中石油仪表自动化基础知识培训资料.精讲.ppt

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1、各类仪表基础知识各类仪表基础知识1 1、双金属温度计、双金属温度计工作原理工作原理工作原理工作原理:利用不同金属膨胀系数不同的原理。用绕制成利用不同金属膨胀系数不同的原理。用绕制成利用不同金属膨胀系数不同的原理。用绕制成利用不同金属膨胀系数不同的原理。用绕制成螺旋管状的双金属片一端被固定，另一自由端与指螺旋管状的双金属片一端被固定，另一自由端与指螺旋管状的双金属片一端被固定，另一自由端与指螺旋管状的双金属片一端被固定，另一自由端与指针连接，随着温度的变化而转动，并带动指针旋转。针连接，随着温度的变化而转动，并带动指针旋转。针连接，随着温度的变化而转动，并带动指针旋转。针连接，随着温度的变化而转

2、动，并带动指针旋转。主要特点主要特点主要特点主要特点:现场显示温度，直观方便现场显示温度，直观方便现场显示温度，直观方便现场显示温度，直观方便 ；安全可靠，；安全可靠，；安全可靠，；安全可靠，使用寿命长；方便维护或更换使用寿命长；方便维护或更换使用寿命长；方便维护或更换使用寿命长；方便维护或更换 ；可以満足各可以満足各可以満足各可以満足各种现场安装的需要。种现场安装的需要。种现场安装的需要。种现场安装的需要。可以直接测量各种生产过可以直接测量各种生产过可以直接测量各种生产过可以直接测量各种生产过程中的程中的程中的程中的-80-+500-80-+500-80-+500-80-+500范围内液体蒸

3、汽和气体介范围内液体蒸汽和气体介范围内液体蒸汽和气体介范围内液体蒸汽和气体介质温度。质温度。质温度。质温度。工作原理工作原理工作原理工作原理:当弹簧管内受到介质当弹簧管内受到介质当弹簧管内受到介质当弹簧管内受到介质压力时，它的活动端压力时，它的活动端压力时，它的活动端压力时，它的活动端就向外伸张，经传动就向外伸张，经传动就向外伸张，经传动就向外伸张，经传动机构带动指针转动，机构带动指针转动，机构带动指针转动，机构带动指针转动，由刻度盘上指示出介由刻度盘上指示出介由刻度盘上指示出介由刻度盘上指示出介质的压力。质的压力。质的压力。质的压力。1.1.表壳表壳 2.2.弹簧管弹簧管 3.3.指针指针

4、4.4.机机芯芯 5 5.连杆连杆 6.6.刻度盘刻度盘 7.7.接头接头 2 2、压力表、压力表3 3、一体化温度变送器、一体化温度变送器 温度变送器是现场安装式温变送单元，温度变送器是现场安装式温变送单元，温度变送器是现场安装式温变送单元，温度变送器是现场安装式温变送单元，变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构，也可单独安装于仪表盘与之形成一体化结构，也可单独安装于仪表盘与之形成一体化结构，也可单独安装于仪表盘与之形成一体化结构，也可单独安装于仪表盘内

5、作转换单元，该仪表以十分简捷的方式把内作转换单元，该仪表以十分简捷的方式把内作转换单元，该仪表以十分简捷的方式把内作转换单元，该仪表以十分简捷的方式把-2002002002001300130013001300的温度信号转换为标准的温度信号转换为标准的温度信号转换为标准的温度信号转换为标准4 4 4 420mA20mA20mA20mA电电电电流信号实现对温度的精确测量与控制。温度变流信号实现对温度的精确测量与控制。温度变流信号实现对温度的精确测量与控制。温度变流信号实现对温度的精确测量与控制。温度变送器可与显示仪、控制系统等调节器配套使用，送器可与显示仪、控制系统等调节器配套使用，送器可与显示仪

