儀表培訓資料

儀表自控基本知識校對、審核于世恒2。4.1概述(1)石油化工儀表特點自控儀表伴隨控制對象不一樣所具有不一樣特點，在石油化工生產(chǎn)、加工、輸送和儲存中常常伴隨易燃易爆、高溫高壓、深冷、有毒有害和腐蝕等危險原因，由于高溫高壓、深冷能提高生產(chǎn)效率，減低能耗，獲得更好的經(jīng)濟效益，石油化工的生產(chǎn)工藝日益向高深發(fā)展，泄漏、火災、爆炸的風險也伴隨加大。這些工藝特點決定了石油化工儀表必須防爆、抗腐蝕、無泄漏、高可靠性、易維護等特點。同步伴隨科學技術發(fā)展，尤其是計算機技術、通訊技術的發(fā)展，儀表的更新?lián)Q代也越來越快，企業(yè)中儀表除應用于生產(chǎn)控制外，其儀表數(shù)據(jù)也越來越多地被應用于經(jīng)營、管理等方面，這些決定了目前的儀表是一種技術更新快、波及面較廣的專業(yè).2.4。2儀表重要性能指標儀表的性能指標一般用精確度、變差、敏捷度、反復性、穩(wěn)定性和可靠性來描述。(1)精確度 0.5精確度又稱精度，指的是儀表測量值與真值靠近的精確程度，與誤差相對而言，一般用相對百分誤差表達。精確度是儀表的一種很重要質量指標，常用精度等級來規(guī)范和表達.精度等級就是最大相對誤差去掉正負號和％,按國家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級有0。005,0.02，0。05，0。1,0.2，0.25,0。35，0。5，1.0，1。5,2。5,4等。儀表精度等級一般都標志在儀表標尺或標牌上,如等，數(shù)字越小，闡明精度越高。0.5（2）變差變差指的是儀表被測變量（輸入信號)多次從不一樣方向到達同一數(shù)值時，儀表指示值之間的最大差值,或是說儀表在外部條件保持不變狀況下，被測參數(shù)由小到大變化和由大到小變化不一致的程度，兩者之差即為儀表的變差。變差產(chǎn)生重要原因是儀表傳動機構的間隙，運動部件的摩擦，彈性元件的滯后等,目前伴隨電子技術發(fā)展，這些原因將越來越少，尤其是智能儀表中，變差作為儀表性能指標已是不重要的對象了。(3)反復性反復性是指在不一樣測量條件下，如不一樣措施，不一樣觀測者,在不一樣的測量環(huán)境對同一被測的量進行檢測時，得到測量成果的一致程度.與變差相反,伴隨智能儀表的發(fā)展，反復性將成為儀表的重要性能指標。(4）穩(wěn)定性在規(guī)定工作條件下，儀表某些性能隨時間保持不變的能力稱未穩(wěn)定性。儀表穩(wěn)定性在我們化工儀表中是一種需重點關懷的指標，由于化工企業(yè)的環(huán)境比較惡劣，壓力、穩(wěn)定及腐蝕性原因會使儀表部件隨應用時間變長而保持穩(wěn)定能力減少，儀表穩(wěn)定性也會下降。(5)可靠性儀表可靠性是化工企業(yè)儀表專業(yè)重點關懷的另一重要性能指標，儀表可靠性和儀表維護量是成反比的,儀表可靠，則儀表維護量就小。一般用平均無端障時間(MTBF)來描述儀表可靠性，MTBF越大，儀表可靠性越高。2。4。3儀表常用圖例符號(1)測量點測量點測量點測量點是由過程設備或管道符號引到儀表的連線的起點，一般無固定圖形符號.如測量點測量點測量點測量點(2）連接線通用一般信號線通用一般信號線表達信號方向表達信號方向氣壓信號線氣壓信號線電信號線電信號線導壓毛細管導壓毛細管系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)鏈(3)圖形P吹氣、沖洗裝置孔板流量計P吹氣、沖洗裝置孔板流量計I聯(lián)鎖邏輯RI聯(lián)鎖邏輯R復位裝置截止閥閘閥截止閥閘閥球閥旋塞閥球閥旋塞閥氣動調整閥切斷閥氣動調整閥切斷閥M電動閥電磁閥M電動閥電磁閥S蝶閥隔閡閥蝶閥隔閡閥（4）位號及字母含義一般用儀表位號來表達一臺儀表或是一種儀表回路,由字母代號組合和回路編號構成.儀表位號的第一位字母表達儀表對象，后續(xù)字母表達儀表功能，回路編號可由工序號和次序號構成，一般由３－５個數(shù)字表達。例如：２＃芳烴裝置的位號PI-10301中,P表達儀表對象為壓力；I表達為顯示功能，103表達為制氫單元，01表達為第一種回路。下面表格中為常見的字母含義。字母第一位字母后續(xù)字母A分析B火焰、燒嘴C電導率控制D密度差值F流量G振動H手動設備高限HH高高限I顯示L液位低限LL低低限M水份、濕度P壓力Q數(shù)量累積R記錄S位移、速度開關、安全T溫度傳送V振動、機械監(jiān)視閥門Y輸出Z位移按鈕對于FIC10301中字母按以上表格闡明應表達為儀表測量為流量，帶指示、控制功能;LIHH10301表達為液位指示且?guī)в械偷拖蘼?lián)鎖控制、報警。