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1、自动化及仪表培培训讲义第一章 仪表表的分类与误误差第一节 仪表表的分类检测和过程控制制仪表的分类类方法很多，根根据不同的原原则可以作进进行相应的分分类。例如按按仪表使用的的能源分，可可以分为气动动仪表和电动动表和液动仪仪表；根据仪仪表的组合形形式可以分为为基地式仪表表，单元组合合仪表和综合合控制装置；按仪表的安安装形式可以以分为现场仪仪表；盘装仪仪表和架装仪仪表；根据仪仪表有否引入入微处理器又又可以分为智智能仪表和非非智能仪表，根根据仪表的信信号又可以分分为模拟仪表表和数字仪表表。检测与过程控制制仪表最通用用的分类是按按仪表的测量量和控制系统统中的作用来来划分的一般般可发划分为为检测仪表、显显
2、示仪表、调调节仪表和执执行器四大类类，见表1 .1所示。检测仪表根据其其测量变量的的不同，又可可以分为温度度检测仪表、流流量检测仪表表、压力检测测仪表、物位位检测仪表和和分析仪表。表1.1 检检测与过程控控制仪表分类类表按功能按被测变量按工作原理或结结构形式按组合形式按能源其它检测仪表压力温度流量物位成分液柱式,弹性式式,活塞式膨胀式，热电偶偶，热电阻，光光学，辐射节流式， 容积积式，速度式式，靶式，电电磁，旋涡 转子式，直读，浮力，静静压，电学，声声波，辐射，光光学PH，氧分析，色色谱，红外，紫紫外单元组合单元组合单元单元单元组合单元组合电 、气电 、气电 、气电 气智能智能智能智能智能显示
3、仪表模似和数字指示和记录动圈，自动平衡衡电桥，电位位差计电、气单点、多点、打打印， 记录录调节(控制)仪仪表自力式组装式可编程基地式单元组合气动电动执行器执行机构薄膜、活塞、长长行程、其它它执行机构和阀可可以进行各种种组合气、电、液阀直通单座，直通通双座，套筒筒（笼式）球球阀，蝶阀，隔隔膜，偏心旋旋转，角形，三三通，阀体分分离直线、对数、抛抛物线、快开开显示仪表根据记记录和指示、模模拟与数字等等功能，又可可以分为记录录仪表和指示示仪表、模拟拟仪表和数显显仪表，其中中记录仪表又又可以分为单单记录和多点点记录，有纸纸和无纸记录录等。调节仪表又可以以分为基地式式调节仪表和和单元组合式式调节仪表。第二
4、节 仪表表的一些主要要技术性能在工程上，仪表表的一些重要要参数常用精精度、绝对误误差和相对误误差和灵敏度度等来表示，以以下分别来介介绍这些参数数的含义真值：变量本身身所具有真实实的值，也是是一个无法得得到的值，所所以在计算误误差时，用约约定真值和相相对真值来代代替。约定真值是一个个接近真值的的值，对一个个数作 N次次测量，把测测量的平均值值作为约定真真值，而相对对真值是当高高一级的标准准器误差仅为为低一级的11/31/20时，可可以把高一级级标准仪器作作为低一级相相对真值。绝对误差是测量量值与真值之之差，即绝对对误差=测量量值真值绝对误差仪表示值 相对误差=*100%相对误差是绝对对误差与被测
5、测值之比，常常用绝对误差差与仪表示值值之比，以百百分数表示，即即:绝对误差仪表量程 引用误差=*100%引用误差是绝对对误差与量程程之比 ,即即： 仪表的精度是用用根据引用误误差来划分的的。举例：某一压力力表，刻度为为0100KPPa，在500 KPa 处计量检定定数值为499.5 KPPa求在50 KPPa处仪表示示值的绝对误误差，相对误误差和示值引引用误差。解：仪表示值的的绝对误差=5049.5=0.5 KKPa 仪表示示值的相对误误差0.5/50X1000%=1% 仪表示示值的引用误误差0.5/100X1100%=00.5% 仪表示示值的相对误误差0.5/50X1000%=1%被测参数上
