压力、流量、液位的选型[1]

1、一、 谈谈压力1、这里的压力概念，实际上指的是物理学上的压强，即单位面积上所承受压力的大小。2、绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。绝对压力是相对零压力而言的压力。3、正压：以大气压力为基准，高于大气压力的压力。4、负压（真空）：以大气压力为基准，低于大气压力的压力。5、差压：两个压力之间的差值。6、表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个7、正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压0。8、负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压0。也称为真空度9、压力表：以大

2、气压力为基准，用于测量小于或大于大气压力的仪表。 静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。10、动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/22计算。式中流体密度；v流体运动速度。”11、大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。12、常用压力换算表13、而我们常用的压力单位用三个，分别是兆帕，巴和工程压力。1pa=1N/m2，表示1牛的物体压在1平方米上面的压强。仪表常用MPa。1Bar= 1巴=0.

3、1兆帕(mpa)= 1.02kgf/cm2，所以通常也可以说1bar=1.02公斤，或者也可以说1Bar就等于1公斤。14、1工程大气压即1kgf/cm2= （9.80665×104）Pa（9.81×104）Pa，这个就是我们平时说的压力是1公斤，意思是一公斤重的物体压在1平方厘米上面的压强。二、压力仪表的选型注意事项1、基本原则a. 为了保护压力表，一般在被测压力较稳定的情况下，其最高压力值不应超过仪表量程的2/3；若被测压力波动较大，其最高压力值应低于仪表量程的1/2。b. 为了保证实际测量的精度，被测压力的最小值不应小于仪表量程的1/3。 还需要考

4、虑以下情况：2、被测介质兼容性在选型时要考虑它的介质对压力接口及敏感元件，一定要考虑压力接口及敏感元件材质，否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏，被腐蚀坏造成设备和人身事故，所以材质选择非常重要。3、介质温度和环境温度对产品的影响在选型时要考虑被测介质的温度和环境温度，如果温度高于产品本身温度补偿，容易引起产品测量数据漂移，选择时一定要考虑变送器的的实际工作环境，避免温度对压敏芯体造成测量不准。4、压力量程的选型在选型时要考虑设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。5、压力接口的选型在选型过程中，严格落实用户所使用压力接口尺寸，选用合适正确螺纹连接形式，并出产品外形图确认，或厂

5、家提供样品也可以；6、电气接口的选型在选型时要再三确认用户信号采集方式及现场布线情况，传感器信号要与用户采集接口对接；选用合适正确电气接口及信号方式的。7、压力类型选型测量绝对压力的仪表称为绝压表。对于普通的工业压力表测量的都是表压值，也就是绝对压力与大气压的压差值。当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值，称为正表压；当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值，称为负表压，即真空度。测量真空度的仪表称为真空表。8、压力表受振动的影响   压力表在振动的环境下也会出现指示不准的情况，剧烈的振动会直接引起压力表弹性元件的变形，影响压力表的灵敏度、准确度及使用者对压

6、力表指示值的读取。压力表防振动的措施主要是安装缓冲装置和减震装置。9、表盘直径      表盘直径就是我们可以默认为是压力表的外壳的直径,一般比较常用的是50毫米,63毫米,100毫米和160毫米(我都是以欧洲的标准列出的,中国以及其他的一些国家会有点不一样)   10、外壳材质     一般压力表的外壳的材质会有ABS(工程塑料),碳钢,304不锈钢以及铜合金,这个我们要根据具体的环境来选择压力表的外壳材质.通常使用的是ABS和304不锈钢两种. 11、连接方式  

7、;   压力表的连接方式分为轴向(背部连接)和径向(底部连接)两种,但是在现实中,客户可以根据具体的情况选一些选项,如果是面板安装的,轴向的可以选前法兰边或后带固定支架,径向的可以选前法兰边或后固定边等等. 12、液体填充     我们在一些机械震动比较大的环境中发现,有很多压力表表盘里面都填充了液体,其实这些液体的主要作用就是增加阻力,有效的阻止压力表的指针不停的震动,这样我们就可以很准确的读取压力值.一般在泵附近或震动比较厉害的环境中比较常用.  13、连接尺寸     现在由于各个国家的螺

