1、 2013 年年2 月月12日日仪表基础知识仪表基础知识2 0 1 3 年年2 月月1 2 日仪表基础知识日仪表基础知识 目目 录：录：2误差基本知识误差基本知识3流量测量仪表流量测量仪表4压力测量仪表压力测量仪表仪表的发展与分类仪表的发展与分类15液位测量仪表液位测量仪表6温度测量温度测量仪表仪表7控制阀控制阀8分析仪表分析仪表目目 录：录：2 误差基本知识误差基本知识3 流量测量仪表流量测量仪表4 压力测量仪表仪表压力测量仪表仪表 一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.1 仪表的发展历史 仪表发展已有悠久的历史。据韩非子有度记载，中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司
2、南。古代的仪器在很长的历史时期中多数用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。1718世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到了发展。19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.1 仪表的发展历史仪表的发展历史 一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.2 仪表分类 1.
3、2.1 检测和过程控制仪表的分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类：按仪表所使用的能源分类:气动、电动、液动仪表（很少见）；按组合形式:基地式仪表、单元组合仪表、综合控制装置；按仪表安装形式:现场仪表、盘装仪表和架装仪表；根据仪表有无引进微处理器又可分为:智能仪表和非智能仪表；按仪表信号形式:模拟仪表和数字仪表。一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.2 仪表分类仪表分类 一一.仪表的分类与发展仪表的分类与发展(1)单元组合仪表可分为变送单元执行单元控制单元转换单元运算单元显示单元给定单元和辅助单元等八类。a.变送单元：它能将各种被测参数，如温度压力流量液位等物理量转换成相应的标准统
4、一信号（420mA,010mA或20100kPa）传送到接收仪表或装置，以供指示记录或控制。变送单元的品种有：温度变送器压力变送器差压变送器流量变送器和液位变送器等。b.转换单元：转换单元将电压频率等电信号转换为标准统一信号，或者进行标准统一信号之间的转换，以使不同信号可以在同一控制系统中使用。转换单元的品种有：直流毫伏转换器频率转换器电-气转换器气-电转换器等。c.控制单元：它将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。一一.仪表的分类与发展仪表的分类与发展(1)单元组合仪表可分为变送单元执行单单元组合仪表可分为变送单元执行单 一一仪表的分类与发展仪
5、表的分类与发展 控制单元的品种有：比例积分微分控制器比例积分控制器微分控制器以及具有特种功能的控制器等。d.运算单元：它将几个标准统一的信号进行加减乘除开方平方等运算，适用于多种参数综合控制比值控制流量信号的温度压力补偿计算等。运算单元的品种有：加减器乘除器开方器等。e.显示单元：它对各种被测参数进行指示记录报警和积算，供操作人员监视控制系统和生产过程工况之用。显示单元的品种有：指示仪指示记录仪报警器比例积算器和开方积算器等。f.给定单元：它输出标准统一信号，作为被控变量的给定值送到控制单元，实现定值控制。给定单元的输出也可以供给其他仪表作为参考基准值。给定单元的品种有：恒流给定器定值器比值给
6、定器和时间程序给定器等。一仪表的分类与发展一仪表的分类与发展 控制单元的品种有：比例积分微分控制单元的品种有：比例积分微分 一一仪表的分类与发展仪表的分类与发展 g.执行单元：它按照控制器输出的控制信号或手动操作信号，去改变控制变量的大小。执行单元的品种有：角行程电动执行器直行程电动执行器和电动薄膜调节阀等。h.辅助单元：辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求二增设的仪表，如操作台阻尼器限幅器安全栅等。操作器用于手动操作，同时又起手动自动的双向切换作用；阻尼器用于压力或流量等信号的平滑阻尼；限幅器可以限制信号的上下限值；安全栅用来将危险场所与非危险场所隔开，起安全防爆作用。一仪表的分类与发展一
