仪表知识培训

1、 仪表基础知识仪表基础知识20122012年年1010月月仪表基础知识2014年12月 目目 录：录：2误差基本知识误差基本知识3流量测量仪表流量测量仪表4压力测量仪表压力测量仪表仪表的发展与分类仪表的发展与分类15液位测量仪表液位测量仪表6温度测量温度测量仪表仪表7控制阀控制阀 一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.1 仪表的发展历史 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。 1718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

2、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。 一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.2 仪表分类 1.2.1 检测和过程控制仪表的分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类： 按仪表所使用的能源分类:气动、电动、液动仪表； 按组合形式:基地是仪表、单元组合仪表、综合控制装置； 按仪表安装形式:现场仪表、盘装仪表和架装仪表； 根据

3、仪表有无引进微处理器又可分为:智能仪表和非智能仪表； 按仪表信号形式:模拟仪表和数字仪表。 1.2.2 检测与过程控制仪表最通用的分类方法是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分,一般分为检测仪表、显示仪表、调节仪表和执行器。 检测仪表根据被测变量的不同,可分为温度检测仪表、压力检测仪表、 流量检测仪表、物位检测仪表和分析仪表. 显示仪表分为记录仪表和指示仪表.模拟仪表和数字仪表.记录仪分 为有纸记录和无纸记录.通常使用无纸记录. 调节仪表分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表，由于微处理 机的引入,又有可编程调节器与固定程序调节器。执行器由执行机构和调节阀两部分组成： 执行机构按能源分:气动

4、.电动和液动执行器 按结构形式分:薄膜式,活塞式和长行程执行机构.调节阀分类，根据其结构特点分:直通单座.直通双座.三通阀.角形阀. 隔膜阀.蝶阀.球阀.偏心旋转阀.套 筒阀.阀体分离法.高压阀等. 按流量特性分:直线.对数(等百分比).抛物线和快开等.一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类 二、误差二、误差误差的概念误差的概念1原因：产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷原因：产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷, 使用方法不正确使用方法不正确,使用者的习惯与偏向使用者的习惯与偏向,因环境因环境 条件的变化等。条件的变化等。误差误差错误错误 误差的定义及分类2.2按按误差数值表示方法误差

5、数值表示方法分为：分为：绝对绝对误差、相对误差、引用误差误差、相对误差、引用误差a绝对误差绝对误差=测量值测量值-真值（真值（用来用来表示测量精度）表示测量精度）b相对误差是相对误差是绝对绝对误差与被测量值之比误差与被测量值之比,常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示. 相对误差相对误差=绝对绝对误差误差/仪表示值仪表示值*100%c引用误差引用误差:是是绝对绝对误差与仪表量程之比误差与仪表量程之比,以百分数表示以百分数表示.2.1是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异 问问我们常说的仪

6、表超差应该怎么理解我们常说的仪表超差应该怎么理解?答答例如：一流量计测量为例如：一流量计测量为500M3/h,仪表精度为仪表精度为1.0.那么该那么该表在正常情况下表在正常情况下,测量偏差在测量偏差在5M3,都是允许的都是允许的,如果两如果两台仪表台仪表,那么有可能最大就相差那么有可能最大就相差10M3/h。仪表超差的理解 3.2温度变送器温度变送器:0.5、1.0 。铂电阻。铂电阻:A、B级级 A:(0.15+0.002 |t| ) B: (0.30+0.002 |t| )3.3涡街流量计涡街流量计:测气体测气体1.5、测液体、测液体1.03.1压力表压力表:1.6级（级（1.5）、）、2.