8、纹标准不一样,主要常用的有M(公制),G(英制),NPT(美制),R(日本和韩国用的比较多)三、 常用压力表介绍1、普通压力表一般场合 一般压力表适用于测量无危险、不结晶、不凝固及铜及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸气和气体等介质的压力。2、膜盒压力表低压场合膜盒压力表采用膜盒作为测量微小压力的敏感元件。测量对铜合金不起作用、无危险气体的微压和负压，广泛用于锅炉通风、气体管道、燃烧装置等及其它类似设备上。3、隔膜压力表隔膜式压力表适用于测量具腐蚀性、高粘度、易结晶、易凝固，温度较高听液体、气体或颗粒状固体介质的压力以及必须避免测量介质直接进入压力仪表和防止沉淀物积累且易清洗的场合。隔膜式

9、压力表主要用于石油、化工、化纤、染化、制药、制碱食品等工业部门4、膜片压力表  膜片压力表适用于测量有一定腐蚀性、粘稠介质和非结晶及非凝固的各种流体介质的压力或负压。可根据测量介质对腐蚀性能的不同要求而选用不同材料的膜片。外壳用不锈钢材料的仪表，可在工作环境较恶劣的情况下使用。等等适用场合有什么不同，压力表各自使用的范围，那些可以相互替代。5、膜盒，膜片，隔膜的区别膜盒是将两个膜片的外缘直接焊接或膜片外缘与机体焊接而构成的盒，膜盒压力表采用膜盒作为测量微小压力的敏感元件。测量对铜合金不起腐蚀作用、无爆炸危险气体的微压和负压。如上所说，也有使用耐腐蚀材质的膜盒。特点是可以测量

10、微压。膜片压力表是以膜片为敏感元件的压力表，适用于测量具有一定腐蚀性、非凝固或非结晶，而且温度又不是很高的各种流体介质的压力或负压（包括微压）隔膜压力表是用隔离膜片将被测介质与敏感元件分开的压力表，适用于测量强腐蚀、高温、高粘度、易结晶、易凝固、有固体浮游物的介质压力以及必须避免测量介质直接进入通用型压力仪表和防止沉淀物积聚且易清洗的场合。隔膜压力表与膜片压力表原理是相同的，关系是：隔膜压力表和膜片压力表从本质上来说都是通过隔离膜片来传导压力，但隔膜压力表是通过隔离液体为传导介质，所以它不能测得很小的压力；而膜片压力表通过机械放大单元可以测得很小的压力。另外隔膜压力表可以拆开，膜片压力表不能拆

11、开。压力表一般检定周期为半年四、压力变送器1、压力变送器从一般意义上往往指压力变送器和差压变送器，主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号(420mADC)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（-100Pa120MPa）和微差压变送器（0.11.5kPa）两种。2、压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力，其原理大致是：如将水压这种压力的力学信号转变成电压或电流（一般是0-5V或者4-20mA）这样的电子信号，压力和电压或电流大小

12、成线性关系，一般是正比关系，所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大。3、压力变送器的类型:以量程范围：微压变送器、压力变送器 以测量方式：差压变送器、压力变送器 以测量要求：绝压变送器、表压变送器、相对表压变送器。4、压力变送器的定义绝压表压大气压 表压：是指普通的压力变送器，用于常规的压力检测。 绝压：一般用于测量可能产生负压的工况。绝压表在没有投入使用时应该显示102Kpa，也就是当地的大气压力。 差压：一般用于流量和液位检测，是两个压力之差。5、压力变送器的区别压力变送器也就是所说通用表压变送器，一侧通大气另一侧接被测压力。用于管道

