自動化儀表全套課件3

1、第三章 檢測變送,簡單控制系統(tǒng)構成回顧：,簡單控制系統(tǒng)的方塊圖,本章主要內容：,3.1 概述,3.2 溫度檢測,3.3 流量檢測,3.4 壓力檢測,3.5 物位檢測,3.8 變送器,3.9 現(xiàn)代傳感器技術的發(fā)展,3.1 概 述,3.1.0 檢測變送的重要性,3.1.1 測量誤差,3.1.2 儀表性能指標,在過程自動化中要通過檢測元件獲取生產工藝變量，最常見變量是溫度、壓力、流量、物位（四大參數(shù)）。 檢測元件又稱為敏感元件、傳感器，它直接響應工藝變量，并轉化成一個與之成對應關系的輸出信號。這些輸出信號包括位移、電壓、電流、電阻、頻率、氣壓等。,3.1.0 檢測變送的重要性,由于檢測元件的輸出信號

2、種類繁多，且信號較弱不易察覺，一般都需要將其經(jīng)過變送器處理，轉換成標準統(tǒng)一的電氣信號（如420mA 或 010mA直流電流信號 ,20100KPa氣壓信號）送往顯示儀表，指示或記錄工藝變量，或同時送往控制器對被控變量進行控制。有時將檢測元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測儀表, 或者將檢測元件稱為一次儀表，將變送器和顯示裝置稱為二次儀表。,檢測實施正確控制的第一步,變送將檢測元件輸出的各種信號、微弱信號轉化成統(tǒng)一(標準)的電氣信號。,靜態(tài)：正確y(t)正確反映c(t)的值 可靠長期工作,動態(tài)：迅速y(t)迅速反映c(t)的變化,過程控制對檢測儀表要求：,3.1.1 測量誤差,(1) 絕對誤差：儀表

3、的指示值與被測量的真值之間的差值。,(2) 相對誤差（儀表引用誤差）,測量誤差：檢測儀表獲得的被測值與實際被測變量真實值之間的差距。,理論上：,實際上：,絕對誤差與儀表的量程之比。,(3) 允許誤差,(4) 附加誤差,由于外界環(huán)境條件變化以及儀表波動等外界因素引起的誤差。,3.1.2 儀表性能指標,精確度（精度） 表示儀表測量結果的可靠程度。 儀表的精度等級是按國家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差大小來劃分成若干等級的。儀表精度等級數(shù)值越小，說明儀表測量準確度越高。 精度等級：允許誤差去掉“”號及“%”后，系列化圓整后的數(shù)值。,儀表的精度等級以一定的符號形式表示在儀表標尺板上，如1.0外加一個圓圈或三角形。

4、精度等級1.0，說明該儀表允許誤差為1.0%。,目前我國生產的儀表的精度等級有： 0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等,例1 某臺測溫儀表的量程是600-1100，其最大絕對誤差為4 ，試確定該儀表的精度等級。,由于國家規(guī)定的精度等級中沒有0.8級儀表，而該儀表的最大引用誤差超過了0.5級儀表的允許誤差，所以這臺儀表的精度等級應定為1.0級。,解 儀表的最大允許誤差為,例2 某臺測溫儀表的量程是600-1100，工藝要求該儀表指示值的誤差不得超過4 ，應選精度等級為多少的儀表才能滿足工藝要求。,0.8%介于允許誤差0.5%與1.0%之

5、間，如果選擇允許誤差為1.0%,則其精度等級應為1.0級。量程為6001100，精確度為1.0級的儀表，可能產生的最大絕對誤差為5，超過了工藝的要求。所以只能選擇一臺允許誤差為0.5%，即精確度等級為0.5級的儀表，才能滿足工藝要求。,解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大允許誤差為,結論：校表： 選表：,儀表量程的上限：Ymax: 4/33/2倍（被測變量） 波動較大時：3/22倍（被測變量） 下限：一般地，被測變量的值不低于全量程的1/3。,儀表精度與量程有關，量程是根據(jù)所要測量的工藝變量來確定的。在儀表精度等級一定的前提下適當縮小量程，可以減小測量誤差，提高測量準確性。,(2) 變差 在外界條件不

6、變的情況下，使用同一臺儀表對某一變量進行正反行程測量時對應于同一測量值所得的儀表讀數(shù)之間的差異。 注意：儀表的變差不能超出儀表的允許誤差。,(3) 線性度,衡量儀表實際特性偏離線性程度的指標。 線性度差就要降低儀表精度。,圖3.1 線性度,(4) 靈敏度和分辨率 靈敏度：儀表的輸出變化量與引起此變化的輸入變化量的比值，即 靈敏度=Y/X 對于模擬式儀表而言，Y是儀表指針的角位移或線位移。靈敏度反映了儀表對被測量變化的靈敏程度。,分辨率（儀表靈敏限）：儀表輸出能分辨和響應的最小輸入變化量。 分辨率是靈敏度的一種反映。對于數(shù)字式儀表而言，分辨率就是數(shù)字顯示器最末位數(shù)字間隔代表被測量的變化與量程的比

7、值。,(5) 動態(tài)誤差 由于儀表動作的慣性延遲和測量傳遞滯后，當被測量突然變化后必須經(jīng)過一段時間才能準確顯示出來，這樣造成的誤差。 注：在工業(yè)生產中被測量變化較快是不能忽略動態(tài)誤差。,3.2 溫度檢測,3.2.1 溫度檢測方法,3.2.2 熱電偶,3.2.3 熱電阻,3.2.4 熱電偶、熱電阻的選用,3.2.1 溫度檢測方法,按測溫元件是否與被測對象接觸分為： 接觸式： 非接觸式：,接觸式：測溫元件與被測對象接觸，依靠傳熱和對流進行熱交換。 優(yōu)點：結構簡單、可靠，測溫精度較高。 缺點：由于測溫元件與被測對象必須經(jīng)過充分的熱交換且達到平衡后才能測量，這樣容易破壞被測對象的溫度場，同時帶來測溫過程

8、的延遲現(xiàn)象，不適于測量熱容量小的對象、極高溫的對象、處于運動中的對象。 不適于直接對腐蝕性介質測量。,非接觸式：測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換，或測溫元件接收被測對象的部分熱輻射能，由熱輻射能大小推出被測對象的溫度。 優(yōu)點：從原理上講測量范圍從超低溫到極高溫，不破壞被測對象溫度場。非接觸式測溫響應快，對被測對象干擾小，可用于測量運動的被測對象和有強電磁干擾、強腐蝕的場合。 缺點：容易受到外界因素的干擾，測量誤差較大，且結構復雜，價格比較昂貴。,3.2.2 熱電偶,(1) 測溫原理熱電效應,圖3.2 熱電偶的熱電效應,（參比端、冷端、固定端）,（工作端、熱端、自由端）,將兩種