2.4.4儀表分類自動化儀表分類措施諸多，根據(jù)不一樣原則可進行對應分類，例如按所使用能源可分：氣動儀表、電動儀表、液動儀表；按儀表信號分：模擬儀表和數(shù)字儀表;安化工生產(chǎn)中五大參數(shù)分：溫度儀表、流量儀表、壓力儀表、物位儀表和分析儀表等等，我們針對煉化部實際管理現(xiàn)實狀況對儀表分為：現(xiàn)場儀表、控制儀表和分析儀表三部分。現(xiàn)場儀表重要指溫度、壓力、流量、液（物）位檢測儀表及閥門、風門、機組等安裝在現(xiàn)場的控制設備;控制儀表重要指安裝在控制室的對現(xiàn)場儀表進行調整的儀表及ＤＣＳ、ＰＬＣ、ＥＳＤ等控制系統(tǒng);分析儀表重要分安全儀表和質量儀表，其中安全儀表包括可燃氣測爆儀、硫化氫檢測儀等,質量儀表重要指在線質量分析儀,如電導率、濁度儀、色譜儀等。

(1）現(xiàn)場儀表①壓力儀表壓力是垂直均勻地作用在單位面積上的力，法定計量單位是帕斯卡（簡稱帕)，符號為Pa。1P就是１牛頓（Ｎ）的力作用在１平方米(m2)面積上所產(chǎn)生的壓力，我們平常俗稱１公斤。我們平常所用壓力單位較多，他們之間關系如下：1Mpa=1000Kpa=10.1972Kgf/cm2=10bar=145.038lb/in2=7500.62mmHg=10.1972＊104mmH2O=9.86927atm在壓力測量中,常有絕對壓力、表壓、負壓力或真空度之分。所謂絕對壓力是指被測介質作用在容器單位面積上的所有壓力，用來測量絕對壓力的儀表稱絕對壓力表.地面上的空氣所產(chǎn)生的平均壓力稱大氣壓，用來測量大氣壓的儀表稱氣壓表.絕對壓力與大氣壓之差稱表壓力,當絕對壓力不不小于大氣壓時，表壓力為負值（即負壓力），此負壓力的絕對值稱為真空度，用來測量真空度的儀表稱真空表。壓力測量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等.壓力表品種繁多，我們企業(yè)重要分為就地壓力指示和遠距離壓力顯示等。就地壓力指示可根據(jù)不一樣的測量壓力等級和介質選用膜片式、波紋管等壓力表.如需遠距離顯示、傳送一般選用氣動或電動壓力變送器。壓力表需由壓力傳感器檢測壓力,它由多種壓力敏感元件將被測壓力信號轉換成輕易測量的電信號，來顯示壓力、或用于控制、報警.壓力傳感器重要有應變式壓力傳感器、壓電式傳感器、電容式傳感器、光導纖維壓力傳感器。我們煉化部所常用壓力變送器重要有羅斯蒙特的1151和3051、橫河的EJA、HONEYWELL的ST3000及富士的FCX等型號。伴隨電子技術的發(fā)展，智能變送器已廣泛應用于各家產(chǎn)品上,其在性能上優(yōu)于初期模擬表，大大減少維護工作量，具有良好的性價比。②流量儀表流量是指單位時間內流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量，流量可用體積流量和質量流量來表達，其單位分別用m3/h，L/h,Kg/h等。測量流量的儀表稱流量計，能指示和記錄某一瞬時流體的流量值.我們煉化部所用流量計有：速度式—以測量流體在管道中流速作為測量根據(jù).如差壓式流量計、變面積流量計、電磁流量計、漩渦流量計等；容積式―以單位時間內所排出的流體固定容積數(shù)目作為測量根據(jù).如橢圓齒輪番量計、腰輪番量計、刮板流量計等.質量流量計―檢測單位時間內流經(jīng)管道的流體質量。如科氏力質量流量計.下面簡樸簡介幾種我們常用的流量計。a節(jié)流裝置節(jié)流裝置是目前煉油化工企業(yè)中應用最廣的流量儀表，重要有孔板、噴嘴、文丘利管等。其原理是：在管道中流動的流體具有動能和位能,在一定條件下這兩種能力是可以互相轉換，但參與轉換的能量總和是不變的.使流體流經(jīng)節(jié)流裝置時由于節(jié)流裝置的前后截面、構造不一致,產(chǎn)生前后壓力變化,而壓力變化的平方與流量成正比，這樣通過一定流量系數(shù)的計算可得出所需流量值。節(jié)流裝置在用于測量流量的同步，使流體產(chǎn)生壓力損失，對裝置生產(chǎn)來說是一種能量的損失。b轉子流量計轉子流量計有金屬和玻璃兩種。玻璃管的一般為就地顯示，金屬管的則制成流量變送器。轉子流量計又稱面積式流量計或是恒壓降式流量計，可測多種介質的流量，尤其合用于測量中小管徑雷諾數(shù)較低的中小流量，壓力損失小且穩(wěn)定,反應敏捷，量程較寬，構造簡樸，維護以便，但其精度受介質的溫度、密度和粘度的影響，必須垂直安裝.工作原理：轉子流量計是一段向上擴大的圓椎形管子和密度不小于被測介質并能伴隨被測介質流量大小上下移動的轉子構成。當流體自下而上的流過椎管時，位于錐管中轉子受流體的沖擊而向上運動,伴隨轉子的上下移動，轉子與錐形管間的環(huán)形流通面積由小增大,當流體的推力與轉子的重力相平衡時，轉子停留在某一位置高度，根據(jù)轉子懸浮的高度就可測知流量的大小。在轉子受到推力和重力平衡時，其上下壓降是固定的，故轉子流量計又稱恒壓降式流量計。