7、5级级 压力变送器压力变送器:0.5级级3.4质量流量计质量流量计:0.1 电磁流量计电磁流量计:1.0 转子流量计转子流量计:1.63.5差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确定，一般为定，一般为 (1.0-2.0)FS。3.6液位计：一般按液位计：一般按mm来计来计, 雷达雷达(3mm,计量级雷达可达到计量级雷达可达到1mm),磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计:0.01.3、常见仪表的精度等级: 压力压力2垂直作用在物体表面上的力垂直作用在物体表面上的力 三、压力测量 P绝压绝压(绝对零压为基准来表示的压力绝对零压为基准

8、来表示的压力)P表压表压(以大气压为基准来表示的压力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低于大气压时压力表测得的压力P绝压绝压1大气压力线大气压力线绝对零压绝对零压(绝对真绝对真空下的压力空下的压力)3.1 表压、绝对压力、负压（真空度）的关系表压、绝对压力、负压（真空度）的关系 3.2 压力测量基本知识法定计量单位是法定计量单位是Pa，1Pa=1N/m2， 压力的法定工程单位还有：压力的法定工程单位还有：MPa、kPa、非法定工程单位：非法定工程单位：kgf/cm2、atm、mmH2O、mmHg、bar等等

9、压力单位压力单位压力表分类压力表分类普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、耐振压力表等耐振压力表等表压变送器、绝压变送器、差压变送器、表压变送器、绝压变送器、差压变送器、液位压力变送器、流量差压变送器液位压力变送器、流量差压变送器压力变送器种压力变送器种类类 现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三种规格。从接口看最常见的有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有法兰尺寸和耐压等级要求）3.3 压力表 电接点压力表一般有双节点作为报警、或启泵的条件。 压力开关压力开关1、压力开关是一种简单的（压力控制装置），当被测压力达到额

10、定值时，压力开关可发出（警报或控制）信号。 2、压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端（产生位移），直接或经过比较后推动（开关元件），改变（开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目的。 3.压力开关采用的弹性元件有（单圈弹簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波纹管）等。 开关元件有（磁性开关）、（水银开关）、（微动开关）等。 4.压力开关的开关形式有（常开式）和（常闭式）两种。 5、压力开关的调节方式有（两位式）和（三位式）两种。 6.压力开关的参数可调，依实际使用压力范围调节 3.4 压力变送器 压力变送器主要用于连续测量管线和设备上的压力，然后经变送器将所测压力转换为4

11、20mA的输出信号。 对液体流量测量，变送器应被安装得低于管道取压口位置。对气体流量测量，变送器应被安装得高于管道取压口位置。 最具有代表性的压力变送器：1、EJA川仪横河（重庆川仪），通讯时叠加Brain或Hart协议的数字信号。2、Rosemount（中国北京远东）通讯时叠加Hart协议的数字信号。通讯时有专用的手操器，可以在主控室、现场进行仪表的组态。艾默生公司生产的375手操器 不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘

12、度、腐蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表，带蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表，带有有“禁油禁油”标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等力表、隔膜压力表等 开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将根步阀慢慢打开，尤其对小量程表根步阀慢慢打开，尤其对小量程表kPa表更是如此（不可修表更是如此（不可修复）。复）。 注意连接规格：注意连接规格： 东瑞化工常用的有两种规格，东瑞化工常用的有两种规格，M20*1.5（垫密封）和（垫密封）和

13、DN25法法 兰连接兰连接3.5应用中注意事项 流量流量2单位时间内流过管道某截面的单位时间内流过管道某截面的体积或质量体积或质量 四、流量测量 工业上常用的流量仪表可分为三大类： （1）速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测量依 据来计算的仪表。 （2）容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定容积 的数目作为测量依据。 (3) 质量式流量计：它依据科里奥利力原理直接量质量流量。4.1 分类 2转子流量计转子流量计玻璃转子流量计、金属转子流量计玻璃转子流量计、金属转子流量计3涡街流量计涡街流量计4质量流量计质量流量计差压式流量计差压式流量计标准孔板、威力巴、锥形管、楔式标准孔板、威力

14、巴、锥形管、楔式15电磁流量计电磁流量计常见的几大流量测量仪表 4.1.1 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.4.1.1.1测量原理（以标准孔板为例）： 流体必须满管连续运行流体必须满管连续运行流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的，流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的，流体流经节流装置时不发生相变流体流经节流装置时不发

15、生相变流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界流工况流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界流工况流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流流体流动工况应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡流体流动工况应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡4.1.1.2 孔板节流装置流量计的应用 节流装置安装要求有足够的直管段要求节流装置安装要求有足够的直管段要求,一般前一般前10D后后5D,为保证为保证正常测量正常测量,前直管段最好为前直管段最好为30-50D新装管道系统必须在吹扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应迎新装管道系统必须在吹