9、不同材料的導體或半導體A和B連在一起組成一個閉合回路，而且兩個接點的溫度o,則回路內將有電流產生，電流大小正比于接點溫度和o的函數(shù)之差，而其極性則取決于A和B的材料。,根據(jù)熱電偶的“中間導體定律”可知：熱電偶回路中接入第三種導體后，只要該導體兩端溫度相同，熱電偶回路中所產生的總熱電勢與沒有接入第三種導體時熱電偶所產生的總熱電勢相同；同理，如果回路中接入更多種導體時，只要同一導體兩端溫度相同，也不影響熱電偶所產生的熱電勢值。因此熱電偶回路可以接入各種顯示儀表、變送器、連接導線等。,熱電偶的“中間導體定律”,分度表：當0=0時， 與溫度對應的數(shù)值表。（非線性） 分度號：與分度表所對應的熱電偶的代號

10、。,常用工業(yè)熱電偶比較,常用熱電偶類型： 普通型熱電偶：(熱電偶結構類型見P27) 熱電極、絕緣管、接線盒等 鎧裝熱電偶 多點式熱點偶 防爆型熱點偶 表面型熱點偶,鎧裝熱電偶的特點 熱響應時間少，減小動態(tài)誤差； 可彎曲安裝使用； 測量范圍大； 機械強度高，耐壓性能好；,扁接插式鎧裝熱電偶,補償導線式鎧裝熱電偶,防噴式鎧裝熱電偶,防水式鎧裝熱電偶,手柄式鎧裝熱電偶,圓接插式鎧裝熱電偶,圖3.3,多點熱電偶 適用于生產現(xiàn)場存在溫度梯度不顯著，須同時測量多個位置或位置的多處測量。廣泛應用于大化肥合成塔、存儲罐等裝置中。,圖3.4 多點熱電偶,防爆型熱電偶的原理 防爆熱電偶是利用間隙隔爆原理，設計具有

11、足夠強度的接線盒等部件，將所有會產生火花，電弧和危險溫度的零部件都密封在接線盒腔內，當腔內發(fā)生爆炸時，能通過接合面間隙熄火和冷卻，使爆炸后的火焰和溫度傳不到腔外，從而進行隔爆。 特點 多種防爆形式，防爆性能好； 壓簧式感溫元件，抗振性能好； 測溫范圍大； 機械強度高，耐壓性能好；,無固定裝置,固定法蘭式,固定螺紋式,活絡管接頭式,直型管接頭式,圖3.5 防爆型熱電偶 一覽圖,吹氣型熱電偶 通過吹進氮氣或其它氣體，將有害氣體送出保護管外，從而提高熱電偶壽命。是30萬噸合成氨裝置中不可缺少的測溫裝置。,另外，壓簧固定熱電偶、直角彎頭熱電偶、耐磨阻漏熱電偶等等,圖3.6 吹氣型熱電偶,(2) 補償導

12、線 解決參比端溫度的恒定問題。 補償導線要求：價格便宜，0100范圍內的熱電性質與要補償?shù)臒犭娕嫉臒犭娦再|幾乎完全一樣,圖3.7 補償導線連接圖,(3) 熱電偶參比端溫度補償（測量的準確性）,補償原理：工作端溫度，參比端0，熱電勢為,因此,參比端溫度補償方法：,計算法,冰浴法,機械調零法（動圈表調零法），等級1.0以上,補償電橋法：利用參比端溫度補償器,例如：用鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶測溫，熱電偶參比端溫度o =20，測得的熱電勢E（，o）=32.479mV。由K分度表中查得E（20，0）=0.798mV, 則 E（，0）= E（，20）+ E（20，0） =32.479 + 0.798=33.

13、277 mV 再反查K分度表，得實際溫度是800。,計算法舉例：,3.2.3 熱電阻,金屬熱電阻測溫原理是基于導體的電阻會隨溫度的變化而變化的特性。 熱電阻是利用物質在溫度變化時，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來測量溫度的。當阻值變化時，工作儀表便顯示出阻值所對應的溫度值。 常用熱電阻： 銅電阻和鉑電阻 熱電阻的結構形式：普通型、鎧裝型、專用型,熱電阻通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計算機等配套使用。直接測量各種生產過程中的-200C500C范圍內液體、蒸汽和氣體介質以及固體表面溫度。,無固定裝置熱電阻,固定螺紋式熱電阻,活動法蘭式熱電阻,固定螺紋錐式熱電阻,固定螺紋管接頭式熱電阻,活絡管接頭式熱電

14、阻,圖3.8,圖3.9 裝配式熱電阻,防噴式鎧裝熱電阻,扁接插式鎧裝熱電阻,防水式鎧裝熱電阻,圓接插式鎧裝熱電阻,補償導線式鎧裝熱電阻,圖 3.10,端面熱電阻適合于測量電廠汽輪機及電機軸瓦或其它機體表面溫度。,防腐熱電阻采用新型防腐材料，外包覆聚四氟乙烯F46，適合于石油化工各種腐蝕性介質中測溫。是氯堿行業(yè)的專用測溫儀表。,圖3.11 端面熱電阻,圖3.12 防腐熱電阻,微型熱電偶/熱電阻 適用于狹小場所的溫度測量與控制。是紡織、絳綸等行業(yè)業(yè)不可缺少的溫度測量裝置。 爐壁熱電偶/熱電阻 適合于電廠鍋爐爐壁，管壁及其它圓柱體表面測量。,微型熱電偶/熱電阻,特殊熱電偶/熱電阻,爐壁熱電偶/熱電阻

15、,圖3.13,半導體熱敏電阻測溫原理是基于某些半導體材料的電阻值隨溫度的變化而變化的特性。 NTC型：負溫度系數(shù)熱敏電阻，多數(shù)是此類 PTC型：正溫度系數(shù)熱敏電阻，用于位式溫度檢測 特點： 結構簡單、靈敏度高、體積小、熱慣性小。 缺點： 非線性嚴重、互換性差、測溫范圍窄,3.2.4 熱電偶、熱電阻的選用 (1)選用原則：較高溫度熱電偶 中低溫區(qū)熱電阻 一般以500為分界，但不絕對,原因有兩點： (1)在中低溫區(qū)，熱電偶輸出的熱電勢很小，對測量儀表放大器和抗干擾要求很高。 (2)由于參比端溫度變化不易得到完全補償，在較低溫度區(qū)內引起的相對誤差就很突出。 另外，還應注意工作環(huán)境，如環(huán)境溫度、介質性

