1、流程工业工程控制流程工业工程控制12022-5-20.项目一项目一 温度仪表的选型温度仪表的选型 项目二项目二 压力仪表的选型压力仪表的选型 项目三项目三 流量仪表的选流量仪表的选 项目四项目四 物位仪表的选型物位仪表的选型 项目五项目五 分析仪表的选型分析仪表的选型 项目六项目六 执行器的选型执行器的选型 流程工业工程控制流程工业工程控制22022-5-20.项目二项目二 压力仪表的选型压力仪表的选型一、压力的基本概念二、压力的几种表示形式三、压力检测的主要方法四、常见压力检测仪表五、压力检测仪表的选型流程工业工程控制流程工业工程控制32022-5-20.垂直而均匀地作用在单位面积上的力垂直
2、而均匀地作用在单位面积上的力 式中式中压力（压力（PaPa） 均匀垂直作用力（均匀垂直作用力（N N） 受力面积（受力面积（m2m2）SF1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa单位单位: : 牛顿牛顿/ /米米2 2（N/m2N/m2），简称），简称“帕帕”，用符号，用符号“PaPa” 一、压力的基本概念一、压力的基本概念流程工业工程控制流程工业工程控制42022-5-20.二二、压力的几种表示形式压力的几种表示形式被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度） 表压（正压）绝对压力的零线大气压力线绝对压力绝对压力真空度流程工业工程控制流程工业工程控制52022-5-20
3、.三、压力检测的主要方法三、压力检测的主要方法hh12211p1p2h21.液柱式压力检测 它是根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度，一般采用充有水或水银等液体的玻璃U形管或单管进行测量。2.弹性式压力检测 它是根据弹性元件受力变形的原理，把被测压力转换成位移进行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。流程工业工程控制流程工业工程控制62022-5-20.三、压力检测的主要方法三、压力检测的主要方法 4.活塞式压力检测 它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。活塞式压力计的测量精度较高，允许误差可以小到0.05-0.02，它普遍
4、被用作标准仪器对压力检测仪表进行校验。3.电气式压力检测 它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的仪表，如电阻、电荷量等。流程工业工程控制流程工业工程控制72022-5-20.四、四、 常见压力检测仪表常见压力检测仪表1.1.弹性式压力计弹性式压力计（1）弹性元件流程工业工程控制流程工业工程控制82022-5-20.（1）弹性元件单圈弹簧管结构示意流程工业工程控制流程工业工程控制92022-5-20.（2）弹簧管压力表 被测压力由接头9通入，迫使弹簧管1的自由端B向右上方扩张。自由端B的弹性变形位移通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转，带动中心齿轮4作顺时针偏转，使其与中心齿轮同轴
5、的指针5也作顺时针偏转，从而在面板6的刻度标尺上显示出被测压力P的数值。由于自由端的位移与被测压力呈线性关系，所以弹簧管压力表的刻度标尺为均匀分度。弹簧管拉杆指针中心齿轮扇形齿轮接头游丝刻度盘调整螺钉流程工业工程控制流程工业工程控制102022-5-20.（2）弹簧管压力表 弹簧管压力表弹簧管压力表 流程工业工程控制流程工业工程控制112022-5-20. 1）变送器的基本输入输出特性minminmaxminmaxy)y-(yx-xxy(1)(1)变送器的基本知识变送器的基本知识2、变送器、变送器流程工业工程控制流程工业工程控制122022-5-20.2）变送器）变送器 的分类的分类模拟式变送
6、器模拟式变送器 模拟式变送器完全由模拟元器件构成，它将输入的各种模拟式变送器完全由模拟元器件构成，它将输入的各种被测参数转换成统一标准信号，其性能也完全取决于所采用被测参数转换成统一标准信号，其性能也完全取决于所采用的硬件。从构成原理来看，模拟式变送器由测量部分、放大的硬件。从构成原理来看，模拟式变送器由测量部分、放大器和反馈部分三部分组成，如图器和反馈部分三部分组成，如图2-22-2所示。在放大器的输入所示。在放大器的输入端还加有零点调整与零点迁移信号端还加有零点调整与零点迁移信号z0z0，z0z0由零点调整（简称由零点调整（简称调零）和零点迁移（简称零迁）环节产生。调零）和零点迁移（简称零
