儀表知識(shí)培訓(xùn)

1、2013 年2 月12日,儀表基礎(chǔ)知識(shí),,,目 錄：,一、儀表的發(fā)展與分類,1.1 儀表的發(fā)展歷史 儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中多數(shù)用以定向、計(jì)時(shí)或供度量衡用的簡(jiǎn)單儀器。 　　　　17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利用電流與磁場(chǎng)作用力的原理制成簡(jiǎn)單的檢流計(jì)；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電

2、學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測(cè)量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。 　　　　19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測(cè)量、控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具。,一、儀表的發(fā)展與分類,1.2 儀表分類 1.2.1 檢測(cè)和過程控制儀表的分類方法很多，根據(jù)不同原則可以進(jìn)行相應(yīng)的分類： 按儀表所使用的能源分

3、類:氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)儀表（很少見）； 按組合形式:基地式儀表、單元組合儀表、綜合控制裝置； 按儀表安裝形式:現(xiàn)場(chǎng)儀表、盤裝儀表和架裝儀表； 根據(jù)儀表有無引進(jìn)微處理器又可分為:智能儀表和非智能儀表； 按儀表信號(hào)形式:模擬儀表和數(shù)字儀表。,一.儀表的分類與發(fā)展,(1)單元組合儀表可分為變送單元﹑執(zhí)行單元﹑控制單元﹑轉(zhuǎn)換單元﹑運(yùn)算單元﹑顯示單元﹑給定單元和輔助單元等八類。 a.變送單元：它能將各種被

4、測(cè)參數(shù)，如溫度﹑壓力﹑流量﹑液位等物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)（4～20mA,0～10mA或20～100kPa）傳送到接收儀表或裝置，以供指示﹑記錄或控制。 變送單元的品種有：溫度變送器﹑壓力變送器﹑差壓變送器﹑流量變送器和液位變送器等。 b.轉(zhuǎn)換單元：轉(zhuǎn)換單元將電壓﹑頻率等電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，或者進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，以使不同信號(hào)可以在同一控制系統(tǒng)中使用。 轉(zhuǎn)換單元的品種有：直流毫伏轉(zhuǎn)換器﹑頻率轉(zhuǎn)換器﹑電-氣

5、轉(zhuǎn)換器﹑氣-電轉(zhuǎn)換器等。 c.控制單元：它將來自變送單元的測(cè)量信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，按照偏差給出控制信號(hào)，去控制執(zhí)行器的動(dòng)作。,一﹑儀表的分類與發(fā)展,控制單元的品種有：比例積分微分控制器﹑比例積分控制器﹑微分控制器以及具有特種功能的控制器等。 d.運(yùn)算單元：它將幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的信號(hào)進(jìn)行加﹑減﹑乘﹑除﹑開方﹑平方等運(yùn)算，適用于多種參數(shù)綜合控制﹑比值控制﹑流量信號(hào)的溫度壓力補(bǔ)償計(jì)算等。 運(yùn)算單元的品種有：加減器﹑乘除器﹑開方器等

6、。 e.顯示單元：它對(duì)各種被測(cè)參數(shù)進(jìn)行指示﹑記錄﹑報(bào)警和積算，供操作人員監(jiān)視控制系統(tǒng)和生產(chǎn)過程工況之用。 顯示單元的品種有：指示儀﹑指示記錄儀﹑報(bào)警器﹑比例積算器和開方積算器等。 f.給定單元：它輸出標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，作為被控變量的給定值送到控制單元，實(shí)現(xiàn)定值控制。給定單元的輸出也可以供給其他儀表作為參考基準(zhǔn)值。 給定單元的品種有：恒流給定器﹑定值器﹑比值給定器和時(shí)間程序給定器等。,一﹑儀表的分類與發(fā)展,g.執(zhí)行單元：它按照

7、控制器輸出的控制信號(hào)或手動(dòng)操作信號(hào)，去改變控制變量的大小。 執(zhí)行單元的品種有：角行程電動(dòng)執(zhí)行器﹑直行程電動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥等。 h.輔助單元：輔助單元是為了滿足自動(dòng)控制系統(tǒng)某些要求二增設(shè)的儀表，如操作臺(tái)﹑阻尼器﹑限幅器﹑安全柵等。操作器用于手動(dòng)操作，同時(shí)又起手動(dòng)自動(dòng)的雙向切換作用；阻尼器用于壓力或流量等信號(hào)的平滑﹑阻尼；限幅器可以限制信號(hào)的上﹑下限值；安全柵用來將危險(xiǎn)場(chǎng)所與非危險(xiǎn)場(chǎng)所隔開，起安全防爆作用。,1.2.2 檢