6、、控制系统等调节器配套使用，送器可与显示仪、控制系统等调节器配套使用，并被广泛应用于石化、发电、医药、锅炉等工并被广泛应用于石化、发电、医药、锅炉等工并被广泛应用于石化、发电、医药、锅炉等工并被广泛应用于石化、发电、医药、锅炉等工业领域。业领域。业领域。业领域。4 4、压力变送器、压力变送器 工作原理工作原理工作原理工作原理:工作时，高、低压侧的隔工作时，高、低压侧的隔工作时，高、低压侧的隔工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递离膜片和灌充液将过程压力传递离膜片和灌充液将过程压力传递离膜片和灌充液将过程压力传递给灌充液，接着灌充液将压力传给灌充液，接着灌充液将压力传给灌充液，接着灌

7、充液将压力传给灌充液，接着灌充液将压力传递到传感器中心的传感膜片上。递到传感器中心的传感膜片上。递到传感器中心的传感膜片上。递到传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件，传感膜片是一个张紧的弹性元件，传感膜片是一个张紧的弹性元件，传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随所受压而变化，且位移其位移随所受压而变化，且位移其位移随所受压而变化，且位移其位移随所受压而变化，且位移量与压力成正比。量与压力成正比。量与压力成正比。量与压力成正比。4 4、压力变送器、压力变送器5 5、热电阻温度计、热电阻温度计 热电阻是中低温区最常用的一种温度检热电阻是中低温区最常用的一种温度检热电阻是中低温区最

8、常用的一种温度检热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。测器。测器。测器。主要特点主要特点主要特点主要特点:测量精度高，性能稳定。其中铂测量精度高，性能稳定。其中铂测量精度高，性能稳定。其中铂测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基泛应用于工业测温，而且被制成标准的基泛应用于工业测温，而且被制成标准的基泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。准仪。准仪。准仪。测温原理测温原理测温原理测温原理:热电阻测温是基于金属导体的电热电阻

9、测温是基于金属导体的电热电阻测温是基于金属导体的电热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行阻值随温度的增加而增加这一特性来进行阻值随温度的增加而增加这一特性来进行阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量。温度测量。温度测量。温度测量。热电阻大都由纯金属材料制成，热电阻大都由纯金属材料制成，热电阻大都由纯金属材料制成，热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜。目前应用最多的是铂和铜。目前应用最多的是铂和铜。目前应用最多的是铂和铜。6 6、热电偶温度计、热电偶温度计A AB B测量端测量端热电偶是工业上最常用的温度检测元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件热电

10、偶是工业上最常用的温度检测元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件优点：优点：优点：优点：测量精度高测量精度高测量精度高测量精度高.测量范围广测量范围广测量范围广测量范围广。构造简单，使用方便。构造简单，使用方便。构造简单，使用方便。构造简单，使用方便。原理：将两种不同材料的导体或半导体原理：将两种不同材料的导体或半导体原理：将两种不同材料的导体或半导体原理：将两种不同材料的导体或半导体A A A A和和和和B B B B焊接起来，构成一个闭合回路。当导焊接起来，构成一个闭合回路。当导焊接起来，构成一个闭合回路。当导焊接起来，构成一个闭合回路。当导体体体体A A A A和和和和B B B B的两

11、个接点的两个接点的两个接点的两个接点1 1 1 1和和和和2 2 2 2之间存在温差时，之间存在温差时，之间存在温差时，之间存在温差时，两者之间便产生电动势两者之间便产生电动势两者之间便产生电动势两者之间便产生电动势,因而在回路中形因而在回路中形因而在回路中形因而在回路中形成一个大小的电流成一个大小的电流成一个大小的电流成一个大小的电流,这种现象称为热电效这种现象称为热电效这种现象称为热电效这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。应。热电偶就是利用这一效应来工作的。应。热电偶就是利用这一效应来工作的。应。热电偶就是利用这一效应来工作的。7 7、磁性翻板液位计磁性翻板液位计 它通过

