仪表安装与维修

1、仪表安装与维修 一、仪表的作用；仪表是将被测量（未知值或信息）转换成可直接观测的值 或信息，并且还可以通过这些信息来控制或传递给其他设备的工具。 二、仪表按他的工作领域不同可分为两类。 （一）、电工仪表；如、电压电流表、功率表、功率因数表、电能表、频率 表等。 （二）、热工仪表；如、温度测量仪表、压力侧连仪表、流量测量仪表、中 量测量仪表、各种物质含量测量仪表、各种分析仪表、各种控制仪表等。 三、下面先简单介绍一下热工仪表：热工仪表按测量方式不同可分为两类： （1）非电量测量、（即不用电信号进行测量的方式，如压力表、温度计等） （2）非电量的电测量、（即把物理状态通过传感器转换成电信号进行测量

2、的 方式。如压力数显仪、温度数显仪等。） 四、 电测量仪表按作用不同可分为两部分（一体化仪表除外）。一部分位检 测仪表（即一次表、传感器）第二部分是显示仪表（即二次表、测量显示仪表） （一）、下面我们先介绍一下检测仪表、传感器：传感器是、在感受被测环 境变化的同时将此变化量转换成（函数、线性或非线性的）电量输出给显示仪表。 1、传感器的种类很多、分类方式也很多，下面我们按传感器工作原理和 信号传递方式分为两类： （1） 压电式有源传感器：即能根据被测量的变化而产生变化的电流或电压，如 热电偶和轴震动等。 （2）物理量无源传感器：即能根据被测量的变化而自身的物理量（电阻、 电容磁场）发生变化，压

3、力、差压变送器和远传压力计等。 2、下面我们认识一下热电偶和轴震动。 （1）热电偶是有两种不同的、特殊材质的金属导体结合成回路组 成，这两根导体结合以后，结合点（称之为热端）与接线端 之间（称之为冷端）有温差时、两导体上就会产生感应电势, 电势的大小随感温点温度的变化成正比而变化，所以称他为 热电势。 自由端、冷端 工作端、热端 线盒 （2）热电偶的组成：偶丝、绝缘套管、保护管、接线板、接 （3）热电偶按使用环境和方式不同、有分为铠装热电偶和装配热电偶。他 们的主要区别是：铠装偶是将偶丝装在带有绝缘的金属倒管里，他是 不能拆装的、但是他的气密性好反应快、抗震性好能弯曲。装配热电 偶是将偶丝套上

4、绝缘套管后放进保护管中，他的好处是：拆装方便、 可以换偶心便于维修，还有他的测量范围比铠装偶大 （4） 偶的选型：（1、）根据偶所工作和被测的环境、温度来选择热电偶。（2、） 根据被测环境来选择偶丝的材质和保护管的材质，下面两列表我们可 以参考：表1、热电偶测量范围 热电偶类型 代号 分度号 长时间范围C 短时间范围c 铂铑30-铂铑6 WRR B 01600 1800 铂铑I。-铂 WRP S 01400 1600 镍铬-镍硅 WRN K 01200 1300 镍铬-铜镍 WRE E 0800 900 表2、热电偶保护管的承受范围 保护管材质 长期使用温度 短期使用温度 此参数必须在 钢玉

5、1600 1800 咼铝 1300 1600 垂直按装且没 Cr25Ti（不锈钢） 1000 1100 有强烈氧化的 1Cr18Ni9Ti 不锈钢 -200+800 900 情况下 碳钢20# -100+500 600 （3、）根据外部环境来选择结构和按装方式，比如、是不是需要防水、防 溅、隔爆（根据环境来选择隔爆等级），还有偶的固定方式、是阀兰连接还是螺 纹连接或无连接方式。偶直径的选择要根据环境的震动性和对于偶的氧化程度 还有偶的热惰性来选择。偶的精度等级要根据工况来选择。注意、在震动大的地 方要用凯装热电偶，宜延长使用寿命。如热电联产的汽机的循环水管道，现在全 坏过了，以后我们要注意。

