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•《仪表基础知识》•仪表的概念：仪表一般只是用来指示数据用的仪器•化工仪表：化工自动化仪表的简称，对化工、炼油等生产过程中的各种变量(温度、压力、液位、流量、成分等)进行自动检测、显示和控制的仪表。•传感器：接受输入变量的信息，并按一定规律将其转换为同种或别种性质输出变量的装置。，•变送器：当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器•过程参数检测-----指连续生产过程中的温度、压力、流量、液位和成分等参数的检测。•检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。•一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表，即为检测元件。•二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。仪表发展已有悠久的历史。据《韩非子·有度》记载，中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪器在很长的历史时期中多属用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。•17～18世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到了发展。•19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。•随着社会进步和科学技术的发展，自动化装置在生产过程中得到广泛的应用。早期的仪表控制是生产装置的眼睛和耳朵。而对于现代化工厂的自动化装置已不仅仅是工厂的眼睛和耳朵，而现在已成为工厂的大脑、神经和手、脚。随着电子技术、计算机技术、控制技术、网络技术的发展，自控技术得到了长足的发展，已成为化工企业提高企业效益和工作效益的有效手段，它是经营管理、企业管理，操作管理、运转管理、运转控制等方面的集成，是社会现代化、科学技术进步的重要标志。仪表及自控系统在化工装置中占有重要而关键的地位，工艺介质及装置设备的运行状况如流量、温度、压力、转速、振动等参数都由仪表及自控系统进行自动检测、显示、控制和保护联锁。因此，仪表性能及工作状况的好坏，直接影响到工艺介质及装置设备的运行，以至影响到工艺介质及装置设备的安全运行和经济效益。•下面就简单介绍一下电动单元组合仪表的几个单元•电动单元组合仪表共分为八大单元：变送单元、转换、调节、给定、运算、辅助、显示、执行单元。一、生产过程几大参数及常用检测仪表1、温度及常用检测仪表温度是用来表征工艺介质、工艺设备、管线、容器、炉膛冷热程度的一大参数。常用单位：℃KA、热膨胀式温度计：玻璃棒（酒精、水银），直读式。B、双金属温度计（万向型）：也是膨胀原理，直读式。C、热电阻温度计：常用的有PT100、Cu50，远传式。.即0℃时CU的电阻为50欧姆，铂的电阻为100欧姆。电阻随温度的升高而升高，成正比例关系。D、热电偶：西贝克电动势，远传式，输出mV信号。常用：E镍络－康铜、K镍络－镍硅、B铂铑－铂原理：两种不同金属材质的热电特性不同，有一定电势差，其差值与温度成正比。双金属温度计.1.1、双金属温度计双金属温度计的测温元件由两种不同膨胀系数彼此牢固结合的金属片制成的。它是一种适合中、低温现场检测的仪表。可直接测量气体或液体的温度。精度等级较低：1.0、1.5、2.5，主要用于现场指示。其中电接点双金属温度计是带有报警输出的。带电接点的双金属温度计1.2铂电阻温度计铂电阻是铂丝制成的测温元件。它是利用铂金属的电阻值变化而变化的特性来测量温度的。常用的分度号为PT100。PT100即表示热电阻在0℃时的阻值：R为100ΩPT100的测量范围及精度测量范围：-200--+850℃，适用于500℃以内温度的测量。精度：A级△T＝（0.15+2.0*10-2T)B级△T＝（0.3+5.0*10-2T)其中：T为被测量温度的绝对值℃允许通过电流：≤5mA绝缘电阻：电阻元件与保护管之间的绝缘电阻≮100MΩ热电阻按结构可分为：组装式和铠装式热电阻保护套管及热电阻芯1.3热电偶热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热电势随温度变化的特性来测量温度的。由于热电偶具有结构简单、使用方便、测量范围宽、便于远距离传送和集中检测等特点，因而在工业生产中得以广泛使用。热电偶的热电特性由电极材料的化学成分和物理性能所决定，热电势的大小与组成热电偶的材料及两端温度有关，与热电偶的粗细无关。热电偶的测温范围及精度热电偶类别分度号无差等级III误差值{±}测量范围误差值{±}测量范围镍铬-镍硅（镍铝）K1.5℃或0.4％T-40-1000℃2.5℃或0.75％T-40-1200℃镍铬-铜镍（康铜）E-40-800℃-40-900℃铁-铜镍（康铜）J-40-750℃-40-750℃铜-铜镍（康铜）T0.5℃或0.4％T-40-350℃1℃或0.75％T-40-350℃铂铑10-铂S1℃或1+0.003（T-1000）0-1600℃1.5℃或0.25％T0-1600℃铂铑13-铂R0-1600℃0-1600℃铂铑30-铂铑6B---600-1700℃表中T为被测温度的绝对值℃，测温范围是指热偶丝，不包括保护套管。绝缘电阻：热电偶与其保护套管之间的绝缘电阻应不小于5MΩ（100V）在工业生产中利用热电偶来测量温度通常要使用到补偿导线，各种分度号的热电偶使用的补偿导线是不相同的，根据说明选用。测温元件在管道上、设备上安装时，固定方式有两种：螺纹连接、法兰连接。•热电偶铠装热电偶芯•热电偶故障造成的几次紧急停车生产事故•A、转化炉集气管测温热电偶套管断裂，造成转化气泄漏着火；•B、转化炉盲三通热电偶因插入深度没有达到中心线，实测温度显示偏低，造成二段转化炉超温，废锅、二段炉损坏；2、物位及常用检测仪表用来表达容器内储存物质表面高低位置的参数。