12、法兰或其他接口与容器组它通过法兰或其他接口与容器组它通过法兰或其他接口与容器组它通过法兰或其他接口与容器组成一个连通器；根据浮力原理和磁性成一个连通器；根据浮力原理和磁性成一个连通器；根据浮力原理和磁性成一个连通器；根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成耦合作用研制而成耦合作用研制而成耦合作用研制而成,当被测容器中的当被测容器中的当被测容器中的当被测容器中的液位升降时液位升降时液位升降时液位升降时,液位计主测量管中的浮液位计主测量管中的浮液位计主测量管中的浮液位计主测量管中的浮子也随之升降子也随之升降子也随之升降子也随之升降 浮子内的永久磁钢通过磁耦合浮子内的永久磁钢通过磁耦合浮子内的永久磁钢通过

13、磁耦合浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器传递到现场指示器传递到现场指示器传递到现场指示器,驱动红、白翻柱驱动红、白翻柱驱动红、白翻柱驱动红、白翻柱翻转翻转翻转翻转180180180180当液位上升时，翻柱由白当液位上升时，翻柱由白当液位上升时，翻柱由白当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由色转为红色，当液位下降时，翻柱由色转为红色，当液位下降时，翻柱由色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位红色转为白色，指示器的红、白界位红色转为白色，指示器的红、白界位红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从处为容器内介质液位的实际高度，

14、从处为容器内介质液位的实际高度，从处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。而实现液位的指示。而实现液位的指示。而实现液位的指示。8 8、差压式液位计、差压式液位计 原理：原理：原理：原理：它是利用容器内的液位改变时，它是利用容器内的液位改变时，它是利用容器内的液位改变时，它是利用容器内的液位改变时，液柱产生的静压也相应变化的原理液柱产生的静压也相应变化的原理液柱产生的静压也相应变化的原理液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的。而工作的。而工作的。而工作的。特点：特点：a a、不占容器空间、不占容器空间 b b、便于操作维护、便于操作维护 c c、解决了高凝固、易结晶、腐蚀、解决了高凝

15、固、易结晶、腐蚀性、含有悬浮物介质的液位测量问性、含有悬浮物介质的液位测量问题题 9 9、气体超声波流量计、气体超声波流量计DANIEL DANIEL DANIEL DANIEL 超声波流量计是时间直通超声波流量计是时间直通超声波流量计是时间直通超声波流量计是时间直通式超声流量计。式超声流量计。式超声流量计。式超声流量计。声波由一个探头发射另一个接收，声波由一个探头发射另一个接收，声波由一个探头发射另一个接收，声波由一个探头发射另一个接收，声波由上游向下游传输的时间声波由上游向下游传输的时间声波由上游向下游传输的时间声波由上游向下游传输的时间(由由由由于声波被气流推动于声波被气流推动于声波被气

16、流推动于声波被气流推动)小于声波由下小于声波由下小于声波由下小于声波由下游向上游传输的时间游向上游传输的时间游向上游传输的时间游向上游传输的时间(声波被气流声波被气流声波被气流声波被气流反向阻挡反向阻挡反向阻挡反向阻挡)。这两个时间之差与气流的速度存这两个时间之差与气流的速度存这两个时间之差与气流的速度存这两个时间之差与气流的速度存在某种对于关系，从上下游测得在某种对于关系，从上下游测得在某种对于关系，从上下游测得在某种对于关系，从上下游测得的传输时间可以计算出气流的平的传输时间可以计算出气流的平的传输时间可以计算出气流的平的传输时间可以计算出气流的平均速度和声波的速度，加上温度、均速度和声波

17、的速度，加上温度、均速度和声波的速度，加上温度、均速度和声波的速度，加上温度、压力、组分补偿计算就可以得到压力、组分补偿计算就可以得到压力、组分补偿计算就可以得到压力、组分补偿计算就可以得到标准流量标准流量标准流量标准流量1010、S600S600流量计算机流量计算机 收来自超声波流量计、收来自超声波流量计、全组分分析仪、温度变送全组分分析仪、温度变送器、压力变送器的信号。器、压力变送器的信号。在其内部通过在其内部通过AGA8AGA8压缩因压缩因子补偿计算得到标准体积子补偿计算得到标准体积流量，日、月、总累计流流量，日、月、总累计流量。量。1111、Daniel 500 Daniel 500