16、扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应迎着流向着流向测量气体时，取压口应在管道上部与管道中垂线成测量气体时，取压口应在管道上部与管道中垂线成45度的夹角范度的夹角范围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线成围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线成45度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管道水平度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管道水平中心线成中心线成45度的夹角范围内。度的夹角范围内。测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体）测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体）的配管坡度的配管坡度1：101：1004.1.1.3

17、 孔板节流装置流量计的使用 流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成压力试验是否已完成投用后保证流量计在其有效测量范围内平稳运行投用后保证流量计在其有效测量范围内平稳运行流量计投用步骤为：流量计投用步骤为： 检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打开开 稍开一次根部阀，检查导压管系统是否泄漏，不漏则全开稍开一次根部阀，检查导压管系统是否泄漏，不漏则全开一次阀一次阀 分别打开排污阀进行排污后关闭排污阀分别打开排污阀进行排污后关闭排污阀 拧松差压变拧松差压变送器正负压室丝堵

18、，排除空气送器正负压室丝堵，排除空气 打开变送器正压阀，关闭平衡打开变送器正压阀，关闭平衡阀，打开变送器负压阀，启动差压变送器；阀，打开变送器负压阀，启动差压变送器； 。4.1.1.4差压式流量计的投用与停用方法 不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不可使变送器测量膜盒过压或受热不可使变送器测量膜盒过压或受热三阀组的启动顺序为：开正压阀三阀组的启动顺序为：开正压阀 关平衡阀关平衡阀 开负压阀；开负压阀；三阀组的停用顺序为：关负压阀三阀组的停用顺序为：关负压阀 开平衡阀开平衡阀 关正压阀。关正压阀。流量计停用步骤为：关闭变送器负压阀，打开平衡阀，关闭变送流量计停用

19、步骤为：关闭变送器负压阀，打开平衡阀，关闭变送器正压阀器正压阀 关闭二次阀关闭二次阀 打开排污阀进行排污后关闭排污阀；打开排污阀进行排污后关闭排污阀；4.1.1.5 仪表三阀组的操作 会正确开启及停用仪表会正确开启及停用仪表差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不要排，影响测量，差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不要排，影响测量，排空后，高温对膜盒寿命有影响）排空后，高温对膜盒寿命有影响）准确性判断：因差压流量计差压值普遍较小，且差压和流量的平准确性判断：因差压流量计差压值普遍较小，且差压和流量的平方成正比，所以差压的变化对流量有很大的影响，方成正比，所以差压的变化对流量有很大的影响，(如

20、果变送器如果变送器零位误差为零位误差为2%,则克引起的流量指示误差为则克引起的流量指示误差为14.14%,所以一般规所以一般规定流量应用在其刻度值的定流量应用在其刻度值的30%以上以上).可以简单用以下方法判断差可以简单用以下方法判断差压变送器的零点是否准确，关负压阀压变送器的零点是否准确，关负压阀 开平衡阀开平衡阀 关正压阀。关正压阀。可以打开三阀组上的排污螺钉，如果差压变送器指示不为零，则可以打开三阀组上的排污螺钉，如果差压变送器指示不为零，则需要进行零点调整。需要进行零点调整。4.1.1.5 差压变送器的使用 转子流量计（可变面积式流量计） 转子流量计作为直观流动指示或测量精度要求不高的

21、中低等精度仪表。被测流体可以是单相液体或气体，通常不适用于液体中含有磁性物资、纤维、微粒固体或气体中含有液滴的场合。4.1.2 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

22、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。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。4.1.2.1 测量原理 转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量，转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量，测量介质一般为清洁、不易结晶和凝固、粘度不大的液体和气体、测量介质一般为清洁、不易结晶和凝固、粘度不大的液体和气体、蒸汽，要求介质流速变化缓慢。蒸汽，要求介质流速变化缓慢。金属管转子流量计分为就地型和远传型，量程比为一般为金属管转子流量计分为就地型和远传型，量程比为一般为10：1，精度一般为精度一般为1