7、仪表的分类与发展 g.执行单元：它按照控制器输出的控制执行单元：它按照控制器输出的控制 1.2.2 检测与过程控制仪表最通用的分类方法是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分,一般分为检测仪表、显示仪表、调节仪表和执行器。检测仪表根据被测变量的不同,可分为温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、物位检测仪表和分析仪表.显示仪表分为记录仪表和指示仪表.模拟仪表和数字仪表.记录仪分 为有纸记录和无纸记录.通常使用无纸记录.调节仪表分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表，由于微处理 机的引入,又有可编程调节器与固定程序调节器。执行器由执行机构和调节阀两部分组成：执行机构按能源分:气动.电动和液动执
8、行器 按结构形式分:薄膜式,活塞式和长行程执行机构.调节阀分类，根据其结构特点分:直通单座.直通双座.三通阀.角形阀.隔膜阀.蝶阀.球阀.偏心旋转阀.套 筒阀.阀体分离阀.高压阀等.按流量特性分:直线.对数(等百分比).抛物线和快开等.一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.2.2 检测与过程控制仪表最通用的分类方法是按仪表在测检测与过程控制仪表最通用的分类方法是按仪表在测 仪表知识培训课件仪表知识培训课件 二、误差二、误差误差的概念误差的概念2原因：产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷原因：产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷,使用方法不正确使用方法不正确,使用者的习惯与偏向使用者的
9、习惯与偏向,因环境因环境 条件的变化等。条件的变化等。误差误差错误错误二、误差误差的概念二、误差误差的概念2 误差不可以避免误差不可以避免,只能降低误差只能降低误差 错误错误 1误差的定义及分类误差的定义及分类1.2按按误差数值表示方法误差数值表示方法分为：分为：绝对绝对误差、相对误差、引用误差误差、相对误差、引用误差a|绝对误差绝对误差|=测量值测量值-真值（真值（用来用来表示测量精度）表示测量精度）b相对误差是相对误差是绝对绝对误差与被测量值之比误差与被测量值之比,常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示.相对误差相对误差:是是绝对绝对误差误差与与仪
10、表示值仪表示值之比，以百分数表示。之比，以百分数表示。c引用误差引用误差:是是绝对绝对误差与仪表量程之比误差与仪表量程之比,以百分数表示以百分数表示.1.1是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异1 误差的定义及分类误差的定义及分类1.2 按误差数值表示方法分为：绝对误差、相按误差数值表示方法分为：绝对误差、相 例例题题某压力表刻度某压力表刻度0 0到到100100，在，在50kPa50kPa处计量检定值为处计量检定值为49.5kPa49.5kPa，求，求在在50kPa50kPa处仪表示值的绝对误差，示值的相对误差和示值引用处仪表
11、示值的绝对误差，示值的相对误差和示值引用误差？误差？解解仪表示值的绝对误差仪表示值的绝对误差=|49.5-50|=0.5kPa=|49.5-50|=0.5kPa 仪表示值的相对误差仪表示值的相对误差=(0.5/50)*100%=1%仪表示值的引用误差仪表示值的引用误差=(0.5/100)*100%=0.5%1误差的定义及分类误差的定义及分类例题某压力表刻度例题某压力表刻度0 到到1 0 0，在，在5 0 k P a 处计量检定值为处计量检定值为4 9.2.2温度变送器温度变送器:0.5、1.0。铂电阻。铂电阻:A、B级级 A:(0.15+0.002|t|)B:(0.30+0.002|t|)2.