8、測(cè)與過程控制儀表最通用的分類方法是按儀表在測(cè)量與控制系統(tǒng)中的作用進(jìn)行劃分,一般分為檢測(cè)儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表和執(zhí)行器。 檢測(cè)儀表根據(jù)被測(cè)變量的不同,可分為溫度檢測(cè)儀表、壓力檢測(cè)儀表、 流量檢測(cè)儀表、物位檢測(cè)儀表和分析儀表. 顯示儀表分為記錄儀表和指示儀表.模擬儀表和數(shù)字儀表.記錄儀分 為有紙記錄和無紙記錄.通常使用無紙記錄. 調(diào)節(jié)儀表分為基地式調(diào)節(jié)儀表和單元組合式調(diào)節(jié)儀表，由于微處理 機(jī)的引入

9、,又有可編程調(diào)節(jié)器與固定程序調(diào)節(jié)器。執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)按能源分:氣動(dòng).電動(dòng)和液動(dòng)執(zhí)行器 按結(jié)構(gòu)形式分:薄膜式,活塞式和長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu). 調(diào)節(jié)閥分類，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分:直通單座.直通雙座.三通閥.角形閥. 隔膜閥.蝶閥.球閥.偏心旋轉(zhuǎn)閥.套 筒

10、閥.閥體分離閥.高壓閥等. 按流量特性分:直線.對(duì)數(shù)(等百分比).拋物線和快開等.,一、儀表的發(fā)展與分類,二、誤差,誤差不可以避免,只能降低而錯(cuò)誤是可以避免的原因：產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是儀表本身的缺陷, 使用方法不正確,使用者的習(xí)慣與偏向,因環(huán)境 條件的變化等。,誤差≠錯(cuò)誤,1誤差的定義及分類,1誤差的定義及分類,2常見儀表的精度等級(jí),3采用直接比較法校驗(yàn)儀表時(shí)校表原則,

11、所謂直接比較法就是采用被校表與標(biāo)準(zhǔn)表的指示值直接比較的 方法。一般說來，選擇標(biāo)準(zhǔn)表的原則有三點(diǎn)： 第一，根據(jù)被校表的性質(zhì)。比如被校表是直流電壓表，所選的標(biāo)準(zhǔn)表也應(yīng)當(dāng)是直流電壓表。 第二，根據(jù)被校表的額定值。標(biāo)準(zhǔn)表的額定值應(yīng)與被校表額定值相適應(yīng)或不超過被校表的額定值的25%.比如，被校表的量程是2000kPa，那么就應(yīng)當(dāng)選擇量程為2500kPa的標(biāo)準(zhǔn)表。 第三，是要根據(jù)被校表的精確度。標(biāo)準(zhǔn)表的允許誤差不應(yīng)超過

12、被校表允許誤差的三分之一。倘若被校表的準(zhǔn)確度是1.5級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)確度應(yīng)選用0.5級(jí)。,三、壓力測(cè)量,,,,,,P絕壓(絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)來表示的壓力),P表壓(以大氣壓為基準(zhǔn)來表示的壓力，所以它和絕對(duì)壓力正好相差一個(gè)大氣壓（0.1MPa）),P負(fù)壓（真空度）被測(cè)流體的絕對(duì)壓力低于大氣壓時(shí)壓力表測(cè)得的壓力,P絕對(duì)零壓,1大氣壓力線,,,,絕對(duì)零壓(絕對(duì)真空下的壓力),3.1 表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓（真空度）的關(guān)系,3.2 壓力測(cè)量基本知識(shí),法

13、定計(jì)量單位是Pa，1Pa=1N/m2， 壓力的法定工程單位還有：MPa、kPa、,非法定工程單位：kgf/cm2、atm、mmH2O、mmHg、bar等,3.2 壓力測(cè)量基本知識(shí),非法定壓力單位與法定壓力單位之間的換算關(guān)系 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665Pa ≈9.81Pa 1毫米汞柱（mmHg）=133.322Pa