13、、锅炉等压力的测量。压力变送器只有一个引压管，测量的是纯粹压力； 差压变送器有两个引压管，测量的是压力差，如果差压变送器只接正膜室或负膜室，就相当于压力变送器测量了。差压变送器两侧分别接不同的压力，根据压力差来测量液位的高度以及和孔板配合测量管道流量等。 绝压变送器其一侧抽真空，另一侧所受压力就为绝对压力，适用于绝压场合。 微差压变送器选用2E膜盒(0.0-1.5KPA)，提高测量小压力的精度。 高静压差压变送器选用高静压膜盒，所谓静压就是当压力变送器两侧所加压力相同时其输出电流应为4.00MA，但普通差压变送器当两侧压力同时增大到25MPA以上其输出难

14、以保证在4.00MA。故高静压差压变送器多用于流量、液位测量且压力较高的场合。6、压力变送器还能做什么液位压力变送器和差压变送器单从名称上讲测量的是压力和差压（两个压力的差），但它们可以间接测量的量却很多。除可以测量压力外，还可以测量设备内的液位。在常压容器内测量液位时，需要一台压力变送器即可。当测量受压容器的液位时，可考虑用两台压力/差压变送器，即测量下限一台，测量上限一台，它们的输出信号进行减法运算，即可测出液位。密度在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度。流量压力变送器的测量范围可以做的很宽，从绝压0开始可以到一百多兆帕（一般情况）。差压变送器除了测量两个被测量压力的

15、差压值外，它还可以配合各种节流元件来测量介质流体的流量五、引压管1、什么是引压管？按照名字解释就是将压力引到其它的管路上面。2、引压管方向测量气体或者湿气体时，差压变送器一般位于取压点上方，便于冷凝液回流测量液体和蒸汽时，差压变送器一般位于取压点下方，偏于排气。对于节流装置取压口规定测气体时，取压口方位在管道上半部测蒸汽时，取压口方位在管道上半部与管道中心线0-45°夹角（HG/T2 21581-2010说均速管取压口在管道底部）测液体时，取压口放在在管道下半部与管道中心线0-45°夹角3、引压管长度HG20512-2000 仪表配管、配线设计规定中5.0.4规定

16、测量点至现场仪表的测量管线应尽量短，长度不宜大于15米。对于易冷凝的介质测量管线应采取伴热或绝热的措施，具体按HG20514仪表及管线伴热和绝热保温设计规定执行。一般气体分析取样管 1OM，压力在50PA以内 30M，其他压力导压管路 50M。4、修正值计算方法         当压力表的安装位置与取压管口不在同一水平位置时且被测介质为液体时，压力表的示值必须进行修正，其值由决定位置的高度差与被测解释的密度决定。看表的安装位置，如果位置与取压点同高不需要修正。如果不同高修正，

17、就是gh, 密度乘以重力加速度乘以高度差。表的高度高，加上修正值。表的高度低，减去修正值。5、引压管故障   (1)引压管堵塞    在实际生产使用维护中，由于排放不及时或介质脏、粘或者带颗粒、粉末等原因，时间久了，有的还会固化，引起引压管堵塞，使测量无法正常进行。因此，为保证变送器正常运行，要定期对引压管设法疏通。   (2)引压管漏气    由于差压变送器接点、截止阀等附件比较多，导致泄漏点增多，维护工作量增大。因此，要合理做好引压管的防腐蚀

18、而减少引压管出现沙眼；引压管的接口处螺丝要上紧以防松动。   (3)引压管积液    由于气体流量取压方式不对或引压管安装不符合要求，常常造成引压管内部积存液体的现象。这种现象的出现，往往会致使测量不准，如果在变送器量程很小的情况下，甚至会造成变送器输出的一些波动。有文献指出引压管的正确安装应该是与水平不小于1：12的斜度连续下降，测量点与安装点之间存在高度差，取压点应与被测设备壁垂直。为了使测量更准确，可以设置若干测压头，所有测压头连接在一起成为一条均压管，再通过引压管引出，在均压管的最低处安置有放水阀。另外，在现场实际生