12、3涡街流量计涡街流量计:测气体测气体1.5、测液体、测液体1.02.1压力表压力表:1.6级（级（1.5）、）、2.5级级 压力变送器压力变送器:0.5级级2.4质量流量计质量流量计:0.1 电磁流量计电磁流量计:1.0 转子流量计转子流量计:1.62.5差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确定，一般为定，一般为(1.0-2.0)FS。2.6液位计：一般按液位计：一般按mm来计来计,雷达雷达(3mm,计量级雷达可达到计量级雷达可达到1mm),磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计:0.01,超声波液位计：超声波液位计：3mm。2常
13、见仪表的精度等级常见仪表的精度等级2.2 温度变送器温度变送器:0.5、1.0 。铂电阻。铂电阻:A、B 级级 3 3采用直接比较法校验仪表时校表原则采用直接比较法校验仪表时校表原则 所谓直接比较法就是采用被校表与标准表的指示值直接比较的 方法。一般说来，选择标准表的原则有三点：第一，根据被校表的性质。比如被校表是直流电压表，所选的标准表也应当是直流电压表。第二，根据被校表的额定值。标准表的额定值应与被校表额定值相适应或不超过被校表的额定值的25%.比如，被校表的量程是2000kPa，那么就应当选择量程为2500kPa的标准表。第三，是要根据被校表的精确度。标准表的允许误差不应超过被校表允许误
14、差的三分之一。倘若被校表的准确度是1.5级，标准表的准确度应选用0.5级。3 采用直接比较法校验仪表时校表原则采用直接比较法校验仪表时校表原则 所谓直接比较法就是采所谓直接比较法就是采 压力压力3垂直作用在物体表面上的力垂直作用在物体表面上的力 三、压力测量压力压力3 垂直作用在物体表面上的力垂直作用在物体表面上的力 三、压力测量三、压力测量 P绝压绝压(绝对零压为基准来表示的压力绝对零压为基准来表示的压力)P表压表压(以大气压为基准来表示的压力以大气压为基准来表示的压力，所以，所以它和绝对压力正好相差一个大气压它和绝对压力正好相差一个大气压（0.1MPa）)P负压（真空度）被测流体的绝对压力
15、负压（真空度）被测流体的绝对压力低于大气压时压力表测得的压力低于大气压时压力表测得的压力P绝绝对零对零压压1大气压力线大气压力线绝对零压绝对零压(绝对真绝对真空下的压力空下的压力)3.1 表压、绝对压力、负压（真空度）的关系表压、绝对压力、负压（真空度）的关系P 绝压绝压(绝对零压为基准来表示的压力绝对零压为基准来表示的压力)P 表压表压(以大气压为基准来以大气压为基准来 3.2 3.2 压力测量基本知识压力测量基本知识法定计量单位是法定计量单位是Pa，1Pa=1N/m2，压力的法定工程单位还有：压力的法定工程单位还有：MPa、kPa、非法定工程单位：非法定工程单位：kgf/cm2、atm、m
16、mH2O、mmHg、bar等等压力单位压力单位压力表分类压力表分类普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、耐振压力表等耐振压力表等表压变送器、绝压变送器、差压变送器、表压变送器、绝压变送器、差压变送器、液位压力变送器、流量差压变送器液位压力变送器、流量差压变送器压力变送器种压力变送器种类类3.2 压力测量基本知识法定计量单位是压力测量基本知识法定计量单位是P a，1 P a=1 N/m 3.2 3.2 压力测量基本知识压力测量基本知识 非法定压力单位与法定压力单位之间的换算关系 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665Pa 9.81Pa 1毫米汞柱（mmHg）=
17、133.322Pa 1.33102Pa 1工程大气压（kgf/cm2）=9.80665104Pa 9.81104Pa 1物理大气压（atm）=101325Pa 1.0133105Pa 1巴（bar）=1000mPa 105Pa3.2 压力测量基本知识压力测量基本知识 非法定压力单位与法定压力单位之间非法定压力单位与法定压力单位之间 现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三种规格。从接口看最常见的有M20X1.5,1/2NPT,法兰连接（有法兰尺寸和耐压等级要求）3.3 3.3 压力表压力表现场压力表，从表盘直径看最常见的有现场压力表，从表盘直径看最常见的有6 0
18、mm,1 0 0 mm,1 5 电接点压力表一般有双节点作为报警、或启泵的条件。3.3 压力表压力表电接点压力表电接点压力表3.3 压力表压力表 压力开关压力开关1、压力开关是一种简单的（压力控制装置），当被测压力达到额定值时，压力开关可发出（警报或控制）信号。2、压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端（产生位移），直接或经过比较后推动（开关元件），改变（开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目的。3.压力开关采用的弹性元件有（单圈弹簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波纹管）等。开关元件有（磁性开关）、（水银开关）、（微动开关）等。4.压力开关的开关形式有（常开式）和（常
