2月热工仪表高级工题库含答案

2月热工仪表高级工题库含答案一、选择题（每题2分，共40分）1.下列热电偶中，属于贵金属热电偶的是（）。A.K型（镍铬-镍硅）B.S型（铂铑10-铂）C.E型（镍铬-铜镍）D.J型（铁-铜镍）答案：B2.热电阻三线制接法的主要目的是（）。A.提高测量精度B.简化接线C.降低成本D.增加抗干扰能力答案：A（通过电桥平衡消除导线电阻影响）3.差压式流量计测量蒸汽流量时，必须进行（）。A.温度补偿B.压力补偿C.温度和压力补偿D.密度补偿答案：C（蒸汽密度受温度、压力影响大，需双补偿）4.智能压力变送器的输出信号通常为（）。A.0-10mADCB.4-20mADC+HARTC.1-5VDCD.频率信号答案：B（数字通信叠加模拟信号）5.工业用氧化锆氧量计测量的是（）。A.烟气中的绝对含氧量B.烟气与参比气的氧浓差电势C.烟气温度D.烟气压力答案：B（基于氧浓差电池原理）6.电磁流量计的测量原理是（）。A.伯努利方程B.法拉第电磁感应定律C.胡克定律D.热传导定律答案：B（导电液体切割磁感线产生感应电势）7.校验0.5级压力变送器时，标准表的精度应至少为（）。A.0.1级B.0.2级C.0.5级D.1.0级答案：B（标准表精度需高于被校表3倍以上）8.DCS系统中，AI卡件的输入信号类型不包括（）。A.热电阻信号B.热电偶信号C.开关量信号D.4-20mA信号答案：C（AI为模拟量输入，开关量为DI）9.涡街流量计的输出频率与（）成正比。A.流体流速B.流体密度C.流体压力D.流体温度答案：A（卡门涡街频率与流速成线性关系）10.双法兰液位计测量密闭容器液位时，需进行（）。A.零点迁移B.量程迁移C.温度补偿D.压力补偿答案：A（抵消法兰膜盒间的静压差）11.热电偶补偿导线的作用是（）。A.延长热电极至控制室B.补偿热电偶冷端温度变化C.提高信号传输精度D.增强抗干扰能力答案：A（本质是将冷端延伸至温度稳定处，补偿需配合温度补偿器）12.热工保护系统的“三取二”逻辑是指（）。A.三个信号中任意两个动作即触发保护B.三个信号均动作才触发保护C.两个信号动作后需第三个信号确认D.任意一个信号动作即触发保护答案：A（提高可靠性，减少误动）13.智能阀门定位器的反馈信号通常来自（）。A.阀位传感器B.压力传感器C.温度传感器D.流量传感器答案：A（检测阀杆位移）14.测量高温高压蒸汽的压力时，取压点与仪表间应加装（）。A.冷凝器B.隔离罐C.集气器D.沉降器答案：A（使蒸汽冷凝为液体，避免高温损坏仪表）15.下列仪表中，属于接触式测温的是（）。A.红外温度计B.辐射温度计C.热电偶D.光电高温计答案：C（需与被测介质接触）16.工业电视摄像头防护等级IP65中的“6”表示（）。A.防尘等级（完全防止粉尘进入）B.防水等级（防喷水）C.防爆等级D.耐温等级答案：A（IP代码第一位为防尘，6级最高）17.热工仪表系统接地电阻应小于（）。A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω答案：B（一般要求≤4Ω，特殊系统≤1Ω）18.用标准电阻箱校验热电阻信号时，需模拟的电阻值应根据（）确定。A.被测介质温度B.热电阻分度表C.仪表量程D.环境温度答案：B（如Pt100在100℃时电阻为138.5Ω）19.气动调节阀的执行机构输出力与（）成正比。A.输入气压信号B.阀前后压差C.阀位开度D.流体流量答案：A（气压信号驱动膜片产生推力）20.下列总线协议中，属于现场总线的是（）。A.RS485B.HARTC.PROFIBUS-DPD.CAN答案：C（HART为过渡协议，PROFIBUS-DP是典型现场总线）二、判断题（每题1分，共15分）1.热电偶的热电势大小仅与热端和冷端温度有关，与热电极长度无关。