在轉子流量計中當被測流體的雷諾數(shù)低于一定的界線時，流量系數(shù)便不等于常數(shù)，流量計的測量精度便受到影響,為了適合不一樣流體的雷諾數(shù)，轉子被做成多種形狀。c容積式流量計容積式流量計重要用來測量不含固體雜質的液體,如油類、冷凝液、樹脂等粘稠流體的流量,合用于高粘度介質，且容積式流量計精度高,可達正負0.2%,常用容積流量計有橢圓齒輪番量計、腰輪番量計、刮板流量計等。Ⅰ橢圓齒輪番量計測量部件由兩個互相齒合的橢圓齒輪、軸和殼體構成，其原理如下圖所示：AABABAB當流體流過齒輪番量計是，流體帶動齒輪繞軸轉動,橢圓齒輪每旋轉一周，就有一定數(shù)量的流體流過，只要用傳動及累積機構將橢圓齒輪轉動數(shù)量記錄下來,就能懂得被測流體的流量數(shù).Ⅱ腰輪番量計測量流量的基本原理與橢圓齒輪番量計相似，只是輪子的形狀不一樣，腰輪番量計除能測液體流量外，還能測大流量的氣體流量，由于兩腰輪上無齒,因此對流體中雜質沒有橢圓齒輪番量計那樣敏感。d漩渦流量計漩渦流量計又稱渦街流量計或卡門漩渦流量計，是六十年代末期發(fā)展起來的,它運用流體振蕩原理進行測量。當流體以足夠大的流速流過垂直于流體方向的物體時,若該物體的幾何尺寸合適，則在物體的背面,沿兩條平行直線上產(chǎn)生整潔排列、轉向相反的渦列。渦列的個數(shù),即為渦街的頻率,和流體的速度成正比。通過測量漩渦的頻率就可懂得流體速度,從而測出流體的流量。它分流體強迫振蕩的漩渦進動型和自然振蕩的卡門漩渦型。漩渦流量計特點是：測量精度高,可達正負１％量程比寬，達100：1，儀表內無活動部件，使用壽命長，幾分不受溫度、壓力、密度、粘度等影響維護以便，更換檢測元件時不需重新標定,但如檢測元件被污物粘附后，將影響測量敏捷度.它如用于測量150mm1如下管道時，壓力損失較大，并且對儀表前后均有直管段的安裝規(guī)定，同步安裝點應防止傳感器產(chǎn)生振動,尤其是管道的橫向振動會導致流體隨之振動,而使儀表產(chǎn)生誤差。e電磁流量計電磁流量計是運用電磁感應的原理制成的流量測量儀表，可用來測量導電的液體體積流量。變送器幾乎無壓力損失，內部無活動部件，在檢測過程中不受被測介質的溫度、壓力、密度等影響，且沒有滯后現(xiàn)象。電磁流量計是電磁感應定律的詳細應用,當導電的被測介質垂直于磁力線方向上流動時，在于介質與磁力線都垂直的方向產(chǎn)生一種感應電動勢,當管道直徑和磁感應強度不變時,電動勢與體積流量成正比。電磁流量計無壓損,無機械慣性，量程比寬，可測含固體顆粒、懸浮物等介質，但其使用溫度、壓力不能太高，不可測非導電流體，同步規(guī)定被測介質流速一般不低于0.3m/s，為了保證精度,電磁流量計必須留有直管段。電磁流量計信號較小，滿量程時僅為2.5—8mV,流量小時，只有幾微伏，對外界干擾敏感,故需對它進行單獨的接地、避開磁源可保證測量值精確.其安裝時最佳能垂直安裝，并留有5—10D的直管段。f質量流量計質量流量是指在單位時間內,流經(jīng)封閉管道截面處流體的質量。我們所用質量流量計一般為科氏力質量流量計，它是根據(jù)科里奧利加速度理論制成的。按照里奧利效應，假如在一種旋轉體系中，具有質量m和速度的物體，以角速度ω從里往外（反之亦然)運動，則物體會受到一種切線方向的力，此力稱為科氏力。這種質量流量計的測量管形狀較多，不一樣廠家有不一樣形狀，如Rosemount企業(yè)的Ｕ形管,Ｅ＋Ｈ企業(yè)的直形管，尚有S形、Ω形?？剖狭α髁坑嬛匾蓚鞲衅?、變送器、顯示儀三部分構成,傳感器也就是測量管,雖形狀不一致，但其原理基本一致:通過鼓勵線圈使管子產(chǎn)生振動（替代旋轉），流動的流體在振動管中產(chǎn)生科氏力,由于測量管進出側所受方向相反，因此管子會產(chǎn)生扭曲，再通過電磁檢測器或光電檢測器，將測量管的扭曲程度轉變?yōu)殡娦盘?進入變送器即可懂得測量值。質量流量計能直接測量質量流量,不受溫度、壓力、粘度和密度的影響，測量精度高,正負0。2％，可測氣體、液體和含顆粒的介質，并易于清洗,它對流體的流速分布不敏感，故安裝是無需直管段，在測量同步可獲得密度信號。但由于測量管在生產(chǎn)、焊接時存在差異，以及測量管的剛度、材料的內衰減等原因,導致測量管的機械振動不對稱性，因此當流體的流量和粘度發(fā)生變化是，由于內部構造不平衡會導致零位漂移，故質量流量計需階段性地進行零位檢查和校正.③溫度儀表溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，用來度量物體溫度數(shù)值的標尺稱溫標,現(xiàn)國際上常用溫標有華氏(）、攝氏(OC)、凱氏(K）。它們關系如下：OC＝5/9（OF—32）=K—273.15。溫度測量儀表按測溫方式分接觸式和非接觸式兩大類。