23、.6%。金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜，安装时应用金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜，安装时应用水平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流量计水平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流量计介质流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应与其标介质流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应与其标识方向一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀组。截流识方向一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀组。截流阀和控制阀要安装在流量计的下游阀和控制阀要安装在流量计的下游,对直管段要求不高对直管段要求不高,一般为前一般为前5D后后3D.4.1.2.2 使

24、用常识使用常识 1、流量变动而浮子或指针移动呆滞？、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，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。办法是在前面加装磁过滤器。2、实际流量与

25、指示值不一样？、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。污异物，流体物性（密度，温度，压力）变化等等。4.1.2.3 故障判断故障判断 4.1.3 涡街流量计在流体中安放一个非流线型旋涡发生体，使流体在发生体两侧交替地分离，释放出两串规则地交错排列的旋涡，且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量计。 压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体积压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受液体密度、压力、温度等参数

26、的影响。无可动机流量时几乎不受液体密度、压力、温度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。对直械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。对直管段要求较高，一般前管段要求较高，一般前20D后后5D。涡街流量计是利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流涡街流量计是利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计，涡街频率和流体的流速成正比，常用的旋涡发生体为三角量计，涡街频率和流体的流速成正比，常用的旋涡发生体为三角柱形，输出频率较低。用涡街流量计进行测量时要求流体的雷诺柱形，输出频率较低。用涡街流量计进行测量时要求流体的雷诺数在数在20000700

27、0000之间，且流速必须在规定范围内，不同的口之间，且流速必须在规定范围内，不同的口径有不同的流速要求，对液相、气相、蒸汽的流速要求各不相同；径有不同的流速要求，对液相、气相、蒸汽的流速要求各不相同；仪表有直管段要求，一般用于清洁低粘度介质测量，测量精度为仪表有直管段要求，一般用于清洁低粘度介质测量，测量精度为1%，气体测量精度可达，气体测量精度可达1.5%。4.1.3.1 特点特点 安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于20D，下游侧直管段应大于下游侧直管段应大于5D；防止传感器产生机械振动，防止外部电磁场干扰防止传感器产生机械振

28、动，防止外部电磁场干扰流量计最好安装在调节阀、温度测点、压力测点的上游侧；流量计最好安装在调节阀、温度测点、压力测点的上游侧；流量计的尺寸应与管道内径相一致；流量计的中心线应和管道的流量计的尺寸应与管道内径相一致；流量计的中心线应和管道的中心线保持同心，并应防止垫片插入管道内部；中心线保持同心，并应防止垫片插入管道内部； 涡街流量计前后尽量不用截止阀涡街流量计前后尽量不用截止阀投用后保证流量计满管运行投用后保证流量计满管运行4.1.3.2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、密流量，不受流体温度、压力、密度等参数变化的影响，

29、且测量精度等参数变化的影响，且测量精度很高（可达度很高（可达0.1%），无直管段），无直管段要求，故在一些要求进行精确测要求，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，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。但因其价格昂贵使用面不是太广。4.1.4 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检测出来并进行电子评估。由于传感器测得的相位迁

30、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。4.1.4.1 基本原理 4.1.4.2 传感器形式 安装地点不能有大的振动源，应采取加固措施来稳定仪表附近的安装地点不能有大的振动源，应采取加固措施来稳定仪表附近的管道管道传感器应安装在刚性的管道中。应在进、出口的过程连接附近对传感器应安装在刚性的管道中。应在进、出口的过程连接附近对称安装两个支撑物或悬挂装置并保证无应力称安装

31、两个支撑物或悬挂装置并保证无应力直管式质量流量计最好垂直安装，且流向是自下而上。直管式质量流量计最好垂直安装，且流向是自下而上。不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附近，以免受到强磁场的干扰；近，以免受到强磁场的干扰； 弯管式质量流量计在测量液体时，弯管部分应朝下，在测量气体弯管式质量流量计在测量液体时，弯管部分应朝下，在测量气体时弯管部分应朝上。时弯管部分应朝上。4.1.4.3 质量流量计的安装使用要求 投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验

