仪表精选知识与选型

仪表精选知识与选型仪表在工业生产过程中，起着对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的重要作用。工艺生产过程的检测是了解和控制工业生产的基本手段，只有在任何时刻都能准确地了解工艺过程的全貌，并进行控制，才能保证生产过程顺利，并以高的生产率、小的消耗生产出合格的产品。1自动化仪表选型的一般原则检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则如下：1.工艺过程的条件工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。2.操作上的重要性各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。3.经济性和统一性仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。4.仪表的使用和供应情况选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。2温度仪表的选型一、一般原则1.单位及标度（刻度）温度仪表的标度（刻度）单位，统一采用摄氏温度（℃）。2.检出（测）元件插入长度插入长度的选择应以检出（测）元件插至被测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则。但在一般情况下，为了便于互换，往往整个装置统一选择一至二挡长度。在烟道、炉膛及带绝热材料砌体设备上安装时，应按实际需要选用。检出（测）元件保护套材质不应低于设备或管道材质。如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀（如铠装热电偶），应另加保护套管。安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关、温度检出（测）元件和变送器等，应选用防爆型。二、就地温度仪表的选型1.精确度等级一般工业用温度计：选用1.5级或1级。精密测量和实验室用温度计：应选用0.5级或0.25级。2.测量范围最高测量值不大于仪表测量范围上限值的90％，正常测量值在仪表测量范围上限值的1／2左右。压力式温度计测量值应在仪表测量范围上限值的1／2～3／4之间。3.双金属温度计在满足测量范围、工作压力和精确度的要求时，应优先选用。表壳直径一般选用φ100mm，在照明条件较差、位置较高及观察距离较远的场所，应选用φ150mm。仪表外壳与保护管连接方式，一般应选用万向式，也可以按照观测方便的原则选用轴向式或径向式。4.压力式温度计适用于－80℃以下低温、无法近距离观察、有振动及精确度要求不高的就地或就地盘显示。5.玻璃温度计仅用于测量精确度较高、振动较小、无机械损伤、观察方便的特殊场合。但是，由于汞害，不宜使用玻璃水银温度计。6.基地式仪表就地或就地盘装测量、控制（调节）仪表，宜选用基地式温度仪表。7.温度开关适用于温度测量需要接点讯号输出的场合。三、集中温度仪表的选型1.检出（测）元件（1）根据温度测量范围，选用相应分度号的热电偶、热电阻或热敏电阻。（2）热电偶适用于一般场合。热电阻适用于无振动场合。热敏电阻适用于要求测量反应速度快的场合。（3）根据测量对象对响应速度的要求，可选用下列时间常数的检出（测）元件：热电偶：600s、100s和20s三级；热电阻：90～180s、30～90s、10～30s和＜10s四级；热敏电阻：＜1s。（4）根据使用环境条件，按下列原则选用接线盒：普通式：条件较好的场所；防溅式、防水式：潮湿或露天的场所；隔爆式：易燃、易爆的场所；插座式：仅适用于特殊场合。（5）一般情况可选用螺纹连接方式，对下列场合应选用法兰连接方式：在设备、衬里管道和有色金属管道上安装；结晶、结疤、堵塞和强腐蚀性介质：易燃、易爆和剧毒介质。