19、产使用过程中，还会出现引压管伴热、引压管接反等问题。六、流量和流量计1、工业生产过程中另一个重要参数就是流量。流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。流量可用体积流量和质量流量来表示。其单位分别用m3/h、L/h和kg/h等。2、流量计是指测量流体流量的仪表，它能指示和记录某瞬时流体的流量值；计量表（总量表）是指测量流体总量的仪表，它能累计某段时间间隔内流体的总量，即各瞬时流量的累加和，如水表、煤气表等等。3、按照测量的目的分为以下几种： 速度式流量计-速度式流量仪表以流体流量的流速为测量依据。常用单位m3/h、 l/h等常用仪表叶轮式水表、涡轮流量计、靶式流量计、转子流

20、量计、涡街流量计、孔板流量计、超声波流量计、电磁流量计等。 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，如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板式流量计和活塞式流量计等等。 质量式流量仪表以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目为测量依据。常用单位t/h、 Kg/h等4、按照流量计的原理和特点分以下几种：容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计七、流量计选型问题1、按照被测流体的性质及流动情况，来确定流量仪表的型式和规格   流体的性质

21、及流动情况决定流量计的形式和规格。首先选型要考虑流体的几个关键物理和化学性质：流体的状态（固态气态还是液态）、流体的导电性、流体的化学腐蚀性、流体的粘度。其次要充分了解各种形式的流量仪表的应用范围。  在选型时应综合考虑流体的理化特性。处于固态的流体一般为粉尘或块状，流量计选型只有冲量式流量计、皮带称和轨道衡三种。处于液态和气态的流体的流量仪表形式比较多，一般流量仪表有专用于气体测量的系列和型号，例如我们用的科氏力质量流量计就有专用与气体测量的系列型号。液体工况比较差的情况不外乎腐蚀、导电、带固体颗粒，这种情况下最好选择电磁流量计。适应高粘度度的流量计主要有椭圆齿轮流量计、

22、腰轮流量计、刮板流量计、靶式流量计、楔形流量计等，具体还要根据精度、经济性要求和其他实际工况确定。最后对于具有腐蚀的流体在选型时一定要注意流量计接液材质的选择，例如在电磁流量计用于测量盐酸液体时电极一定要采用钽电极否则电极很容易就被腐蚀掉了。2、流量计的选择要充分考虑工艺提供的表条件。  首先要考虑介质的静压和温度，流量计的静压和耐温也是保证仪表使用寿命和准确度的重要一环，仪表的静压即耐压程度，它应稍大于被测介质的工作压力，一般取1.25 倍，以保证不发生泄漏或意外。  其次是量程范围的选择，主要是仪表刻度上限的选择。选小了，易过载，损坏仪表；选大了，有碍于测量的

23、准确性。国家标准规定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%。最后比较重要的仪表条件是工艺管径，有些流量计没有特别大口径的，有些大口径的流量计价格十分昂贵，目前比较适合大管径的流量仪表有笛形匀速管、插入式旋涡、插入式涡轮、电磁流量计、文丘里管、超声波流量计。3、考虑流量计的精度等级和经济性    流量计的精度等级要符合国家经委1983244 号文件能源计量器具准确度的要求上的规定。一般对精度要求比较高的地方主要有进厂和进生产装置的原料计量、出装置和出厂销售的成品计量、工艺配方原料的计量、价格昂贵

24、的物质计量等。对于生产装置中只做一般参考的流量通常选用价格比较低的玻璃转子和金属转子等价格便宜的流量计。生产中公用工程上的气体（空气、氮气、蒸气）通常采用涡节流量计，各种水主要用电磁流量计，这两种选择是即经济又能满足精度要求的。4、考虑测量的安全性  流量测量的安全可靠，首先是测量方式可靠，即取样装置在运行中不会发生机械强度或电气回路故障而引起事故；二是测量仪表无论在正常生产或故障情况下都不致影响生产系统的安全。例如，对发电厂高温高压主蒸汽流量的测量，其安装于管道中的一次测量元件必须牢固，以确保在高速汽流冲刷下不发生机构损坏。因此，一般都优先选用标准节流装置，而不选用悬臂梁

