(shù)字阻尼、通信報警、工程單位轉(zhuǎn)換和有關變送器信息的存儲等功能,同時又可傳輸4~20mADC電流信號,適用于工業(yè)的自動化控制。壓力檢測儀表的選用
壓力檢測儀表的選用是一項重要工作,如果選用不當,不僅不能正確、及時地反映被測對象壓力的變化,還可能引起事故。選用時應根據(jù)生產(chǎn)工藝對壓力檢測的要求、被測介質(zhì)的特征、現(xiàn)場使用的環(huán)境等條件,本著節(jié)約的原則合理地考慮儀表的量程、精度、類型等。1、儀表量程的選擇
在被測壓力較穩(wěn)定的情況下,最大工作壓力不應超過儀表滿量程的3/4;在被測壓力波動較大或脈動壓力時,最大工作壓力不應超過儀表滿量程的2/3;在測量高壓壓力時,最大工作壓力不應超過儀表滿量程的3/5。為了保證測量準確度,最小工作壓力不應低于滿量程的1/3。當被測壓力變化范圍大,最大和最小壓力不能同時滿足時,選擇儀表量程首先要滿足最大工作壓力條件。
簡單說:壓力表滿量程刻度為容器或容器系統(tǒng)最高工作壓力的1.5—3.0倍,最好選用1.5~2倍。2、儀表精度的選擇
壓力檢測儀表的精度主要根據(jù)生產(chǎn)允許的最大誤差來確定,即要求實際被測壓力允許的最大絕對誤差應小于儀表的基本誤差。另外,在選擇時應堅持節(jié)約的原則,只要測量精度能滿足生產(chǎn)的要求,就不必追求用過高精度的儀表。表盤上最好有指示容器系統(tǒng)的最高工作壓力的最高工作壓力的紅線刻度儀表的材料。壓力檢測的特點是壓力敏感元件往往要與被測介質(zhì)直接接觸,因此在選擇儀表材料的時候要綜合考慮儀表的工作條件。如,對腐蝕性較強的介質(zhì)應使用像不銹鋼之類的彈性元件或敏感元件;氧壓力表在結構和材質(zhì)上可以與普通壓力表完全相同,但要禁油,因為油進入氧氣系統(tǒng)極易引起爆炸。3、儀表類型的選擇3、儀表類型的選擇儀表的輸出信號:對于只需要壓力變化的情況,應選用如彈簧管壓力表直接指示型的儀表;如需將壓力信號遠傳到控制室或其他電動儀表,則可選用電氣式壓力檢測儀表或其他具有電信號輸出的儀表;如果控制系統(tǒng)要求能進行數(shù)字量通信,則可選用智能式壓力檢測儀表。3、儀表類型的選擇儀表的使用環(huán)境:對爆炸性較強的環(huán)境,應選擇防爆型壓力儀表;對于溫度特別高或特別低的環(huán)境,應選擇溫度系數(shù)小的敏感元件以及其他變換元件。壓力檢測儀表的安裝
1、一般壓力檢測儀表的安裝壓力儀表必須經(jīng)檢驗合格后才能安裝。壓力儀表的連接處,應根據(jù)被測壓力的高低和被測介質(zhì)性質(zhì),選擇適當?shù)牟牧献鳛槊芊鈮|圈,以防泄漏。壓力儀表盡可能安裝在室溫、相對濕度小于80%、振動小、灰塵少、沒有腐蝕性物質(zhì)的地方,對于電氣式壓力儀表應盡可能免受到電磁的干擾。壓力儀表應垂直安裝。一般情況下,安裝高度應與人的視線齊平,對于高壓壓力儀表,其安裝高度應高于一般人的頭部。1、一般壓力檢測儀表的安裝測量液體或蒸氣介質(zhì)壓力時,應避免液柱產(chǎn)生的誤差,壓力儀表應安裝在與取壓口同一水平的位置上,否則必須對壓力儀表的示值進行修正。導壓管的粗細合適,一般為6~10mm,長度盡可能短,否則會引起壓力測量的遲緩。壓力儀表與取壓口之間應安裝切斷閥,以便維修。2、測量特殊介質(zhì)時儀表的安裝測量高溫(60℃以上)流體介質(zhì)的壓力時,為防止熱介質(zhì)與彈性元件直接接觸,壓力儀表之前應加裝U形管或盤旋管等形式的冷凝器,避免因溫度變化對測量精度和彈性元件產(chǎn)生的影響。