16、質（氧化性、還原性、腐蝕性）等，選擇適當?shù)谋Ｗo套管、連接導線等。,(2)安裝,(1)選擇有代表性的測溫點位置，測溫元件有足夠的插入深度 (2)熱電偶或熱電阻的接線盒的出線孔應朝下，以免積水及灰塵等造成接觸不良，防止引入干擾信號。 (3)檢測元件應避開熱輻射強烈影響處。要密封安裝孔，避免被測介質溢出或冷空氣吸入而引入誤差。,圖3.14 熱電偶安裝,(3)使用 熱電偶： 參比端溫度補償 補償導線的極性不能接反 分度號應與配接的變送、顯示儀表分度號一致 在與采用補償電橋法進行參比端溫度補償?shù)膬x表（如電子電位差計、溫度變送器等）配套測溫時，熱電偶的參比端要與補償電阻感受相同溫度。,熱電阻： 分度號應與

17、配接的變送、顯示儀表分度號一致 采用三線制接法,熱電阻溫度變送器輸入熱電阻信號給輸入回路。輸入回路是一個不平衡電橋，熱電阻即為橋路的一個橋臂。如果是金屬熱電阻，由于連接熱電阻的導線存在電阻，且導線電阻值隨環(huán)境溫度的變化而變化，從而造成測量誤差，因此實際測量時采用三線制接法。所謂三線制接法，就是從現(xiàn)場的金屬熱電阻兩端引出三根材質、長短、粗細均相同的連接導線，其中兩根導線被接入相鄰兩對抗橋臂中，另一根與測量橋路電源負極相連。見下圖。由于流過兩橋臂的電流相等，因此當環(huán)境溫度變化時，兩根連接導線因阻值變化而引起的壓降變化相互抵消，不影響測量橋路輸出電壓的大小。,圖3.15,3.3 流量檢測,3.3.0

18、 基本概念,主要研究內容：,3.3.1 流量檢測的主要方法,3.3.2 速度式流量計（差壓式流量傳感器）,3.3.3 容積式流量計,3.3.4 質量流量計,3.3.5 流量儀表的選用,3.3.0 基本概念,流量（瞬時流量）：單位時間內流過管道某一截面的流體的數(shù)量。 累積流量（總流量）：某一時段內流過的流體的總合。瞬時流量在某一時段的累積量。,流量的表示方法：,質量流量(qm)：單位時間內流過某截面的流體的質量。 單位：(kg/s),體積流量(qv)：單位時間內流過某截面的流體的體積。(工作狀態(tài)下) 單位: (m3/s ) qm=qv 體積流量(qvn)：折算到標準的壓力和溫度下的體積流量。（標

19、準狀態(tài)下） qvn=qm/n qvn=qv/n,流體的密度受流體的工作狀態(tài)（如溫度、壓力）影響。 對于液體，壓力變化對密度的影響非常小，一般可以忽略不計。 溫度對密度的影響要大一些，一般溫度每變化10時，液體密度的變化約在1%以內，所以當溫度變化不是很大，測量準確度要求不是很高的情況下，往往也可以忽略不計。,對于氣體，密度受溫度、壓力變化影響較大，如在常溫常壓附近，溫度每變化10，密度變化約為3%；壓力每變化10kPa，密度約變化3%。 因此在測量氣體流量時，必須同時測量流體的溫度和壓力。為了便于比較，常將在工作狀態(tài)下測得的體積流量換算成標準狀態(tài)下（溫度為20，壓力為101 325 Pa）的體

20、積流量，用符號qVN表示，單位符號為Nm3/s。,生產過程中各種流體的性質各不相同，流體的工作狀態(tài)及流體的粘度、腐蝕性、導電性也不同，很難用一種原理或方法測量不同流體的流量。尤其工業(yè)生產過程，其情況復雜，某些場合的流體是高溫、高壓，有時是氣液兩相或液固兩相的混合流體。所以目前流量測量的方法很多，測量原理和流量傳感器（或稱流量計）也各不相同，從測量方法上一般可分為以下幾大類。,3.3.1 流量檢測的主要方法,(1) 測體積流量,容積法：在單位時間內以標準固定體積對流動介質連續(xù)不斷地進行度量，以排出流體的固定容積數(shù)來計算流量。容積法受流體流動狀態(tài)影響較小，適用于測量高粘度、低雷諾數(shù)的流體。雷諾數(shù)是

21、流體流動中慣性力與粘性力比值的量度,依據(jù)雷諾數(shù)的大小可以判別流動特征 如：橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、皮膜式流量計等,圖3.16 LC橢圓齒輪流量計,速度法：平均流速乘以管道截面積求得流體的體積流量。 測量平均流速的方法有：差壓式、電磁式、漩渦式、聲學式、熱學式、渦輪式 差壓式 又稱節(jié)流式，利用節(jié)流件前后的差壓和流速關系，通過差壓值獲得流體的流速； 電磁式 導電流體在磁場中運動產生感應電勢，感應電勢大小與流體的平均流速成正比；,旋渦式 流體在流動中遇到一定形狀的物體會在其周圍產生有規(guī)則的旋渦，旋渦釋放的頻率與流速成正比； 渦輪式 流體作用在置于管道內部的渦輪上使渦輪轉動，其轉動速度在一定流速范

22、圍內與管道內流體的流速成正比；,聲學式 根據(jù)聲波在流體中傳播速度的變化得到流體的流速； 熱學式 利用加熱體被流體的冷卻程度與流速的關系來檢測流速。,基于速度法的流量檢測儀表有: 節(jié)流式流量計、靶式流量計、彎管流量計、轉子流量計、電磁流量計、旋渦流量計、渦輪流量計、超聲流量計等。,YJLB型一體化節(jié)流式流量計,YJLB型一體化節(jié)流式流量計將節(jié)流裝置和差壓變送器做成一體，繼承了節(jié)流裝置的優(yōu)點，結構緊湊，成套性好，故障率低，使用安裝方便，動態(tài)特性好，提高了測量精度，可滿足各種流量測量的需要,圖3.17,圖3.18 靶式流量計,圖3.19 90度彎管流量計,測質量流量,直接法：直接測量質量流量?？评飱W