一般來說接觸式測溫儀表比較簡樸、可靠，精度高；但因測溫元件與被測介質需進行充足的熱較換，故需一定期間才能到達熱平衡，因此存在測溫遲后的現(xiàn)象，同步受耐高溫材料的限制，不能應用于很高的溫度測量。非接觸式儀表是通過熱輻射原理了進行溫度測量的，測溫元件不需與被測介質接觸，測溫范圍廣，響應速度快；但易受物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵、霧汽等外界原因的影響，測量誤差較大。接觸式溫度儀表有膨脹式、壓力式、熱電偶和熱電阻；非接觸式有輻射式、紅外式光學溫度計。a熱電偶熱電偶是化工企業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，它是直接式測溫，測量精度高;測量范圍可從－50到＋1600OC,某些特殊熱電歐最低可測－269OC,最高可測＋2800OC；構造簡樸，使用以便。其測溫基本原理：將兩種不一樣材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一種閉合回路,如圖所示，當導體Ａ、Ｂ的兩個接點１和２之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一定大小的電流,熱電偶就是根據(jù)這種熱電效應來進行測溫的。AAB自由端，安放在恒定溫度環(huán)境中，用t自由端，安放在恒定溫度環(huán)境中，用t0表達工作端，安放在被測介質中，用t表達 熱電動勢Et=eAB(t）—eAB(t0）當自由端溫度恒定期，熱電勢只與工作端溫度有關。當構成熱電偶的熱電極材料均勻時,其熱電勢的大小只與熱電極材料的成分和兩端溫度有關，因此用不一樣的導體或半導體材料可做成多種用途的熱電偶，以滿足不一樣溫度對象測量的需要。下表為我們常用的熱電偶：序號分度號熱電偶名稱（材料）測量范圍(OC）1S鉑銠10—鉑0～～16002B鉑銠90-鉑銠60～~16003K鎳鉻-鎳硅-200～～13004J鐵-康銅-210~~12005R鉑銠13—鉑0～～13006E鎳鉻—康銅-200~~9007F銅—康銅0~～350由于熱電偶的材料一般都比較寶貴，而測溫點到儀表距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶的材料,減少成本，一般采用賠償導線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內，連接到儀表端子上。在這里賠償導線僅起延長熱電極的作用，它對冷端溫度變化而也許引起測溫誤差是無法消除的，因此需另用其他措施來消除冷端溫度不保持０時對測溫的影響.在熱電偶的賠償導線使用中，需記住不一樣熱電偶需不一樣賠償導線，且極性不能接錯，賠償導線與熱電偶的連接端溫度不能超過100OC.熱電偶按用途不一樣，常制成形式有:一般型、鎧裝型(又稱纜式)、表面式、溥膜式、迅速消耗型.b熱電阻熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度儀表，它重要特點是精度高，性能穩(wěn)定。熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增長而增長這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大多由純金屬材料做成，目前應用最多的是鉑和銅。下表為我們常用熱電阻：序號分度號熱電阻名稱（材料）測量范圍(OC）重要特點1Pt10鉑電阻－200~~850測量精度高，穩(wěn)定性好，可作基準儀器。2Pt50鉑電阻－200~～8503Pt100鉑電阻－200～~8504Cu50銅電阻—50～～150穩(wěn)定性好，價格低，但體積大,機械強度低。5Cu100銅電阻-50～～1506Ni100鎳電阻—60～~180敏捷度高,體積小，但穩(wěn)定性和復制性差。7Ni300鎳電阻-60～～1808Ni500鎳電阻-60～～180熱電阻按用途不一樣,常用的形式有：一般型、鎧裝式、端面型、隔爆型。熱電阻測溫儀表一般由熱電阻、連接導線和顯示儀構成,最常見的故障是熱電阻短路和斷路。c輻射溫度計物體受熱后，會發(fā)出多種波長的輻射能，輻射能的大小和受熱體溫度的四次方成正比，輻射溫度計就是基于此原理工作的.同步物體在高溫狀態(tài)下會發(fā)光、發(fā)亮。溫度越高，亮度越大，光學溫度計就是通過測物體的亮度來測溫度的。④物位儀表物位是對液位、料位和相界面的總稱，對物位進行測量的儀表稱物位檢測儀表。物位檢測的重要目的：通過物位測量來確定容器中物料的數(shù)量，以確定正常生產(chǎn)所需的物料供應量；通過物位測量理解物料與否在正常生產(chǎn)規(guī)定范圍內，以保證生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質量.