仪表讲义-公共部分

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1、仪表及自动化与计量一．测量仪表：1．仪表的基本概念：在炼油企业、化工企业中，压力、流量、物位、温度及物质成分分析这些参数是极其重要的。无论自动化程度有多高，这些参数的测量是必不可少的。2．测量的方法：（压力、流量、物位、温度）⑴压力的测量：压力是垂直而均匀的作用在单位面积上的力。它的数值由两个因素决定的：即受力面积和垂直作用力的大小。公式为：Ｐ＝Ｆ／Ｓ在工程技术上衡量压力的单位有：工程大气压：是１公斤力垂直而均匀的作用在１平方厘米的面积上产生的压力，单位是：公斤力／平方厘米或是：kgf／cm2毫米汞

2、柱（mmHg）、毫米水柱（mmH2O）：是在一平方厘米的面积上分别由1毫米汞柱、1毫米水柱的重量所产生的压力。物理大气压：由于大气压随地点不同变化很大，所以国际上规定：等于水银密度为13.5951克/厘米3和重力加速度为980厘米/秒2时,高度为760mm的汞柱作用在地面上所产生的压力。帕（Pa）：帕是国际制（SI）单位，是1牛顿的力垂直而均匀的作用在1平方米的面积上所产生的压力。单位是：牛顿/米2----N/m2１MPa=1000kPa=1000000Pa换算关系：1kgf/cm2=0.73556

3、×103(mmHg)=104(mmH2O)=0.9678(atm)物理大气压=0.9807×105(Pa)在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压、真空度之分：表压：即压力表的指示值是绝对压力和大气压力之差，也就是被测点的绝对压力=表压+大气压力负压、真空度：被测压力低于大气压，就称为负压或真空度。第一个压力测量方法：应用液柱测量压力液柱测量压力是通过一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量压力的。一是：U型管压力计它是根据液体静力学原理来测量压力的。选用U型管时，应粗细均匀，且不能太细。

4、内径一般为5—20mm的玻璃管。用水银做工作液体时，内径不得小于5mm。二是：单管压力计它是将U型管的另一面制作成面积较大的液槽，接触测压点来实现测定压力的。三是：斜管压力计它是利用单管压力计原理，只是将单管制作成带有倾斜角度。当液槽受压时，则倾斜单管的测试液上升以读取数据。第二个压力测量方法：应用弹性变形测量压力弹性式压力计是根据弹性元件的变形和所受压力成一定的比例来测定的。主要由两部分组成：一是：测量元件――弹簧管当弹簧管通入压力后，自由端就产生位移。二是：放大指示机构因为自由端位移较小，就要用

5、一套传动机构将位移放大后才能指示出被测压力的数值。第三个压力测量方法：应用远传送和变送器测量压力为了便于传送和控制，往往需要把被测参数转换成其他容易传送的信号，送到远距离的控制室进行集中监测和控制。变送器就是完成远传这项工作的：如图：对象变送器动力源二次仪表自动调节被测参数控制室被测对象点测出压力，信号送到变送器，则变送器将此信号转换成其他信号，送至控制室加以控制。变送器分为：电动的（电传送）和气动的（气传送）。电动的（电传送）：反应快、滞后小、传送远、便于架设导线等优点。但不适用于易燃易爆的场合。

6、气动的（气传送）：其特点恰恰相反。压力测试点所用的电式压力表有：一是电接点信号压力表：当希望压力高于或低于规定范围时报警，即发出灯光或声音信号。这种情况下，可采用电接点信号压力表。它是在弹簧管压力表基础上加上特殊的电接点，当压力过低时，下面的接点接通，可接入灯光设备；当压力过高时，上面的接点接通，可接入声音报警设备。这种表通常用于上、下限报警或两位式自动控制及自动保护系统。二是电阻式远传送压力表：它是在弹簧管压力表中装入了一个可变的滑线电阻。当压力变化时，压力表中齿轮就转动，从而带动可变滑线电阻的可

7、动触点，使阻值发生变化，用电桥精确测出。三是霍尔压力变送器：霍尔压力变送器是将被测压力P，通过表中的磁铁和磁场中的霍尔片（锗半导体薄片）产生霍尔电势的变化，来进行测量和传送的。霍尔元件是一种磁电转换元件。四是膜式微压计：它是利用膜片、膜盒作为感测元件而制成的压力计。常用于测量几千毫米水柱以下的正压或负压。因此也叫微压计。当测压点P对膜盒施压时，产生弹性变形位移连杆带动机械传动部分送到指针加以显示出来。五是智能压力变送器：其原理是外界压力通过变送器内的隔离膜片和填充液作用于传感器上，当压力变化时，传感

8、器内的电路元素（电阻或电容）值发生改变，从而将物理信号线性的转变为标准的4—20mA信号。⑵流量的测量与仪表：流量的概念及单位：流量：是指单位时间内，流过管道或设备某一截面积的流体的数量。流量的单位有：一是体积流量（Q）：单位是米3/小时、米3/秒Q――体积流量（米3/秒）Ｆ――截面积（米２）Ｖ――平均流速（米／秒）公式：Ｑ＝ＦＶ二是重量流量（Ｇ）：单位是公斤／小时、吨／小时Ｇ――重量流量（公斤／小时）Ｑ――体积流量（米3/小时）γ――流体的重度（公斤／米3）公式：G