浅谈仪表的基础知识

1、浅谈仪表的基本知识目录1、仪表的基本概念2、仪表的介绍与分类3、仪表的基础知识及日常维护一、仪表基本概念1 1、什么是仪表？、什么是仪表？ 仪表一般只是用来指示数据用的仪器，分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、液位仪表等。仪表一般只是用来指示数据用。2 2、什么是自动化仪表？、什么是自动化仪表？ 检测与过程控制仪表通常称为自动化仪表。自动化仪表，是由若干自动化元件构成的，具有较完善功能的自动化技术工具。它一般同时具有数种功能，如测量、显示、记录或测量、控制、报警等。自动化仪表本身是一个系统，又是整个自动化系统中的一个子系统。自动化仪表是一种“信息机器”，其主要功能是信息形式的转换，将输入信号转换

2、成输出信号。信号可以按时间域或频率域表达，信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字量形式。3 3、什么是一次仪表，什么是二次仪表？、什么是一次仪表，什么是二次仪表？ 一次仪表指传感器这类直接感触被测信号的部分；二次仪表指放大、显示、传递信号部分。二、仪表介绍及分类 我们公司常见的仪表有：现场温度计、热电阻、温度变送器、磁翻板液位计、液位变送器、压力变送器、现场压力表、差压表、差压变送器、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、罗茨流量计等。1 1、温度检测仪表、温度检测仪表 热电阻是中低温区最常用的一种测温度检测器；1）测温原理：基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进

3、行温度测量的。测量范围-200 800；2）测温材料：热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜；我公司萍乡接收站、宜春接收站加热炉区均使用天津市中环温度仪表有限公司Pt100的铂电阻，PT后的100即表示它在0时阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。它的测量范围：-200-+850，适用于500 以内温度的测量。 3）安装方式：温度一次仪表安装按固定形式分为四种；法兰固定安装、螺纹连接固定安装、法兰和螺纹连接共同固定安装、简单保护套插入安装。三、仪表原理、

4、安装方式及日常维护双金属温度计是现场一种常见的一次温度仪表 工作原理为双金属温度计的感温元件是由两层线膨胀系数不同的,金属片叠焊在一起制成的,线膨胀系数大的金属片称为主动层,另一片则称为被动层,元件的一端固定,另一端为自由端,当被测温度变化时,由于两层金属片的线膨胀系数不同,自由端就会受组合力矩而变曲(或叫变形),其变曲率与组成双金属片的材料的物理性能,长度为每层的厚度,温度有关,而与宽度无关.当温度设计成后,双金属片的材料和几何尺寸确定,所以变曲率只与温度有关,如果在自由端配备上传动机构,指针和以温度标示的刻度盘,这样就可以直接显示出温度的示值。 目前，我公司主要有以下几个品牌：上海精普仪表

5、厂、天津孟德仪器仪表有限公司、BRIGHT等公司的万向型双金属温度计,精度等级较低：1.0、1.5、2.5，主要用于现场指示。在使用中存在的问题为：仪表内有积水。温度变送器是输气场站常见的二次温度测量仪表 工作原理为：一体化温度变送器将温度传感元件与信号转换放大单元有机集成在一起，用来测量各种工艺过程中-200-1600范围内的液体、蒸汽及其它气体介质或固体表面的温度。 目前，我公司温度变送器均采用罗斯蒙特公司的仪表，常见的量程为（-5085）和（-4065）。 自投产到现在，出现的故障如下： 1、温度变送器系统出现的故障为现场读数与一次仪表显示一致，站控系统显示故障，经检查发现原因是现场防爆

6、接线箱进水导致防雷模块烧坏造成该现象。 2、温度变送器稳定性差，经检定更换新的变送器。温度仪表的连接方式如下:螺纹连接固定安装 法兰和螺纹连接共同固定安装简单保护套插入安装4）日常维护（1）保持设备及环境整齐、清洁，符合工作要求；（2）保持仪表及附件完好，精确度符合要求；（3）保持表体整洁，铭牌应清晰无误，零部件应完好齐全并规格化，紧固件不得松动，插接件应接触良好，端子接线应牢靠，无严重损伤、锈蚀；（4）保持可调件应处于可调位置，密封件应无泄漏；（5）根据实际情况采取措施，保证仪表正常运行。2 2、物位检测仪表、物位检测仪表1）测量液位仪表：磁翻板液位计、液位变送器；2）测量原理：磁翻板液位计

7、：采用连通器的原理；液位变送器：由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。 3）安装方式 磁翻板液位计、液位变送器，安装法兰都在工艺设备上。 注意事项：安装前要认真检查法兰是否相配合，垫片是否能满足要求，螺栓型号、规格是否相符。4）日常维护（1）液位计主体管周围不容许有导磁体靠近，否则直接影响液位计正常工作。（2）液位计安装完毕后，需要用磁钢进行校正，对翻柱导引一次使零位以下显示红色，零位以上显示白色。（3）液位计投入运行时应先打开下引液管阀门让液体介质平

8、稳进入主体管，避免液体介质带着浮球组件急速上升，而造成翻柱翻黑心失灵或乱翻（若出现此现象待液面平稳后可用磁钢重新校正）。（4）根据介质情况，可定期打开排污法兰清洗主体管内沉淀物质。5、常见故障1）在供电系统正常的情况下，液位变送器现场无显示，打开液位变送器后盖，按复位键进行复位，仪表恢复正常。2）磁翻板液位计经常显示错误，用吸铁石对瓷板进行吸附，使仪表重新归零。3 3、压力检测仪表、压力检测仪表1）压力变送仪表：压力变送器；2）现场压力表：隔膜压力表；隔膜耐震压力表；不锈钢压力表；精密压力表；耐震压力表。3）压力变送器测量原理 由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号输出，给显示