6、热电偶的热惰性 保护管直径 保护管材质 时间常数（秒） C 16 非金属保护管 90180 金属 90180 C 20 非金属保护管 小于180 金属 小于180 C 25 非金属保护管 小于300 （4、）偶长度的选择：如果是在管道上垂直安装偶的插入深度 （我们称他 为小L）为保护管或连接头的尺寸+管道的半径，如果要倾斜45度安装，其插入 深度应为直形连接头的尺寸+0.7被的管道外径，也就是热电偶要将其感温点插入 到被测管的中心，侧温元件感温点：1）热电偶的感温点是器热接点，2）热电阻 是其电阻棒的中心，电阻棒的长度（铂电阻为30-80mm，铜电阻为64mm，双金 属温度计是距前端50mm）

7、。如果条件不允许的话，偶的插入深度应大于偶直径的 810倍。双金属温度计其保护管长度不大于 300mm时，插入深度不小于70mm， 如果大于300mm时，其插入深度不小于100mm。偶的总长度（我们称他为大L ） 要保证其接线盒的温度不超过100C。 L 10倍的管径 （5）、偶的安装：（1、）选择按装地点，选择按装地点是要避开高温区和危险 区，要选择便于按装和检修的地方。 在管道上安装时除了偶的感温点要插到管中 心以外，还要注意液体的管道，在测量水平的液体管道的温度时要尽量向下取点， 避免有气体的存在。在测量高温高压的气体和液体时 （如蒸汽管道和高炉炉体检 点），还要加与管道同材质的保护管、

8、壁厚 2mm以上、（参考工况压力）。如果被 测量管道直径小，安装是要逆向介质流向倾斜装。如果是在其他物体中测量、如 炉膛或烟道，那麽他的插入深度应不小于其保护管直径的810倍。 （2、）安装热电偶时密封一定要做好，螺纹连接的一定要加淬火的铜垫，阀 兰按装的要扰紧石棉绳，高温时还要加耐火土，缠绕长度是其保护管长度的1/3。 （3、）热电偶的连接，热电偶与显示表连接是要用补偿导线，补偿导线是将热 电偶的冷端引道恒温或温度波动范围小的地方，实计上是将冷端延长，补偿导线 的热电性能在0 100C时、与其使用的热电偶的材质的特性是相同的。注意： 补偿导线和接线盒的温度在常温状态下、不能过高，测量值才是最

9、准确的，在 2005年4月10日至4月18日，热电联产锅炉上集汽集箱的温度一直偏高 28摄 氏度左右，直到19日下午、下了一场雨，随着气温的变化，热电偶接线盒由原 来的54摄氏度慢慢降到了 26摄氏度，这是传输到主控室的信号也减小到了正常 值。由于在测温比较低的冬季测量的数据一直很稳定，所以我们判断热电偶的接 线盒的温度不能过高，要在常温的环境中是最准确的。 前面我们讲的热电势是靠 热电偶冷端和热端的温差产生的， 那现在电偶的冷端和热端相距很远、 冷端的温 度未知，在正常测量时，冷端的温度在零摄氏度时，冷端和热端的测量值才是实 际值，所以我们要消除由于冷端温度影响而产生误差。这误差消除的方法很

10、多， 我们通常采用冷端补偿法（即内部补偿），原理是用感温元件测量出冷端的实际 温度，然后与冷热端的测量值相加，这时的结果才是实际测量值。也就是人为地 在显示值上加以修改，在显示表和 PLC内部有测温元件还有设置冷端补偿的参 （6）、轴震动的工作原理：轴震动传感器又称磁电式传感器，他是有特殊的线圈 和永磁铁心组成，传感器固定在被测物体上，磁铁手震动后、磁力线切割线圈、 产生微电势，此信号传送到显示表、就得到了震动数值。轴震动是一体封装的， 其按装地点随设备定，安装时一定固定紧，以免测量时有误差。 3、下面我们了解一下无源式传感器， 热电阻和压力和差压传感器。（1）、热电阻： 是靠感温元件随温度的