物位儀表按液位、料位、界面分：測量液位儀表:玻璃管（板）、稱重式、浮力式、靜壓式（壓力、差壓）、電容式、電感式、電阻式、超聲波式、放射式等.測量界面儀表:浮力式、差壓式、電極式和超聲波式等。測量料位儀表:重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、輻射式等。浮力式液位計浮力式液位計可分為恒浮力式液位計和變浮力式液位計。前者是根據(jù)浮子的位置一直跟隨液位的變化而變化來進行液位測量的；后者則根據(jù)浮筒所受的浮力隨液位的變化而變化來進行液位測量的。常見恒浮力式液位計有：浮球液位計――這種儀表構造是一種機械杠桿系統(tǒng)。一端連空心浮球,放于被測介質中，另一端裝平衡錘，因此是力矩平衡式儀表。此類儀表變化敏捷，易適應介質的溫度、壓力、粘度等條件,但受機械杠桿長度的限制，測量范圍較小.浮子鋼帶液位計――此類液位計的浮子系在鋼帶上，鋼帶的另一端系平衡錘或鋼帶收放輪.當液位發(fā)生變化是浮子、鋼帶也伴隨上下移動，此儀表測量范圍較大，但易受溫度等條件影響,精度不高。磁耦合浮子式液位計――此類液位計的浮子內帶有永久磁鐵,然后通過磁耦合傳出液位的高下，如磁翻板液位計，量程較大，工作壓力高,但磁性物質對溫度有一定限制，在吹氣高溫下，易退磁。常見的變浮力式液位計有：浮筒液位計――它的檢測元件是沉浸在液體中浮筒（又稱沉筒）,它隨液位的變化產(chǎn)生上下直線位移，通過扭力管轉換為角位移,再運用轉換元件,將角位移變?yōu)閷娀驓庑盘?。浮筒液位計除位移式的外，尚有力平衡式沉筒液位計、帶差動變送器的沉筒液位計。恒力式液位計與變浮力式液位計重要區(qū)別：恒力式液位計的浮子一直浮在介質上面,并隨液位1：1變化,沉筒液位計的沉筒則大部分沉在介質中，當液位發(fā)生變化時，其位移極小。差壓式液位計差壓是液位計是運用容器內的液位變化時，液柱產(chǎn)生的靜壓也對應變化的原理工作的。如下圖所示差壓變送器差壓變送器在一般狀況下，被測介質的密度和重力加速度是已知的，因此差壓計測得的差壓與液位的高度是成正比的,這樣測液位就可以變成測量差壓。差壓式液位計特點:檢測元件在容器內幾乎不占空間；檢測元件只有一、二根導壓管，構造簡樸，便于安裝維護;如采使用方法蘭式變送器可處理高粘度、易凝固、易結晶、腐蝕性等液位測量中常見的問題；差壓液位計通用性強，可以用來測量液位外，也可測壓力和流量等參數(shù)。電容式物位計運用兩電極間電容量隨被測介質物位的高下變化而變化的原理構成的物位測量儀表為電容式物位計。雷達液位計雷達液位計是采用高頻振動器作為微波發(fā)生器，發(fā)生器產(chǎn)生的微波用波導管將它引到輻射天線，通過天線向被測介質物位發(fā)射微波。當微波碰到障礙物，如介質時，部分被吸取，部分被反射回來，通過測量發(fā)射波與反射波間的某種參數(shù)關系來實現(xiàn)液位測量.目前重要有兩大類雷達液位計：一類是發(fā)射頻率固定不變,通過測量發(fā)射波與反射波的運行時間，并經(jīng)智能化信號處理器，測出液位高度。另一類是測量發(fā)射波與發(fā)射波之間的頻率差并將這頻率差轉換為與被測液位成比例關系的電信號。這種液位計發(fā)射頻率不是一種固定的頻率，而是一等幅可調頻率。雷達液位計特點：無位移、無傳動部件、非接觸式測量，不受溫度、壓力、蒸汽、氣霧和粉塵的限制，合用于粘度大的介質、有毒、有腐蝕行介質.雷達液位計沒有測量盲區(qū),簡樸可達很高,正負1mm,故可用于貿(mào)易。超聲波物位計超聲波物位計是應用回聲測距的原理制成的，聲波從發(fā)射到接受反射波的時間間隔與物位高度成正比.超聲波物位計特點:無可動部件，超聲波探頭雖有振動,但振幅很小，儀表構造簡樸.不受光線、粉塵、濕度、粘度的影響，并無介質的介電常數(shù)、電導率、熱導率等參數(shù)無關?？蓽y對象多，液體、粉末、固體顆粒等均可。因超聲波物位計不接觸介質，可合用于腐蝕性、有毒、高粘度的液位測量。但超聲波物位計的檢測元件不耐高溫，聲速受介質的溫度和壓力影響，此外超聲波物位計的電路復雜，價格較高。放射性物位計在自然界中某些元素能放射出某種看不見的粒子流,即射線,當這些射線穿過一定厚度的物體時，因粒子的碰撞和克服阻力而消耗粒子的動能，以致最終動能耗盡，粒子被物體吸取。不一樣的物體對射線的穿透和吸取能力不一樣。運用物體對放射性同位素射線的吸取作用來檢測物位的儀表就稱放射性物位計。我們常用的放射性物位計有鈷和銫作放射源的物位計.放射性物位計特點:可以實現(xiàn)完全不接觸式的測量;可用于高溫高壓的工況;可測量容器中高粘度、強腐蝕、易燃易爆、有毒介質的物位測量；但射線對人體危害較大，在選用上必須謹慎.以上簡介的儀表測量值均為模擬量，在我們實際運用中，還大量使用數(shù)字量的測量信號，如壓力開關、流量開關、溫度開關及液位開關和振動開關等等。