（）答案：√（热电势由材料和两端温度差决定）2.电磁流量计可以测量气体流量。（）答案：×（需被测介质导电，气体不导电）3.压力变送器的量程迁移是指改变其测量范围的起点和终点。（）答案：√（如负迁移可测量负压或密闭容器液位）4.热电阻的电阻值随温度升高而减小的是负温度系数（NTC）热电阻。（）答案：√（如半导体热电阻，金属热电阻多为正温度系数）5.DCS系统的I/O卡件必须冗余配置。（）答案：×（关键卡件需冗余，非关键可单配）6.涡街流量计对直管段要求不高，可以安装在弯头附近。（）答案：×（需前10D后5D直管段，避免流场干扰）7.双金属温度计的测量精度高于热电偶。（）答案：×（双金属温度计精度一般±1%，热电偶可达±0.5%）8.智能仪表的自诊断功能可以检测传感器故障和通信故障。（）答案：√（如HART仪表可上报“传感器故障”等诊断信息）9.测量腐蚀性介质压力时，必须使用隔离液。（）答案：×（也可选用防腐膜片的压力变送器）10.热工保护系统的动作信号应优先于控制信号。（）答案：√（保护优先级高于控制，确保设备安全）11.氧化锆氧量计需要恒温控制，因为其输出电势与温度相关。（）答案：√（需维持700℃左右，避免温度波动影响测量）12.超声波液位计可以测量真空容器内的液位。（）答案：×（超声波需介质传播，真空无介质）13.校验压力变送器时，只需校验量程点即可。（）答案：×（需校验零点、量程及中间点，确保线性度）14.仪表电缆与动力电缆可以平行敷设。（）答案：×（需分开敷设，避免电磁干扰）15.调节阀的流量特性是指阀杆位移与流量的关系。（）答案：√（如线性、等百分比、快开特性）三、简答题（每题5分，共30分）1.简述热电阻三线制接法消除导线电阻误差的原理。答案：三线制将两根导线分别接入电桥的相邻桥臂，第三根导线接入电源端。当导线电阻变化时，相邻桥臂的电阻变化相互抵消，电桥输出仅反映热电阻的变化，从而消除导线电阻对测量的影响。2.智能阀门定位器相比传统气动定位器有哪些优势？答案：①精度高（数字式控制）；②可在线修改流量特性；③具有自诊断功能（如阀杆卡涩、膜片泄漏）；④支持通信（HART/FOUNDATIONFieldbus）；⑤调节速度快，稳定性好。3.差压式流量计测量蒸汽流量时，为何需要温压补偿？写出补偿公式。答案：蒸汽密度ρ随温度T、压力P变化显著，而差压式流量计的流量公式Q=K√(ΔP/ρ)，若ρ变化会导致测量误差。补偿公式为：Q补偿=Q测量×√(ρ设计/ρ实际)，其中ρ实际=P实际/(Z×R×T实际)（Z为压缩因子，R为气体常数）。4.简述DCS系统AI卡件的校验步骤。答案：①断开现场信号，短接卡件输入端子；②用标准信号源输入0%、25%、50%、75%、100%量程的信号（如4mA、9mA、14mA、19mA、24mA）；③记录DCS显示值与输入值的偏差；④计算基本误差、回差，应满足精度要求；⑤校验完毕恢复接线，测试抗干扰能力（如敲击卡件无跳变）。5.如何判断热电偶是否断路？答案：①用万用表欧姆档测量热电偶两端，若电阻趋近于无穷大，可能断路；②观察DCS显示值，若显示“超量程”或固定最大值（如S型热电偶断路可能显示1600℃以上）；③短接热电偶冷端，若显示值下降（如原为800℃，短接后接近冷端温度），则原热电偶正常；若无变化，可能断路。6.简述电磁流量计的安装注意事项。答案：①确保被测介质充满管道（垂直安装时流体自下而上）；②前后直管段要求前5D后3D（D为管径）；③接地良好（单独接地，与工艺管道绝缘）；④避免强磁场干扰（远离电机、变压器）；⑤测量腐蚀性介质时，选择匹配的衬里材料（如聚四氟乙烯）。四、计算题（每题6分，共18分）1.某Pt100热电阻在0℃时电阻为100Ω，其温度系数α=0.00385Ω/(Ω·℃)。