14、 ≈1.33×102Pa 1工程大氣壓（kgf/cm2）=9.80665×104Pa ≈9.81×104Pa 1物理大氣壓（atm）=101325Pa ≈1.0133×105Pa 1巴（b

15、ar）=1000mPa ≈105Pa,現(xiàn)場(chǎng)壓力表，從表盤直徑看最常見的有60mm,100mm,150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級(jí)要求）,3.3 壓力表,電接點(diǎn)壓力表一般有雙節(jié)點(diǎn)作為報(bào)警、或啟泵的條件。,3.3 壓力表,壓力開關(guān)1、壓力開關(guān)是一種簡(jiǎn)單的（壓力控制裝置），當(dāng)被測(cè)壓力達(dá)到額定值時(shí)，壓力開關(guān)可發(fā)出（警報(bào)或控制

16、）信號(hào)。 2、壓力開關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測(cè)壓力超過額定值時(shí)，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過比較后推動(dòng)（開關(guān)元件），改變（開關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測(cè)壓力的目的。 3.壓力開關(guān)采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。 開關(guān)元件有（磁性開關(guān)）、（水銀開關(guān)）、（微動(dòng)開關(guān)）等。 4.壓力開關(guān)的開關(guān)形式有（常開式）和（常閉式）兩種。 5、壓力開關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。 6.壓力開關(guān)的參數(shù)

17、可調(diào)，依實(shí)際使用壓力范圍調(diào)節(jié),3.3 壓力表,3.4 壓力變送器,壓力變送器主要用于連續(xù)測(cè)量管線和設(shè)備上的壓力，然后經(jīng)變送器將所測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為4～20mA的輸出信號(hào)。 對(duì)液體流量測(cè)量，變送器應(yīng)被安裝得低于管道取壓口位置。對(duì)氣體流量測(cè)量，變送器應(yīng)被安裝得高于管道取壓口位置。,最具有代表性的壓力變送器：1、EJA川儀橫河（重慶川儀），通訊時(shí)疊加Brain或Hart協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。2、Rosemount（中國(guó)北京遠(yuǎn)東）通訊時(shí)疊加

18、Hart協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。通訊時(shí)有專用的手操器，可以在主控室、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行儀表的組態(tài)。,艾默生公司生產(chǎn)的375手操器,3.5應(yīng)用中注意事項(xiàng),四、流量測(cè)量,工業(yè)上常用的流量?jī)x表可分為三大類： （1）速度式流量計(jì)：以測(cè)量流體在管道中的流速作為測(cè)量依 據(jù)來計(jì)算的儀表。 （2）容積式流量計(jì)：它以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體固定容積

19、 的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)。 (3) 質(zhì)量式流量計(jì)：它依據(jù)科里奧利力原理直接量質(zhì)量流量。,4.1 分類,常見的幾大流量測(cè)量?jī)x表,4.2差壓式流量計(jì),充滿管道的流體,當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí),流速將在節(jié)流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生差壓.流體流量愈大,產(chǎn)生的差壓愈大,這樣可依據(jù)差壓來測(cè)量流量的大小

20、.這種方法是以流體連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努力方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)的.,4.2.1測(cè)量原理（以標(biāo)準(zhǔn)孔板為例）：,4.2.2 孔板節(jié)流裝置流量計(jì)的應(yīng)用,4.2.3 孔板節(jié)流裝置流量計(jì)的使用,4.2.4差壓式流量計(jì)的投用與停用方法,4.2.5 儀表三閥組的操作,4.2.6差壓變送器的使用,轉(zhuǎn)子流量計(jì)（可變面積式流量計(jì)） 轉(zhuǎn)子流量計(jì)作為直觀流動(dòng)指示或測(cè)量精度要求不高的中低等精度儀表。被測(cè)流體可以是單相液體或氣體，通常不適用于液

21、體中含有磁性物資、纖維、微粒固體或氣體中含有液滴的場(chǎng)合。,4.3 轉(zhuǎn)子流量計(jì),當(dāng)流體自下而上流入錐管時(shí)，被轉(zhuǎn)子截流，這樣在轉(zhuǎn)子上、下游之間產(chǎn)生壓力差，轉(zhuǎn)子在壓力差的作用下上升，這時(shí)作用在轉(zhuǎn)子上的力有四個(gè):流體對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)壓力(W)、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力(F)和轉(zhuǎn)子自身的重力(G)及粘性力(N ) (一般不適合高粘度介質(zhì),所以不考慮)。 轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會(huì)相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個(gè)力都沿平行于管軸。 當(dāng)三個(gè)