23、利力式流量計、量熱式流量計、角動量式流量計等。 間接法：測出體積流量和密度，經(jīng)過計算得到。主要有壓力溫度補償式質量流量計。,質量流量計是直接測量流體流過的質量。具有精度不受流體的溫度、壓力、密度、粘度等變化影響的優(yōu)點,圖3.20 SITRANS F C 科里奧利力質量流量計,3.3.2 速度式流量計,差壓流量計 差壓流量計（DPF）是一種使用歷史較悠久，實驗數(shù)據(jù)較完整的流量測量裝置。 它是以測量流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產生的靜壓差來顯示流量大小的一種流量計。 差壓流量計最基本的配置是由節(jié)流裝置、差壓信號管路和差壓計三個部分組成。 工業(yè)上最常用的節(jié)流裝置是已經(jīng)標準化的節(jié)流裝置（標準節(jié)流裝置），例如標準

24、孔板、噴嘴、文丘里利噴嘴和文丘里管。,(1) 節(jié)流裝置 充滿管道的流體流經(jīng)管道內節(jié)流件時，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，在節(jié)流件前后產生壓差，流體流量愈大，產生的壓差愈大，因而可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。 這種測量方法是以流動連續(xù)性方程（質量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）為基礎的，壓差大小不僅與流量還與其它許多因素有關，如節(jié)流裝置型式、流體的物理性質（密度、粘度等）以及雷諾數(shù)等。,標準節(jié)流元件 (a) 孔板； (b) 噴嘴； (c) 文丘里管,其中孔板最簡單又最為典型，加工制造方便，在工業(yè)生產過程中常被采用。 標準節(jié)流裝置按照規(guī)定的技術要求和試驗數(shù)據(jù)來設計、加

25、工、安裝，無需檢測和標定，可以直接投產使用，并可保證流量測量的精度。,測量原理 在管道中流動的流體具有動壓能和靜壓能，在一定條件下這兩種形式的能量可以相互轉換，但參加轉換的能量總和不變。 用節(jié)流元件測量流量時，流體流過節(jié)流裝置前后產生壓力差p(p=p1-p2)，且流過的流量越大，節(jié)流裝置前后的壓差也越大，流量與壓差之間存在一定關系。 ,當節(jié)流裝置形狀一定，測壓點位置也一定時，根據(jù)測得的壓差就可以求出流量: 體積流量： 質量流量： 流量的檢測是通過檢測節(jié)流裝置 前后壓差p，其壓差經(jīng)導壓管接 到差壓變送器，同時配有顯示儀 表將流量指示出來。,流量公式中的流量系數(shù)與節(jié)流裝置的結構形式、取壓方式、節(jié)流

26、裝置開孔直徑、流體流動狀態(tài)（雷諾數(shù)）及管道條件等因素有關。對于標準節(jié)流裝置，值可直接從有關手冊中查出。,標準孔板的三種取壓方式,差壓式流量檢測系統(tǒng),節(jié)流裝置是將被測流體的流量值變換成差壓信號p，節(jié)流裝置輸出的差壓信號由壓力信號管路輸送到差壓變送器（或差壓計）。 由流量基本方程式可以看出，被測流量與差壓p成平方根關系，對于直接配用差壓計顯示流量時，流量標尺是非線性的，為了得到線性刻度，可加開方運算電路或加開方器。 如差壓流量變送器帶有開方運算，變送器的輸出電流就與流量成線性關系。顯示儀表則顯示流量的大小。,要使儀表的指示值與通過管道的實際流量相符，必須做到以下幾點： （1）差壓變送器的壓差和顯示

27、儀表的流量標尺有若干種規(guī)格，選擇時應與節(jié)流裝置孔徑匹配。 （2）在測量蒸汽和氣體流量時，常遇到工作條件的密度與設計時的密度c不相同，這時必須對示數(shù)進行修正。,（3）顯示儀表刻度通常是線性的，測量值（差壓信號）要經(jīng)過開方運算進行線性化處理后再送顯示儀表。 （4）節(jié)流裝置應正確安裝。 （5）接至差壓變送器的壓差應該與節(jié)流裝置前后壓差相一致，這就需要正確安裝差壓信號管路。,差壓流量計的選用,選用標準節(jié)流裝置 要注意每一種節(jié)流件皆有管道直徑、直徑比、雷諾數(shù)、管道內壁粗糙度等限制值。 孔板制造簡單，價格便宜，是首選類型。 在同樣差壓下，經(jīng)典文丘里管比孔板和噴嘴的壓力損失要低46倍。經(jīng)典文丘里管要求的上游

28、側最短直管段長度比孔板、噴嘴和文丘里噴嘴少得多。 對腐蝕性流體或高速流體（如高壓蒸汽），孔板入口邊緣很快變鈍，流出系數(shù)發(fā)生偏移，采用有廓形節(jié)流件，如噴嘴、文丘里管，比較便宜。,由于噴嘴、文丘里管幾何形狀復制比孔板困難，未經(jīng)校準的流出系數(shù)不確定度較大，如果采取實流校準則流出系數(shù)不確定度可減少。 選用標準節(jié)流裝置無需個別校準。非標準節(jié)流裝置原則上要校準后才能使用。,正確選用節(jié)流裝置類型考慮因素 被測流體類型方面，是測液體、氣體還是蒸汽？是潔凈的還是臟污的？是否有腐蝕性或磨蝕性？ 被測流體壓力、溫度界限、密度、粘度等參數(shù)、是否脈動流等情況。 檢測件安裝條件，如管道內徑準確值、直管段長度、阻流件類型等

29、。 儀表性能要求，如精確度、范圍度、重復性等。 是用于計量還是自動控制？ 儀表安裝和運行費用。,正確選擇檢測件類型 臟污流用圓缺孔板、楔形孔板、偏心孔板。 要求低壓損，采用文丘里管或均速管。 低雷諾數(shù)用1/4圓孔板或錐形入口孔板。 寬范圍度用線性孔板。,差壓流量計的安裝使用,差壓式流量計的安裝要求包括管道條件、管道連接情況、取壓口結構、節(jié)流裝置上下游直管段長度以及差壓信號管路的敷設情況等。 節(jié)流件上下游直管段，包括節(jié)流件夾持環(huán)及流動調整器(如果使用時),節(jié)流件的安裝,節(jié)流件安裝的垂直度、同軸度及與測量管之間的連接都有嚴格的規(guī)定。 垂直度 節(jié)流件應垂直于管道軸線。 同軸度 節(jié)流件應與管道或夾持環(huán)