6、行下行仪表示值变差:指仪表的的被测变量(可以理解为为输入信号)多次从不同同方向达到同同一数值， 仪表指示的的最大差值,或者说,仪仪表在外界条条件不变的情情况下,被测测参数由小到到大变化(正正向特性)和和被测参数由由大到小变化化(反向特性性)不一致的的程度，二者者之差即为仪仪表变差。如如下图所示：仪表的精度等级级是按国家统统一规定的允允许误差划分分为若干个等等级，因此仪仪表的精度等等级与仪表的的允许误差的的大小有关。根根据仪表的允允许误差去掉掉“”号及“%”后的数值，可可以来确定仪仪表的精度等等级。目前我我国生产的仪仪表，常用精精度有0.11；0.2；0.3；00.5；1.0；1.55；2.5；
7、4.0等。一一般仪表的数数值越小，仪仪表的精度越越高。工业现现场用的仪表表，其精度大大多数为0.1；0.22；0.5；1.0；11.5；2.5；4.00级。如果某某台仪表允许许误差为1.5%，则则认为该表的的精度等级为为1.5级。如如已求得某两两台仪表的允允许误差为1.5%和和1.8%，则则此两台仪表表的精度应分分别为1.55级和2.55级。仪表的精度等级级一般可用不不同的符号形形式标志在仪仪表上，如：1.50.51.0由于仪表的误差差还与其它使使用条件有关关，故还需了了解基本误差差附加误差的的概念。仪表的基本误差差是指仪表在在规定的正常常的工作条件件（如环境温温度、湿度、振振动、电源电电压、
8、电场、和和磁场等）下下允许误差。所所以一台合格格的仪表，其其基本误差应应小于或等于于允许误差。附加误差是指仪仪表在非正常常工作条件下下使用时，除除基本误差外外，还会产生生的误差。所所以仪表的质质量指标并不不能完全代表表测量结果的的质量，也就就是说，一台台高质量的仪仪表，如果使使用不当，也也会得出不正正确的测量结结果。下面将分别叙述述压力、流量量、液位、温温度等工艺参参数常用测量量元件和变送送器作介绍。第二章 压力力的测量方法法及仪表第一节 概述述在石油化工生产产过程中，经经常会碰到压压力和真空的的测量问题。例例如，高压聚聚乙烯要在1150MPaa或更高的压压力下进行聚聚合；氢气和和氮气要在33
9、2MPa下下合成为氨；炼油厂的减减压蒸馏要在在很高的真空空条件下进行行；特别在化化学反应比较较强烈的场合合，压力既影影响物料的平平衡关系，也也影响化学反反应速度。因因此，压力的的测量和控制制是保证工艺艺要求、设备备完全经济运运行的必要条条件。目前，我国在工工程上习惯把把压力理解为为物理概念中中的压强，即即垂直单位面面积上力。根据国际单位制制（代号为SSI）规定，压压力单位为帕帕斯卡，简称称（Pa），11帕即为1牛牛顿的力作用用在1平方米米面积上产生生的压力。帕所代表的压力力较小，工程程上常用MPPa作为压力力单位，MPPa与Pa之之间的关系为为： 1MPaa=1106Pa 由于各个国家的的传统
10、习惯不不同，使用的的测压仪表也也不同，压力力的单位除了了现在国际上上统一的计量量单位，即MMPa、Kppa和Pa外外，还沿用其其它许多单位位，如kgff/cm2、mmHg、mmmH2O、atmm（标准大气气压）Psii等一、二十十种之多，在在德国和欧美美一些国家，还还用bar（巴巴）表示压力力单位，它不不是我国的法法定的计量单单位，它们之之间的关系为为：1barr=100KKpa。过去我国使用的的压力的单位位也比较多，根根据19844年2月277日“国务院关于于在我国统一一实行法定计计量单位的命命令”的规定后，有有些单位将不不再使用。但但为了了解法法定计量单位位中的压力单单位（Pa或或MPa）
11、与与过去单位之之间的关系，表表2-1中给给出了几种单单位间的换算算关系。 在压力力测量中，通通常有绝对压压力，表压力力、负压、或或真空度等名名词。绝对压压力是指介质质所受的实际际压力。表压压是指高于大大气压的绝对对压力与大气气压之差，即即： P表表=P绝-P大负压与真空度是是指大气压力力与低于大气气压力的绝对对压力之差，即即：P真 =P大-P绝绝对压力、表压压力、大气压压力、负压力力（真空度）之之间的关系如如图2-1所所示 表2-1 压力单位换换算表单位千帕 (Kpa)兆帕（Mpa）公斤力/厘米22kgf/cm22毫米汞柱（mmHg）毫米水柱（mmH2O）巴 （bar）磅/英寸2（psi）标准