22、力達(dá)到平衡(G=F+W)時(shí)，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對(duì)浮子的動(dòng)壓力是隨流體流速的大小而變化的。對(duì)于一臺(tái)給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。,4.3.1 測(cè)量原理,4.3.2 使用常識(shí),1、流量變動(dòng)而浮子或指針移動(dòng)呆滯？,?,可能是由于卡塞所致（浮子和導(dǎo)向軸，指示部分連桿或指針卡住，磁耦

23、合的磁鐵磁性下降）。遠(yuǎn)傳型金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)其遠(yuǎn)傳部分是靠磁性與轉(zhuǎn)子耦合的，若介質(zhì)中含有易被磁性物質(zhì)吸附的小顆粒，則轉(zhuǎn)子易被磨損和卡塞，造成測(cè)量不準(zhǔn)或無法測(cè)量，解決的辦法是在前面加裝磁過濾器。,2、實(shí)際流量與指示值不一樣？,?,可能是由于浮子或錐管腐蝕、導(dǎo)致面積變化。浮子或錐管內(nèi)有贓污異物，流體物性（密度，溫度，壓力）變化等等。,4.3.3 故障判斷,4.4 渦街流量計(jì),在流體中安放一個(gè)非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離

24、，釋放出兩串規(guī)則地交錯(cuò)排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計(jì)。,4.4.1 特點(diǎn),4.4.2渦街流量計(jì)的安裝使用要求,質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的是流體的質(zhì)量流量，不受流體溫度、壓力、密度等參數(shù)變化的影響，且測(cè)量精度很高（可達(dá)0.1%），無直管段要求，故在一些要求進(jìn)行精確測(cè)量和嚴(yán)格控制進(jìn)料的場(chǎng)合以及用于貿(mào)易結(jié)算進(jìn)行計(jì)量的時(shí)候，常常使用質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量，但因其價(jià)格昂貴使用面不是太廣。,4.5 質(zhì)量流量計(jì),利用科里奧利加速

25、度理論制成的流量計(jì)。當(dāng)一定的質(zhì)量流體流過振動(dòng)的管道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使管道彎曲和扭曲的科氏力。這些微小的管道變形被安裝在最佳位置處的傳感器檢測(cè)出來并進(jìn)行電子評(píng)估。由于傳感器測(cè)得的相位遷移信號(hào)與質(zhì)量流量成正比，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)可以直接測(cè)量質(zhì)量流量。測(cè)量與流體的密度、溫度、粘度、壓力及電導(dǎo)率無關(guān)。測(cè)量管道始終以共振的方式振動(dòng)。在工作條件下，這個(gè)共振頻率是測(cè)量管道幾何形狀、流量計(jì)材料特性和測(cè)量管中流體（也在振動(dòng)）質(zhì)量的函數(shù)并可以精確地測(cè)量被測(cè)流體的

26、密度。,4.5.1 基本原理,4.5.1 傳感器形式,4.5.2 質(zhì)量流量計(jì)的安裝使用要求,4.5.3 質(zhì)量流量計(jì)的投用與停用方法,電磁流量計(jì)用于測(cè)量導(dǎo)電液體介質(zhì)流量，介質(zhì)溫度不宜超過120度，壓力不宜超1.6MPa，不宜在負(fù)壓狀態(tài)下使用，流速不得低于0.3m/s，被測(cè)介質(zhì)中不能含有較多的磁鐵性物質(zhì)和氣泡，被測(cè)流體基本無壓損，測(cè)量精度可達(dá)0.5%，量程比寬為20：1，其測(cè)量原理為法拉第電磁感應(yīng)定理。,4.6 電磁流量計(jì),電磁流量計(jì)的

27、基本測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。流量計(jì)的測(cè)量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上，其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)，此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管，將切割磁力線，并感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E正比于磁通量密度B，測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積

28、。電動(dòng)勢(shì)E（流量信號(hào)）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。    其原理公式為：                   