25、式双重喇叭管或插入式流量计等非标准测速装置，以及结构强度低的靶式、涡轮流量计等。燃油电厂和有可燃性气体的场合，应选用防爆型仪表。5、雷诺数和卡曼旋涡1）流体力学中，雷诺数是流体惯性力与黏性力比值的量度，它是一个无量纲数。实际上是一个比值。2）如雷诺数小，粘性力占主要地位，粘性对整个流场的影响都是重要的。如雷诺数很大，则惯性力是主要的，粘性对流动的影响只有在附面层内或速度梯度较大的区域才是重要的。低雷诺数的流量不适合用涡街流量计。3）雷诺数 物理意义：惯性力与粘性力之比。层流：流体质点一直沿流线运动，彼此平行，不发生相互混杂的流动。紊流：流体质点在运动过程中，互相混杂、穿插的流动。（紊

26、流包含，主体流动+各种大小强弱不同的旋涡）雷诺经过大量实验，并采用量纲分析和相似原理方法，找出了流体出现层流或紊流的临界流速圆管内流体的流态     Re<2000    层流                     Re>4000    紊流  

27、                   2000<Re<4000  过渡流态4) 计算方法：Re=Vl/u式中：v流体的平均速度，m/s；流速的特征长度，如在圆管中取管内径值，m；流体的运动粘度，m2/s。5) 在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。目前流体振动流量计有三类：涡街流量计、旋进

28、（旋涡进动）流量计和射流流量计。 涡街流量计的原理是卡曼旋涡。流体横向流过圆柱体时，在圆柱体背面的两侧交替产生旋涡，且在脱离后形成旋涡尾流的现象。又称"卡曼旋涡"。6）综上可以看到为什么雷诺数小无法用于涡街流量计上了。漩涡强度越强，对信号检测越有利。而漩涡强度与流量平方成正比的，所以，在量程下限的低速区，漩涡强度很微弱，能否有效地检测出漩涡信号，取决于检测元件的灵敏度。受以上两方面因素的制约，涡街流量计的下限流速不能太低。一般情况下，测量液体流量时，下限流速为 0.30.5m/s; 测量气体时下限流速为 35m/s.八、涡街流量计的特

29、点1、涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，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游涡的仪表。2、涡街流量计按频率检出方式可分为：应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。涡街流量计是属于最年轻的一类流量计，但其发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。3、优点一：(1)结构简单牢固；(2)适用流体种类多；(3)精度较高；(4)范围度宽；(5)压损小。优点二：(1)高精度，在所有流量计中，属于最精确的流量计；(2)重复性好；(3)无零点扰能力好；(4)范围度宽；(5)结构紧凑。4、缺点一：(1)不适用于低雷诺数测量；(2)需较长直管段；(3)仪表系数较低(

30、与涡轮流量计相比)；(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。缺点二：(1)不能长期保持校准特性；(2)流体物性对流量特性有较大影响。5、涡轮流量计，是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪两部分组成，也可做成整体式。九、差压流量计特点1、差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。2、差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次装置

31、为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。3、差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。检测件又可按其标准化程度分为二大类：标准的和非标准的。所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入国际标准中的检测件。差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。

32、近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。4、优点：(1)应用最多的孔板式流量， 计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长；(2)应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。5、缺点：(1)测量精度普遍偏低；(2)范围度窄，一般仅3：14：1；(3)现场安装条件要求高；(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。6、测量原理：当充满管道的流体流经孔板时，将产生局部收缩，流束集中，流速增加，静压力降低，于是在孔板前后产生一个静压力差，该压力差与流量存在着一定的函数关系，流量越大，压

33、力差就越大。通过导压管将差压信号传递给差压变送器，转换成420mA.DC标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内的瞬时和累积流量。计算公式：根据能量守恒定律及流体连续原理，节流装置的流量公式可以写成：                                   &

34、#160;             Q=kP 节流元件：孔板也称为节流元件，当流体流经节流元件时静压能回转化成动压能，即流速增加，压力降低，降低的压力（差压）与流量的平方成正比，所以通过测量孔板前后的差压便可测量流量。这些都属于差压流量计。他们具有测量精度高，安装方便，使用范围广、造价低等特点。广泛应用于各种介质的流量测量。公称通径 DN15DN3000（mm）适用介质，为各种液体,气体,饱和蒸汽,过热蒸汽。结论是这些装置测量流量时雷诺数都是有要

