仪表培训课件 - 压力

1、煤基清洁能源公司仪表煤基清洁能源公司仪表专业知识培训专业知识培训授课人：李海涛二、课程内容与学习要求课程内容分两部分第一部分 检测仪表-测量 T、P、F、L四大参数的测量与变送l 测量量的特点、测量的原理 l 仪表的结构、使用的要求、安装第二部分 化工自动化-控制l 自动控制的组成、基本原理l 被控对象l 各种控制仪表 l 执行器l 简单控制系统、复杂控制系统煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训学习要求检测仪表l掌握检测仪表的基本知识l理解温度、压力、流量、液位四大测量参数测量传感器工作原理、测量仪表工作原理及结构特点l初步掌握四大参数测量仪表选用方法自动化控制l理

2、解并掌握化工自动化及简单控制系统的基本概念、组成、分类、控制原理，复杂控制系统的基本组成、分类及控制原理l理解并掌握简单、复杂控制系统调节规律的选择、参数整定及系统投运l掌握ABB DCS控制系统及SIS系统基本维护煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 一、化工仪表发展概况 1、人工感觉 看 闻 触 摸 品 2、 自动检测仪表 20世纪40年代以来 自动测量 检测仪表 操作人员根据仪表指示的主要参数情况，人工操作，生产经验单凭经 验，效率低，耗能大 3、自动测控仪表 20世纪50年代到60年代 局部自动化 所用仪表：基地式电动、气动仪表 膜片式单元组合仪表 所用方法

3、：半经验、半理论的设计准则和整定公式 4、完全自动化仪表 20世纪70年代以后 化工自动化水平得到了很大提高，随着计算机技术水平不断发展，计算机控制系统开始应用于工业生产，无人值守工厂出现煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 测量误差和仪表的质量指标第一节 测量误差误差的分类1.按误差数值表示方法，误差可分为绝对误差、相对误差、引用误差。2.按误差出现的规律，误差可分为系统误差、随机误差、疏忽误差。3.按被测量随时间变化的关系，误差可分为静态误差，动态误差。绝对误差、相对误差、引用误差概念绝对误差是测量结果与真实值之差，即 绝对误差=测量值 真值相对误差是指绝对误差

4、与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，常用百分数表示，即 相对误差= * 100%煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 测量误差和仪表的质量指标第一节 测量误差误差的分类1.按误差数值表示方法，误差可分为绝对误差、相对误差、引用误差。2.按误差出现的规律，误差可分为系统误差、随机误差、疏忽误差。3.按被测量随时间变化的关系，误差可分为静态误差，动态误差。绝对误差、相对误差、引用误差概念绝对误差是测量结果与真实值之差，即 绝对误差=测量值 真值相对误差是指绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，常用百分数表示，即 相对误差= * 100%煤基清洁能源

5、公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 测量误差和仪表的质量指标第一节 测量误差引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示，即 引用误差= * 100% 仪表的精度等级是根据引用误差来划分的煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 测量误差和仪表的质量指标第二节 仪表的质量指标准确度和准确度等级准确度是指测量结果和实际值的一致程度。准确度高意味着系统误差和随机误差都很小。准确度等级是按仪表的准确度高低所分成的等级。它决定仪表在标准条件下的误差极限，也是仪表允许的基本误差的最大值。准确度习惯上也成为仪表的精确度或精度，因此准确度等级也称为精度等级。精度等级的

6、表示方法： 1.5 级 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训1.51.5 测量误差和仪表的质量指标第二节 仪表的质量指标 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级有：0.01，0.02，（0.03），0.05，0.1，0.2，（0.25），（0.3），（0.4），0.5，1.0，1.5，（2.0），2.5，4.0，5.0 ；共16个，其中括号里的5个不推荐使用。灵敏度灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。它是指仪表达到稳定状态以后，仪表输出信号变化量与引起输出变化的被测参数变化量的比值。电磁兼容性滞环、死区、回差煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能

7、源公司仪表专业知识培训化工仪表及自动化分类化工仪表按功能不同分为四类：检测仪表：各种参数的测量显示仪表：模拟量显示和数字量显示控制仪表：控制器执行器：气动、电动、 液动煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训工业生产过程TLPFA显示仪表及变送器控制器执行器检测仪表和测量方法的分类1、检测仪表的分类 依据所测参数不同，可分为压力（包括差压、负压等）检测仪表、温度检测仪表、流量检测仪表、物位（液位）检测仪表、分析仪表。 依据表达示数方式的不同，可分成指示型、记录型、通讯型、远传指示型、累计型等。 按照精度等级以及使用场合的不同，可分为实用仪表、标定仪表等，使用场合生产现场