29、60;                    E=KBDV    式中：    E -------- 為電極間的信號(hào)電壓（v）    B --

30、------ 磁通密度（T）    D -------- 測(cè)量管內(nèi)徑（m）     V -------- 平均流速（m/s）,4.6.1 工作原理,式中k, D為常數(shù)，由于勵(lì)磁電流是恒流，故B也是常數(shù)，則由E＝KBdV可知，體積流量Q與信號(hào)電壓E成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓E與體積Q成線性關(guān)系。因此，只要測(cè)量出E就可確定流量Q，這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。由E＝

31、KBDV可知，被測(cè)流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對(duì)稱流動(dòng)（如層流或者紊流）就不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此說電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。只要用普通的水實(shí)際標(biāo)定后，就可以測(cè)量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量，而不需要任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出優(yōu)點(diǎn)，是其他任何流量計(jì)所沒有的。測(cè)量管內(nèi)無活動(dòng)及阻流部件，因此幾乎沒有壓力損失，并且有極高的可靠性。,4.6.2 電

32、磁流量計(jì)的安裝要求,4.6.3 電磁流量計(jì)的投用與停用方法,4.7流量計(jì)使用的幾個(gè)常見問題,五、物（界）位測(cè)量,5.1 液位測(cè)量常識(shí),磁致伸縮液位計(jì)由三部分組成：探測(cè)桿，電路單元和浮子組成。在一非磁性傳感管內(nèi)裝有一根磁致伸縮線，在磁致伸縮線一端裝有一個(gè)具有專利的傳感器,該壓磁傳感器每秒發(fā)出10個(gè)電流脈沖信號(hào)給磁致伸縮線,并開始計(jì)時(shí)，該電流脈沖同磁性浮子的磁場(chǎng)產(chǎn)生相互作用，在磁致伸縮線上產(chǎn)生一個(gè)扭應(yīng)力波，這個(gè)扭應(yīng)力波以已知的速度從浮子

33、的位置沿磁致伸縮線向兩端傳送。直到壓磁傳感器收到這個(gè)扭應(yīng)力信號(hào)為止,具有專利的壓磁傳感器可測(cè)量出起始脈沖和返回扭應(yīng)力波間的時(shí)間間隔，根據(jù)時(shí)間間隔大小來判斷浮子的位置，由于浮子總是懸浮在液面上,且磁浮子位置隨液面的變化而變化，即時(shí)間間隔大小也就是液面的高低，然后通過全智能化電子裝置將時(shí)間間隔大小信號(hào)轉(zhuǎn)換成與被測(cè)液位成比例的4—20mA信號(hào)進(jìn)行輸出 。,5.2 磁致伸縮液位計(jì),磁翻板液位計(jì),磁翻板式液位變送器是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動(dòng)雙色薄片的翻

34、轉(zhuǎn)來指示液位的一種新型儀表。主體內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時(shí)轉(zhuǎn)示紅色、無液位時(shí)轉(zhuǎn)示白色。,5.3 差壓液位計(jì),5.3.1差壓液位變送器（雙法蘭液位計(jì)）,利用對(duì)測(cè)量介質(zhì)的兩點(diǎn)之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測(cè)量的變送器儀表。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。,適用于密閉場(chǎng)合下的下列工況： 　　1、 被測(cè)介質(zhì)對(duì)變送器接頭和敏感元件有腐蝕作用時(shí)；　　2、 需要將高溫被測(cè)介質(zhì)與變送器隔

35、離時(shí)； 　　 3、 被測(cè)介質(zhì)由引壓管引出，由于環(huán)境溫度變化，易固化或結(jié)晶時(shí)；　　4、 被測(cè)介質(zhì)中有固體懸浮物或高粘度易堵塞變送器接頭和壓力容室時(shí)；　　5、 被測(cè)介質(zhì)易冷凝或揮發(fā)，以致導(dǎo)管內(nèi)的液柱經(jīng)常變化，從而使變送器的零點(diǎn)漂移不定等。,,5.3.2差壓液位變送器適用工況,超聲波液位計(jì)是利用壓電 陶瓷產(chǎn)生超聲波，超聲波遇到 物體或液體的界面產(chǎn)生反射，

36、 液位計(jì)測(cè)量反射時(shí)間來計(jì)算液、 物位，實(shí)現(xiàn)對(duì)物位和液位的非 接觸測(cè)量和控制。 適用于各種惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境下的液體和漿體。,5.4 超聲波液位計(jì),六、溫度測(cè)量,6.1 溫度測(cè)量?jī)x表簡(jiǎn)介,6.2 溫度測(cè)量?jī)x表簡(jiǎn)單問題的判斷方法,廠區(qū)采用的控制閥包括：氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、偏心旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)三通切斷閥、氣動(dòng)楔式閘閥、氣動(dòng)切斷閥、自力式調(diào)節(jié)閥、電磁閥。,七、控制閥（Control Valve ）,,執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥 體