32、是否已完成试验是否已完成打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用通电预热通电预热30分钟后启动流体运行，直到传感器温度等于流体的操分钟后启动流体运行，直到传感器温度等于流体的操作温度，切断下游阀并确保无泄露和保证满管时，对流量计进行作温度，切断下游阀并确保无泄露和保证满管时，对流量计进行调零；调零； 流量计停用时，对于易结垢的介质应打开排污阀将流量计中的介流量计停用时，对于易结垢的介质应打开排污阀将流量计中的介质排净，对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行扫质排净，对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行扫线，保证测量管内不残留

33、介质线，保证测量管内不残留介质4.1.4.4 质量流量计的投用与停用方法 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。4.1.5 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

34、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）4.1.5.1 工作原理 式中k, D为常数，由于励磁电流是恒流，故B

35、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。 安装

36、地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管道的管道传感器与管道连接时应保证满管运行，最好垂直安装；传感器与管道连接时应保证满管运行，最好垂直安装；要求有前要求有前5倍后倍后3倍管道直径的直管段。倍管道直径的直管段。不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附近，以免受到电磁场的干扰；近，以免受到电磁场的干扰；变送器外壳、屏蔽电缆、测量本体及两端的管道都要接地，接地变送器外壳、屏蔽电缆、测量本体及两端的管道都要接地，接地极应单独设置，接地电阻应小于极应单独设置

37、，接地电阻应小于10欧姆，不能接到电气或公共接欧姆，不能接到电气或公共接地网上地网上4.1.5.2 电磁流量计的安装要求 电磁流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗电磁流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成干净、压力试验是否已完成打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用打开阀门，使液体充满系统，排除残留气体后，接通仪表电源通打开阀门，使液体充满系统，排除残留气体后，接通仪表电源通电预热，关闭阀门使流量计充满静态液体，检查调整零点，重新电预热，关闭阀门使流量计充满静态液体，检查调整零点，重新打

38、开阀门使流量达打开阀门使流量达100%，检查输出是否正确和稳定，检查输出是否正确和稳定流量计停用时，对于易结垢的介质应打开排污阀将流量计中的流量计停用时，对于易结垢的介质应打开排污阀将流量计中的介质排净，对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行介质排净，对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行扫线，保证测量管内不结垢、不残留固体杂质。扫线，保证测量管内不结垢、不残留固体杂质。4.1.5.3 电磁流量计的投用与停用方法 流量仪表选型不合理流量仪表选型不合理（测量方式、正常使用条件和设计条件差别测量方式、正常使用条件和设计条件差别太大，量程的选择太大，量程的选择），），导致流量计不能正

39、常使用（不同的测量导致流量计不能正常使用（不同的测量方式量程比不同，正常使用范围，最小流量也不同），流量方式量程比不同，正常使用范围，最小流量也不同），流量=0不不等于没消耗。等于没消耗。安装不满足要求（直管段、振动、安装位置，安装方向等）安装不满足要求（直管段、振动、安装位置，安装方向等）流体工况的变化（温度、压力、密度、粘度等）流体工况的变化（温度、压力、密度、粘度等）间歇发料导致误差间歇发料导致误差流量测量是一个系统的问题，包括检测装置、显示装置、辅助设流量测量是一个系统的问题，包括检测装置、显示装置、辅助设备等，所以流量计本身性能好并不能获得要求的测量效果，要根备等，所以流量计本身性能

40、好并不能获得要求的测量效果，要根据具体的使用要求从安全性、适用性、经济性、可靠性、可维护据具体的使用要求从安全性、适用性、经济性、可靠性、可维护性（备品备件费）等来选择。性（备品备件费）等来选择。4.2流量计使用的几个常见问题 物位物位4容器或设备里不同组份之间容器或设备里不同组份之间的分界面的位置的分界面的位置五、物（界）位测量 根据测量原理不同可分为：压力测量式、浮力测量式、雷达波反根据测量原理不同可分为：压力测量式、浮力测量式、雷达波反射式、超声波反射式、核子辐射式、电容式等射式、超声波反射式、核子辐射式、电容式等差压液位差压液位/界面变送器测量的公式：界面变送器测量的公式：P=g h

