《仪表基础知识》PPT课件.ppt
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1、 杜美明仪表基础知识介绍攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 1目录目录uu仪表的分类仪表的分类uu温度温度 uu流量流量 uu阀门阀门uu调节阀调节阀uu变送器变送器攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 21 1 仪表的分类仪表的分类检测仪表检测仪表-将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。一次仪表一次仪表-一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表,一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表,即为检测元件。一次测量仪表是与介质直接接触,是在室外就地安即为检测元件。一次测量仪表是与介质直接接触,是在室外就
2、地安装的。装的。二次仪表二次仪表-将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。的仪表。即包括变送器和显示装置。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 32 2 温度温度 按使用的测量范围分:按使用的测量范围分:常把测量常把测量600以上的测温仪表叫高温计;测量以上的测温仪表叫高温计;测量600以下的测以下的测温仪表叫温度计;温仪表叫温度计;按用途分:按用途分:标准仪表和实用仪表标准仪表和实用仪表 按工作原理分:按工作原理分:分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度分为膨胀式温度计、压
3、力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类;计和辐射高温计五类;攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 42 2 温度温度 按测量方式分:按测量方式分:分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接触,这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测触,这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测温目的;后者测温元件与被测介质不相接触,通过辐射或对流实温目的;后者测温元件与被测介质不相接触,通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的。现热交换来达到测温的目的。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术
4、公司Slide 52.1 2.1 膨胀式温度计膨胀式温度计 膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。玻璃膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计,双金属温度计属于固体膨胀式温管温度计属于液体膨胀式温度计,双金属温度计属于固体膨胀式温度计。度计。双金属温度计双金属温度计双双金金属属温温度度计计中中的的感感温温元元件件是是用用两两片片线线膨膨胀胀系系数数不不同同的的金金属属片片叠叠焊焊在在一一起起而而制制成成的的。双双金金属属片片受受热热后后,由由于于两两金金属属片片的的膨膨胀胀长长度度不不同同而而产产生生弯弯曲曲,温温度度越越高高产产生生的
5、的线线膨膨胀胀长长度度差差就就越越大大,因因而而引引起起弯弯曲曲的的角角度度就就越越大大。双双金金属属温温度度计计就就是是基基于于这这一一原原理理而而制制成成的的,它它是是用用双双金金属属片片制制成成螺螺旋旋形形感感温温元元件件,外外加加金金属属保保护护套套管管,当当温温度度变变化化时时,螺螺旋旋的的自自由由端端便便围围绕绕着着中中心心轴轴旋旋转转,同同时时带带动动指指针针在在刻度盘上指示出相应的温度数值。刻度盘上指示出相应的温度数值。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 6双金属温度计双金属温度计双双金金属属温温度度计计是是一一种种测测量量中中低低温温度度的的现现场场检检测测仪