30、(采用時)同軸。 節(jié)流件前后測量管的安裝 離節(jié)流件2D以外，節(jié)流件與第一個上游阻流件之間的測量管，可由一段或多段不同截面的管子組成。,差壓信號管路的安裝,取壓口 取壓口一般設置在法蘭、環(huán)室或夾持環(huán)上 導壓管 導壓管的材質應按被測介質的性質和參數(shù)選用耐壓、耐腐蝕材料制造，其內徑及長度有建議值,介質為液體時： 差壓變送器應裝在節(jié)流裝置下面，取壓點應在工藝管道的中心線以下引出（下傾45左右），導壓管最好垂直安裝，否則也應有一定斜度。當差壓變送器放在節(jié)流裝置之上時，要裝置貯氣罐。,圖3. 25,介質為氣體時： 差壓變送器應裝在節(jié)流裝置的上面, 防止導壓管內積聚液滴，取壓點應在工藝管道的上半部引出。,圖

31、3. 26,介質為蒸汽時： 應使導壓管內充滿冷凝液，因此在取壓點的出口處要裝設凝液罐，其它安裝同液體。,圖3. 27,介質具有腐蝕性時： 可在節(jié)流裝置和差壓變送器之間裝設隔離罐，內放不與介質有互溶的隔離液來傳遞壓力，或采用噴吹法等。,輔助設備,差壓信號管路的輔助設備包括截斷閥、冷凝器、集氣器、沉降器、隔離器、噴吹系統(tǒng)等。 靠近節(jié)流件和冷凝器的信號管路上要安裝截斷閥。 冷凝器的容積應大于全量程內差壓儀表空間的最大容積變化的3倍。 在導壓管的最高點上安裝集氣器或排氣閥，以便定期收集和排出信號管路中的氣體，尤其當差壓儀表的安裝高于主管道時。 在導壓管的最低點應安裝沉降器或排污閥，以便定期收集和排出信

32、號管路中的積液。,用于高粘度、有腐蝕、易凍結、易析出固體物的被測流體，應采用隔離器和隔離液，使被測流體不與差壓儀表接觸，以免破壞儀表工作性能。 隔離器中隔離液的體積變化應大于差壓儀表在全量程范圍內工作空間的最大體積變化。 正負壓隔離器應裝在垂直安裝的導壓管上，并有相同高度。應確定隔離器中隔離液的最高液面和最低液面位置。,其他注意事項,差壓流量計標準規(guī)定的工作條件在現(xiàn)場要完全滿足比較困難，要估計偏離標準的程度，如果能進行適當?shù)难a償（修正）是最好的，否則要加大估計的測量誤差。 節(jié)流裝置安裝在現(xiàn)場長期運行后，無論管道或節(jié)流裝置都會發(fā)生一些變化，如堵塞、結垢、磨損、腐蝕等等。要定期檢查檢測件。 在節(jié)流

33、裝置設計計算任務書中的使用條件在儀表投用后發(fā)生變化，使被測介質的物性參數(shù)發(fā)生變化，這時要及時檢查工藝參數(shù)，對儀表進行修正或采取一些措施，如更換節(jié)流件，調整差壓變送器量程等。,靶式流量計,在流體通過的管道中，垂直于流動方向插上一塊圓盤形的靶。流體通過時對靶片產生推力，經(jīng)杠桿系統(tǒng)產生力矩。力矩與流量的平方近似成正比。靶式流量計適用于測量粘稠性及含少量懸浮固體的液體。,轉子流量計,根據(jù)轉子在錐形管內的高度來測量流量。利用流體通過轉子和管壁之間的間隙時產生的壓差來平衡轉子的重量，流量越大，轉子被托得越高，使其具有更大的環(huán)隙面積，也即環(huán)隙面積隨流量變化，所以一般稱為面積法。 它較多地利用于中、小流量的測

34、量，有配以電遠傳或氣遠傳發(fā)信器的類型。,渦輪流量計,根據(jù)渦輪的旋轉速度隨流量變化來測量流量。 渦輪安裝在非導磁材料制成的水平管段內，當渦輪受到流體沖擊而旋轉時，由導磁性材料制成的渦輪葉片通過磁電感應轉換器中的永久磁鋼時，由于磁路中的磁阻發(fā)生周期性變化，從而在感應線圈內產生脈動電勢，經(jīng)放大和整形后，獲得與流量成正比的脈沖頻率信號作為流量測量信息，再根據(jù)脈沖累計數(shù)可得知總量。 優(yōu)點是精度高，動態(tài)響應好，壓力損失較小，但是流體必須不含污物及固體雜質，以減少磨損和防止渦輪被卡。 適宜于測量比較潔凈而粘度又低的液體流量。,電磁流量計,工作原理：電磁感應。 導電液體在磁場中作垂直方向流動切割磁力線時，會產

35、生感應電勢E 。感應電勢與流速成正比。感應電勢由管道兩側的兩根電極引出。 特點：測量管內無活動及節(jié)流部件，是一段光滑直管，因此阻力損失極小。 合理選用襯里及電極材料，就可達到良好的耐腐蝕性和耐磨性，因此可測量強酸強堿溶液。 測量值不受液體密度、壓力、溫度及粘度的影響，動態(tài)響應快。 被測介質必須是導電性液體，最低導電率大于20s/cm，而且被測介質中不應有較多的鐵磁性物質及氣泡。,旋渦流量計,旋渦流量計又稱渦街流量計，其測量方法基于流體力學中的卡門渦街原理。把一個旋渦發(fā)生體（如圓柱體、三角柱體等非流線型對稱物體）垂直插在管道中，當流體繞過旋渦發(fā)生體時會在其左右兩側后方交替產生旋渦，形成渦列，且左

36、右兩側旋渦的旋轉方向相反。這種渦列就稱為卡門渦街。,在一定的雷諾數(shù)Re范圍內，體積流量qv與旋渦的頻率f成線性關系。只要測出旋渦的頻率f就能求得流過流量計管道流體的體積流量qv 。,旋渦流量計的輸出信號是與流量成正比的脈沖頻率信號或標準電流信號，可以遠距離傳輸，而且輸出信號與流體的溫度、壓力、密度、成分、粘度等參數(shù)無關。該流量計量程比寬，結構簡單，無運動件，具有測量精度高、應用范圍廣、使用壽命長等特點。,主要優(yōu)點與局限性,主要優(yōu)點： （1）渦街流量計結構簡單牢固，安裝維護方便。 （2）適用流體種類多，如液體、氣體、蒸汽以及部分混相流體。 （3）與差壓式、浮子式流量計比較，精確度較高，一般可達1