35、求的，如果流速过低的话无法得到准确的数据，可以采用降低管径或者其它方式来提高雷诺数。十、质量流量计（科里奥利质量流量计）1、结构 结构主体采用两根并排的U形管，让两根管的回弯部分相向微微振动起来，则两侧的直管会跟着振动，即它们会同时靠拢或同时张开，即两根管的振动是同步的，对称的。 如果在管子同步振动的同时，将流体导入管内，使之沿管内向前流动，则管子将强迫流体与之一起上下振动。2、原理 质量流量计指基于希腊人科里奥利力原理制成的流量计，由传感器和一台用于信号处理的变送器（核心处理器)组成，再配用流量积算器组成流量测量系统。直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。

36、（热式质量流量计）1、 结构热式质量流量计（以下简称TME）是利用传热原理，即流动中的流体与热源（流体中加热的物体或测量管外加热体）之间热量交换关系来测量流量的仪表，过去我国习称量热式流量计。当前主要用于测量气体2、 原理通过测量气体流经流量计内加热元件时的冷却效应来计量气体流量的。气体通过的测量段内有两个热阻元件，其中一个作为温度检测，另一个作为加热器。温度传感元件用于检测气体温度，加热器则通过改变电流来保持其温度与被测气体的温度之间有一个恒定的温度差。当气体流速增加，冷却效应越大，使须保持热电阻间恒温的电流也越大。此热传递正比于气体质量流量，即供给电流与气体质量流量有一对应的函数关系来反映

37、气体的流量。十一、电磁流量计1、 原理电磁流量计所依据的基本理论是法拉第电磁感应定律。当导体切割磁力线运动时，导体内将产生感应电动势。 根据该原理，可测量管内流动的导电流体的体积，导电流体流动的方向与电磁场的方向垂直，在导管垂直方向施加一个交变的磁场，并在有绝缘衬里的导管内壁两侧安装一对电极，两电极的连线既与导管轴线垂直，又与磁场方向垂直，当导电液体流经导管时，因切割磁力线，两个电极上就产生感应电动势。2、 特点测量不受液体密度、粘度、温度、压力导电率变化的影响测量管内无活动及阻流部件，无压损、不堵塞，可测量含有纤维、固体颗粒和悬浮物的液体。仪表反映灵敏，测量范围宽，流速0.310m

38、/s，导电率>5s/cm的导电液体都可测量，量程范围可以任意选定。仪表采用了低频三态方波励磁技术、先进的小信号处理技术和软件技术，故抗干扰性强、精度高 、稳定可靠。仪表不受液体流动方向的影响，正反向安装均可测量，并安装方便，对直管段要求不高。电磁流量计的电极及内衬材料耐腐性和耐磨性极好，寿命长。可按用户特殊工况要求生产电磁流量计。仪表的耐冲击、耐振性良好。仪表不能测量气体及不导电液体。十二、超声流量计的特点1、超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。2、根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波

39、束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的一类流量计之一。3、优点：(1)可做非接触式测量；(2)为无流动阻挠测量，无压力损失；(3)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。4、缺点：(1)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；(2)多普勒法测量精度不高。5、应用概况：(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、：怪液、液化

40、天然气等；(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验；(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体，例如：未处理污水、工厂排放液、脏流程液；通常不适用于非常清洁的液体。十三、容积式流量计1、又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。2、容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。3、优点：(1)计量精度高；(2)安

41、装管道条件对计量精度没有影响；(3)可用于高粘度液体的测量；(4)范围度宽；(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计，总量，清晰明了，操作简便。4、缺点：(1)结果复杂，体积庞大；(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大；(3)不适用于高、低温场合；(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体；(5)产生噪声及振动。十四、流量检测中的开方和温压补偿1、伯努利效应  1726年，伯努利通过无数次实验，发现了“边界层表面效应”：流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。为纪念这位科学家的贡献，这一发现被称为“伯努利效应”。伯努利效应适用于包括气体在内的一切流体