9、仪表显示压力值，或供控制和报警使用。4）现场压力表测量原理 利用具有弹性材料所制作得弹性元件，弹性元件表面在外力的作用下，会产生弹性形变。在弹性极限范围内，弹性元件形变量与外力大小成比例，形变量经传动机构放大后，带动仪表示值指针。 一般压力表 隔膜式压力表5）对上述所说到的压力表应进行以下检查：A、零点示值检查（I）有零值限止钉的压力表，其指针应紧靠在限止钉上。（2）无零值限止钉的压力表，起指针须在零值分度线上。B、示值检查（1）压力表指针的移动，在全分度范围内应平稳，不得有跳动或卡住现象。（2）在轻敲表壳后，其指针值变动量不得超过最大允许基本误差的1/2。现场指示型压力表在测量稳定压力时，可

10、在测量上限值的1/3-2/3范围内使用。6）安装方式 法兰型压力表安装：压力表必须垂直安装，压力表表头应朝上，便于人员检修和查看。压力表与法兰连接处垫片一定要安装正确，以免垫片压住膜片，引起测量误差。在有正压或高压的测点要安装阀门，便于检修和更换。 压力变送器安装方式有法兰式、螺纹式。安装位置应光线充足，操作和维护方便，不宜安装在振动、潮湿、高温、有腐蚀性和强磁场干扰的地方。 压力变送器安装方式除直接安装于工艺管道上的方式外，通常为分离安装方式，可在现场制作立柱支架，采用U形螺栓卡设，也可采取墙板支架安装方式。 注意：无论何种安装方式，压力变送器应垂直安装，仪表接线盒的电缆入口不应朝上。6）日

11、常维护（1）仪表运行时应保持外观清洁无污物，表盘刻度清晰。（2）测量有冷凝液的气体或有污垢的液体压力变送器，要定期排污，并保持仪表周围的环境清洁。（3）经常检查引压管保温伴热情况，防止隔离液冻、凝、气化等。（4）启动压力变送器时，应接通电源，预热3min，再缓慢打开引压阀，以免压力过猛冲入仪表，损坏测量元件。 5 5、流量检测仪表、流量检测仪表1）测量流量仪表：用于贸易交接的流量计为超声波流量计；用于自用气的流量计为涡轮流量计、罗茨流量计、皮膜表、涡街流量计；2）测量原理（1）超声波流量计：利用超声脉冲在气流中传播的速度与气流的速度有对应的关系，即顺流时的超声脉冲传播速度比逆流时传播的速度要快

12、，这两种超声波脉冲传播的时间差越大，则流量也越大的原理。（2）涡轮流量计：当气流进入流量计时，首先经过特殊结构的前导流体并加速，在流体的作用下，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在涡轮克服阻力矩和摩擦力矩后开始转动。当诸力矩达到平衡时，转速恒定，涡轮转动速度与流量成线性关系。利用电磁感应原理，通过旋转的涡轮叶片顶端导磁体周期性地改变磁阻，从而在线圈两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号。测出脉冲信号的频率便得到流量的大小。（3）罗茨流量计：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，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。

13、（4）皮膜表：通过表腔内的两个固定气囊，通过一定的特殊机构，让两个气囊一个进一个出的切换，从而使流过的气体能够用切换的次数乘以气囊的体积来计算流过的气体体积. （5）涡街流量计：基于流体震动原理，以流体漩涡的发生频率与流体流速的关系作为流量检测信息。以下主要介绍用于贸易交接的超声波流量计流量计故障诊断软件五个重要的基本参数1 1、增益值、增益值(Gain)(Gain)2 2、信号质量、信号质量(Signal Quality)(Signal Quality)3 3、信、信- -噪比噪比 (SNR)(SNR)4 4、流速特性、流速特性(Velocity Profile)(Velocity Prof

14、ile)5 5、声速、声速 (Speed of Sound)(Speed of Sound)增益值的基础知识1 1、流量计自动获取增益值；、流量计自动获取增益值；2 2、根据介质情况自动增加信号强度直至上限；、根据介质情况自动增加信号强度直至上限；3 3、增益随压力变化而变化；、增益随压力变化而变化；4 4、增益随高气体流速而增加；、增益随高气体流速而增加；5 5、增益随脏污介质情况而增加；、增益随脏污介质情况而增加；6 6、污物很少能导致传感器失灵。、污物很少能导致传感器失灵。超声波流量计信号质量的基础知识1 1、DanielDaniel超声波流量计通常有超声波流量计通常有100%100%信

15、号质量；信号质量；2 2、接近流量计所允许的最大流速时、接近流量计所允许的最大流速时, ,小于小于100%100%的信号质量是可能发生的信号质量是可能发生的；的；3 3、当仪表内流量仅仅达到最高流量的、当仪表内流量仅仅达到最高流量的50%,50%,但传感器表现未达到但传感器表现未达到100%100%时时, ,应对仪表进行必要检查；应对仪表进行必要检查；4 4、小于、小于100%100%的信号质量不意味着精度偏差。的信号质量不意味着精度偏差。信噪比（SNR）的基础知识1、通常情况下流量计正常工作下有较高的SNR；2、低信噪比（SNR）常常意味着控制阀噪声的存在；3、典型 Daniel 超声波流量计工作在大于1000 SNR；4、信噪比小于 250 会导致性能值小于 100%；5、一般情况下不会影响精度，直到信噪比（SNR）小于100。流速特性(Velocity Profile)的基础知识1 1、依据流速特性能够诊断出整流器的工作状况，流量计在部分阻塞、依据流速特性能够诊断出整流器的工作状况，流量计在部分阻塞的整流器情况下稍微多计一些流量。的整流器情况下稍微多计一些流量。2 2、流速的变化