仪表培训精46584PPT课件

仪表基础知识培训教材,2010年06月,目录：,-1-,一、误差,误差不可以避免,只能降低而错误是可以避免的,误差错误,误差的定义及分类,仪表超差的理解,3、园区常见仪表的精度等级:,二、压力测量,P绝压(绝对零压为基准来表示的压力),P表压(以大气压为基准来表示的压力),P负压（真空度）被测流体的绝对压力低于大气压时压力表测得的压力,P绝压,1大气压力线,绝对零压(绝对真空下的压力),2.1表压、绝对压力、负压（真空度）的关系,2.2压力测量基本知识,法定计量单位是Pa，1Pa=1N/m2，压力的法定工程单位还有：MPa、kPa、,非法定工程单位：kgf/cm2、atm、mmH2O、mmHg、bar等,2.3应用中注意事项,三、流量测量,3.1园区常见的几大流量测量仪表,3.1.1差压式流量计,充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,流束将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生差压.流体流量愈大,产生的差压愈大,这样可依据差压来测量流量的大小.这种方法是以流体连续性方程(质量守恒定律)和伯努力方程(能量守恒定律)为基础的.,3.1.1.1测量原理（以标准孔板为例）：,3.1.1.2孔板节流装置流量计的应用,3.1.1.3孔板节流装置流量计的使用,3.1.1.4差压式流量计的投用与停用方法,3.1.1.5仪表三阀组的操作,3.1.1.5差压变送器的使用,又称浮子流量计，是恒压降变流通截面积流量计的一种，由一个锥形管和一个置于锥形管内可以上下自由移动的转子(也称浮子)构成。,3.1.2转子流量计,当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，这样在转子上、下游之间产生压力差，转子在压力差的作用下上升，这时作用在转子上的力有四个:流体对转子的动压力(W)、转子在流体中的浮力(F)和转子自身的重力(G)及粘性力(N)(一般不适合高粘度介质,所以不考虑)。转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴。当三个力达到平衡(G=F+W)时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随流体流速的大小而变化的。因此当流体流速变大或变小时，转子将做向上或向下的移动，相应位置的截面积也发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。,3.1.2.1测量原理,3.1.2.2使用常识,1、流量变动而浮子或指针移动呆滞？,?,可能是由于卡塞所致（浮子和导向轴，指示部分连杆或指针卡住，磁耦合的磁铁磁性下降）。远传型金属管转子流量计其远传部分是靠磁性与转子耦合的，若介质中含有易被磁性物质吸附的小颗粒，则转子易被磨损和卡塞，造成测量不准或无法测量，解决的办法是在前面加装磁过滤器。,2、实际流量与指示值不一样？,?,可能是由于浮子或锥管腐蚀、导致面积变化。浮子或锥管内有赃污异物，流体物性（密度，温度，压力）变化等等。,3.1.2.3故障判断,在流体中设置旋涡发生体(阻流体)，从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街,如图所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式：f=StU1/d=StU/md式中U1旋涡发生体两侧平均流速，m/sSt斯特劳哈尔数m旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比,3.1.3涡街流量计,3.1.3.2特点,3.1.3.3涡街流量计的安装使用要求,质量流量计测量的是流体的质量流量，不受流体温度、压力、密度等参数变化的影响，且测量精度很高（可达0.1%），无直管段要求，故在一些要求进行精确测量和严格控制进料的场合以及用于贸易结算进行计量的时候，常常使用质量流量计进行流量测量，但因其价格昂贵使用面不是太广。,3.1.4质量流量计,利用科里奥利加速度理论制成的流量计。当一定的质量流体流过振动的管道时，会产生使管道弯曲和扭曲的科氏力。这些微小的管道变形被安装在最佳位置处的传感器检测出来并进行电子评估。由于传感器测得的相位迁移信号与质量流量成正比，科里奥利质量流量计可以直接测量质量流量。测量与流体的密度、温度、粘度、压力及电导率无关。测量管道始终以共振的方式振动。在工作条件下，这个共振频率是测量管道几何形状、流量计材料特性和测量管中流体（也在振动）质量的函数并可以精确地测量被测流体的密度。,3.1.4.1基本原理,3.1.4.2传感器形式,3.1.4.3质量流量计的安装使用要求,3.1.4.4质量流量计的投用与停用方法,?,（SensorError、DensOverrng、SlugflowDriveoverrange)即传感器出错、密度超限、团状流、驱动超限）可能是异相流体（即含有固体颗粒，又含有气泡）、汽液混相流、管道堵塞、气穴、闪蒸、管道有震动、流速超出传感器量程、核心处理器故障等。,?,变送器出现ZeroTooHigh或ZeroTooLow表示在传感器调零期间流体没有完全终止流动，导致变送器计算出来的零点流量偏移太大而不能进行精确的流量测量，在调零时必须使流体完全终止流动。,3.1.4.5故障现象,电磁流量计用于测量导电液体介质流量，介质温度不宜超过120度，压力不宜超1.6MPa，不宜在负压状态下使用，流速不得低于0.3m/s，被测介质中不能含有较多的磁铁性物质和气泡，被测流体基本无压损，测量精度可达0.5%，量程比宽为20：1，其测量原理为法拉第电磁感应定理。,3.1.5电磁流量计,电磁流量计的基本测量原理是基于法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中做切割磁力线运动时，在其两端产生感应电动势，如图所示。