8、、实验室煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训检测仪表与测量方法的分类 测量方法按照测量结果的获得方式，分为直接测量和间接测量 直接测量 利用经过标定的仪表对被测参数进行测量，直接从显示结果获取被测参数的具体数值的方法。 根据被测参数数值获取方式不同，直接测量又有偏差法和平衡法（零位法）之分。 间接测量 当被测量不宜直接测量时，可以通过测量与被测量相关的几个量，再通过计算来确定被测量。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训检测仪表与测量方法的分类小结： 1、化工仪表的发展历程； 2、化工生产所需测量的五大参数； 3、误差的分类； 4、仪表的质

9、量指标； 5、化工检测仪表的分类及测量方法的分类。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 压力检测概述 化工生产中，压力是指气体或液体均匀垂直作用在单位面积上的力。 压力的检测与控制，对保证生产过程正常进行，达到高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训内容提要l 压力单位及测压仪表l 弹性式压力计 -弹性元件 -弹簧管压力表l电气式压力计 -应变片式压力传感器 -压阻式压力传感器 -电容式压力传感器煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训l 智能式压力变送器 -智能式压力变送器特点

10、-智能式压力变送器结构、原理l 压力表的选用与安装第一节 压力单位及测压仪表 压力是指均匀垂直作用在单位面积上的力 压力单位为帕斯卡，简称帕（Pa） 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第一节 压力单位及测压仪表各种压力单位之间的换算关系： 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第一节 压力单位及测压仪表在压力测量中，常有表压、绝压、负压和真空度之分。 当被测压力低于大气压力时，一般用负压和真空度来表示。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第一节 压力单位及测压仪表测量压力或真空度的仪表，按其转换原理的不同，分为

11、四类。1. 液柱式压力计它根据流体静力学原理，将待测压力转换成液柱高度，进行测量。 液柱式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第一节 压力单位及测压仪表 按其结构方式不同 有U形管压力计、单管压力计等。 结构简单、使用方便 精度较低、测量范围窄煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训优点缺点第一节 压力单位及测压仪表 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第一节 压力单位及测压仪表2. 弹性式式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移来进行测量的。3. 电气式压力计它是通过机械或电气元件将被测压力转换成电

12、量（如电压、电流）来进行测量的。4. 活塞式压力计它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来测量的。特点：精度很高，可达0.020.05%，但结构复杂价格昂贵，测量范围从几千帕到几千兆帕。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训 第二节 弹性式压力计l 定义： 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力作用下，使弹性元件受压后 产生弹性形变的原理而制成的测压仪表。l 优点： 具有结构简单、使用可靠、读书清晰、牢 固可靠、价格低廉、测灵范围宽以及有足 够精度等优点 。 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知

13、识培训第二节 弹性式压力计一、弹性元件 弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件，当测压范围不同时，所使用的弹性元件也是不一样的。弹簧管式弹性元件如图（a）（b）；波纹管式弹性元件如图（e）；薄膜式弹性元件如图（c）（d）。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第二节 弹性式压力计弹簧管式弹性元件 弹簧管截面形状煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第二节 弹性式压力计 薄膜式弹性元件煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训膜片膜盒弹簧管压力表用途： 普通弹簧管压力表 耐腐蚀的氨用压力表 禁油的氧气压力表煤基清洁能源公司仪

14、表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第二节 弹性式压力计膜片式压力表用途： 根据所测量的介质不同，选用不同材质膜片，广泛应用于化工生产。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第二节 弹性式压力计注意： 在化工生产过程中，常需要把压力控制在某一范围内，即当压力低于或高于给定范围是，就会破坏正常工艺条件，甚至可能发生危险。这是就应采用带有报警空控制触点的压力表。见普通弹簧管压力表稍加变化，便可成为电接点信号压力表，它能在压力偏离给定范围时，及时发出信号，以提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业