19、闭式）两种。5、压力开关的调节方式有（两位式）和（三位式）两种。6.压力开关的参数可调，依实际使用压力范围调节 3.3 压力表压力表压力开关压力开关3.3 压力表压力表 3.4 3.4 压力变送器压力变送器 压力变送器主要用于连续测量管线和设备上的压力，然后经变送器将所测压力转换为420mA的输出信号。对液体流量测量，变送器应被安装得低于管道取压口位置。对气体流量测量，变送器应被安装得高于管道取压口位置。3.4 压力变送器压力变送器 压力变送器主要用于连续测量管线和压力变送器主要用于连续测量管线和 最具有代表性的压力变送器：1、EJA川仪横河（重庆川仪），通讯时叠加Brain或Hart协议的数
20、字信号。2、Rosemount（中国北京远东）通讯时叠加Hart协议的数字信号。通讯时有专用的手操器，可以在主控室、现场进行仪表的组态。艾默生公司生产的375手操器最具有代表性的压力变送器：艾默生公司生产的最具有代表性的压力变送器：艾默生公司生产的3 7 5 手操器手操器 不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表，带蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表，带有
21、有“禁油禁油”标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等表、隔膜压力表等 开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将根步阀慢慢打开，尤其对小量程表根步阀慢慢打开，尤其对小量程表kPa表更是如此（不可修表更是如此（不可修复）。复）。注意连接规格：注意连接规格：闰土化工常用的有两种规格，闰土化工常用的有两种规格，M20*1.5（垫密封）和（垫密封）和DN25法法 兰连接兰连接3.5应用中注意事项不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，按被测不同类型表不要
22、混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，按被测 流量流量4单位时间内流过管道某截面的单位时间内流过管道某截面的体积或质量体积或质量 四、流量测量流量流量4 单位时间内流过管道某截面的体积或质量单位时间内流过管道某截面的体积或质量 四、流量测量四、流量测量 工业上常用的流量仪表可分为三大类：（1）速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测量依 据来计算的仪表。（2）容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定容积 的数目作为测量依据。(3)质量式流量计：它依据科里奥利力原理直接量质量流量。4.1 分类 4.1 分类分类 2转子流量计转子流量计玻璃转子流量计、金属转子流量计玻璃转子流量计、金属转
23、子流量计3涡街流量计涡街流量计4质量流量计质量流量计差压式流量计差压式流量计标准孔板、威力巴、锥形管、楔式标准孔板、威力巴、锥形管、楔式15电磁流量计电磁流量计常见的几大流量测量仪表2 转子流量计转子流量计3 涡街流量计涡街流量计4 质量流量计差压式流量计质量流量计差压式流量计1 5 电磁流量电磁流量 4.2差压式流量计4.2 差压式流量计差压式流量计 充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生差压.流体流量愈大,产生的差压愈大,这样可依据差压来测量流量的大小.这种方法是以流体连续性方程(质量守恒定律)和伯努力方程(
24、能量守恒定律)为基础的.4.2.1测量原理（以标准孔板为例）：充满管道的流体充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时当它流经管道内的节流件时,流速将在节流件处形流速将在节流件处形 流体必须满管连续运行流体必须满管连续运行流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的流体流经节流装置时不发生相变流体流经节流装置时不发生相变流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界流工况流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界流工况流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流流体流动工况
25、应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡流体流动工况应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡4.2.2 孔板节流装置流量计的应用流体必须满管连续运行流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上流体必须满管连续运行流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上 节流装置安装要求有足够的直管段要求节流装置安装要求有足够的直管段要求,一般前一般前10D后后5D,为保证为保证正常测量正常测量,前直管段最好为前直管段最好为30-50D新装管道系统必须在吹扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应迎新装管道系统必须在吹扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应迎着流向着流向测量气体时，取压口应在管道上部与管道中垂线成测量气体时，取压口