6、仪表表。可可以以直直接接测测量量各各种种生生产产过过程程中中的的-80+500范范围围内液体、蒸汽和气体介质温度。内液体、蒸汽和气体介质温度。特点特点:现场显示温度,直观方便;现场显示温度,直观方便;安全可靠,使用寿命长;安全可靠,使用寿命长;多种结构形式,可满足不同要求。多种结构形式,可满足不同要求。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 7双金属温度计的型号命名双金属温度计的型号命名 WSS-ABCDW温度仪表温度仪表S金属膨胀式金属膨胀式S感温元件双金属片感温元件双金属片A表壳公称直径:表壳公称直径:3-60;4-100;5-150;B结构形式结构形式:0-轴向(直型)轴向(
7、直型);1径向(角型)径向(角型);8万向(可调角型)万向(可调角型)C安装固定装置安装固定装置0-无固定装置无固定装置;1-可动外螺纹可动外螺纹;2-可动内螺纹可动内螺纹;3-固定螺纹固定螺纹;4-固定法兰固定法兰;5-卡套螺纹卡套螺纹;6-卡套法兰卡套法兰DF-防护型;防护型;O-电接点型;电接点型;MO-大电流型;大电流型;EX-防爆型;防爆型;攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 82.2 2.2 热电阻热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高的,
8、它广泛量精度高,性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高的,它广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。热热电电阻阻测测温温原原理理及及材材料料:热热电电阻阻测测温温是是基基于于金金属属导导体体的的电电阻阻值值随随温温度度的的增增加加而而增增加加这这一一特特性性来来进进行行温温度度测测量量的的。热热电电阻阻大大都都由由金金属属材材料料制制成成,目目前前应应用用最最多多的的是是铂铂和和铜铜,此此外外,现现在在已已开开始始采采用用铑、镍、锰等材料制造热电阻。铑、镍、锰等材料制造热电阻。热热电电阻阻测测温温系系统统的的组组成成:热热电电阻阻测测温温系系统统一一
9、般般由由热热电电阻阻、连连接接导导线线和和数数码码温温度度控控制制显显示示表表等等组组成成。必必须须注注意意两两点点:“热热电电阻阻和和数数码码温温度度控控制制显显示示表表的的分分度度号号必必须须一一致致;为为了了消消除除连连接接导导线线电电阻阻变变化的影响,必须采取三线制接法。化的影响,必须采取三线制接法。”常用工业热电阻包括:铠装热电阻、装配热电阻、防爆热电阻常用工业热电阻包括:铠装热电阻、装配热电阻、防爆热电阻 攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 92.2 2.2 热电阻热电阻装配热电阻型号命名方法:装配热电阻型号命名方法:型号说明型号说明W温度仪表温度仪表Z热电阻热电阻
10、P感温材料感温材料P铂铂CC铜铜无无偶丝对数偶丝对数单支单支2双支双支1安装固定形式安装固定形式无固定装置无固定装置2固定螺纹固定螺纹3活动法兰活动法兰4固定法兰固定法兰5活络管接头式活络管接头式6固定螺纹锥式固定螺纹锥式7直形管接头式直形管接头式攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 102.2 2.2 热电阻热电阻装配热电阻型号命名方法:装配热电阻型号命名方法:型号说明型号说明8固定螺纹管接头式固定螺纹管接头式9活动螺纹管接头式活动螺纹管接头式2接线盒形式接线盒形式防喷式防喷式3防水式防水式0保护管直径保护管直径16112G工作端形式工作端形式变截面变截面 攀钢信息工程技术公司
11、攀钢信息工程技术公司Slide 112.3 2.3 热电偶热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的结构简单、热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的结构简单、测量范围宽、使用方便、测温准确可靠,信号便于远传、自动记录测量范围宽、使用方便、测温准确可靠,信号便于远传、自动记录和集中控制,因而在工业生产中应用极为普遍。和集中控制,因而在工业生产中应用极为普遍。热电偶温度计由三部分组成:热电偶热电偶温度计由三部分组成:热电偶(感温元件感温元件);测量仪表(动;测量仪表(动圈仪表或电位差计);连接热电偶和测量仪表的导线(补偿导线)。圈仪表或电位差计);连接热电偶和测量仪表的导线(补偿
12、导线)。热电偶是工业上最常用的一种测温元件。它是由两种不同材料热电偶是工业上最常用的一种测温元件。它是由两种不同材料的导体的导体A和和B焊接而成。焊接的一端插入被测介质中,感受到被测焊接而成。焊接的一端插入被测介质中,感受到被测温度,称为热电偶的工作端或热端,另一端与导线连接,称为冷端温度,称为热电偶的工作端或热端,另一端与导线连接,称为冷端或自由端(参比端)。或自由端(参比端)。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 122.3 2.3 热电偶热电偶 热电偶的材料热电偶的材料材料分四类材料分四类廉金属廉金属-铁铁-康铜,镍铬康铜,镍铬-考铜,镍铬考铜,镍铬-镍硅;镍硅;贵金属贵金