37、%R左右。 （4）范圍度寬達10:1或20:1。 （5）壓損小，約為孔板流量計的1/2-1/4。 （6）輸出與流量成正比的脈沖信號，適用于總量計量，無零點遷移。 （7）在一定雷諾數(shù)范圍內，輸出頻率信號不受流體物性（密度、粘度）和組分影響，儀表系數(shù)僅與漩渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關,可以在一種典型介質中校驗而適用于各種介質。,局限性： （1）渦街流量計不適用于低雷諾數(shù)（ReD2104）測量，在高粘度、低流速、小口徑情況下應用受到限制。 （2）管道有振動的場所應選用耐振檢測方式的儀表。 （3）漩渦分離的穩(wěn)定性受到流速分布畸變和旋轉流的影響，應根據(jù)上游側不同形式的阻流件配置足夠長的直管段，一般可參照

38、節(jié)流式差壓流量計的直管段長度要求安裝。 （4）與渦輪流量計相比，儀表系數(shù)較低，分辨率低，且口徑越大越低。一般應用于中小口徑（DN25300mm）。 （5）儀表在脈動流、混相流中應用尚缺試驗數(shù)據(jù)。,渦街流量計的選型,渦街流量計的選型和使用是用好流量計的關鍵環(huán)節(jié)。目前國內渦街流量計使用情況不是很理想的主要原因是選型不當，使流量計沒有工作于儀表流量范圍的中、上區(qū)域(儀表信號質量好，精度高，具有較好的抗振動性能)，有些由于管道沒有充滿介質，用戶不愿意縮管，甚至超出了所選流量計的使用范圍，無法測量。 渦街流量計的儀表口徑及規(guī)格要遵循以下原則進行選擇： （1）明確流體的名稱、組分; （2）明確工作狀態(tài)的最

39、大、常用、最小流量； （3）明確最高、常用、最低工作壓力和工作溫度； （4）工作狀態(tài)下介質的粘度。 （5）根據(jù)被測流體狀態(tài)的不同(液體、氣體、蒸汽)進行儀表流量范圍、口徑大小的計算與選擇。,渦街流量計的安裝及使用,(1)流量計前后要有足夠長度直管段。渦街流量計是一種速度式流量計，流體是否處于穩(wěn)流狀態(tài)是渦街流量計能否精確測量的先決條件。一般來說，渦街流量計應安裝在管道閥門的上游，其入口及出口的直管段長度應分別保證在10D和5D以上。,(2)當被測管道有彎頭、縮管、擴管等現(xiàn)象時，則應考慮保證更長的直管段。 (3)如果由于空間限制或管道口徑過大等原因，無法滿足直管段長度要求時，可以在渦街流量計的上游

40、管道中安裝流量均衡器，以便有效的校正流體流場，保證測量精度。但安裝均衡器后，會造成很小的壓力損失。 (4)在測量液體和氣體時為防止氣泡和液滴干擾，安裝位置參見圖。,（a）測量含液體的氣體流量儀表安裝 （b）測量含氣液體流量儀表安裝,（5）當需要對管道介質進行溫度及壓力測量時，測溫點及測壓點應選擇在渦街流量計的下游測。一般來說，測溫點應選在渦街流量計下游4D8D左右的地方，測壓點應選在渦街流量計下游3D5D的地方，這樣不會影響流體流場。 （6）應盡量安裝在遠離振動和電磁干擾較強的地方。當管道有振動時，可采取用焊接支架支撐管道、將渦街流量計軸向旋轉適當角度、調整渦街流量計觸發(fā)電平等方法，減少振動對

41、渦街流量計測量的影響。當電磁場強度較大時，可以采取給渦街流量計加裝屏蔽罩、渦街流量計的信號電纜使用屏蔽電纜、對渦街流量計采用單獨接地等方法，減少電磁干擾對渦街流量計測量的影響。,（7）超聲流量計 超聲波流量計是根據(jù)聲波在靜止流體中的傳播速度與流動流體中的傳播速度不同而工作的。當聲速和傳播距離L已知時，測出時差就能測出流體流速，進而求出流量。 超聲波流量計的最大特點是不接觸測量，由于其超聲波換能器可以安裝在管道外壁，不用破壞管道，不會對管道內流體的流動產生影響，特別適合于大口徑管道的液體流量檢測。但是流速沿管道的分布情況將影響測量結果，所測得的流速與管道實際平均流速之間有所差異，而且與雷諾數(shù)有關

42、，因此測量結果還需要修正。,3.3.3 容積式流量計,該流量計系直讀累積式流體流量計，是由裝有一對橢圓齒輪轉子的計量室、密封聯(lián)軸器（小口徑流量計采用靈敏度高的磁性聯(lián)軸器）和計數(shù)機構組成。 測得旋轉頻率就可求得體積流量。,3.3.4 質量流量計,(1)直接式質量流量傳感器科里奧利質量流量傳感器 科里奧利質量流量傳感器是利用流體在直線運動的同時， 處于一個旋轉系中，產生與質量流量成正比的科里奧利力而制成的一種直接式質量流量傳感器。 ,圖3-31 科里奧利力分析圖,當質量為m的質點在對P軸作角速度為旋轉的管道內移動時，如圖3-31所示，質點具有兩個分量的加速度及相應的加速度力： , 法向加速度: 即

43、向心加速度ar， 其量值為2r， 方向朝向P軸。 切向加速度: 即科里奧利加速度at, 其量值為2v，方向與ar垂直。由于復合運動，在質點的at方向上作用著科里奧利力為2vm，而管道對質點作用著一個反向力，其值為-2vm。,當密度為的流體以恒定速度v在管道內流動時，任何一段長度為x的管道都受到一個大小為Fc的切向科里奧利力， 即,Fc=2vAx,式中, A為管道的流通內截面積。 ,因為質量流量qm=vA，所以,Fc=2qmx,基于上式，如直接或間接測量在旋轉管道中流動流體所產生的科里奧利力就可以測得質量流量，這就是科里奧利質量流量傳感器的工作原理。,圖3-32 科里奧利質量流量傳感器結構原理圖

44、,然而，通過旋轉運動產生科里奧利力實現(xiàn)起來比較困難，目前的傳感器均采用振動的方式來產生，圖3-32是科里奧利質量流量傳感器結構原理圖。,流量傳感器的測量管道是兩根兩端固定平行的U形管，在兩個固定點的中間位置由驅動器施加產生振動的激勵能量，在管內流動的流體產生科里奧利力，使測量管兩側產生方向相反的扭曲。位于U形管的兩個直管管端的兩個檢測器用光學或電磁學方法檢測扭曲量以求得質量流量。,當管道充滿流體時，流體也成為轉動系的組成部分，流體密度不同，管道的振動頻率會因此而有所改變，而密度與頻率有一個固定的非線性關系，因此科里奧利質量流量傳感器也可測量流體密度。,推導式質量流量傳感器 推導式質量流量傳感器