26、应在管道上部与管道中垂线成45度的夹角范度的夹角范围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线成围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线成45度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管道水平度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管道水平中心线成中心线成45度的夹角范围内。度的夹角范围内。测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体）测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体）的配管坡度的配管坡度1：101：1004.2.3 孔板节流装置流量计的使用节流装置安装要求有足够的直管段要求节流装置安装要求有足够的直管段要求,一般前一般前1 0
27、 D 后后5 D,为保为保 流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成压力试验是否已完成投用后保证流量计在其有效测量范围内平稳运行投用后保证流量计在其有效测量范围内平稳运行流量计投用步骤为：流量计投用步骤为：检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打开开 稍开一次根部阀，检查导压管系统是否泄漏，不漏则全开稍开一次根部阀，检查导压管系统是否泄漏，不漏则全开一次阀一次阀 分别打开排污阀进行排污后关闭排污阀分别打开排污阀进行排污后关闭排污阀 拧松差压变拧松差压变送器正负压室丝堵，
28、排除空气送器正负压室丝堵，排除空气 打开变送器正压阀，关闭平衡打开变送器正压阀，关闭平衡阀，打开变送器负压阀，启动差压变送器。阀，打开变送器负压阀，启动差压变送器。4.2.4差压式流量计的投用与停用方法流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压 不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不可使变送器测量膜盒过压或受热不可使变送器测量膜盒过压或受热三阀组的启动顺序为：开正压阀三阀组的启动顺序为：开正压阀 关平衡阀关平衡阀 开负压阀；开负压阀；三阀组的停用顺序为：关负压阀三阀组的停用顺序为：关负
29、压阀 开平衡阀开平衡阀 关正压阀。关正压阀。流量计停用步骤为：关闭变送器负压阀，打开平衡阀，关闭变送流量计停用步骤为：关闭变送器负压阀，打开平衡阀，关闭变送器正压阀器正压阀 关闭二次阀关闭二次阀 打开排污阀进行排污后关闭排污阀打开排污阀进行排污后关闭排污阀。4.2.5 仪表三阀组的操作不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不可使变送器测量膜盒过压或不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不可使变送器测量膜盒过压或 会正确开启及停用仪表会正确开启及停用仪表差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不要排，影响测量，差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不要排，影响测量，排空后，高温对膜盒寿命有影响）排空后，高
30、温对膜盒寿命有影响）准确性判断：因差压流量计差压值普遍较小，且差压和流量的平准确性判断：因差压流量计差压值普遍较小，且差压和流量的平方成正比，所以差压的变化对流量有很大的影响，方成正比，所以差压的变化对流量有很大的影响，(如果变送器如果变送器零位误差为零位误差为2%,则克引起的流量指示误差为则克引起的流量指示误差为14.14%,所以一般规所以一般规定流量应用在其刻度值的定流量应用在其刻度值的30%以上以上).可以简单用以下方法判断差可以简单用以下方法判断差压变送器的零点是否准确，关负压阀压变送器的零点是否准确，关负压阀 开平衡阀开平衡阀 关正压阀。关正压阀。可以打开三阀组上的排污螺钉，如果差压
31、变送器指示不为零，则可以打开三阀组上的排污螺钉，如果差压变送器指示不为零，则需要进行零点调整。需要进行零点调整。4.2.6差压变送器的使用会正确开启及停用仪表差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不会正确开启及停用仪表差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不 转子流量计（可变面积式流量计）转子流量计作为直观流动指示或测量精度要求不高的中低等精度仪表。被测流体可以是单相液体或气体，通常不适用于液体中含有磁性物资、纤维、微粒固体或气体中含有液滴的场合。4.3 转子流量计 转子流量计（可变面积式流量计）转子流量计（可变面积式流量计）4.3 转子流量计转子流量计 当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，