⑤執(zhí)行器執(zhí)行器接受調整器發(fā)出的控制信號，變化調整參數(shù),把被調參數(shù)控制在所規(guī)定的范圍。在生產(chǎn)現(xiàn)場,執(zhí)行器直接控制工藝介質，尤其在化工生產(chǎn)中，介質多為高溫高壓、強腐蝕、易燃易爆、有毒、高粘度、易結晶等性質，執(zhí)行器的選擇、安裝、使用和維護必須非常重視。按能源來分，執(zhí)行器可分氣動、液動、電動三類。在我們化工企業(yè)中以氣動執(zhí)行器較多，我們習慣上稱氣動閥。它以壓縮空氣為能源，具有構造簡樸、動作可靠、平穩(wěn)、輸出推進力大、本質安全、維護以便等特點.閥門在構造上可分執(zhí)行機構和調整機構構成。執(zhí)行機構就是閥門的推進部分,它按控制信號的大小產(chǎn)生對應的推力,通過閥桿使閥門閥芯產(chǎn)生對應的位移。重要有：氣動薄膜執(zhí)行機構、氣動活塞執(zhí)行機構、長行程執(zhí)行機構等.調整機構是閥門的調整部分,它與調整介質直接接觸，在執(zhí)行機構的推進下，變化閥芯與閥座間的流通面積，從而到達調整流量的目的。重要有：單座閥、雙座閥、蝶閥、偏心旋轉閥、球閥等。下表是我們化工企業(yè)常用閥門的闡明。序號名稱構造特點性能1直通單座閥閥體內有一種閥芯和閥座.泄漏量小，閥前后壓差小。2直通雙座閥閥體內有二個閥芯和閥座。流量系數(shù)及容許使用壓差比同口徑單座閥大，但耐壓較低.3角形閥除閥體為直角形外，其他構造于直通閥相似。合用于高粘度或含懸浮顆粒的流體，但輸入輸出管道需呈角形安裝。4隔閡閥用耐腐蝕襯里和耐腐蝕隔閡替代閥座和閥芯組件。合用于強腐蝕、高粘度或含懸浮顆粒及纖維的流體，但耐壓耐溫較低.5偏心旋轉閥由球面閥芯、閥座、轉軸、推桿等部件構成。球面閥芯的中心線與轉軸中心線偏離,動作時轉軸帶動閥芯作偏心旋轉。流路阻力小,流量系數(shù)很好，密封好，合用于壓差大、粘度大及有顆粒的介質,一般耐壓不不小于6。4MPa。6蝶閥又稱翻板閥，由閥體、閥板、閥板軸等部件構成。合用于大口徑、大流量和濃稠漿液及懸浮顆粒的場所，但流體對閥體產(chǎn)生不平衡力矩大，一般蝶閥容許壓差小。7套筒閥又稱籠時閥，他的閥體與一般直通單座閥相似，閥內有以圓柱形套筒,閥芯在套筒內移動.合用于液體產(chǎn)生閃蒸、空化和氣體在縮流面處流速超過音速的場所；不合用于含顆粒介質.8球閥閥芯為球形，開有圓柱形通孔。流路阻力小,流量系數(shù)很好，密封好，可調范圍大，合用于粘度大、含纖維及有顆粒的介質,價格貴，Ｏ形球閥一般作二位控制，Ｖ形作持續(xù)調整。有關調整閥的特性幾種概念閥門氣開作用：當控制信號中斷時閥門處在關斷狀態(tài)，用ＦＣ表達。閥門氣關作用:當控制信號中斷時閥門處在啟動狀態(tài),用ＦO表達。流量特性：指介質流過閥門的相對流量與相對位移（閥門相對開度）間的關系。流量特性重要有四種：直線性――閥門相對流量與相對位移成直線關系，即單位位移變化所引起的流量變化是一常數(shù)，用Ｋ表達。等比例――也稱對數(shù)特性，指單位相對位移變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關系。即調整閥的放大系數(shù)是變化的,它隨相對流量的增大而增大。拋物線――指單位相對位移變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量的平方根成正比關系?？扉_――此種流量特性在開度較小時就有較大流量,隨開度增大,流量很快就到達最大，此后再增大開度，流量變化較小。下圖為閥門四種流量特性的示意：1Q/QMAXQ/QMAX%(流量)234l/L%（位移）快開；2－直線;3－拋物線；4－等比例2。4.5分析儀表分析儀器是用以測量物質成分和含量及某些物理特性的儀器總稱，用于試驗室的稱為試驗室分析儀器，用于工業(yè)生產(chǎn)過程的稱過程在線分析儀，也稱流程分析儀.一般的分析儀表重要由四部分構成,其原理框圖如下圖所示.各部分功能如下.采樣、預處理及采樣、預處理及進樣系統(tǒng)分析儀顯示及數(shù)據(jù)處理裝置電源(1)采樣、預處理及進樣系統(tǒng)這部分的作用是從流程中取出具有代表性的樣品,并使其成分符合分析檢查對樣品的狀態(tài)條件的規(guī)定，送入分析器。為了保證生產(chǎn)過程能持續(xù)自動地供應分析器合格的樣品,對的地取樣并進行預處理是非常重要的。(2)分析器分析器的功能是將被分析樣品的成分量（或物性量）轉換成可以測量的量。伴隨科學技術的進步，分析器可以采用多種非電量電測法中所使用的多種敏感元件,如光敏電阻、熱敏電阻以及多種化學傳感器等。（3)顯示及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用來指示、記錄分析成果的數(shù)據(jù),并將其轉換成對應的電信號送入自動控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化.