41、，P=(1-2)gh ,差压差压变送器的迁移量为：变送器的迁移量为：P=P+ - P- ，仪表的调校范围与其安装高度，仪表的调校范围与其安装高度无关无关园区主要采用了基于压力测量式、浮力测量式以及雷达波反射等园区主要采用了基于压力测量式、浮力测量式以及雷达波反射等原理的液位计，包括：差压液位计、界面变送器、静压式液位计、原理的液位计，包括：差压液位计、界面变送器、静压式液位计、磁翻柱液位计、磁致伸缩液位计、钢带液位计、雷达液位计、导磁翻柱液位计、磁致伸缩液位计、钢带液位计、雷达液位计、导波雷达液位计等波雷达液位计等5.1 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

42、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 。5.2

43、磁致伸缩液位计 磁翻板液位计磁翻板式液位变送器是以浮子内磁钢驱动双色薄片的翻转来指示液位的一种新型仪表。主体内磁浮子随液位的升降而上下运动，同时驱使主体外指示器内的双色薄片翻转，有液位时转示红色、无液位时转示白色。 主要有单法兰液位变送器及双法兰液位变送器主要有单法兰液位变送器及双法兰液位变送器主要是迁移问题主要是迁移问题. 差压液位差压液位/界面变送器测量的公式：界面变送器测量的公式：P=g h ，P=(1-2)gh 5.3 差压液位计 差压液位变送器（双法兰液位计）利用对测量介质的两点之间由于存在液位高度所产生的压差进行测量的变送器仪表。双法兰属于一种特殊的差压变送器。 适用于密闭场合下的

44、下列工适用于密闭场合下的下列工况：况： 1 1、 被测介质对变送器被测介质对变送器接头和敏感元件有腐蚀作用接头和敏感元件有腐蚀作用时；时；2 2、 需要将高温被测介需要将高温被测介质与变送器隔离时；质与变送器隔离时； 3 3、 被测介质由引压管被测介质由引压管引出，由于环境温度变化，引出，由于环境温度变化，易固化或结晶时；易固化或结晶时；4 4、 被测介质中有固体被测介质中有固体悬浮物或高粘度易堵塞变送悬浮物或高粘度易堵塞变送器接头和压力容室时；器接头和压力容室时；5 5、 被测介质易冷凝或被测介质易冷凝或挥发，以致导管内的液柱经挥发，以致导管内的液柱经常变化，从而使变送器的零常变化，从而使变

45、送器的零点漂移不定等。点漂移不定等。 5.4 钢带式液位计钢带式液位计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。 非密闭场合液体液位的检测。 适用介质：与316不锈钢兼容的液体及模糊状物。 5.5 投入式液位变送器投入式液位变送器 超声波液位计是利用压电 陶瓷产生超声波，超声波遇到 物体或液体的界面产生反射， 液位计测量反射时间来计算液、 物位，实现对物位和液位的非 接触测量和控制。 适用于各种恶劣和危险环境下的液体和浆体。5.6 投入式液位变送器投入式液位变送器 温温 度度5表征物体冷热程度物理量表征

46、物体冷热程度物理量六、温度测量 常用的温度（标）单位：华氏温标（常用的温度（标）单位：华氏温标（oF） 、摄氏温标（、摄氏温标（） 、热力学开氏温标（热力学开氏温标（K）和国际实用温标）和国际实用温标接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到热与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。能应用于很高的温度测量。温度仪表在管道上

47、安装时应垂直或逆流斜插安装，并保证传感器温度仪表在管道上安装时应垂直或逆流斜插安装，并保证传感器部分处于最能反映介质温度的位置部分处于最能反映介质温度的位置园区使用温度测量仪表：热电偶园区使用温度测量仪表：热电偶E （还有（还有B、S、K、T等分度等分度号）、热电阻、双金属热膨胀式温度计等接触式仪表，红外线测号）、热电阻、双金属热膨胀式温度计等接触式仪表，红外线测温等非接触式仪表温等非接触式仪表6.1 温度测量仪表简介 首先看工艺参数及趋势曲线的变化情况，工艺最了解生产的负荷首先看工艺参数及趋势曲线的变化情况，工艺最了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分及原料的

48、参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析析 ，如果曲线为一条死线，如果曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线一点变化也没有的线称死线)，或记录，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系统统 。如曲线正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。如曲线正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题 当发现当发现DCS显示数值不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的显示数值不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障变化工艺参数