13、属-铂铑铂铑-铂,铂铑铂,铂铑30-铂铑铂铑6;难溶金属难溶金属-钨铼系等钨铼系等非金属非金属-二碳化钨二碳化钨攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 132.3 2.3 热电偶热电偶 热电偶的产品热电偶的产品产品有产品有8种种名称名称分度号分度号测量范围测量范围/镍铬镍铬-考铜考铜E-200900铁铁-康铜康铜J-200750铜铜-康铜康铜T-200350镍铬硅镍铬硅-镍铬镍铬N-2001300镍铬镍铬-镍硅镍硅K-2001300铂铑铂铑10-铂铂S01300铂铑铂铑13-铂铂1R01300铂铑铂铑30-铂铂6B01800攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 142
14、.3 2.3 热电偶热电偶 热电偶的补偿导线热电偶的补偿导线 补偿导线是用来将热电偶冷端(参比端)延伸到温度补偿导线是用来将热电偶冷端(参比端)延伸到温度恒定的地方与显示仪表相连的一种导线。恒定的地方与显示仪表相连的一种导线。热电偶类型热电偶类型补偿导线类型补偿导线类型合金材料合金材料+-镍铬镍铬-考铜考铜镍铬镍铬-考铜考铜镍铬镍铬考铜考铜铁铁-康铜康铜铁铁-康铜康铜铁铁康铜康铜铜铜-康铜康铜铜铜-康铜康铜铜铜康铜康铜镍铬镍铬-镍硅镍硅铜铜-康铜康铜铜铜康铜康铜攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 152.3 2.3 热电偶热电偶 厂商介绍厂商介绍国内:国内:上海自动化仪表厂、西
15、安仪表厂、重庆川仪、常州热工等上海自动化仪表厂、西安仪表厂、重庆川仪、常州热工等国外:国外:德国德国WIKA、美国、美国Raytek等等攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 163 3 流量仪表流量仪表按原理分:按原理分:力学:差压式、浮子式、靶式、涡街等;力学:差压式、浮子式、靶式、涡街等;声学:超声波声学:超声波电学:电磁流量计等电学:电磁流量计等选型步骤:选型步骤:1。依据流体种类及仪表性能、流体特性、安装条件、环境。依据流体种类及仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件、经济因素五个方面初选可用仪表类型;条件、经济因素五个方面初选可用仪表类型;2。依据用户要求逐步淘汰,余下
16、仪表类型排出次序;。依据用户要求逐步淘汰,余下仪表类型排出次序;3。按五个方面因素再次仔细评比,最后淘汰至一种仪表类。按五个方面因素再次仔细评比,最后淘汰至一种仪表类型。型。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 173.1 3.1 差压式流量计差压式流量计差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计由一次装置差压式流量计由一次装置(检测件检测件)和二次装置和二次装置(差压转换和流量显差压转换和流量显示
17、仪表示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。计、文丘里流量计、均速管流量计等。分类:分类:1。按产生差压的作用原理分:节流式、水力阻力式、离心式、动压头。按产生差压的作用原理分:节流式、水力阻力式、离心式、动压头式、动压增益式、射流式;式、动压增益式、射流式;2。按结构形式分:标准孔板、标准喷嘴、经典文丘里管、文丘里喷嘴、。按结构形式分:标准孔板、标准喷嘴、经典文丘里管、文丘里喷嘴、1/4园孔板、锥形孔板等;园孔板、锥形孔板等;3。按用途分:标准节流装置、小管径装置等。按用途分:标准节流装置
18、、小管径装置等。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 18孔板流量计孔板流量计具具有有测测量量精精度度高高,安安装装方方便便,使使用用范范围围广广、造造价价低低等等特特点点。广广泛泛应应用用于于各各种种介介质质的的流流量量测测量。量。公公称称通通径径DN15DN3000(mm)适适用用介介质质各各种种液液体体,气气体体,饱饱和和蒸蒸汽汽,过热蒸汽过热蒸汽攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 19孔板流量计孔板流量计孔板流量计测量原理:孔板流量计测量原理:当充满管道的流体流经孔板时,当充满管道的流体流经孔板时,将产生局部收缩,流束集中,流速将产生局部收缩,流束集中,流