7、迁）环节产生。流程工业工程控制流程工业工程控制132022-5-20.2）变送器）变送器 的分类的分类 智能式变送器智能式变送器 流程工业工程控制流程工业工程控制142022-5-20.3） 变送器的若干共性问题变送器的若干共性问题量程调整和零点调整a.量程调整 量程调整的目的是使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y与输入信号x之间的比例系数。量程调整一般是通过改变反馈部分的特性实现的。流程工业工程控制流程工业工程控制152022-5-20.量程调整和零点调整b.零点调整和零点迁移流程工业工程控
8、制流程工业工程控制162022-5-20. 压力传感器是指能够检测压力并提供远传信号的装置，能够满足自动化系统检测显示、记录和控制的要求。(2) (2) 压力传感器压力传感器应变式压力传感器流程工业工程控制流程工业工程控制172022-5-20.应变式压力传感器l543211敏感栅 2基片 3粘合剂 4引线 5覆盖片 llKRR敏感栅敏感栅 直径为直径为0.025mm0.025mm左右的合金电阻丝左右的合金电阻丝基基 底底 绝缘绝缘覆盖层覆盖层 保护保护位移、力、力矩、位移、力、力矩、加速度、压力加速度、压力应变 弹性敏感元件 外力作用被测对象表面产生微小机械变形应变片敏感栅随同变形电阻值发生
9、相应变化 应变片组成流程工业工程控制流程工业工程控制182022-5-20.压阻式压力传感器 压阻式压力传感器是根据压阻效应原理制造的，其压力敏感元件就是在半导体材料的基片上利用集成电路工艺制成的扩散电阻，当它受到外力作用时，扩散电阻的阻值由于电阻率的变化而改变，扩散电阻一般也要依附于弹性元件才能正常工作。流程工业工程控制流程工业工程控制192022-5-20.电容式压力传感器 电容式压力传感器其测量电容式压力传感器其测量原理是，将弹性元件的位移转原理是，将弹性元件的位移转换为电容量的变化。将测压膜换为电容量的变化。将测压膜片作为电容器的可动极板，它片作为电容器的可动极板，它与固定极板组成可变
10、电容器。与固定极板组成可变电容器。当被测压力变化时，由于测压当被测压力变化时，由于测压膜片的弹性变形产生位移改变膜片的弹性变形产生位移改变了两块极板之间的距离，造成了两块极板之间的距离，造成电容量发生变化。电容量发生变化。 流程工业工程控制流程工业工程控制202022-5-20.3.3.智能式差压变送器智能式差压变送器 11511151智能式差压变送器智能式差压变送器是在模拟的电容式差压变送器基础上，结合HART通信技术开发的一种智能式变送器，具有数字微调、数字阻尼、通信报警、工程单位转换和有关变送器信息的存储等功能，同时又可传输420mADC电流信号，特别适用于工业企业对模拟式1151差压变
11、送器的数字化改造。流程工业工程控制流程工业工程控制212022-5-20.3.3.智能式差压变送器智能式差压变送器 ST3000 ST3000差压变送器差压变送器的检测元件采用扩散硅压阻传感器。但与模拟式扩散硅差压变送器所不同的是，ST3000差压变送器所采用的是复合型传感器，该传感器在单个芯片上形成差压测量用、温度测量用和静压测量用三种感测元件。 流程工业工程控制流程工业工程控制222022-5-20.五、压力检测仪表的选型五、压力检测仪表的选型 压力检测仪表的选用是一项重要工作，如果选用不当，不仅不能正确、及时地反映被测对象的压力的变化，还可能引起事故。选用时应根据生产工艺对压力检测的要求
12、、被测介质的特性、现场使用的环境条件，本着节约的原则合理地考虑仪表的量程、精度、类型等。流程工业工程控制流程工业工程控制232022-5-20.1.1.就地指示压力表的选用就地指示压力表的选用 (1)压力在40040kPa的一般介质，宜选用膜盒压力表。表壳可为圆形或矩形，精确度等级为2.5级，连接件规格为M201.5或8mm软接头。(2)压力在40kPa以上的一般介质，可选用弹簧管压力表。精确度等级为1.5或2.5级，连接件规格为M201.5，刻度表壳直径为100mm或150mm。就地指示一般选用径向不带边，就地盘装一般选用轴向带边。流程工业工程控制流程工业工程控制242022-5-20.1.