32、这样在转子上、下游之间产生压力差，转子在压力差的作用下上升，这时作用在转子上的力有四个:流体对转子的动压力(W)、转子在流体中的浮力(F)和转子自身的重力(G)及粘性力(N)(一般不适合高粘度介质,所以不考虑)。转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴。当三个力达到平衡(G=F+W)时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随流体流速的大小而变化的。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。4.3.1 测量原理 当流体
33、自下而上流入锥管时，被转子截流，这样当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，这样 转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量，转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量，测量介质一般为清洁、不易结晶和凝固、粘度不大的液体和气体、测量介质一般为清洁、不易结晶和凝固、粘度不大的液体和气体、蒸汽，要求介质流速变化缓慢。蒸汽，要求介质流速变化缓慢。金属管转子流量计分为就地型和远传型，量程比为一般为金属管转子流量计分为就地型和远传型，量程比为一般为10：1，精度一般为精度一般为1.6%。金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜，安装时应用金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可
34、倾斜，安装时应用水平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流量计水平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流量计介质流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应与其标介质流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应与其标识方向一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀组。截流识方向一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀组。截流阀和控制阀要安装在流量计的下游阀和控制阀要安装在流量计的下游,对直管段要求不高对直管段要求不高,一般为前一般为前5D后后3D.4.3.2 使用常识使用常识转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量，测量转子流量计使用较为广泛，一般用于测
35、量中、小流量和微流量，测量 1、流量变动而浮子或指针移动呆滞？、流量变动而浮子或指针移动呆滞？可能是由于卡塞所致（浮子和导向轴，指示部分连杆或指针卡住，可能是由于卡塞所致（浮子和导向轴，指示部分连杆或指针卡住，磁耦合的磁铁磁性下降）。远传型金属管转子流量计其远传部分磁耦合的磁铁磁性下降）。远传型金属管转子流量计其远传部分是靠磁性与转子耦合的，若介质中含有易被磁性物质吸附的小颗是靠磁性与转子耦合的，若介质中含有易被磁性物质吸附的小颗粒，则转子易被磨损和卡塞，造成测量不准或无法测量，解决的粒，则转子易被磨损和卡塞，造成测量不准或无法测量，解决的办法是在前面加装磁过滤器。办法是在前面加装磁过滤器。2
36、、实际流量与指示值不一样？、实际流量与指示值不一样？可能是由于浮子或锥管腐蚀、导致面积变化。浮子或锥管内有赃可能是由于浮子或锥管腐蚀、导致面积变化。浮子或锥管内有赃污异物，流体物性（密度，温度，压力）变化等等。污异物，流体物性（密度，温度，压力）变化等等。4.3.3 故障判断故障判断1、流量变动而浮子或指针移动呆滞？、流量变动而浮子或指针移动呆滞？?可能是由于卡塞所致（浮子可能是由于卡塞所致（浮子 4.4 涡街流量计在流体中安放一个非流线型旋涡发生体，使流体在发生体两侧交替地分离，释放出两串规则地交错排列的旋涡，且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量计。4.4 涡街流量计在流体中安放一个
37、非流线型旋涡发生体，使流涡街流量计在流体中安放一个非流线型旋涡发生体，使流 仪表知识培训课件仪表知识培训课件 压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体积压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受液体密度、压力、温度等参数的影响。无可动机流量时几乎不受液体密度、压力、温度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。对直械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。对直管段要求较高，一般前管段要求较高，一般前20D后后5D。涡街流量计是利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流涡街流量计是利用流体自然振荡的原理制成的一