37、,,,有的閥門帶手輪機(jī)構(gòu)、閥位開關(guān)、閥位變送器、氣路電磁閥，根據(jù)不同的需要，結(jié)構(gòu)也不相同,閥門定位器,過濾器減壓閥,是控制閥的推動(dòng)裝置，它按輸出信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移（直行程或角行程位移），從而帶動(dòng)控制閥的閥芯動(dòng)作；閥體部件是控制閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由閥芯的動(dòng)作改變控制閥的節(jié)流面積達(dá)到調(diào)節(jié)的目的.,,7.1 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類和作用形式：分為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大類（均包含直

38、行程和角行程方式）。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)又可分為氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)（分單作用和雙作用氣缸）等。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為正、反作用兩種形式，當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)推桿向下動(dòng)作的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)推桿向上動(dòng)作的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常接受的氣信號(hào)為20~100kPa，也有采用80~200kPa、120~300kPa等氣信號(hào)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，供氣壓力一般分別為140kPa、300kPa、340kPa。氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)通

39、常采用400kPa的氣源。,7.2執(zhí)行機(jī)構(gòu),,,1,根據(jù)閥體部件的形式分類：直通單座截止式調(diào)節(jié)閥體、偏心旋轉(zhuǎn)閥體（凸輪撓曲閥體）、球閥體、蝶閥體、楔式閘閥體、三通閥體。,根據(jù)閥門的原始狀態(tài)可分為故障開（氣關(guān)）、故障關(guān)（氣開）兩種形式。,2,7.3閥門的分類,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠等特點(diǎn)，適用于流量變化小、調(diào)節(jié)精度要求不高或儀表氣源供應(yīng)困難的場(chǎng)合。有內(nèi)取壓式和外取壓式，對(duì)于調(diào)節(jié)精度要求稍高的應(yīng)用場(chǎng)合，需要采用指揮器膜頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，裝置所用的

40、均為穩(wěn)定閥后的壓力。,7.4 自力式調(diào)節(jié)閥,7.4 .1自力式調(diào)節(jié)閥的使用,7.5 電磁閥,7.5.1 使用選用考慮因素,電磁閥不動(dòng)作？,?,7.5.2 電磁閥故障原因,7.6 控制閥的安裝要求,7.7 控制閥的投用要求,7.8 控制閥故障的判斷,調(diào)節(jié)閥漏量大，調(diào)節(jié)閥全關(guān)時(shí)閥芯與閥座之間有空隙，造成閥全關(guān)時(shí)介質(zhì)的流量大，被控參數(shù)難以穩(wěn)定。,?,7.9 具體故障現(xiàn)象及原因,調(diào)節(jié)閥膜頭故障,?,7.9具體故障現(xiàn)象及原因,八分析

41、儀表,PH計(jì)檢測(cè)器的簡(jiǎn)單構(gòu)成示意圖　　　　　　ORP復(fù)合探頭實(shí)物圖,8.1PH計(jì),8.1.1 工業(yè)PH計(jì)的工作原理 簡(jiǎn)單的講就是，利用溶液中H離子的濃度（活度），產(chǎn)生的電極電位，引起電子元件傳感器轉(zhuǎn)化后的數(shù)字變化（或儀器表盤指針的轉(zhuǎn)動(dòng)，老式PH計(jì)是指針型的）來顯示和反應(yīng)當(dāng)前溶液的H離子濃度。8.1.2 工業(yè)PH計(jì)的構(gòu)成及各部分功能 工業(yè)PH計(jì)是以電極電位法為原理的在線PH值測(cè)定儀，由檢測(cè)器（也叫發(fā)送器）和轉(zhuǎn)換器