12、 大气压（atm）千帕（Kpa）110-30.010199727.51020.010.14503380.00986692兆帕（Mpa）1000110.27.50100-31.021005101.4510029.8692公斤力/厘米22 (kgff/cm2)98.0670.12509811735.61040.98114.220.9678毫米汞柱(mmHg)0.13331.333110-41.36100-3113.61.333110-319.34110-31.316110-3毫米水柱(mmH2O)9.81100-39.81100-610-473.56110-3198.1100-61.422110-
13、30.967810-4巴 （bar）1000.11.0275010.21003114.500.9869磅/英寸2（ppsi）6.896.89100-370.3100-351.7270368.9100-3168.05110-3标准大气压（atm）101.330.10131.03327601.03321041.013314.6961因为各种工艺设设备和测量仪仪表都处于大大气中，所以以工程上都用用表压力或真真空度来表示示压力的大小小。我们用压压力表来测量量压力的数值值，实际上也也都是表压或或真空度（绝绝对压力表的的指示值除外外）。因此，在在工程上无特特别说明时，所所提的压力均均指表压力或或真空度。压
14、力测量仪表的的品种，规格格甚多。常用用的压力测量量方法和仪表表有：通过液液体产生或传传递压力来平平衡被测压力力的平衡法。属属于应于这类类方法的仪表表有液柱式压压力计和活塞塞式压力计；将被测压力力通过一些隔隔离元件（如如弹性元件）转转换成一个集集中力，并在在测量过程中中用一个外界界力（如电磁磁力或气动力力）来平衡这这个未知的集集中力，然后后通过对外界界力的测量而而得知被测压压力的机械力力平衡法。力力平衡式压力力变送器就是是属于应用此此法的例子；根据弹性元元件受压后产产生弹性变型型的大小来测测量弹性力平平衡法。属于于这类应用方方法的仪表很很多，若根据据所用弹性元元件来分，可可分为薄膜式式，波纹管式
15、式，弹簧管式式压力表；能能过机械和电电子元件将被被测压力转换换在成各种电电量（如电压压、电流、频频率等）来测测量的电测法法。例如电容容式、电阻式式、电感式、应应变片式和霍霍尔片式等变变送器应于此此法的压力测测量仪表。目前，石油化工工生产中应用用中广泛的一一种压力测量量仪表是弹性性元件。根据据测压范围不不同，常用的的测压元件有有单圈弹簧管管、多圈弹簧簧管、膜片、膜膜盒、波纹管管等。在被测测介质压力的的作用下，弹弹性元件发生生弹性变型，而而产生相应的的位移，能过过转换位置，可可将位移转换换成相应的电电信号或气信信号，以远传传显示，报警警或调节用。PPP表压P负压P绝压P绝压大气压力线图2-1 表压
16、、绝压、真空之间的关系图第二节 压力力测量仪表一、 弹簧管压力表弹簧管压力表是是压力仪表的的主要组成部部份之一，它它有着极为广广泛的应用价价值 ，它具具有结构简单单，品种规格格齐全、测量量范围广、便便于制造和维维修和价格低低廉等特点。a) 结构和动作原理理弹簧管压力表是是单圈弹簧压压力表的简称称。它主要由由弹簧管、齿齿轮传动机构构（包括拉杆杆、扇形齿轮轮、中心齿轮轮）、示数装装置（指针和和分度盘）以以及外壳等几几部份组成，如如图2-3（aa）所示。弹簧管是一端封封闭并弯成2270。圆孤形的空空心管子，如如图2-3(b)所示。图2-3 弹簧管压力表1、弹簧管 2拉杆 3、扇型齿轮 3、中心齿轮