流量计的测量管是由内衬绝缘材料的非导磁合金短管制作，两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上，其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生磁通量密度为B的工作磁场，此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线，并感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B，测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器，转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲、模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。其原理公式为：E=KBDV式中：E-为电极间的信号电压（v）B-磁通密度（T）D-测量管内径（m）V-平均流速（m/s）,3.1.5.1工作原理,式中k,D为常数，由于励磁电流是恒流，故B也是常数，则由EKBdV可知，体积流量Q与信号电压E成正比，即流速感应的信号电压E与体积Q成线性关系。因此，只要测量出E就可确定流量Q，这是电磁流量计的基本工作原理。由EKBDV可知，被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动（如层流或者紊流）就不会影响测量结果。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。只要用普通的水实际标定后，就可以测量其他任何导电流体介质的体积流量，而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点，是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并且有极高的可靠性。,3.1.5.2电磁流量计的安装要求,3.1.5.3电磁流量计的投用与停用方法,3.2流量计使用的几个常见问题,四、物（界）位测量,4.1液位测量常识,磁致伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和浮子组成。在一非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线，在磁致伸缩线一端装有一个具有专利的传感器,该压磁传感器每秒发出10个电流脉冲信号给磁致伸缩线,并开始计时，该电流脉冲同磁性浮子的磁场产生相互作用，在磁致伸缩线上产生一个扭应力波，这个扭应力波以已知的速度从浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送。直到压磁传感器收到这个扭应力信号为止,具有专利的压磁传感器可测量出起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔，根据时间间隔大小来判断浮子的位置，由于浮子总是悬浮在液面上,且磁浮子位置随液面的变化而变化，即时间间隔大小也就是液面的高低，然后通过全智能化电子装置将时间间隔大小信号转换成与被测液位成比例的420mA信号进行输出。,4.2磁致伸缩液位计,4.3差压液位计,磁翻柱液位计、磁致伸缩液位计、浮标液位计，钢带液位计都是根据恒浮力原理进行测量的，有顶装和侧装两种形式，顶装磁致伸缩液位计由探测杆和抱探测杆上下浮动的浮子组成。仪表安装时要求连通管或探测杆的垂直度要好，液面变化不要太剧烈，介质内不能有固体杂质，否则容易导致浮子卡塞。,4.4其它液位计,五、温度测量,5.1温度测量仪表简介,5.2温度测量仪表简单问题的判断方法,园区采用的控制阀包括：气动薄膜调节阀、偏心旋转调节阀、气动三通切断阀、气动楔式闸阀、气动切断阀、自力式调节阀、电磁阀。,六、控制阀（ControlValve）,执行机构,阀体,有的阀门带手轮机构、阀位开关、阀位变送器、气路电磁阀，根据不同的需要，结构也不相同,阀门定位器,过滤器减压阀,是控制阀的推动装置，它按输出信号的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移（直行程或角行程位移），从而带动控制阀的阀芯动作；阀体部件是控制阀的调节部分，它直接与介质接触，由阀芯的动作改变控制阀的节流面积达到调节的目的.,6.1气动薄膜调节阀结构,执行机构的分类和作用形式：分为气动执行机构和电动执行机构两大类（均包含直行程和角行程方式）。气动执行机构又可分为气动薄膜执行机构、气动活塞执行机构（分单作用和双作用气缸）等。气动薄膜执行机构可分为正、反作用两种形式，当信号压力增加时推杆向下动作的叫正作用执行机构，当信号压力增加时推杆向上动作的叫反作用执行机构。气动薄膜执行机构通常接受的气信号为20100kPa，也有采用80200kPa、120300kPa等气信号的执行机构，供气压力一般分别为140kPa、300kPa、340kPa。气动活塞执行机构通常采用400kPa的气源。,6.1.1执行机构,1,根据阀体部件的形式分类：直通单座截止式调节阀体、偏心旋转阀体（凸轮挠曲阀体）、球阀体、蝶阀体、楔式闸阀体、三通阀体。,根据阀门的原始状态可分为故障开（气关）、故障关（气开）两种形式。,2,6.2分类,具有结构简单、动作可靠等特点，使用于流量变化小、调节精度要求不高或仪表气源供应困难的场合。有内取压式和外取压式，对于调节精度要求稍高的应用场合，需要采用指挥器膜头进行调节，装置所用的均为稳定阀后的压力。,6.3自力式调节阀,6.3.1自力式调节阀的使用,6.4电磁阀,6.4.1使用选用考虑因素,电磁阀不动作？,?,6.4.2电磁阀故障原因,6.5控制阀的安装要求,6.6控制阀的安装要求,6.7控制阀故障的判断,有输出、阀不动作？,?,气源系统故障,6.8调节阀故障原因,调节阀漏量大，调节阀全关时阀芯与阀座之间有空隙，造成阀全关时介质的流量大，被控参数难以稳定。,?,6.9具体故障现象及原因,调节阀盘根（填料）故障,?,具体故障现象及原因,调节阀膜头故障,?,具体故障现象及原因,6.10PID参数的设定,