42、（也叫變送器）兩部分構(gòu)成?！　　z測(cè)器由指示電極（能指示被測(cè)離子活度變化的電極）、參比電極（電極電位恒定且不受待測(cè)離子影響的電極）組成。當(dāng)被測(cè)溶液流經(jīng)檢測(cè)器時(shí)，電極和被測(cè)溶液就形成一個(gè)化學(xué)原電池，兩電極間產(chǎn)生一個(gè)原電勢(shì)，該電勢(shì)的大小與被測(cè)溶液的PH值成對(duì)數(shù)關(guān)系，它將被測(cè)溶液的PH值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。常用的指示電極有玻璃電極、銻電極等。常用的參比電極有甘汞電極、銀—氯化銀電極等。　　　轉(zhuǎn)換器由電子部件組成，其作用是將電極檢測(cè)到的電勢(shì)信號(hào)放

43、大，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出?！　　」I(yè)用的在線PH計(jì)，其檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器為兩個(gè)獨(dú)立部件，檢測(cè)器裝于現(xiàn)場(chǎng)，轉(zhuǎn)換器裝在就地儀表盤或控制室內(nèi)。信號(hào)電勢(shì)用特殊的高阻高頻電纜傳送。 目前，也有檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器一體化結(jié)構(gòu)的工業(yè)在線PH計(jì)。,8.1PH計(jì),8.1.3工業(yè)PH計(jì)測(cè)量注意事項(xiàng)　　 在進(jìn)行操作前，應(yīng)首先檢查電極的完好性。PH計(jì)上配套使用的電極大多數(shù)采用的是復(fù)合電極（指示電極和參比電極合二為一），老一代PH計(jì)尚在使用玻璃電極與甘

44、汞電極。目前復(fù)合電極使用比較廣泛，以下以復(fù)合電極為主?！　　?目前使用的復(fù)合電極主要有全封閉型和非封閉型兩種，全封閉型比較少，主要是以國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)為主?！　　?fù)合電極使用前首先檢查玻璃球泡是否有裂痕、破碎，如果沒有，用pH緩沖溶液進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，定位與斜率按鈕均可調(diào)節(jié)到對(duì)應(yīng)的pH值時(shí)，一般認(rèn)為可以使用，否則可按使用說明書進(jìn)行電極活化處理?！　　?活化方法是在4%氟化氫溶液中浸3～5 s左右，取出用蒸餾水進(jìn)行沖洗，然后在0.1mol

45、/L的鹽酸溶液中浸泡數(shù)小時(shí)后，用蒸餾水沖洗干凈，再進(jìn)行標(biāo)定，即用pH值為6.86(25℃)的緩沖溶液進(jìn)行定位，調(diào)節(jié)好后任意選擇另一種pH緩沖溶液進(jìn)行斜率調(diào)節(jié)，如無法調(diào)節(jié)到，則需更換電極?！　?非封閉型復(fù)合電極，里面要加外參比溶液即3 mol/L氯化鉀溶液，所以必須檢查電極里的氯化鉀溶液是否在1/3以上，如果不到，需添加3 mol/L氯化鉀溶液。如果氯化鉀溶液超出小孔位置，則把多余的氯化鉀溶液甩掉，使溶液位于小孔下面，并檢查溶液中是否

46、有氣泡，如有氣泡要輕彈電極，把氣泡完全趕出。,8.1PH計(jì),在使用過程中應(yīng)把電極上面的橡皮剝下，使小孔露在外面，否則在進(jìn)行分析時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致氯化鉀溶液不能順利通過玻璃球泡與被測(cè)溶液進(jìn)行離子交換，會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。　　　 電極從測(cè)量管線拆下后應(yīng)把橡皮復(fù)原，封住小孔。電極經(jīng)蒸餾水清洗后，應(yīng)浸泡在3 mol/L氯化鉀溶液中，以保持電極球泡的濕潤(rùn)，如果電極使用前發(fā)現(xiàn)保護(hù)液已流失，則應(yīng)在3 mol/L氯化鉀溶液中浸泡數(shù)小時(shí)，以使電極達(dá)到

47、最好的測(cè)量狀態(tài)。　　　 復(fù)合電極不可放在蒸餾水中長(zhǎng)時(shí)間浸泡，這是不正確的，這會(huì)使復(fù)合電極內(nèi)的氯化鉀溶液濃度大大降低，導(dǎo)致在測(cè)量時(shí)電極反應(yīng)不靈敏，最終導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，因此不應(yīng)把復(fù)合電極長(zhǎng)時(shí)間浸泡在蒸餾水中。8.1.4工業(yè)PH計(jì)電極校準(zhǔn)、使用、維護(hù)注意事項(xiàng)　　　測(cè)量時(shí)應(yīng)按說明書規(guī)定的時(shí)間周期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。 　　　校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意： 　?、贅?biāo)準(zhǔn)緩沖溶液溫度盡量與被測(cè)溶液溫度接近。 　?、俣ㄎ粯?biāo)準(zhǔn)緩沖溶液應(yīng)盡量接近被測(cè)溶液的pH值