測量高壓流體介質(zhì)的壓力時,安裝時壓力儀表表殼應朝向墻壁或者無人通過之處,以防發(fā)生意外。2、測量特殊介質(zhì)時儀表的安裝測量腐蝕性介質(zhì)的壓力時,除選擇具有防腐能力的壓力儀表之外,還可加裝隔離裝置,利用隔離罐中的隔離液將被測介質(zhì)和彈性元件分離開來。測量波動劇烈(如泵、壓縮機的出口壓力)的壓力時,應在壓力儀表之前加裝針形閥和緩沖器,必要時還應加裝阻尼器,使用耐震型壓力表。2、測量特殊介質(zhì)時儀表的安裝測量黏性大或易結晶的介質(zhì)壓力時,應在取壓裝置上安裝隔離罐,使罐內(nèi)和導壓管內(nèi)充滿隔離液,必要時可采取保溫措施。測量含塵介質(zhì)壓力時,最好在取壓裝置后安裝一個除塵器。3、差壓表管理處差壓表主要用于過濾分離器上量程0~200KPa,0
~500KPa目前使用北京布迪公司的雙膜片高靜壓差壓表注意:高低壓側有標記,+/-號或H/L
3、差壓表差壓表通過3閥組和管線引壓管連接運行:1、打開平衡閥。2、緩慢打開高壓側截止閥。3、關閉平衡閥4、緩慢打開低壓側截止閥。5、肥皂水之類的液體檢查過程接口等連接處是否有泄漏。L低壓側H高壓側平衡閥3、差壓表差壓表通過3閥組和管線引壓管連接停止:1、緩慢關閉低壓側截止閥。2、打開平衡閥。3、緩慢關閉高壓側截止閥。4、用肥皂水之類液體檢查過程接口等連接處是否有泄漏。
L低壓側H高壓側平衡閥4、差壓變送器差壓變送器也屬于壓力測量儀表,因此差壓變送器的安裝要遵循一般壓力測量儀表的安裝原則。然而,差壓變送器與取壓口之間必須通過引壓管連接,才能把被測壓力正確地傳遞到變送器的正負壓室,如果取壓口選擇不當,引壓管安裝不正確,或者引壓管有堵塞、滲漏現(xiàn)象,或者差壓變送器的安裝和操作不正確,都會引起較大的測量誤差。差壓變送器的安裝1、取壓口的選擇:取壓口的選擇與被測介質(zhì)的特性有很大關系,不同的介質(zhì),取壓口的位置應符合如下規(guī)定。被測介質(zhì)為液體時,取壓口應位于管道下半部與管道水平線成0~45o
內(nèi)。取壓口位于管道下半部的目的是保證引壓管內(nèi)沒有氣泡,這樣由兩根引壓管內(nèi)液柱所附加在差壓變送器正、負壓室的壓力可以互相抵消;取壓口不宜從底部引出,是為了防止液體介質(zhì)中可能夾帶的固體雜質(zhì)會沉積在引壓管中引起堵塞。差壓變送器的安裝被測介質(zhì)為氣體時,取壓口應位于管道上半部與管道垂直中心線成0~45o內(nèi),其目的是為了保證引壓管中不積聚和滯留液體。被測介質(zhì)為蒸氣時,取壓口應位于管道上半部與管道水平線成
0~45o內(nèi),以便蒸氣冷凝后液體能排除引壓管。差壓變送器的安裝2、引壓管的安裝:引壓管應按最短距離敷設,引壓管的管路應保持垂直,或者與水平線之間不小于1:10的傾斜度,必要時要加裝氣體、凝液、微粒收集器等設備,并定期排除收集物。差壓變送器的安裝3、差壓變送器的安裝:差壓變送器是用來測量差壓的,但如果正、負引壓管上的兩個切斷閥不能同時打開或關閉時,就會造成差壓變送器單向受很大的靜壓力,有時會使儀表產(chǎn)生附加誤差,嚴重時會使儀表損壞。差壓變送器的安裝由引壓導管接至變送器前,必須安裝切斷閥1、2(低壓側)和平衡閥3,構成三閥組。在啟用差壓變送器時,應先打開平衡閥3,使正、負壓室連通,受壓相同,然后在打開切斷閥1、關平衡閥3,最后在打開切斷閥2,變送器即可投入運行。差壓變送器需要停
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