15、知识培训第二节 弹性式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第二节 弹性式压力计l 定义 电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行传输和显示的仪表。l优点 1、测量范围非常广，可以达到7*10-5MPa至5*102MPa的压力，精度等级可达0.04%； 2、信号可进行远距离传输，信号可传送至DCS系统，进行指示、控制、与连锁控制。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计l 组成一般由压力传感器、测量转换线路及信号处理装置组成，信号处理装置可以是指示器、记录仪、控制器、微处理机等煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁

16、能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计l 分类 1. 弹簧管式电气压力计（电远传弹簧压力计） 霍尔片式2. 电气式压力计 压阻式、应变式、电容式、电感式、振弦式 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计霍尔效应： 当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计一、应变片式压力传感器 应变片式

17、压力传感器是利用电阻应变原理构成的。电阻应变片有金属和半导体两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增大），再通过桥式电路，产生毫伏级输出，再通过其它电路最终转换成标准信号输出。 应变片式压力传感器示意图煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业

18、知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基

19、清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计二、压阻式压力传感器工作原理： 压阻式传感器是利用单晶硅的压阻效应构成的。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥式电路，单晶硅片置于传感器腔内。 当压力发生变化，单晶硅产生形变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路测出相应的电压变化。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计二、压阻式压力传感器特点： 精度高，工作可靠，响应频

20、率快，尺寸小，重量清，结构简单。 可以测量压力，稍加改变可用来测量差压、高度加速度等参数。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第三节 电气式压力计三、电容式压力传感器工作原理： 将压力的变化转换成电容的变化，来进行测量。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第四节 智能压力变送器 智能压力、差压变送器是在普通压力、差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表。 智能变送器特点：1.测量精度高 由于智能变送器内部使用 数字技术取代了传统模拟技术来处理传感元件（如差动电容、压敏电阻电桥和差动电压器）输出模拟信号，使之更好地线性化，更好

21、地补偿温度静压变化的影响，进一步提高了变送器精度。智能变送器内装 一个用于补偿温度变化的温度传感器，这个温度传感器把测出的介质温度与变送器传感元件设计工作温度相比较，如有差值，可经CPU进行运算并进行自动补偿。有的变送器还内装测压元件，这个测压元件能够测出差压变送器工作静压，并通过CPU进行运算，以修正差压变送器因静压引起的零点漂移。 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第四节 智能压力变送器2. 自诊断功能 变送器故障时，可以准确清晰的在手操器或表头显示故障信息，帮助维护人员快速准确处理问题。2.具备更大的量程比，可达400：1。 假如有一台变送器，测量范围为02

22、50KPa,如果这个压力变送器的量程比为10：1的话，那么这块变送器的最小使用量程即为025KPa,低于此量程，那么仪表的精度等级就无法保证。2.能够实现双向数据通讯，可以与现场总线网络和上位计算机相连。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第四节 智能压力变送器罗斯蒙特3051系列压差传感器工作原理图煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第四节 智能压力变送器负载电阻和回路电阻之和应在250600之间，太小了不能通信，太大了变送器无法工作。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第五节 压力仪表选用与安装一、压力仪表

23、的选用 压力仪表的选用应根据工艺生产过程对压力测量的要求，结合其他方面的情况，加以全面的考虑和具体的分析，一般考虑以下几个方面。l 仪表类型的选用l 仪表测量范围的确定l 仪表精度等级的选取煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第五节 压力仪表选用与安装一、压力仪表的选用l 类型的选择 功能：显示、报警、记录、传送 介质条件：温度、压力、腐蚀性、粘度、脏污程度、易燃易爆； 如：氨用压力表、氧气表禁油 现场环境条件：温度、震动、电磁干扰等l量程及盘面大小测量稳定压力：Pmax2/3量程上限；Pmin1/3量程上限测量脉冲压力：Pmax1/2量程上限；测量高压 Pmax3

24、/5量程上限l 精度等级根据工艺条件要求所允许的最大测量误差确定。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第五节 压力仪表选用与安装二、压力仪表的安装 l 测压点的选择 应能准确反映被测压力的真实大小 要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其它易形成漩涡的地方； 测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持平齐，不应有凸出或毛刺。 测量液（气）体压力时，取压点应在管道的下（上）部，使导压管不积存气（液）体。煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第五节 压力仪表选用与安装二、压力仪表的安装 煤基清洁能源公司仪表专业知识培训煤基清洁能源公司仪表专业知识培训第五节 压力仪表选用与安装二、压力仪表的安装 l 导压管的