11、变化而阻值发生变化的特性来测量温度的。热电阻的种类 很多，我们通常所用的有： WZP系列、和WZC系列，W、表示温度仪表，Z表 示热电阻，P、表示铂电阻，C、表示铜电阻。下表可以体现出不同的热电阻在不同温 度下工作范围。 类别 型号 分度号 测量范围c 0C电阻值（Q） 铂热电阻 WZP Pt10 200 + （玻璃、陶瓷骨架） 200 +420 （云母骨架） 10 Pt100 100 铜热电阻 WZC Cu50 50+100 50 Cu100 100 （2）、热电阻的感温元件和热电偶不同，铂热电阻是由直径为0.030.05毫 米的铂丝扰在不同材质的骨架上组成。 铜电阻是由直径为 0.11毫米

12、的绝缘钢丝 双绕在塑料鼓架上组成，然后用导线将其引到接线盒。由于热电阻的感温元件太 细，所以不能按装载有振动的场合。如这次热电联产工程中循环水管道的热电阻， 现在已经坏了几个了。热电阻在安装时感温元件要放在管道中心。 （3）、热电阻的安装与电偶基本相同。只是接线方式不同，热电阻本体有两线制 和三线制：其实热电阻感温元件只有两个接线端， 三线制的热电阻只是在任意一 个接线端上并了一根导线引到了接线盒上。热电阻外部连接有三线制和四线制： 三线制为的是减去线路电阻，四线制的，其作用也是为了消除线路电阻、只是方 式不同、更为精确了。热电阻的导线要采用直径为1.5mm2以上的铜导线，避免 电阻过大给测量

13、造成影响。 实际测量值 线 路 电丨 压 四线制热电阻 三线制热电阻 、此图为热电阻接线原理：在 A和b之间加、250uA恒电流，此时（看三 线制）在B和b之间由于线路电阻的存在会产生电压，用总电压bA减去二倍此 电压（即将A的线电阻也减去），就得到了准确的数值。而四线制的热电阻就 更加精确了，他的A和b之间是250uA恒流源，a和B是电阻的电压信号，此 信号没有电流，相当于直接测量电阻两端电压，这样就得到了准确的数值了。 压力和差压变送器 4、压力、差压变送器：（1、）压力变送器是测量介质压力的，我们可以大致把它 分为两部分，传感器部分和信号转换部分，由于变送器的应用领域不同所以他们 的种类

14、很多。特别是传感器的结构不同，有电阻式的、有电容式的、还有频率式 的。但是他们的工作原理都相近，传感器的隔离膜片是直接接触被测介质的他会 因为介质的压力变化自己产生形变， 这形变通过隔离液传送给测量膜片， 测量膜 片会产生相应的变形，（如果是电阻式的，这个形变辉改变电阻值，其他形式的 同理）然后信号转换部分会根据此形变所产生的信号变送出相应的电信号。 （2、）差压变送器：他是测量两组介质压力差的，一般配用于差压式流量计或 液位计，也有测量微小压力用的，但价格比较高。差压变送器比压力变送器多一 个测量压室，多一组测量膜片，他的测量值是通过两压是的压力差的到的，所以 称他为差压变送器。 差压式测量

15、流量的节流装置孔板: 固定阀兰取压管 环室孔板侧视图 普通孔板侧视图 主视图 孔板的应用范围很广，有环室孔板和普通孔板，区别是普通孔板德取压管是 分别穿透两个阀兰，直接进入管道，而环室孔板是在两个阀兰的内园上作了一个 环形槽，取压管直接进到环形槽进行测量，这样的好处是避免由于介质脏、造成 取压管的堵塞。在阀兰一般不是腐蚀性或颗粒状可流动气体或液体它都能测量。 上面为孔板的分析图，孔板上面的件 2是阻碍介质流动的，所以在件 2两短会 产生差压，此差压值是我们要测量的数值。注意按装时孔板的方向，必须按上图 介质的流向、来安排孔板的方向，另外，不同的介质、孔板的取压管的方向也不 同，下图为取压管方向