19、速增加,静压力降低,于是在孔板前增加,静压力降低,于是在孔板前后产生一个静压力差,该压力差与后产生一个静压力差,该压力差与流量存在着一定的函数关系,流量流量存在着一定的函数关系,流量越大,压力差就越大。通过导压管越大,压力差就越大。通过导压管将差压信号传递给差压变送器,转将差压信号传递给差压变送器,转换成换成4标准信号,经流量显示仪,标准信号,经流量显示仪,便显示出管道内的瞬时和累积流量。便显示出管道内的瞬时和累积流量。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 20长颈喷嘴长颈喷嘴主要应用于电力行业高压或高温主要应用于电力行业高压或高温高压的场合,装机容量在高压的场合,装机容量在50
20、MW以以上的主蒸汽、主给水或减温水等均上的主蒸汽、主给水或减温水等均采用此典型设计型式,它具有压力采用此典型设计型式,它具有压力损小、寿命长等特点。损小、寿命长等特点。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 21文丘里文丘里喷嘴喷嘴文丘里喷嘴的压力损失比较小,文丘里喷嘴的压力损失比较小,它的长度比文丘里管短。它的长度比文丘里管短。文丘里喷嘴主要用于大口径、低文丘里喷嘴主要用于大口径、低静压,现场直管段距离很短的气体静压,现场直管段距离很短的气体流量测量。流量测量。材料材料喷嘴材料:喷嘴材料:1Cr18Ni9Ti管道材料:管道材料:20号钢、号钢、12Cr1MoV10CrMo910材
21、料及说明材料及说明喷嘴:铸铁喷嘴:铸铁喉部:卷板,喉部:卷板,3号钢号钢出口锥管:卷板,出口锥管:卷板,3号号攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 22阿牛巴阿牛巴阿牛巴流量计(又称笛形均速阿牛巴流量计(又称笛形均速管流量计)是根据皮托管测速原理管流量计)是根据皮托管测速原理发展起来的一种新型差压流量检测发展起来的一种新型差压流量检测元件。元件。阿牛巴流量计输出为差压信号,阿牛巴流量计输出为差压信号,与测量差压的仪器仪表配套使用,与测量差压的仪器仪表配套使用,可以准确地测量贺形管道、矩形管可以准确地测量贺形管道、矩形管道中的多种液体、气体和蒸汽(过道中的多种液体、气体和蒸汽(过热
22、蒸汽和饱和蒸汽)。被测管道热蒸汽和饱和蒸汽)。被测管道的尺寸范围从的尺寸范围从20mm-3000mm。它适用于:它适用于:1、气体输送和液体输送、气体输送和液体输送2、过程控制:输入输出、比率、过程控制:输入输出、比率、平衡;冷却水或空气,蒸汽加热。平衡;冷却水或空气,蒸汽加热。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 23V锥流量计锥流量计锥形流量计是一种新型的可精锥形流量计是一种新型的可精确测量各种雷诺数的高精度流量计,确测量各种雷诺数的高精度流量计,可满足各种介质的应用条件要求其可满足各种介质的应用条件要求其操作原理同其它各种类型的差压原操作原理同其它各种类型的差压原理相同,都
23、是基于密封管道中的能理相同,都是基于密封管道中的能量守恒定理,锥形流量计由于具有量守恒定理,锥形流量计由于具有独一无二的设计结构,因而性能更独一无二的设计结构,因而性能更优。优。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Slide 24锥形流量计锥形流量计是在管道中心处悬挂一锥形节流件,锥形件阻碍介质的流动,重塑是在管道中心处悬挂一锥形节流件,锥形件阻碍介质的流动,重塑流速曲线流速曲线,在锥形性的下游可立即形成低压区,管道上游的正压同在锥形性的下游可立即形成低压区,管道上游的正压同经节流件节流后的下游的负压之间有一差压经节流件节流后的下游的负压之间有一差压,将正、负压用取压口将正、负压用取压口取
24、出,正压口位于管道的上游,负压口位于锥体的末端,通过测量取出,正压口位于管道的上游,负压口位于锥体的末端,通过测量两者之间差压两者之间差压,根据伯努力方程即可计算出管道中的流量,锥体位根据伯努力方程即可计算出管道中的流量,锥体位于管线中心,可对所测介质的流速曲线进行优化于管线中心,可对所测介质的流速曲线进行优化,因此测量精度高,因此测量精度高,对仪表上、下游的直管段要求低。对仪表上、下游的直管段要求低。可测量各种工况可测量各种工况(温度和压力温度和压力)条件下的气相、混合气相、液相、多条件下的气相、混合气相、液相、多相液体、气液两相相液体、气液两相(湿气、液相质量比湿气、液相质量比5%)、粉末
25、、高粘度、高流、粉末、高粘度、高流速、脏污、含有固体悬浮颗粒的液相、溶液振动、电磁干扰等介质速、脏污、含有固体悬浮颗粒的液相、溶液振动、电磁干扰等介质的流量。流体的条件可从深低温到超临界状态。工作温度最高的流量。流体的条件可从深低温到超临界状态。工作温度最高850,最大压力。若用特殊结构材质,温度压力还可以更高。可,最大压力。若用特殊结构材质,温度压力还可以更高。可测量最高雷诺数测量最高雷诺数500万,最底雷诺数万,最底雷诺数8000甚至更低。产生满刻度差甚至更低。产生满刻度差压信号从最低小于千帕到最高几十千帕。压信号从最低小于千帕到最高几十千帕。攀钢信息工程技术公司攀钢信息工程技术公司Sli
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