检测控制仪表基础知识

检测控制仪表基础知识化工工艺保护层的洋葱模型检测仪表液位计、温度计、压力表应能就地指示并远传至控制室集中显示。低液位报警器、高液位报警器、高高液位自动联锁切断进料装置。可燃、有毒气体报警器。检测、控制仪表1.液位测量仪表2.温度测量仪表3.压力测量仪表4.控制系统5.执行器1.液位测量仪表1.液位测量仪表1.1直读式液位计1.2静压式液位计1.4雷达液位计1.5超声波液位计1.7磁致伸缩液位计1.液位测量仪表1.1.1磁翻板液位计1.1.1磁翻板液位计原理：根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。1.1.1磁翻板液位计优点：磁性浮子液位计可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。对高温、高压、有毒、有害、强腐蚀介质更显其优越性。缺点：磁性浮子液位计与介质直接接触，浮球密封要求要严格，不能测量粘性介质。磁性材料如退磁易导致液位计不能正常工作，翻板容易卡死，造成无法远传指示。应用：卧罐、球罐，看一下你们车间有哪些设备使用磁翻板液位计。1.1.1磁翻板液位计故障检查及注意事项：a.浮子卡住检查：是否穿过钢板平台、梯子等把浮子吸住处理：注意连通管和平台的间距至少100mmb.浮子上下不灵活检查：连通管的垂直度不少于87度、浮子粘附铁锈和其他污物处理：离线打开下法兰取出浮子清洁。1.1.1磁翻板液位计c.浮子失磁检查：用铁器或若磁铁试验，取出浮子试验磁性处理：更换浮子，不要用钱磁铁吸浮子不用蒸汽吹浮子d.远传输出不正常检查：仪表电源、干簧管处理：供电正常，更换坏的干簧管E.注意事项：启表注意缓慢开启截止阀，防止压差过大冲击浮子损坏。1.1.2玻璃板（管）液位计1.1.2玻璃板（管）液位计原理：连通器原理特点：应用最普通的玻璃液位计结构简单、价廉、直观；易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传。应用：卧罐等量程不大的储罐1.1.2玻璃板（管）液位计故障检查及处理玻璃板不清楚检查：玻璃板、石英管脏污处理：拆卸更换清洁脏污玻璃板或石英管1.1.3压力式液位计原理：液体静压原理应用：储罐液位1.2静压式液位计1.2.1单法兰液位计1.2.2双法兰液位计1.2静压式液位计原理：基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理。Ρ=ρ.g.H+Po特点：结构精巧、调校简单、安装方式灵活，受密度、温度、压力影响精度比较差应用：水位测量、精度要求不高储罐液位测量1.2.1单法兰液位变送器1.2.2差压式液位变送器1.2.2差压式液位变送器故障检查及处理：a.DCS无指示或坏值检查：变送器供电、输出信号、变送器显示处理：安全栅、AI卡故障更换、处理线路故障、现场试验确定变送器故障b.指示最大值或最小值检查：变送器正压或负压膜盒、导压管堵塞1.2.2差压式液位变送器故障检查及处理：c.指示偏大或偏小检查:取压阀是否全开、导压管是否畅通、导压管有无气泡处理：取压阀全开、导压管放空冲洗、排除气泡或加集气器d.指示忽大忽小检查：线路是否接触不良、有无接地、有无电磁干扰1.4雷达液位计1.4雷达液位计原理：雷达液位计的电磁脉冲以光速传播，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度特点：1:可以准确无误的测量出数值，相对超声波等液位计精度高，适用工况多，量程范围大。2：具有很好的抑制功能。3：还可以很安全的节省所有的资源。4：不需要维修，并且操作性是非常的强的。5：维护起来也是非常的方便的，操作的过程也是非常的简单的。6：使用范围是非常的广泛的。缺点:价格昂贵。仪表需要设置的参数较多，一旦出现问题，通常很难查出是什么原因造成的。如果天线本身不慎沾上介质会报错。如有结晶结冰现象会报错，需加热保温处理，并清理天线。最初安装最好是空仓，即空料位或者低料位。1.4雷达液位计应用：各种储罐液位1.4雷达液位计故障检查及处理a.供电故障、电压不足、输出电流（通讯）不正常检查：变送器电源是否过低、线路压降过大处理：使电源满足要求b.显示值不准确检查：参数设置、干扰博屏蔽、天线结晶结冰、积灰等处理：设置正确参数（必要时检尺比对）、进行干扰波抑制、清洁天线c.出现报警信息进行确认、消除1.5超声波液位计1.5超声波液位计原理：在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离1.5超声波液位计特点：无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响，精度比较低。超声波液位计测试容易有盲区。不可以测量压力容器，不能测量易挥发性介质。应用：由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量1.5超声波液位计安装的原则a.探头发射面到最低液位之间的距离应小于液位计的量程b.探头发射面到最高液位之间的距离应大于液位计的盲区C.探头发射面与被测液面保持平行，这样声波就会垂直发射到被测液面，以保证最大的能量返回，保证测量精度d.探头的下方应尽量避开进、出料口等液位有剧烈波动的位置e.应尽量避免安装在液面容易堆积泡沫、有漂浮物或剧烈波动的地方F.尽量不要再有水蒸气的场合安装1.5超声波液位计故障检查及处理a.无输出、输出不正常检查：仪表电源、探头是否结露、液面是否波动、有无泡沫、导波管是否光滑处理：电源满足要求、清洁探头、增加导波管稳液、清除泡沫、清洁导波管1.6磁致伸缩液位计1.6磁致伸缩液位计原理：探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量竿上下移动，浮子内有磁铁，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。1.7磁致伸缩液位计特点：优点：磁致伸缩液位精度较高，适用于油类液体，可测油水分界面缺点：磁致伸缩型液位计由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求，所以导致市场普及不广应用：储罐液位不适合量程大储罐和粘度大的物料1.7磁致伸缩液位计故障检查及处理a.输出不正常检查：电源、信号线、浮子、处理：电源满足要求、信号线无断路、短路、接地、浮子运行正常2.温度测量仪表2.1直读式温度计2.2热电阻温度计2.3热电偶温度计2.1直读式温度计双金属温度计玻璃棒温度计2.1.1双金属温度计原理：双金属温度计把两种线膨胀系数不同的金属组合在一起，一端固定，当温度变化时,两种金属热膨胀不同，带动指针偏转以指示温度特点：无汞害、易读数、坚固耐震、使用方便、价格便宜，测温范围小应用：储罐温度就地指示2.1.2玻璃棒温度计原理：液体热胀冷缩原理