16、示意图。 介质为液体时、小于45度 介质为气体和蒸汽时、小于45度 取压管 前后都 阀 侧视图 阻碍介质流 动部分、件2 介质流向 俯视图 差压是流量测量节流量装置：德尔塔巴 德尔塔巴是靠件2的阻碍使其前后取压孔产生差压进行测量。 注意正取压管是 与上游取压孔相连接的。它的特点是安装简便，可以在线插拔（即生产时可以 插拔），它的应用范围很广，只要不是太粘或太脏的气体或液体它都能测量。 压力测量仪表 SITRANS P压力，绝压，差压，流量，液位变送器 SITRANS P. OS III祭列压力套送褐 被测乐力用蚓过过秤连雅杵图為）估列测启吨杵门人 逍而经隔离锁片C3）利充蔽【4作用T毬帀估帝黔

17、（5）,从而 悽测眈片发生影吏*滞星脱片丄的4平巫掘桥臂电祖凰值B测波动压力时，最大压力值 应不超过满量程的2/3。最低测量压力值应不低于全量程的1/3。 （2）精度选择 根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪 表的精度级。一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够，科研或精密测量用0.5级 或0.35级的精密压力计或标准压力表 型号 结构 公称 直径 测量范围，MPa 精度 等级 用途 Y40 Y40Z 径向 轴向无边 40 00.1,0.16,0.25,0.4,0.6 1 2.5 测量对铜合金不起 腐蚀的液体气体、蒸汽 压力 Y60 Y60T （Y60TQ） Y60Z Y60Z

18、Q 径向 径向带后边 轴向无边 轴向带前边 60 00.1,0.16,0.25,0.4,0.6 01, 1.6, 2.5, 4, 6 -0.10,-0.100.06,-0.10 .15 -0.10.3,-0.10.5,-0.10.9 -0.11.5,-0.12.4 测量对铜和钢全金 不超腐蚀的液体、气体 或蒸汽的压力或真空 度 Y100 径向 100 00.1,0.16,0.25,0.4,0.6 01, 1.6, 2.5, 4, 6 -0.10,-0.100.06,-0.10 .15 -0.10.3,-0.10.5,-0.10.9 -0.11.5,-0.12.4 1. 5 Y100T 径向带后

19、边 Y100ZQ 轴向带前边 Y100TQ 径向带前边 Y150 径向 150 Y150T 径向带后边 Y150ZQ 轴向带前边 Y150TQ 径向带前边 Y260 径向 260 （3）使用环境及介质性能的考虑环境条件恶劣，如高温、腐蚀、潮湿、 振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等, 以此来确定压力表的种类和型号。 （4 ）压力表外形尺寸的选择现场就地指示的压力表一般表面直径为 100mm,在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为200 250mm的, 盘装压力表直径为 150m m,或用矩形压力表。常用弹性式压力表规格见表 2-1-13。 表2-1-13常用

20、弹性式压力表规格 1.普通波纹管压力表 2 精密波纹管压力表（可作标准压力表） 型号 结构 彳 公称直 测量范围，MPa 等 精度 寧级 用途 备注 YB-160A YB-160B 径向 160 -0.10,00.1,0,1 6 040.6,1,1.6 2.5,4,6,10,16 25,40,60 生产 00.106 0.25 0.4 可校普通压力 表或精密测量液 体气体、蒸汽压 力和负压 A一表示仪表 零点可调 B 表示仪表 带有镜面 C带镜面且 可调零 YB-160C 径向中压 YB-160 径向 符号说明：仪表型号中，常用汉语拼音的第一个字母表示某种意义，如 Y-压力, Z 真空（阻尼），B标准（防爆），J精密（矩形），A 氨表，X信号（电