A、钢带液位计：油罐、水塔B、玻璃（管）板液位计：容器液位C、磁浮子液位计：润滑油箱D、同位素液位计：高压容器E、浮球液位计：塔底液面F、浮筒液位计：容器液位G、差压式液位计：量程大于2米的容器H、磁伸缩液位计：容器液位I、超声波液位计：常温开口容器J、雷达液位计：精密测量导波雷达：介电常数大于1.3的液位测量是替代浮筒液位计的新型仪表K、射频导纳液位计：界面测量L、静压式液位计：开口水箱电浮筒是根据阿基米德原理工作的，当液位变化时，浮筒（宽度是沉筒）所受浮力变化，通过支点，使扭力管受力作用后产生扭变，检测元件检测出后，变送器功能模块电路将测量信号经缓冲、放大和电压/电流变换后，输出4～20mA标准电流信号，此时与作用在浮筒上的浮力成正比例变化。钢带浮子式液位计罐内有浮子，有导向绳外壁常见的有两种液位指示一种为带磁性的摆锤。带磁翻板指示。还一种是能够直接显示高度的带数字的钢带。导波雷达和音叉开关3、压力及常用检测仪表3.1压力表实验室所使用的标准压力表精度较高，而在生产装置中管道上或容器、机泵进出口等设备上作为现场指示的压力表精度都比较低，而这类压力表根据传统习惯归工艺管理，它们包括：全不锈钢压力表、不锈钢耐震压力表、膜片耐震压力表、隔膜压力表、化学密封压力表。对上述所说到的压力表应进行以下检查：A、零点示值检查（I）有零值限止钉的压力表，其指针应紧靠在限止钉上。（II）无零值限止钉的压力表，起指针须在零值分度线上。B、示值检查（I）压力表指针的移动，在全分度范围内应平稳，不得有跳动或卡住现象。（II）在轻敲表壳后，其指针值变动量不得超过最大允许基本误差的1/2。现场指示型压力表在测量稳定压力时，可在测量上限值的1/3-2/3范围内使用，在测量交变压力表，则应不大于测量上限值的1/2为宜，对于在瞬间的测量时，允许使用在测量上限值的3/4。3.2压力表：我们常用的两种压力表1)一般压力表（弹簧管）一般压力表适用测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。2)隔膜压力表隔膜压力表采用间接测量结构，适用于测量粘度大、易结晶、腐蚀性大、温度较高的液体、气体或颗粒状固体介质的压力。隔离膜片有多种材料，以适应各种不同腐蚀性介质。3.3双波纹管差压计常用于气体流量测量3.4差压变送器：电容式扩散硅压阻式单晶硅谐振硅式3.5压力变送器：可测量表压、绝压、真空3.6压力变送器工作原理压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号，送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC的输出信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压力检测仪表。压力变送器的工作原理如下：3.6压力开关压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保护系统中。压力开关的主要技术指标包括以下内容：（1）设定值控制范围（2）控制精度（3）控制方式：一位式或二位式（4）触点容量：380VAC\2A或220VAC\3A（6）使用环境：温度-25-70℃。相对湿度不大于85％。3.7差压开关差压开关是一种差压控制仪表，与压力开关类似。差压开关的主要技术指标：（1）设定值控制范围（2）控制精度（3）触点容量（4）使用环境4、流量及检测仪表流量是表征生产过程中所传送物料数量的数。一般分为重量流量和体积流量KG/h、M3/hA、孔板：前后差压与流量成正比B、转子流量计（变截面积）：转子的高度与流量成正比C、楔形流量计：前后差压与流量成正比。适用于介质粘度大、易结晶、易结焦、有颗粒的场合。D、靶式流量计：靶受介质冲击发生位移，其大小与流量成正比。E、超声波流量计：F、质量流量计：克利奥里力原理，测量精度高，用于交接。G、电磁流量计：法拉第电磁感应原理H、阿牛巴流量计：差压法，主要用于测量蒸汽流量。I、托巴管流量计：差压法，主要用于大口径水、污水、蒸汽的测量J、旋涡流量计：根据漩涡发生体后产生的漩涡数量，测量流量。K、腰轮流量计：根据腰轮转动的频率测量流量。对介质洁净度要求高。L、刮板流量计：根据刮板转动的频率测量流量。M、涡轮流量计：根据涡轮转动的频率测量流量。N、螺杆流量计：根据螺杆转动的频率测量流量。有单、双螺杆。孔板是测量流量的差压发生装置，配合各种差压变送器可测量管道中各种流体的流量，孔板计算采用国际标准，节流装置结构易于复制，简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉。一体型孔板安装更简单，无须引压管，可直接接差压变送器转子流量计具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道直径D150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计楔形流量计.靶式流量计的特点安装简单方便，极易维护；压力损失小，可根据实际需要更换阻流件（靶片）而改变量程；.•超声波流量计可做非•接触式测量，无压力•损失;可测量非导电•性液体,对无阻挠测量•的电磁流量计是一种•补充。缺点:传播时间•法只能用于清洁液体•和气体;而多普勒法只•能用于测量含有一定•量悬浮颗粒和气泡的•液体;多普勒法测量•精度不高。电磁流量计特点●测量管无阻碍流动部件、无压损、直管段要求较低。●测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。●适用于导电率5us/cm的流体流量测量●量程比大，达1：20，满量程流速范围可0.5m/s-10m/s范围自由选定涡街流量计主要用于气体、液体、蒸气等多种介质的流量测量，特点是压力损失小，量程范围大，精度高，无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。阿牛巴流量计（又称笛形均速管流量计）与差压变送器配套使用，可准确测量管道中的多种液体、气体和蒸汽（过热蒸汽和饱和蒸汽）的流量，精度高、压力损失小、安装方便等优点，并有逐渐取代孔板的趋势质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。由于变送器是以单片机为核心的智能仪表，因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用