38、种旋涡分离型流量计，涡街频率和流体的流速成正比，常用的旋涡发生体为三角量计，涡街频率和流体的流速成正比，常用的旋涡发生体为三角柱形，输出频率较低。用涡街流量计进行测量时要求流体的雷诺柱形，输出频率较低。用涡街流量计进行测量时要求流体的雷诺数在数在200007000000之间，且流速必须在规定范围内，不同的口之间，且流速必须在规定范围内，不同的口径有不同的流速要求，对液相、气相、蒸汽的流速要求各不相同；径有不同的流速要求，对液相、气相、蒸汽的流速要求各不相同；仪表有直管段要求，一般用于清洁低粘度介质测量，测量精度为仪表有直管段要求，一般用于清洁低粘度介质测量，测量精度为1%，气体测量精度可达，气
39、体测量精度可达1.5%。4.4.1 特点特点压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体积流量压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体积流量 安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于20D，下游侧直管段应大于下游侧直管段应大于5D；防止传感器产生机械振动，防止外部电磁场干扰防止传感器产生机械振动，防止外部电磁场干扰流量计最好安装在调节阀、温度测点、压力测点的上游侧；流量计最好安装在调节阀、温度测点、压力测点的上游侧；流量计的尺寸应与管道内径相一致；流量计的中心线应和管道的流量计的尺寸应与管道内径相一致；流量计的
40、中心线应和管道的中心线保持同心，并应防止垫片插入管道内部；中心线保持同心，并应防止垫片插入管道内部；涡街流量计前后尽量不用截止阀涡街流量计前后尽量不用截止阀投用后保证流量计满管运行投用后保证流量计满管运行4.4.2涡街流量计的安装使用要求安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于2 0 D，下，下 质量流量计测量的是流体的质量质量流量计测量的是流体的质量流量，不受流体温度、压力、密流量，不受流体温度、压力、密度等参数变化的影响，且测量精度等参数变化的影响，且测量精度很高（可达度很高（可达0.1%），无直管段），无直管段要求，故在一些要求
41、进行精确测要求，故在一些要求进行精确测量和严格控制进料的场合以及用量和严格控制进料的场合以及用于贸易结算进行计量的时候，常于贸易结算进行计量的时候，常常使用质量流量计进行流量测量，常使用质量流量计进行流量测量，但因其价格昂贵使用面不是太广。但因其价格昂贵使用面不是太广。4.5 质量流量计 质量流量计测量的是流体的质量流量，不受流体温度、压质量流量计测量的是流体的质量流量，不受流体温度、压 利用科里奥利加速度理论制成的流量计。当一定的质量流体流过振动的管道时，会产生使管道弯曲和扭曲的科氏力。这些微小的管道变形被安装在最佳位置处的传感器检测检测出来并进行电子评估。由于传感器测得的相位迁移信号与质量
42、流量成正比，科里奥利质量流量计可以直接测量质量流量。测量与流体的密度、温度、粘度、压力及电导率无关。测量管道始终以共振的方式振动。在工作条件下，这个共振频率是测量管道几何形状、流量计材料特性和测量管中流体（也在振动）质量的函数并可以精确地测量被测流体的密度。4.5.1 基本原理利用科里奥利加速度理论制成的流量计。当一定的质量流体流过振动利用科里奥利加速度理论制成的流量计。当一定的质量流体流过振动 4.5.1 传感器形式4.5.1 传感器形式传感器形式 安装地点不能有大的振动源，应采取加固措施来稳定仪表附近的安装地点不能有大的振动源，应采取加固措施来稳定仪表附近的管道管道；传感器应安装在刚性的管
43、道中。应在进、出口的过程连接附近对传感器应安装在刚性的管道中。应在进、出口的过程连接附近对称安装两个支撑物或悬挂装置并保证无应力称安装两个支撑物或悬挂装置并保证无应力；直管式质量流量计最好垂直安装，且流向是自下而上。直管式质量流量计最好垂直安装，且流向是自下而上。不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附近，以免受到强磁场的干扰；近，以免受到强磁场的干扰；弯管式质量流量计在测量液体时，弯管部分应朝下，在测量气体弯管式质量流量计在测量液体时，弯管部分应朝下，在测量气体时弯管部分应朝上时弯管部分应朝上；4.5.2 质量流量计的安
44、装使用要求安装地点不能有大的振动源，应采取加固措施来稳定仪表附近的管道安装地点不能有大的振动源，应采取加固措施来稳定仪表附近的管道 投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成试验是否已完成打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用通电预热通电预热30分钟后启动流体运行，直到传感器温度等于流体的操分钟后启动流体运行，直到传感器温度等于流体的操作温度，切断下游阀并确保无泄露和保证满管时，对流量计进行作温度，切断下游阀并确保无泄露和保证满管时，对流量计进行调零；调零；