13、1.就地指示压力表的选用就地指示压力表的选用(3)压力在0.12.4MPa的一般介质，应选用压力真空表。精确度等级为为1.5或2.5级，连接件规格为M201.5，刻度表壳直径为100mm或150mm。(4)对于粘度较高的原油测量，应选用隔膜式压力表、膜片式压力表或采取灌隔离液措施的一般压力表。精确度等级为为1.5或2.5级，连接件规格为M201.5，刻度表壳直径为100mm或150mm。流程工业工程控制流程工业工程控制252022-5-20.对于一些特殊情况作如下处理对于一些特殊情况作如下处理对炔、烯、氨及含氨介质的测量，应选用乙炔压力表和氨用压力表。对氧气的测量，应采用氧气压力表。对硫化氢及
14、含硫介质的测量应采用抗硫压力表。对于剧烈振动介质的测量，应采用耐振压力表。对腐蚀性介质（如硝酸、醋酸、部分有机酸或其他无机酸和碱类）的测量，宜选用耐酸压力表或膜盒式压力表（防腐型）。流程工业工程控制流程工业工程控制262022-5-20.对于一些特殊情况作如下处理对于一些特殊情况作如下处理对强腐蚀性且高粘稠、易结晶、含有固体颗粒状物质的测量，宜选用膜片式压力表（防腐型），或采用吹气、吹液法测量。对温度高于或等于300油品的压力测量，必须设隔离器（或弯管），必要时可选用耐酸压力表。小型压力表可用于就地指示仪表气源和信号的压力，表壳直径为40mm或60mm，连接件规格为M101或M101.5。流程
15、工业工程控制流程工业工程控制272022-5-20.2.2.压力报警仪表的选用压力报警仪表的选用一般场合的压力、真空的报警或联锁宜分别选用带电接点的压力表、真空表及压力真空表或压力开关，表壳直径为150mm，精确度等级为1.5级，连接件规格为M201.5。在爆炸危险场合，应选用防爆型。氨及含氨介质的压力、真空的报警或联锁应分别选用氨用电接点压力表、真空表及压力真空表。氧气介质的压力、真空的报警或联锁分别选用氧用电接点压力表、真空表及压力真空表。流程工业工程控制流程工业工程控制282022-5-20.2.2.压力报警仪表的选用压力报警仪表的选用腐蚀性介质的压力、真空的报警或联锁分别选用耐酸电接点
16、压力表、真空表及压力真空表。压力开关应根据火灾、爆炸危险场所的划分和使用要求来选择。压力开关在全量程范围内设定值应是可调的。就地安装的无指示压力调节器、变送器、压力开关、减压阀宜配置直接测量工艺介质的压力表。流程工业工程控制流程工业工程控制292022-5-20.3.3.远传压力仪表的选用远传压力仪表的选用 要求采用统一的标准信号时，应选用压力变送器。变送器的精确度应不低于0.5级。对于爆炸和火灾危险场所，应选用气动压力变送器和防爆型电动压力变送器。对于微压力的测量，可采用微差压变送器。对于粘稠（如粘度较高的原油）、含有固体颗粒或腐蚀性介质压力的测量，可选用法兰膜片式压力变送器（温度不高于20
17、0）。如采用灌隔离液、吹气或打冲洗液等措施，也可采用一般的压力变送器。流程工业工程控制流程工业工程控制302022-5-20.4.4.仪表量程的选择仪表量程的选择化工自控设计技术规定化工自控设计技术规定: 在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表满量程的34； 在被测压力波动较大或测振动压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的23； 在测量高压压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的35 ； 为了保证测量准确度，最小工作压力不应低于满量程的13 ； 当被测压力变化范围大，最大和最小工作压力可能不能同时满足上述要求时，选择仪表量程应首先要满足最大工作压力条件。流程工业工程控制流程工业工
18、程控制312022-5-20.4.4.仪表量程的选择仪表量程的选择 根据被测压力，计算得到仪表上、下限后，还不能以此直接作为仪表的量程，目前我国出厂的压力（包括差压）检测仪表有统一的量程系列，它们是lkPa、1.6kPa、2.5kPa、4.0kPa、6.0kPa以及它们的10n倍数（n为整数）。因此，在选用仪表量程时，应采用相应规程或者标准中的数值。流程工业工程控制流程工业工程控制322022-5-20.5.5.仪表精度的选择仪表精度的选择 压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。 另外，在选择时应坚持节约的原则，只要测量精
19、度能满足生产的要求，就不必追求过高精度的仪表。流程工业工程控制流程工业工程控制332022-5-20.6.6.仪表类型的选择仪表类型的选择 根据工艺要求正确选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的主要前提。压力检测仪表类型的选择主要应考虑以下几个方面。 仪表的材料 压力检测的特点是压力敏感元件往往要与被测介质直接接触，因此在选择仪表材料的时候要综合考虑仪表的工作条件。例如，对腐蚀性较强的介质应使用像不锈钢之类的弹性元件或敏感元件；氨用压力表则要求仪表的材料不允许采用铜或铜介质，因为氨气对铜的腐蚀性极强；又如氧用压力表在结构和材质上可以与普通压力表相同，但要禁油，因为油进入氧气系统极易引起爆炸
20、。流程工业工程控制流程工业工程控制342022-5-20.6.6.仪表类型的选择仪表类型的选择仪表的输出信号 对于只需要观察压力变化的情况，应选用如弹簧管压力表甚至液柱式压力计那样的直接指示型的仪表；如需将压力信号远传到控制室或其他电动仪表，则可选用电气式压力检测仪表或其他具有电信号输出的仪表；如果控制系统要求能进行数字量通信，则可选用智能式压力检测仪表。仪表的使用环境 对爆炸性较强的环境，应选择防爆型压力仪表；对于温度特别高或特别低的环境，应选择温度系数小的敏感元件及其他变换元件。流程工业工程控制流程工业工程控制352022-5-20.例例 题题有一台空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为13.516 MPa ，工艺要求最大测量误差为0.8 MPa，并可就地观察及高低限报警。试选一合适的压力表（包括测量范围、精度等级）。例题解空压机的缓冲罐的压力视为脉动压力PaPP322162max根据就地观察及能进行高低报警的要求，可选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0 40MPa。31405 .13PaPa检验量程下限检验量程下限被测压力的最小值不低于满量程的1/3，符合要求。仪表量程选择仪表量程选择最大引用误差最大引用误差%2%100408 . 0所以选择测量范围为0 40 Mpa，精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。