（6）在特殊场合下使用的热电偶、热电阻：温度高于870℃、氢含量大于5％的还原性气体、惰性气体及真空场合，选用钨铼热电偶或吹气热电偶；设备、管道外壁和转体表面温度，选用表面或铠装热电偶、热电阻；含坚硬固体颗粒介质，选用耐磨热电偶；在同一个检出（测）元件保护套管中，要求多点测温时，选用多点（支）热电偶；为了节省特殊保护管材料（如钽），提高响应速度或要求检出（测）元件弯曲安装时，可选用铠装热电偶。2.变送器与接受标准信号显示仪表配套的测量或控制系统，选用变送器。在满足设计要求的情况下，推荐选用测量和变送一体化的变送器。3.显示仪表（1）单点显示选用一般指示仪，多点显示宜选用数字式指示仪，要求查阅历史数据的，宜选用一般记录仪。（2）信号报警系统，宜选用带接点讯号输出的指示仪或记录仪。（3）多点记录宜选用中型记录仪（如30点记录仪）。4.附属设备的选型（1）当多点共用一台显示仪表时，应选用质量可靠的切换开关。（2）采用热电偶测量1600℃以下的温度，当冷端温度变化使测量系统不能满足精确度要求，而配套显示仪表又无冷端温度自动补偿功能时，应选用冷端温度自动补偿器。（3）补偿导线a.根据热电偶的支数、分度号和使用环境条件，应选用符合要求的补偿导线或补偿电缆。b.按使用环境温度选用不同级别补偿导线或补偿电缆：－20～＋100℃选用普通级；－40～＋250℃选用耐热级。c.有间断电加热或强电、磁场的场所，应选用屏蔽补偿导线或屏蔽补偿电缆。d.补偿导线的截面积，应按其敷设长度的往复电阻值，以及配套显示仪表、变送器或计算机接口允许输入外部电阻来确定。3压力仪表的选型一、压力表的选择1.按照使用环境和测量介质的性质选择（1）在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合，宜选用密闭式全塑压力表。（2）稀硝酸、醋酸、氨类及其它一般腐蚀性介质，应选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压力表。（3）稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质，应选用膜片压力表或隔膜压力表。其膜片或隔膜的材质，必须根据测量介质的特性选择。（4）结晶、结疤及高粘度等介质，应选用膜片压力表。（5）在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。（6）在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应选用防爆电接点压力表。（7）下列测量介质应选用专用压力表：气氨、液氨：氨压力表、真空表、压力真空表；氧气：氧气压力表；氢气：氢气压力表；氯气：耐氯压力表、压力真空表；乙炔：乙炔压力表；硫化氢：耐硫压力表；碱液：耐碱压力表、压力真空表。2.精确度等级的选择（1）一般测量用的压力表、膜盒压力表和膜片压力表，应选用1.5级或2.5级。（2）精密测量和校验用压力表，应选用0.4级、0.25级或0.16级。3.外型尺寸的选择（1）在管道和设备上安装的压力表，公称直径为φ100mm或φ150mm。（2）在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表，公称直径为φ60mm。（3）安装在照度较低、位置较高以及示值不易观测场合的压力表，公称直径为φ200mm或φ250mm。4.测量范围的选择（1）测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的2／3～1／3。（2）测量脉动压力（如：泵、压缩机和风机等出口处压力）时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1／2～1／3。（3）测量高、中压力（大于4MPa）时，正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的1／2。5.单位及标度（刻度）（1）压力仪表一律使用法定计量单位。即：帕（Pa）、千帕（kPa）和兆帕（MPa）。（2）对于涉外设计项目和引进仪表，可以采用国际通用标准或相应的国家标准。二、变送器、传感器的选择（1）以标准信号（4～20mA）传输时，应选用变送器。（2）易燃、易爆场合，应选用气动变送器或防爆型电动变送器。