45、實際上是由多個傳感器組合而成的質量流量測量系統(tǒng)，根據(jù)傳感器的輸出信號間接推導出流體的質量流量。 組合方式主要有以下幾種。 ,（1）差壓式流量傳感器與密度傳感器組合方式 差壓式流量傳感器的輸出信號是差壓信號，它正比于q2v，若與密度傳感器的輸出信號進行乘法運算后再開方即可得到質量流量。 即,（2） 體積流量傳感器與密度流量傳感器組合方式 能直接用來測量管道中的體積流量qv的傳感器有電磁流量傳感器、渦輪流量傳感器、超聲波流量傳感器等，利用這些傳感器的輸出信號與密度傳感器的輸出信號進行乘法運算即可得到質量流量。 即,K1qvK2=Kqm,（3）差壓式流量傳感器與體積式流量傳感器組合方式 差壓式流量傳

46、感器的輸出差壓信號p與q2v成正比，而體積流量傳感器輸出信號與qv成正比，將這兩個傳感器的輸出信號進行除法運算也可得到質量流量。 即,3.3.5 流量儀表的選用,儀表選型步驟如下 ： 明確是否真有必要安裝流量儀表。如果只是希望知道流體是否在管道中流動和大致的數(shù)量值，則選用廉價的流量指示器即可。 確定要安裝流量測量儀表進行初選。對候選儀表，從儀表性能、流體特性、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟因素方面進行綜合比較分析。 逐步淘汰不合適的候選儀表，直至最終留下一種合適的儀表作為選中儀表。,流量計選型考慮因素,3.4 壓力檢測,壓力是重要的工業(yè)參數(shù)之一，正確測量和控制壓力對保證生產工藝過程的安全性和經(jīng)濟性有

47、重要意義。壓力及差壓的測量還廣泛地應用在流量和液位的測量中。 ,3.4 壓力檢測,3.4.1 壓力單位及壓力檢測方法,主要研究內容：,3.4.2 常用壓力檢測儀表,3.4.3 壓力表的選用,3.4.1 壓力單位及壓力檢測方法 (1) 壓力單位 工程技術上所稱的“壓力”實質上就是物理學里的“壓強”，定義為均勻而垂直作用于單位面積上的力。其表達式為,式中: P壓力； F作用力； A作用面積。,國際單位制（SI）中定義：1牛頓力垂直均勻地作用在1平方米面積上形成的壓力為1“帕斯卡”。帕斯卡簡稱“帕”，單位符號為Pa。 其他的壓力單位“工程大氣壓”（即kgf/cm2）、 “毫米汞柱”（即mmHg）、

48、“毫米水柱”（即mmH2O）、物理大氣壓（即atm）等還在應用，換算關系見p40表3-6。,(2) 壓力的表示方法,絕對壓力 指作用于物體表面積上的全部壓力，其零點以絕對真空為基準，又稱總壓力或全壓力，一般用大寫符號P表示 大氣壓力 是指地球表面上的空氣柱重量所產生的壓力，以P0表示。 ,表壓力 這是指絕對壓力與大氣壓力之差，一般用p表示。測壓儀表一般指示的壓力都是表壓力，表壓力又稱相對壓力。 當絕對壓力小于大氣壓力時，則表壓力為負壓，負壓又可用真空度表示，負壓的絕對值稱為真空度。如測爐膛和煙道氣的壓力均是負壓。 差壓 任意兩個壓力之差稱為差壓。如靜壓式液位計和差壓式流量計就是利用測量差壓的大

49、小來知道液位和流體流量的大小的。,(3) 壓力的檢測方法,彈性力平衡方法：基于彈性元件的彈性變形特性。 彈性元件受到被測壓力作用而產生變形，而因彈性變形產生的彈性力與被測壓力相平衡。測出彈性元件變形的位移就可測出彈性力。此類壓力計有彈簧管壓力計、波紋管壓力計、膜式壓力計等。,重力平衡方法： 主要有活塞式和液柱式。 活塞式壓力計將被測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質量來進行測量的，測量精度高，測量范圍寬，性能穩(wěn)定可靠，一般作為標準型壓力檢測儀表來校驗其他類型的測壓儀表。 液柱式壓力計是根據(jù)流體靜力學原理，將被測壓力轉換成液柱高度進行測量的，最典型的是U型管壓力計，結構簡單且讀數(shù)直觀。,機械力平衡

50、方法：其原理是將被測壓力變換成一個集中力，用外力與之平衡，通過測量平衡時的外力來得到被測壓力。 機械力平衡方法較多用于壓力或差壓變送器中，精度較高，但結構復雜。,物性平衡方法：基于在壓力作用下測壓元件的某些物性發(fā)生變化的原理。 如電氣式壓力計、振頻式壓力計、光纖壓力計、集成式壓力計等。,(1)彈性式壓力表 彈性式壓力表是以彈性元件受壓后所產生的彈性變形作為測量基礎的。它結構簡單，價格低廉，現(xiàn)場使用和維修都很方便，又有較寬的壓力測量范圍，因此在工程中獲得了非常廣泛的應用。 ,3.4.2 常用壓力檢測儀表,彈性元件 采用不同材料、不同形狀的彈性元件作為感壓元件，可以適用于不同場合、不同范圍的壓力測

51、量。目前廣泛使用的彈性元件有彈簧管、波紋管和膜片等。,圖3-34 彈性元件示意圖,圖3-34給出了一些常用彈性元件的示意圖。其中波紋膜片和波紋管多用于微壓和低壓測量；單圈和多圈彈簧管可用于高、中、低壓和真空度的測量。,彈簧管壓力表 彈簧管壓力表在彈性式壓力表中更是歷史悠久，應用廣泛。 彈簧管壓力表中壓力敏感元件是彈簧管。彈簧管的橫截面呈非圓形（橢圓形或扁形），彎成圓弧形的空心管子，如圖15-35所示。 管子的一端為封閉，作為位移輸出端，另一端為開口，為被測壓力輸入端。當開口端通入被測壓力后，非圓橫截面在壓力p作用下將趨向圓形，并使彈簧管有伸直的趨勢而產生力矩，其結果使彈簧管的自由端由B移至B而