18、型色谱分析仪型色谱分析仪色谱仪是一种测量混合气体中各组色谱仪是一种测量混合气体中各组分含量的分析仪器。它首先将混合分含量的分析仪器。它首先将混合气体分离成各单一组分，然后用某气体分离成各单一组分，然后用某种特定的监测器，将各单一组分的种特定的监测器，将各单一组分的浓度信号转换成相应的电信号，然浓度信号转换成相应的电信号，然后进行信号放大，噪声抑止，色谱后进行信号放大，噪声抑止，色谱峰检测和综合计算等处理，最后得峰检测和综合计算等处理，最后得到混合气体中各单一组分的浓度计到混合气体中各单一组分的浓度计算值。算值。1111、Daniel 500 Daniel 500 型色谱分析仪型色谱分析仪111

19、1、Daniel 500 Daniel 500 型色谱分析仪型色谱分析仪12121212、3050-OLV3050-OLV3050-OLV3050-OLV型微量水份分析仪型微量水份分析仪型微量水份分析仪型微量水份分析仪3050-OLV3050-OLV3050-OLV3050-OLV的核心部分是对水份敏感的核心部分是对水份敏感的核心部分是对水份敏感的核心部分是对水份敏感的石英晶体微平衡的石英晶体微平衡的石英晶体微平衡的石英晶体微平衡(QCM)(QCM)(QCM)(QCM)传感器。传感器。传感器。传感器。QCMQCMQCMQCM水份传感器简单来说是石英晶体水份传感器简单来说是石英晶体水份传感器简单

20、来说是石英晶体水份传感器简单来说是石英晶体振荡器振荡器振荡器振荡器,其中的石英晶体表面涂有吸其中的石英晶体表面涂有吸其中的石英晶体表面涂有吸其中的石英晶体表面涂有吸湿涂层。该涂层选择性可逆吸收样湿涂层。该涂层选择性可逆吸收样湿涂层。该涂层选择性可逆吸收样湿涂层。该涂层选择性可逆吸收样品气流中的水份。品气流中的水份。品气流中的水份。品气流中的水份。当该晶体暴露于含气态水份的气流当该晶体暴露于含气态水份的气流当该晶体暴露于含气态水份的气流当该晶体暴露于含气态水份的气流中时中时中时中时,吸湿涂层吸收气流中的水份吸湿涂层吸收气流中的水份吸湿涂层吸收气流中的水份吸湿涂层吸收气流中的水份,从而涂层的质量改

21、变。从而涂层的质量改变。从而涂层的质量改变。从而涂层的质量改变。质量的改变通过传感器的固有振动质量的改变通过传感器的固有振动质量的改变通过传感器的固有振动质量的改变通过传感器的固有振动频率的改变而检测出来，所以样气频率的改变而检测出来，所以样气频率的改变而检测出来，所以样气频率的改变而检测出来，所以样气的水份即可通过频率改变测得的水份即可通过频率改变测得的水份即可通过频率改变测得的水份即可通过频率改变测得 。1313、AMETEK933AMETEK933紫外线硫化氢分析仪紫外线硫化氢分析仪在进行测量时，样气流通过样气调节在进行测量时，样气流通过样气调节在进行测量时，样气流通过样气调节在进行测量

22、时，样气流通过样气调节系统，在该系统中使用一种气体色谱系统，在该系统中使用一种气体色谱系统，在该系统中使用一种气体色谱系统，在该系统中使用一种气体色谱法将潜在干扰气体物质除去，然后在法将潜在干扰气体物质除去，然后在法将潜在干扰气体物质除去，然后在法将潜在干扰气体物质除去，然后在测量池中对经过调节的气体进行分析测量池中对经过调节的气体进行分析测量池中对经过调节的气体进行分析测量池中对经过调节的气体进行分析 ，分光器将一半的光引导到参考光电，分光器将一半的光引导到参考光电，分光器将一半的光引导到参考光电，分光器将一半的光引导到参考光电探测器上，另一半通过气体样气引导探测器上，另一半通过气体样气引导