若测量时显示电阻为119.25Ω，求被测介质温度（假设为线性关系）。答案：根据公式R=R0(1+αt)，t=(R/R0-1)/α=(119.25/100-1)/0.00385=(0.1925)/0.00385≈50℃。2.用孔板测量空气流量，设计工况为P1=100kPa（绝压）、T1=20℃（293K），实际工况P2=120kPa、T2=30℃（303K），差压ΔP设计=4kPa，实际ΔP=3.6kPa。求实际流量与设计流量的比值（空气可视为理想气体）。答案：流量公式Q=K√(ΔP×P/(T))（P为绝压，T为绝对温度）。设计流量Q1=K√(4×100/293)，实际流量Q2=K√(3.6×120/303)，比值Q2/Q1=√[(3.6×120×293)/(4×100×303)]=√[(3.6×120×293)/(4×100×303)]≈√[(126576)/(121200)]≈√1.044≈1.022，即实际流量为设计流量的102.2%。3.某压力变送器量程为0-1.6MPa，输出4-20mA。现需测量-0.1-1.5MPa的压力（负迁移），求迁移后的量程和零点输出电流。答案：原量程=1.6-0=1.6MPa，迁移量=-0.1MPa（负迁移），迁移后量程=1.5-(-0.1)=1.6MPa（量程不变）。零点对应压力-0.1MPa，输出电流=4+((-0.1-0)/1.6)×(20-4)=4-0.1/1.6×16=4-1=3mA（需检查是否超出仪表允许迁移范围，通常迁移量不超过量程的100%）。五、综合分析题（每题7分，共17分）1.某电厂DCS显示主蒸汽温度偏低（实际温度正常），试分析可能的故障原因及排查步骤。答案：可能原因：①热电偶断路或短路（如热电极老化断裂，或绝缘损坏短路）；②补偿导线接反或型号不符（如K型补偿导线误用J型）；③冷端温度补偿器故障（如温度传感器损坏，补偿值错误）；④DCSAI卡件故障（如通道损坏、接线松动）；⑤导线电阻过大（三线制接线中导线接触不良，导致测量电阻偏大，显示温度偏低）。排查步骤：①用万用表测量热电偶输出电势，与实际温度对应的分度表值对比（如实际540℃，S型热电偶电势应为5.824mV）；②检查补偿导线极性及型号（正负极是否接反，是否与热电偶匹配）；③测量冷端温度（如就地温度25℃，补偿器应补偿25℃对应的电势）；④断开热电偶，用标准信号源输入正确电势，观察DCS显示是否正常（判断卡件是否故障）；⑤测量导线电阻（三线制中每根导线电阻应≤1Ω，否则需更换导线）。2.某智能压力变送器输出信号波动大（DCS显示值跳变），可能的原因有哪些？如何处理？答案：可能原因：①取压点堵塞（如介质脏污导致取压管不畅，压力波动）；②膜盒或传感器损坏（内部元件松动，输出信号不稳）；③电源电压波动（如24VDC电源纹波过大，干扰信号）；④电磁干扰（附近有电机、变频器，信号电缆未屏蔽）；⑤量程设置不当（实际压力接近量程下限，信噪比低）；⑥通信干扰（HART信号与模拟信号叠加，通信速率过高导致冲突）。处理方法：①检查取压管（吹洗或疏通，确认无堵塞）；②用手持终端（HART手操器）读取变送器诊断信息（如“传感器故障”）；③测量电源电压（应稳定在24V±0.5V）；④检查信号电缆屏蔽层接地（单端接地，避免地环路干扰）；⑤调整量程（使测量值处于量程的30%-80%）；⑥降低HART通信速率（如从1200bps降至600bps）或增加信号滤波时间常数。3.某锅炉汽包液位采用双室平衡容器测量，DCS显示液位比实际偏高，试分析可能的故障原因。答案：可能原因：①平衡容器冷凝水缺失（如伴热温度过高，冷凝水蒸发，正压侧压力降低）；②正压侧取压管泄漏（导致正压侧压力减小，差压ΔP=正压-负压增大，液位显示偏高）；③负压侧取压管堵塞（负压侧压力无法