48、?；騼牲c(diǎn)標(biāo)定時(shí)，應(yīng)盡量使被測(cè)溶液的pH值在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的區(qū)間內(nèi)。 　?、坌?zhǔn)后，應(yīng)將浸入標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的電極用水特別沖洗，因?yàn)榫彌_溶液的緩沖作用，帶入被測(cè)溶液后，造成測(cè)量誤差。,8.1PH計(jì),④記錄被測(cè)溶液的pH值時(shí)應(yīng)同時(shí)記錄被測(cè)溶液的溫度值，因?yàn)殡x開溫度值，pH值幾乎 毫 無意義。盡管大多數(shù)pH計(jì)都具有溫度補(bǔ)償功能，但僅僅是補(bǔ)償電極的響應(yīng)而已，也就是說 只是半補(bǔ)償，而沒有同時(shí)對(duì)被測(cè)溶液進(jìn)行溫度補(bǔ)償，即，全補(bǔ)償。復(fù)合電極使

49、用、維護(hù)注意事項(xiàng)：　　　目前工業(yè)上使用的電極大都是復(fù)合電極，其優(yōu)點(diǎn)是使用方便，不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響，且平衡速度較快?！　、?gòu)?fù)合電極不用時(shí)，可充分浸泡3M氯化鉀溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗?！　、谑褂们?，檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下，電極應(yīng)該透明而無裂紋；球泡內(nèi)要充滿溶液，不能有氣泡存在?！　、墼诰€測(cè)量濃度較大的溶液時(shí)，不推薦使用接觸時(shí)復(fù)合電極，若非用不可時(shí)，也要盡量縮短測(cè)量時(shí)間，用后仔細(xì)清洗，防止被測(cè)液

50、粘附在電極上而污染電極?！　、芮逑措姌O后，不要用濾紙擦拭玻璃膜，而應(yīng)用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染，影響測(cè)量精度?！　、轀y(cè)量中注意電極的銀—氯化銀內(nèi)參比電極應(yīng)浸入到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中，避免電計(jì)顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時(shí)，注意將電極輕輕甩幾下?！　、揠姌O不能用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他腐蝕性溶液?！　、邍?yán)禁在脫水性介質(zhì)如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。,8.2ORP計(jì),8.2.1 ORP計(jì)的結(jié)構(gòu)原理 ORP計(jì)是測(cè)試溶

51、液氧化還原電位的專用儀器，由ORP復(fù)合電極和mv計(jì)組成。ORP電極是一種可以在其敏感層表面進(jìn)行電子吸收或釋放的電極,該敏感層是一種惰性金屬,通常是用鉑和金來制作。參比電極是和pH電極一樣的銀/氯化銀電極。其中毫伏計(jì)也就是二次儀表與pH計(jì)的可通用?！　　」ぷ髟?利用對(duì)溶液ORP 值變化敏感的測(cè)量電極（常規(guī)復(fù)合電極或者是電極對(duì)）和有恒定電位的參比電極所組成的工作電池來測(cè)量電勢(shì)，從而利用待測(cè)溶液ORP 值與工作電池的電勢(shì)大小之間的線

52、性關(guān)系來實(shí)現(xiàn)測(cè)定ORP值。8.2.2 ORP復(fù)合電極的使用與維護(hù)ORP復(fù)合電極的安裝：　?、傺趸€原電極可以使用于任何pH/mv測(cè)定計(jì)上。　?、贠RP計(jì)使用時(shí)無需標(biāo)定,直接使用即可,只有對(duì)ORP電極的品質(zhì)或測(cè)試結(jié)果有疑問時(shí),可用 ORP標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查電位是否在200-275mv之間,以判斷ORP電極或儀器的好壞?！　、跲RP測(cè)量電極（鉑或金）,其表面應(yīng)該是光亮的,粗糙的或受污染的表面會(huì)影響電極的電位（mv），此時(shí)必須清洗電極。,