23、探测器上，另一半通过气体样气引导探测器上，另一半通过气体样气引导到测量光电探测器上，当气体样气中到测量光电探测器上，当气体样气中到测量光电探测器上，当气体样气中到测量光电探测器上，当气体样气中存在吸收物质时，测量光电探测器接存在吸收物质时，测量光电探测器接存在吸收物质时，测量光电探测器接存在吸收物质时，测量光电探测器接收的光量减少。收的光量减少。收的光量减少。收的光量减少。减少的多少取决于吸收物质的浓度。减少的多少取决于吸收物质的浓度。减少的多少取决于吸收物质的浓度。减少的多少取决于吸收物质的浓度。因此，在每个波长上，两个光电探测因此，在每个波长上，两个光电探测因此，在每个波长上，两个光电探测

24、因此，在每个波长上，两个光电探测器所吸收光量的差异用于确定气体样器所吸收光量的差异用于确定气体样器所吸收光量的差异用于确定气体样器所吸收光量的差异用于确定气体样气的吸收率，然后对每种吸收物质的气的吸收率，然后对每种吸收物质的气的吸收率，然后对每种吸收物质的气的吸收率，然后对每种吸收物质的浓度进行计算，从而得到硫化氢浓度浓度进行计算，从而得到硫化氢浓度浓度进行计算，从而得到硫化氢浓度浓度进行计算，从而得到硫化氢浓度值。值。值。值。1414、执行器、执行器 执执执执行行行行器器器器(常常常常称称称称调调调调节节节节阀阀阀阀、又又又又称称称称控控控控制制制制阀阀阀阀)在在在在自自自自动动动动控控控控

25、制制制制系系系系统统统统中中中中的的的的作作作作用用用用，就就就就是是是是接接接接受受受受调调调调节节节节器器器器发发发发出出出出的的的的控控控控制制制制信信信信号号号号，改改改改变变变变调调调调节节节节参参参参数。数。数。数。把把把把被被被被调调调调节节节节参参参参数数数数控控控控制制制制在在在在所所所所要要要要求求求求的的的的范范范范围围围围内内内内，从从从从而而而而达达达达到到到到生生生生产产产产过过过过程自动化。程自动化。程自动化。程自动化。因因因因此此此此执执执执行行行行器器器器是是是是自自自自动动动动控控控控制制制制系系系系统统统统中中中中一一一一个个个个极极极极为为为为重重重重要

26、要要要而而而而不不不不可可可可缺缺缺缺少少少少的组成部分。的组成部分。的组成部分。的组成部分。气动执行器气动执行器气动执行器气动执行器电动执行器电动执行器电动执行器电动执行器UPSUPSUPSUPS是一种为需要一个可靠、是一种为需要一个可靠、是一种为需要一个可靠、是一种为需要一个可靠、连续供电且免于电压干扰连续供电且免于电压干扰连续供电且免于电压干扰连续供电且免于电压干扰及频率波动的关键负载提及频率波动的关键负载提及频率波动的关键负载提及频率波动的关键负载提供电源的设备。供电源的设备。供电源的设备。供电源的设备。SiteProSiteProSiteProSitePro是一个含有自动静是一个含有

27、自动静是一个含有自动静是一个含有自动静态开关（带有旁路的连续态开关（带有旁路的连续态开关（带有旁路的连续态开关（带有旁路的连续运行）的在线式运行）的在线式运行）的在线式运行）的在线式UPSUPSUPSUPS，正正正正常情况下，负载由逆变器常情况下，负载由逆变器常情况下，负载由逆变器常情况下，负载由逆变器供电，但当市电中断或失供电，但当市电中断或失供电，但当市电中断或失供电，但当市电中断或失常时，电池组放电，并根常时，电池组放电，并根常时，电池组放电，并根常时，电池组放电，并根据其容量维持一定的时间，据其容量维持一定的时间，据其容量维持一定的时间，据其容量维持一定的时间，或直至市电恢复正常。或直至市电恢复正常。或直至市电恢复正常。或直至市电恢复正常。1515、UPSUPS不间断电源不间断电源谢 谢