42、,是流体作稳定流动时的基本现象之一，反映出流体的压强与流速的关系，流速与压强的关系：流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。2、节流装置测量原理 在管道中流动的流体具有动能和位能，在一定条件下这两种能量可以互相转换，但参加转换的能量总和是不变的。利用节流元件测量流量就是利用这个原理来实现的。从上述公式可以看出，在其他不变的情况下，流体的流量与流体的密度成正比关系，而大多数流体（尤其是气体）的密度会随着工况条件（不同的温度和压力）的变化而变化，所以流体的密度要进行温度、压力补偿。也就是实际的流量与设计的流量不一样了，需要补偿修正。以下是常用流量计的选择依据，。 （

43、1）一般流体，液体，蒸汽流量测量：差压式流量计，转子流量计，速度式流量计（靶式，涡轮，涡街），超声波，科氏，热导式，旋进漩涡。（2）腐蚀，导电或带固体颗粒流体流量测量：电磁流量计，非标准孔板（圆缺等）（3）高黏度流体流量测量：容积式（椭圆此轮，腰轮，刮板，靶式，契形）（4）大管径：笛形均速管等（5）粉状，块状固体流量测量：冲量式，皮带秤等十五、物位检测仪表物位测量仪表的种类很多，按液位、料位和界位来可分：（1）液位仪表：浮力式（浮筒、浮球、浮标、沉筒）、静压式（压力式、差压式）、电容式、电感式、电阻式、超声波式、微波式等。（2）界位仪表：浮力式、差压式、电极式、超声波式等。（3）料位仪表：重锤

44、探测式、音叉式、超声波式、激光式、放射性式等。十六、接近开关1、性能特点在各类开关中，有一种对接近它的物体有感知能力的元件位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。不同的接近开关检出距离也不同。有时被检测验物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为“响应频率”。2、种类因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移传感器

45、对物体的“感知”方法也不同，所以常见的接近开关有以下几种：（1） 涡流式接近开关这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。（2）电容式接近开关这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连

46、的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。（3）霍尔接近开关霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。（4） 光电式接近开关利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。（5）&#

47、160;热释电式接近开关用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上，当有与环境温度不同的物体接近时，热释电器件的输出便变化，由此便可检测出有物体接近。（6）其它型式的接近开关当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。十七、常用液位计工作原理1、磁翻板液位计磁翻板液位计：又叫磁浮子液位计，磁翻柱液位计。原理：连通器原理，根

48、据浮力原理和磁性耦合作用研发而成，当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板，使红白翻柱翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转为红色，当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上红白交界处为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。2、浮球液位计原理： 浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的

49、变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。3、钢带液位计原理：它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。4、雷达液位计原理：雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。5、磁致伸缩液位计原理：磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的

50、电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子，此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液面的位置。6、射频导纳液位计原理：射频导纳料位仪由传感器和控制仪表组成，传感器可采用棒式、同轴或缆式探极安装于仓顶。传感器中的脉冲卡可以把物位变化转换为

51、脉冲信号送给控制仪表，控制仪表经运算处理后转换为工程量显示出来，从而实现了物位的连续测量。7、音叉物位计原理：音叉式物位控制器的工作原理是通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号。8、玻璃板液位计（玻璃管液位计）原理：玻璃板式液位计是通过法兰与容器连接构成连通器，透过玻璃板可直接读得容器内液位的高度。9、压力液位变送器原理：压力式液位计采用静压测量原理，当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力的同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压

52、腔，再将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Po，使传感器测得压力为：.g.H，通过测取压力P，可以得到液位深度。10、电容式液位计原理：电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数1和液面上的介电常数2不同，比如：1>2，则当液位升高时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，值减小，电容量也减小。所以，电容式液位计可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。11、智能电浮筒液位计原理：智

53、能电浮筒液位计是根据阿基米德定律和磁藕合原理设计而成的液位测量仪表，仪表可用来测量液位、界位和密度，负责上下限位报警信号输出。12、浮标液位计原理：它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带（绳）的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带（绳）移动，位移传动系统通过钢带（绳）的移动带动现场指示装置，进而在显示装置上显示液位的情况。13、浮筒液位变送器原理：浮筒浸没在浮筒室内的液体中，与扭力管系统刚性连接，扭力管系统承受的力是浮筒自重减去浮筒所受的浮力的净值，在这种合力作用下的扭力管扭转一定角度。浮筒室内液体的位置、密度或界位