目前諸多分析儀器都配有微機，用來對數(shù)據(jù)進行處理或自動賠償，并對整個儀器的分析過程進行控制，構成智能分析儀器儀表。(4）電源對整個儀器提供穩(wěn)定、可靠的電源。過程分析儀表按工作原理可分磁導式分析儀、紅外線分析儀、工業(yè)色譜儀、電化學式分析儀、熱化學式分析儀等。在我們企業(yè)中按照分析儀表功能及在實際應用作用可分質量分析儀表和安全分析儀表.安全儀表重要是指可燃氣分析儀、硫化氫分析儀、氨氣分析儀等測量有毒有害和易燃易爆物質的分析儀。分析儀表的特點是專用性強，每種分析儀的合用范圍都很有限，同一類分析儀,雖然有相似的測量范圍,但由于待測的試樣的背景構成不一樣,并不一定都合用。分析儀表的重要性能指標：精度、敏捷度、響應時間。下面針對我們常用分析儀進行簡樸簡介。①色譜儀色譜分析是一種物理化學的分析措施，特點是使被分析的混合物通過色譜柱將各組分進行分離，并通過檢測器后輸出與組分的量成比例的信號。３７6３７6452輸出1樣品出入１－氣瓶；２－載氣；３－進樣閥；４－程控器；５－色譜柱；６－恒溫箱；７－檢測器由氣瓶提供的載氣通過流量調整閥和轉子流量計后進入進樣閥，被測試樣從進樣閥注入,并隨載氣一起進入色譜柱。色譜柱內的固定相是某些吸附劑或吸取劑，吸附劑對不一樣物質有不一樣的吸附能力,因此當樣品流過固定相表面時,樣品中各個組分自流動相和固定相中的分派比例不一樣，使得各組分在色譜柱中的流動速度不一樣,進而使各組分離開色譜柱進入檢查器的時間不一樣樣。檢測器根據(jù)樣品抵達的先后次序測定各組分及濃度信號，各組分的含量確定最簡樸措施是按色譜圖中各峰波面積的相對大小來計算。如下圖。C組分AC組分AB時間色譜圖組分含量％D②氧含量分析儀氧含量分析儀重要用來分析混合氣中含氧的量.它大體可分兩類：一類根據(jù)電化學法制成,如原電池、固體電介質法(如氧化鎬）等，另一類是根據(jù)物理法制成,如熱磁式等。電化學法敏捷度高，選擇性好,但響應速度慢，維護工作量大，目前常用于微氧分析。物位法響應較快，不消耗被分析氣體，使用維護以便，廣泛用于常量分析。③熱導式氣體分析儀熱導式氣體分析儀是一種物理式氣體分析儀，它構造簡樸，性能穩(wěn)定，價格廉價，常用來分析混合氣體中某一組分的含量。它是根據(jù)混合氣體中待測組分含量的變化，引起混合氣體總的導熱系數(shù)變化這一物理特性來進行測量的.由于氣體的導熱率很小,直接測量困難，因此在工業(yè)上常常把導熱率的變化轉化成熱敏元件的阻值變化，從而可由測點的電阻值的變化,確定待測組分的含量。在理論上講,熱導式分析儀只能對的測定二元混合氣體的組分含量，在分析三元以上混合氣體必須滿足如下條件：a三元混合氣體中某一組分含量保持恒定后變動很小。b被測組分的導熱率與其他組分相差較大，且其他組分的導熱率基本相近。c在背景其他的導熱率保持恒定期，才能對的測量。④紅外線分析儀紅外線分析儀是根據(jù)氣體（或液體、固體）對紅外線吸取的原理制成的一種物理式分析儀。多種多原子氣體（CO2、CO2、CH4等）對紅外線均有一定吸取能力,不一樣的氣體吸取的紅外線的波長也不一樣。紅外線分析儀就是基于某些氣體對不一樣波長的紅外輻射能具有選擇性吸取的特性，當紅外線通過混合氣體時，氣體中的被測組分吸取紅外線的輻射能，使整個混合氣體因受熱而引起五大壓力的增長，而這種溫度與壓力的變化與被測氣體的組分濃度有關，把這種變化轉換成其他形式的能量變化,就能確定被測組分的濃度了。１１２５876紅外線氣體分析儀一般構成１－光源；２－斬光器；３－濾光室；４－樣品室；５－參比室；６－檢測室；７－放大器；８－顯示屏 34⑤工業(yè)PH計PH計又稱酸度計，能持續(xù)測量工業(yè)流程中水溶液的氫離子濃度的儀器。工業(yè)PH計一般由發(fā)送器和測量器構成，發(fā)送器由玻璃電極和甘汞電極構成，它的作用把PH值轉換成直流信號。測量儀器大多采用電位差計進行測量。電位測量法基本原理是在被測溶液中插入兩個不一樣的電極，其中一種電極的電位隨溶液氫離子濃度的變化而變化,稱工作電極；另一種電極具有固定的電位，稱參比電極，這兩電極形成一種原電池，測得兩電極間的電勢即可得到被測溶液的PH值.2.4.6控制儀表本處控制儀表重要指ＤＣＳ、ＰＬＣ、ＥＳＤ等系統(tǒng)?；靖拍畋豢貙ο蟥D―自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設備或機器等。被控變量――被控對象內規(guī)定保持設定數(shù)值的工藝參數(shù)。操縱變量――受控制器操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持設定的物理量或能量。擾動量――除操縱變量，作用于被控對象并引起被控變量變化的原因。