主要介质是水银、酒精等特点：示值清楚、使用方便、精度可靠；因酒精的沸点是78℃,凝固点是-117℃，水银的凝固点是:-38.87℃,沸点是:356.7℃，超出范围不能测量。应用：储罐现场测温、物料现场测温2.2热电阻温度计2.2热电阻温度计原理：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行温度测量的，电阻值与温度非线性关系特点：测量精度高，性能稳定。主要有铂、铜电阻。应用：储罐、管道物料温度测量就地显示并能够远传，适合中低温测量。2.2热电阻温度计故障检查及处理：a.输出不正常检查:热电阻阻值是否与测点温度对应

100+0.385*t进行估算，检查接线端子是否松动，检查护套是否进水、检查线路是否正常处理：阻值对应说明热电阻正常，处理接线和线路问题、校验温变2.3热电偶温度计2.3热电偶温度计原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。2.3热电偶温度计特点：1、装配简单，热电偶更换方便；2、铠装感温元件，抗震性能好；3、测量精度高；4、测量范围大（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～2800℃）；5、热响应时间快；6、机械强度高，耐压性能好；7、耐高温可达2800度；8、使用寿命长。应用：用于测量各种温度物体，测量范围大，远远大于酒精、水银温度计，因热电势较低，适合高温测量。2.3热电偶温度计故障检查及处理a.输出不正常检查:热电势是否与测点温度对应，检查接线端子是否松动，检查护套是否进水、检查线路是否正常处理：热电势对应说明热电偶正常，处理接线和线路问题、校验温变3.压力测量仪表3.1弹簧管压力表3.2压力变送器3.1弹簧管压力表3.1弹簧管压力表原理：弹簧管压力表的主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形。作为测量元件的弹簧管一端固定起来，并通过接头与被测介质相连；另一端封闭，为自由端。自由端与连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。弹簧管压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。3.1弹簧管压力表特点：弹簧管式压力表具有结构简单，造价低廉，精度较高，便于携带，安装使用方便，测压范围较宽等特点，不便于远传。应用：储罐压力、管线压力的就地指示；电远传压力表、电接点压力表3.2压力变送器3.2压力变送器原理：将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节特点：1.读数清晰、直观、可靠。

2.结构简单、维修方便。3.经久耐用。应用：储罐压力、管线压力测量远传4.罐区监控系统4.1PLC控制系统4.2DCS控制系统4.1PLC控制系统4.1PLC控制系统特点：1.使用灵活、通用性强2.可靠性高、抗干扰能力强3.接口简单、维护方便4.体积小、功耗小、性价比高5.编程简单、容易掌握6.设计、施工、调试周期短应用：小规模控制系统4.1PLC控制系统故障检查及处理检查：a.CPU的指示灯是否异常b.输入、输出信号是否正常c.送标准信号校准d.更换坏的卡件