54、高低的变化引起浸没在液体中的浮筒受到的浮力变化，从而使扭管转角也随之变化。该变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器，使传感器输出电压变化，继而被电子部件放大并转换为420mA电流输出。浮筒液位变送器采用微控制器与相关的电子线路测量过程变量，提供电流输出，驱动LCD显示及提供HART通信能力。14、电接点液位计原理：电接点水位计根据水与汽电阻率不同而设计。测量筒的电极在水中对筒体的阻抗小。在汽中对筒体的阻抗大。随着水位的变化，电极在水中的数量产生变化。转换成电阻值的变化。传送到二次仪表，从而实现水位的显示、报警、保护联锁等功能。15、磁敏双色电子液位计原理：磁敏电子双色液位计是选用优质不锈钢及进口

55、电子元件制造，显示部位采用高亮度LED双色发光管，组成柱状显示屏，通过LED光柱的红绿变化，可实现液位上、下限报警和控制。16、外测液位计原理：外测液位计是一种利用声纳测距原理，“微振动分析”技术从容器外测量液位的仪表。将两个小巧的外测液位计超声波传感器一个安装在罐体的底部，另一个安装在罐体的侧壁来进行密度变化的补偿。外测液位计传感器的信号经过微处理器转变，输出到本地显示或用户控制系统。可以计算出罐内液体的高度和罐内液体的容积。17、静压式液位计原理：静压式液位变送器，将扩散硅充油芯体封装在不锈钢壳体内，前端防护帽起保护传感器膜片的作用，也能使液体流畅地接触到膜片，防水导线与外壳密封连接，通气

56、管在电缆内与外界相连，内部结构防结露设计。18、超声波液位计原理：超声波液位计/物位计是由一个完整的超声波传感器和控制电路组成。通过超声波传感器发射的超声波经液体表面反射，返回需要的时间用与计算，通过温度传感器对超声波传输过程中的温度影响进行修正，换算成液面距超声波传感器的距离，通过液晶显示并输出4mA-20mADC模拟信号，实现现场仪表远程读取。19、差压式液位计（双法兰液位计）原理：差压液位变送器就是通过测量高低压力差，再由转换部件转换成电流信号传送到控制室的电器元件。差压式液位计主要用于密闭有压容器的液位测量。差压的大小同样代表了液位高度的大小。用差压计测量气、液两相之间的差压值来得知液

57、位高低。十八、常用物位计工作原理1.   阻旋式料位计原理:该控制器采用机电位控原理，接触测量料位。当料仓内叶片部位无料时，料位器通电，指示灯亮，叶片逆时针旋转;当料仓内叶片部位有料时，叶片旋转受阻，控制信号转换，随之断开料位器电机电源，此状态一直维持到叶片部位无料，料位器自动复位，电机电源接通，指示灯亮，叶片开始旋转，控制信号切换。2.   电容式料位计原理: 插入料仓中的电极与料仓壁之间构成电容器，当仓内物料料位变化引起电容量的变化时，通过转换电路得到相应的控制信号。因为电容量是连续变化的，因此该料位计可以用作连续式料位

58、测量，也可用作料位开关，作为报警或喂料、卸料设备的输入信号。 3.   永磁式料位计原理:永磁式料位器是利用电磁铁通电即电生磁与永磁体摆杆产生推斥力，断电即"磁生电"而采集到永磁体摆杆回敲信号，并根据所采集回敲信号的有无判断出永磁体摆杆摆动与否，进而判断出物料的有无。 4.   超声波物位计原理: 物位测量过程中，超声波信号由超声波探头发出，经液体或固体物料表面反射后折回，由同一个探头接收，测量超声波的整个运行时间，从而实现物位的测量。5.   雷达料位计原理: 雷达料位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面时反射回