49、时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统时的故障也常在仪表系统 。6.2 温度测量仪表简单问题的判断方法 控制阀控制阀6过程控制中的主要执行器过程控制中的主要执行器 厂区采用的控制阀包括：气动厂区采用的控制阀包括：气动薄膜调节阀、偏心旋转调节阀、薄膜调节阀、偏心旋转调节阀、气动三通切断阀、气动楔式闸气动三通切断阀、气动楔式闸阀、气动切断阀、自力式调节阀、气动切断阀、自力式调节阀、电磁阀。阀、电磁阀。七、控制阀（Control Valve ） 执行机构执行机构阀阀 体体有的阀门带手轮机构、阀位开关、阀位变送器、气路

50、电磁阀，根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，结构也不相同据不同的需要，结构也不相同阀门定位器阀门定位器过滤器过滤器减压阀减压阀是控制阀的推动装置，是控制阀的推动装置，它按输出信号的大小产它按输出信号的大小产生相应的推力，使推杆生相应的推力，使推杆产生相应的位移（直行产生相应的位移（直行程或角行程位移），从程或角行程位移），从而带动控制阀的阀芯动而带动控制阀的阀芯动作；阀体部件是控制阀作；阀体部件是控制阀的调节部分，它直接与的调节部分，它直接与介质接触，由阀芯的动介质接触，由阀芯的动作改变控制阀的节流面作改变控制阀的节流面积达到调节的目的积达到调节的目的.7.

51、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。7.1.1执行机构 1根据阀体部件的形式分类

52、：直通单座截止式调节阀体、偏心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、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。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）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。两种形式。27.2 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。7.3 自力式调节阀 开表顺序：关闭旁路阀

53、开表顺序：关闭旁路阀 检查阀后压力应小于阀后设检查阀后压力应小于阀后设定压力定压力 缓慢开启自力式调节阀前截止阀缓慢开启自力式调节阀前截止阀 开启自力开启自力式调节阀后截止阀式调节阀后截止阀停表顺序：关闭自力式调节阀前、后截止阀停表顺序：关闭自力式调节阀前、后截止阀 开启旁开启旁路阀。路阀。7.3.1 自力式调节阀的使用 直动式原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀直动式原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正

54、常工作，但通径一般不特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过超过25mm。分布直动式原理：分布直动式原理： 它是一种直动和先导式相结合的原理，它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先

55、导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。移动，使阀门关闭。特点：特点： 在零压差或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较在零压差或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较大，要求必须水平安装。大，要求必须水平安装。电磁阀从原理上分为三大类电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分布直动式、先即：直动式、分布直动式、先导式导式)7.4 电磁阀 压差关系压差关系 管路最高压差在小于管路最高压差在小于0.04MPa时应选用直动式和分布时应选用直动式和分布直动式；最低工作压差大于直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）时可选

56、用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力。电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力。介质要求介质要求 流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器流向流向 一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。有安装止回阀。7.4.1 使用选用考虑因素 电磁阀不动作？电磁阀不动作？电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小（小于电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小（小于0.008mm），一般都是单件装配，当有机械杂质带入或润滑油太），一般都是单件装配，当有机械

57、杂质带入或润滑油太少时，很容易卡住。根本的解决方法是要将电磁阀拆下处理。少时，很容易卡住。根本的解决方法是要将电磁阀拆下处理。供电原因。电磁阀不得电、电磁阀线圈烧坏等，紧急处理时，可供电原因。电磁阀不得电、电磁阀线圈烧坏等，紧急处理时，可将线圈上的手动按钮由正常工作时的将线圈上的手动按钮由正常工作时的“0”位打到位打到“1”位，使得位，使得阀打开。阀打开。漏气。漏气会造成空气压力不足，使得强制阀的启闭困难，原因漏气。漏气会造成空气压力不足，使得强制阀的启闭困难，原因是密封垫片损坏或滑阀磨损而造成几个空腔窜气。是密封垫片损坏或滑阀磨损而造成几个空腔窜气。7.4.2 电磁阀故障原因 控制阀应垂直、直立安装在水平管道上，口径大于控制阀应垂直、直立安装在