（3）结晶、结疤、堵塞、粘稠及腐蚀性介质，应选用法兰式变送器。与介质直接接触的材质，必须根据介质的特性选择。（4）使用环境较好、测量精确度和可靠性要求不高的场合，可以选用电阻式、电感式远传压力表或霍尔压力变送器。（5）测量微小压力（小于500Pa）时，可选用微差压变送器。三、安装附件的选择（1）测量水蒸汽和温度大于60℃的介质时，应选用螺旋型或U型弯管。（2）测量易液化的气体时，若取压点高于仪表，应选用分离器。（3）测量含粉尘的气体时，应选用除尘器。（4）测量脉动压力时，应选用阻尼器或缓冲器。（5）在使用环境温度接近或低于测量介质的冰点或凝固点时，应采取绝热或伴热措施。（6）下列场合应选用仪表保护（温）箱。露天安装的压力开关和变送器。在有严重大气腐蚀、多粉尘和其它有害物质的厂房内安装的压力开关和变送器。4流量仪表的选型一、一般原则1.刻度选择仪表刻度宜符合仪表刻度模数的要求，当刻度读数不是整数时，为读数换算方便，也可按整数选用。（1）方根刻度范围最大流量不超过满刻度的95％；正常流量为满刻度的70％～85％；最小流量不小于满刻度的30％。（2）线性刻度范围最大流量不超过满刻度的90％；正常流量为满刻度的50％～70％；最小流量不小于满刻度的10％。2.仪表精确度用作能源计量的流量计，应符合《企业能源计量器具配备和管理通则（试行）》的规定。（1）用于燃料进出厂结算的计量，±0.1％；（2）用于车间班组、工艺过程的技术经济分析的计量，±0.5％～2％；（3）用于工业及民用水的计量，±2.5％；（4）用于包括过热蒸汽和饱和蒸汽的蒸汽计量，±2.5％；（5）用于天然气、瓦斯及家用煤气的计量，±2.0％；（6）用于重点用能设备及工艺过程控制的油的计量，±1.5％；（7）用于工艺过程控制的其它含能工质（如压缩空气、氧、氮、氢、水等）的计量，±2％。3.流量单位体积流量用m3/h、l/h；质量流量用kg/h、t/h；标准状态下气体体积流量用Nm3/h（0℃，0.1013MPa）。二、一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型1.差压式流量计（1）节流装置①标准节流装置一般流体的流量测量，应选用标准节流装置（标准孔板、标准喷咀）。标准节流装置的选用，必须符合GB2624-8l的规定或国际标准ISO5167-1980。如有新的国家标准规定，应执行新规定。②非标准节流装置符合下列条件者，可选用文丘里管：要求低压力损耗下的精确测量；被测介质为干净的气体、液体；管道内径在100～800mm范围；流体压力在1.0MPa以内。符合下列条件者，可选用双重孔板：被测介质为干净气体、液体；雷诺数大于（等于）3000、小于（等于））300000范围内。符合下列条件者，可选1／4圆喷嘴：被测介质为干净气体、液体；雷诺数大于200、小于100000范围内。符合下列条件者，可选圆缺孔板：被测介质在孔板前后可能产生沉淀物的脏污介质（如高炉煤气、泥浆等）；必须具有水平或倾斜的管道。③取压方式的选择应考虑整个工程尽量采用统一的取压方式。一般采用角接取压或法兰取压方式。根据使用条件和测量要求，可采用径距取压等其它取压方式。（2）差压变送器差压范围的选择差压范围的选择应根据计算确定，一般情况下根据流体工作压力高低不同宜选：低差压：6kPa，10kPa；中差压：16kPa，25kPa；高差压：40kPa，60kPa。（3）提高测量精确度的措施温度压力波动较大的流体，应考虑温度压力补偿措施；当管道直管段长度不足或管道内产生旋转流时，应考虑流体校正措施，增选相应管径的整流器。（4）特殊型差压流量计①蒸汽流量计饱和蒸汽的流量，当要求的精确度不高于2.5级，并为就地或远传积算时，可采用蒸汽流量计。②内藏孔板式流量计无悬浮物的洁净液体、蒸汽、气体的微小流量测量，当量程比不大于3∶l，测量精度要求不高，管道通径DN＜50mm时，可选用内藏孔板流量计。测蒸汽时，蒸汽温度不大于120℃。2.面积式流量计当要求精度不高于1.5级，量程比不大于10∶1时，可选用转子流量计。（1）玻璃转子流量计中小流量、微小流量，压力小于1MPa，温度低于100℃