設定值――被控變量的預定值。偏差――被控變量的設定值與實際值之差。閉環(huán)控制――指控制器與被控對象之間即有順向控制又有反向聯(lián)絡的自動控制。開環(huán)控制――指控制器與被控對象之間只有順向控制而沒有反向聯(lián)絡的自動控制。即操縱變量通過被控對象去影響被控變量,但被控變量并不通過自動控制裝置去影響操縱變量，從信號傳遞關系上看,未構成閉合回路。開環(huán)控制分兩種：一種按設定值進行控制，操縱變量與設定值保持一定的函數(shù)關系，當設定值變化時，操縱變量隨其變化而變化被控變量。另一種是按擾動進行控制的，即所謂的前饋控制，是通過對擾動信號的測量,根據(jù)其變化狀況產(chǎn)生對應控制作用,進而變化被控變量，它不能自動察覺被控變量的變化,也不能判斷操縱變量的校正作用與否合用實際需要.反饋――把系統(tǒng)的輸出信號直接或通過某些環(huán)節(jié)重新引回到輸入端的做法。反饋信號的作用方向與設定信號相反，即偏差信號為兩者之差，這種反饋叫負反饋；反之為正反饋。給定值偏差控制信號操縱變量被控變量－給定值偏差控制信號操縱變量被控變量－測量值調整器執(zhí)行器被控對象檢測變送裝置干擾相對于簡樸控制系統(tǒng),但凡多參數(shù),具有兩個以上的變送器、兩個以上調整器或調整閥構成的回路稱復雜控制系統(tǒng)。平常常用有串級、均勻、比值、前饋、選擇性、分程控制等幾種.(1）常用自動控制系統(tǒng)（控制方案）①串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)是由其構造上的特性而得名的，它是主、副兩個調整器串級工作的,主調整器的輸出作為副調整器給定值，副調整器的輸出去操縱調整閥,以實現(xiàn)對主變量的定值控制。串級控制系統(tǒng)重要應用于：對象的滯后和時間常數(shù)很大、干擾作用強而頻繁、負荷變化大、對控制質量規(guī)定較高的場所。串級控制系統(tǒng)特點：在系統(tǒng)構造上由兩個串級工作的調整器構成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的目的在于通過設置副變量來提高對主變量的控制質量.a由于副回路的存在，對進入副回路的干擾有超前控制的作用，因而減少了對主變量的干擾影響.b系統(tǒng)對負荷變化有一定的自適應能力。給定值副變量主變量－－給定值副變量主變量－－主調整器副調整器執(zhí)行器副對象主對象副測量、變送主測量、變送F2F1串級控制系統(tǒng)中主、副調整器的控制規(guī)律選擇串級控制的目的是為了提高主變量的穩(wěn)定性,對主變量的規(guī)定較高，一般不但愿出現(xiàn)余差，因此主調整器一般選擇比例積分控制，當對象滯后較大時,也可合適的引入微分作用。串級控制系統(tǒng)中對副變量的規(guī)定不嚴。在控制過程中，副變量是不停跟隨主調整器的輸出變化而變化的，因此副調整器一般采用比例控制規(guī)律就行，必要時可引入合適的積分作用，而微分作用一般不需。②均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)是為了處理前后工序的供求矛盾,使兩個變量之間可以互相兼顧和協(xié)調操作的控制系統(tǒng)。特點是其控制成果不像其他控制系統(tǒng)那樣，不是為了使被控變量保持不變，而是使兩個互相聯(lián)絡的變量都在容許的范圍內緩慢變化。均勻控制系統(tǒng)中調整器一般采用純比例作用,且比例度較大，必要時才引入少許的積分作用.③比值控制系統(tǒng)實現(xiàn)兩個或兩個以上的參數(shù)符合一定比例關系的控制系統(tǒng)，稱比值控制系統(tǒng).比值控制系統(tǒng)有變比值和定比值；變比值是相對于定比值而言的。當規(guī)定兩種物料的比值能靈活的隨第三變量的需求而加以調整時，就規(guī)定設計比值不是恒定的比值控制系統(tǒng),即變比值控制系統(tǒng)。常見比值控制系統(tǒng)有單閉環(huán)比值、雙閉環(huán)比值和串級比值3種。④單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)比值器調整器比值器調整器對象調整閥檢測、變送檢測、變送G1G2擾動控制方案圖KFCKFCG1G2單閉環(huán)比值控制中兩種物料流量比值較為精確，實行以便,但當主流量出現(xiàn)大的擾動或負荷頻繁波動時,副流量在調整過程中，相對于調整器的給定值會出現(xiàn)較大的偏差，因此這種方案不合用規(guī)定動態(tài)比值比較嚴格的工藝。⑤雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)經(jīng)典方塊圖比值器檢測、變送比值器檢