52、產生位移，,圖3-35 單圈彈簧管結構,圖3-36 彈簧管壓力表,(2)壓力傳感器,是能夠檢測壓力并提供遠傳信號的裝置。能夠滿足自動化系統(tǒng)集中檢測顯示和控制的要求。當壓力傳感器輸出的電信號進一步變換成標準統(tǒng)一信號時，又將它稱為壓力變送器。 應變片式： 壓電式： 壓阻式： 電容式： 集成式：,應變片式壓力傳感器,應變效應,當某些材料受到某一方向的壓力作用而發(fā)生變形時，內部就產生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上就產生符號相反的電荷；當壓力去掉后，又重新恢復不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應。具有壓電效應的材料稱為壓電材料。壓電材料種類較多，有石英晶體、人工制造的壓電陶瓷，還有高分子壓電薄膜等。,壓電式

53、壓力傳感器,1-絕緣體 2-壓電元件 3-殼體 4-膜片,壓阻元件是指在半導體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴散電阻。它是基于壓阻效應工作的，即當它受壓時，其電阻值隨電阻率的改變而變化。常用的壓阻元件有單晶硅膜片以及在N型單晶硅膜片上擴散P型雜質的擴散硅等，也是依附于彈性元件而工作。,壓阻式壓力傳感器,其測量原理是將彈性元件的位移轉換為電容量的變化。將測壓膜片作為電容器的可動極板，它與固定極板組成可變電容器。當被測壓力變化時，由于測壓膜片的彈性變形產生位移改變了兩塊極板之間的距離，造成電容量發(fā)生變化。,電容式壓力傳感器,它是將微機械加工技術和微電子集成工藝相結合的一類新型傳感器，有壓阻式、微

54、電容式、微諧振式等形式。 將差壓、靜壓和溫度同時測出，再送入微機系統(tǒng)經(jīng)過運算處理后就可以得到修正后的被測差壓值、靜壓值和溫度值。,集成式壓力傳感器,壓力表的選用主要包括儀表型式、量程范圍、精度和靈敏度、外形尺寸以及是否還需要遠傳和其他功能，如指示、記錄、報警、控制等。 選用的依據(jù)如下： (1) 必須滿足工藝生產過程的要求，包括量程和精度； (2) 考慮被測介質的性質，如溫度、壓力、粘度、腐蝕性、易燃易爆程度等； (3) 注意儀表安裝使用時所處的現(xiàn)場環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、電磁場、振動等。,3.4.3 壓力表的選用,3.5 物位檢測,3.5.0 基本概念,研究內容：,3.5.1 物位檢測的主要方法

55、和分類,3.5.2 常用物位檢測儀表差壓式液位計,3.5.3 物位檢測儀表的選用,3.5.0 基本概念,在容器中液體介質的高低叫液位，容器中固體或顆粒狀物質的堆積高度叫料位。測量液位的儀表叫液位計，測量料位的儀表叫料位計，測量兩種密度不同的液體介質分界面的高低（界位）的儀表叫界面計。上述三種儀表統(tǒng)稱為物位計。 物位開關：在物位檢測中，有時不需要對物位進行連續(xù)測量，只需要測量物位是否達到上線、下限或某個特定的位置，這種定點測量用的儀表被稱為物位開關。一般用來監(jiān)視、報警、輸出控制信號。,3.5.1 物位檢測的主要方法和分類,按工作原理主要有以下幾種類型： 直讀式：根據(jù)流體的連通性原理來測量液位。

56、靜壓式：壓力式和差壓式。根據(jù)液柱或物料堆積高度變化對某點上產生的靜（差）壓力的變化的原理測量物位。 浮力式：它根據(jù)浮子高度隨液位高低而改變或液體對浸沉在液體中的浮筒（或稱沉筒）的浮力隨液位高度變化而變化的原理來測量液位。前者稱為恒浮力式，后者稱為變浮力式。 電氣式：根據(jù)把物位變化轉換成各種電量變化的原理來測量物位。 輻射式：根據(jù)同位素射線的核輻射透過物料時，其強度隨物質層的厚度變化而變化的原理來測量液位。 另外還有：聲學式、光學式、射線式微波式、 激光式、 射流式、 光纖維式等等,3.5.2 常用物位檢測儀表差壓式液位計,圖3-41 差壓傳感器測量液位原理圖,設被測介質的密度為，容器頂部為氣相

57、介質，氣相壓力為pA，pB是液位零面的壓力， p1是取壓口的壓力，根據(jù)靜力學原理可得,因此，差壓變送器正負壓室的壓力差為,液位測量問題就轉化為差壓測量問題了。 但是，當液位零面與檢測儀表的取壓口不在同一水平高度時，會產生附加的靜壓誤差。就需要進行量程遷移和零點遷移。,(1)取壓點與液位零面在同一水平面,圖3.42 液位測量的正遷移,如圖所示，當差壓變送器的取壓口低于容器底部的時候，差壓變送器上測得的差壓為,為了使液位的滿量程和起始值仍能與差壓變送器的輸出上限和下限相對應，就必須克服固定差壓gh0的影響，采用零點遷移就可實現(xiàn)。,(2)取壓口低于容器底部,因為：,所以：,在無遷移情況下，實際測量范

58、圍是0（h0g +hmaxg），原因是這種安裝方法時P多出一項 h0g。當h=0時，P= h0g，因此P020KPa 。為了遷移掉h0g，即在h=0時仍然使P0=20KPa ，可以調整儀表的遷移彈簧張力。由于h0g作用在正壓室上，稱之為正遷移量。遷移彈簧張力抵消了h0g在正壓室內產生的力，達到正遷移的目的。 由于gh00，所以稱為正遷移。 量程遷移后，測量范圍為0hmaxg，再通過零點遷移，使差壓式液位計的測量范圍調整為h0g（h0g +hmaxg）。,圖3.43 液位測量的負遷移,當被測介質有腐蝕性時，差壓變送器的正、負壓室之間就需要裝隔離罐，如果隔離液的密度為1 (1 )，則,(3)介質有

59、腐蝕性時,因為：,所以：,對比無遷移情況，P多了一項壓力-（h1- h0）1g，它作用在負壓室上，稱之為負遷移量。當h=0時，P= -(h1- h0)1g ，因此P020KPa 。為了遷移掉-(h1- h0)1g的影響，可以調整負遷移彈簧的張力來進行負遷移以抵消掉-(h1- h0)1g在負壓室內產生的力，以達到負遷移的目的。 遷移調整后，差壓式液位計的測量范圍調整為 -(h1- h0)1ghmaxg-(h1- h0)1g,將上式變?yōu)椋?由于,所以稱為負遷移。,利用差壓式液位計還可以測量液體的分界面，如下圖所示。 液位計正、負壓室受力情況如下： P1 = h02g +（h1+h2）1g P2=（h2+h1+h0）1g P= P1 P2 = h0 g（2 -1） 由于（2 -1）