45、流量计停用时，对于易结垢的介质应打开排污阀将流量计中的介流量计停用时，对于易结垢的介质应打开排污阀将流量计中的介质排净，对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行扫质排净，对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行扫线，保证测量管内不残留介质线，保证测量管内不残留介质4.5.3 质量流量计的投用与停用方法投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验 电磁流量计用于测量导电液体介质流量，介质温度不宜超过120度，压力不宜超1.6MPa，不宜在负压状态下使用，流速不得低于0.3m/s，被测介质中不能含有较多的磁铁性
46、物质和气泡，被测流体基本无压损，测量精度可达0.5%，量程比宽为20：1，其测量原理为法拉第电磁感应定理。4.6 电磁流量计电磁流量计用于测量导电液体介质流量，介质温度不宜超过电磁流量计用于测量导电液体介质流量，介质温度不宜超过1 2 0 度度 电磁流量计的基本测量原理是基于法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中做切割磁力线运动时，在其两端产生感应电动势。流量计的测量管是由内衬绝缘材料的非导磁合金短管制作，两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上，其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生磁通量密度为B的工作磁场，此时，如果具有一定电导率的流体流经
47、测量管，将切割磁力线，并感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B，测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器，转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲、模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。其原理公式为：E=KBDV 式中：E-为电极间的信号电压（v）B-磁通密度（T）D-测量管内径（m）V-平均流速（m/s）4.6.1 工作原理 电磁流量计的基本测量原理是基于法拉第电磁感应定律，电磁流量计的基本测量原理是基于法拉第电磁感应定律，式中k,D为常数，由于励磁电流是恒流，故B也是常数，则由EKBdV可知，体积流量Q与信号电压E成正比，即流速
48、感应的信号电压E与体积Q成线性关系。因此，只要测量出E就可确定流量Q，这是电磁流量计的基本工作原理。由EKBDV可知，被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动（如层流或者紊流）就不会影响测量结果。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。只要用普通的水实际标定后，就可以测量其他任何导电流体介质的体积流量，而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点，是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并且有极高的可靠性。式中式中k,D 为常数，由于励磁电流是恒流，故为常数，由于励磁电流是恒流，
49、故B 也是常数，则由也是常数，则由E 安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管道的管道；传感器与管道连接时应保证满管运行，最好垂直安装；传感器与管道连接时应保证满管运行，最好垂直安装；要求有前要求有前5倍后倍后3倍管道直径的直管段。倍管道直径的直管段。不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附不能安装在大型变压器、电动机、机泵等产生较大磁场的设备附近，以免受到电磁场的干扰；近，以免受到电磁场的干扰；变送器外壳、屏蔽电缆、测量本体及两端的管道都要接地，接地变送器外壳、屏蔽电缆、测量本体及两端的管道都要接地，
50、接地极应单独设置，接地电阻应小于极应单独设置，接地电阻应小于10欧姆，不能接到电气或公共接欧姆，不能接到电气或公共接地网上地网上；4.6.2 电磁流量计的安装要求安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管 电磁流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗电磁流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成干净、压力试验是否已完成；打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用打开上、下游阀门，关闭旁路阀，将流量计投入使用；打开阀门，使液体充满系统，排除残留气体后，接通仪表电源通打开