4.2DCS控制系统4.2DCS控制系统特点：优点：DCS灵活性强，支持带电热拔插，支持在线下载新增加的控制逻辑程序，支持在线添加IO模板。DCS通过局域星型环网可以现实多个控制站共享数据。DCS扩展工程相对方便点。缺点：小系统时成本较高，对数字量控制和时序控制一块不是很强大。DCS开放性还远远不够，或者是说需要第三方仪表或控制系统与DCS通讯，采用RS485或网关来转换实现通讯的硬件成本很高。应用：大规模控制系统，后期扩展系统。4.2DCS控制系统故障检查及处理检查：a.CPU的指示灯是否异常b.输入、输出信号是否正常c.送标准信号校准d.更换坏的卡件

5.执行器.5.执行器分类：按开关形式分：开关阀、调节阀按动力分：电动阀、气动阀5.1开关阀分类：

按阀芯结构分闸阀球阀固定球浮动球

蝶阀单闸板双闸板5.1.1闸阀闸阀单闸板双闸板5.1.1闸阀优点：1、流动阻力小。2、启闭时较省力。3、高度大，启闭时间长。

4、水锤现象不易产生，原因是关闭时间长。

5、介质可向两侧任意方向流动，易于安装。

6、结构长度(系壳体两连接端面之间的距离)较小。

7、形体简单，结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。8、结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数小，密封面采用不锈钢和硬质合金，使用寿命长，采用PTFE填料，密封可靠，操作轻便灵活。缺点：1.密封面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难。2.外形尺寸较大，开启需要一定的空间，开闭时间长。3.结构较复杂。5.1.2球阀固定球：5.1.2球阀浮动球：5.1.2球阀优点：1.耐磨；由于硬密封球阀的阀芯是合金钢喷焊，三片式球阀密封圈是合金钢堆焊，所以硬密封球阀在开关时不会产生太大的磨损。（它的硬度系数为65-70）2.密封性能好；由于硬密封球阀的密封是采用人工研磨，直到阀芯与密封圈完全吻合才能使用。所以他的密封性能是可靠的。3.开关轻；由于硬密封球阀的密封圈底部采用弹簧使密封圈与阀芯紧紧抱在一起，所以在外界力量超过弹簧的预紧力时开关非常轻。

4.使用寿命长：已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门。缺点：1.体积较大2.加工精度高，造价昂贵，高温中不宜使用，如管道内有杂质，容易被杂质堵塞，导致阀门无法打开。5.1.3蝶阀5.1.3蝶阀优点：1.小巧轻便，容易拆装及维修，并可在任意位置安装。2.结构简单、紧凑，操作扭矩小，90°回转开启迅速。3.流量特性趋直线，调节性能好。4.蝶板与阀杆的连接采用无销钉结构，克服了有可能的内泄漏点。5.蝶板外圆采用球面造型，提高了密封性能及延长了阀门的使用寿命，带压启闭5万次以上仍保持零泄漏。6.密封件可更换，且密封可靠达到双向密封。7.蝶板可根据用户要求喷涂覆层，如尼龙或聚四氟类。8.该阀可设计成法兰连接和对夹连接。9.驱动方式可选择手动、电动或气动。缺点：1.使用压力和温度较低。2.密封性能较差。应用：一般用在水线上。5.1.4电动执行结构5.1.4电动执行结构5.1.4电动执行结构优点：1.高度的稳定和用户可应用的恒定的推力2.抗偏离能力是很好3.保位4.节能缺点：1.机械特性硬度小，稳定性差2.传递功率小3.只适用于调速方式要求不高场合5.1.5气动执行机构5.1.5气动活塞执行机构结构：齿轮齿条式和拨叉式5.1.5气动活塞执行机构优点：1.精确度高2.空气作为工作介质，来源方便，不污染环境。3.工作环境适应性好4.空气粘度小，远距离输送能量损失少。5.气动控制动作迅速，反应快，可在较短的时间内达到所需的压力和速度。缺点：1.稳定性较差，位置控制和速度控制精度不高。2.压力级不高，总的输出力不太大。3.系统中必须采取措施进行给油润滑。4.噪声大，超声速排气时，需要加装消声器。5.需要空压机。5.1.6气缸附件1.电磁阀2.气源过滤元件3.回讯器5.1.6气缸附件5.1.6气缸附件电磁阀5.1.6气缸附件电磁阀原理：5.1.6气缸附件气源处理元件5.1.6气缸附件气源处理元件气源处理元件作用：压缩空气首先进入空气过滤器，经除水滤灰净化后进入减压阀，经减压后控制气体的压力以满足气动系统的要求，输出的稳压气体最后进入油雾器，将润滑油雾化后混入压缩空气一起输