17、5、指针 6、面板7、游丝 8、调整螺钉 9 接头ab它的截面呈扁圆圆形或椭圆形形，椭圆的长长轴2a与图面垂垂直的弹簧管管的中心轴OO相平行。管管子封闭的一一端B为自由由端，即位移移输出端；而而另一端A则则是固定的，作作为被测压力力的输入端。当当由它的固定定端A通入被被测压力P后后，由于呈椭椭圆形截面的的管子在压力力P的作用下下，将趋于圆圆形，弯成圆圆弧形的弹簧簧管随之产生生向外挺直的的扩张变形，使使自由端B发发生位移。此此时弹簧管的的中心角要随即减小小，也就是是自由端将由由B移到B，处，如图22-3(b)上虚线所示示。此位移量量就相应于某某一压力值。自自由端B的弹弹性变形位移移通过拉杆使使扇
18、形齿轮作作逆时针偏转转，使固定在在中心齿轮轴轴上的指针也也作顺时针偏偏转，从而在在面板的刻度度标尺上显示示出被测压力力的数值。由由于弹簧管自自由端位移而而引起弹簧管管中心角相对对变化值/与被测压力力P之间具有有比例关系，因因此弹簧管压压力表的刻度度标尺是均匀匀的。图2-3(a)中，游丝用用来克服因传传动机构间的的间隙而产生生的测量误差差。改变调整整螺钉的位置置(即改变机机械传动的放放大系数)，可可以实现压力力表的量程调调整。由上述可如，弹弹簧管自由端端将随压力的的增大而向外外伸张。反之之若管内压力力小于管外压压力，则自由由端将随负压压的增大而向向内弯曲。所所以，利用弹弹簧管不仅可可以制成压力力
19、表，而且还还可制成真空空表或压力真真空表。弹簧管压力表除除普通型外，还还有一些是具具有特殊用途途的，例如耐耐腐蚀的氨用用压力表、禁禁油的氧用压压力表等。为为了能表明具具体适用何种种特殊介质的的压力测量，常常在其表壳、衬衬圈或表盘上上涂以规定的的色标，并注注有特殊介质质的名称，使使用时应予以以注意。单圈弹簧管在受受压时，由于于自由端的位位移和转动力力矩都较小，故故仅能制成指指示型仪表。而而生产中有时时需要用记录录型仪表。为为了能带动记记录机构运动动，就需要弹弹簧管有足够够长而制成多多圈(一般为为2.599圈)，这样样就成了多圈圈弹簧管压力力表。(二)电接点压压力表在石油化工生产产中，常常要要把压
20、力控制制在某一范围围之内，当压压力高于或低低于规定范围围时，就会破破坏正常工艺艺条件，甚至至可能发生危危险。利用电电接点压力表表就可以简便便地在压力偏偏离设定范围围时及时发出出信号，以提提醒操作人员员注意或通过过中间继电器器实现压力的的自动控制。图2-4是电接接点信号压力力表的结构和和工作原理示示意图。它是是在普通弹簧簧管压力表的的基础上稍加加改变而成。压压力表指针上上有动触点22，表盘上另另有两个可调调的指针，上上面分别有静静触点1和44。当压力超超过上限设定定值 (此数数值由上限设设定指针的位位置确定)时时，动触点22和静触点44接触，使有有红灯5的电电路接通而发发出红光；当当压力过低时时
21、，则动触点点2与静蚀点点1接触，使使有绿灯3的电路接通而发发出绿色信号号。静触点11和4的位图2-4 电接点压力表1、4静触点 2动触点 3 绿灯 5、红灯置可根据需要灵灵活调节。三、气动压力变变送器气动压力变送器器以压缩空气气为能源，它它将被测压力力转换成统一一标准信号2201000KPa输出出。 (一)气动元件和和组件气动仪表中常遇遇到的元件和和组件有:弹弹性元件、阻阻容元件、喷喷嘴挡板机构构和功率放大大器。1弹性元件 在气动仪仪表中，弹性性元件作为感感测元件或转转换元件，将将压力信号转转换成位移或或力信号。通通常用的弹性性元件有:非非金属膜片、金金属膜片、波波纹簧及弹簧簧等。2阻容元件
22、气体通过过节流元件时时，会受到一一定的阻力，这这种节流元件件叫气阻。气气阻在气动仪仪表中阻碍气气体的流动，起起着降压(产产生压力降)和限流(改改变气体流量量)的作用，与与电阻在电路路中的作用相相类似。气阻阻值为常数的的节流元件，即即指流通断面面积不能调整整的节流元件件称为恒气阻阻。在气路申申恒气阻用符符号 表示；气气阻值可以调调整的节流元元件，即指流流通截面积可可以调整的节节流元件称为为可调气阻。 在气路中用用符号 表表示：能在工工作中自动地地改变气阻值值的节流元件件叫变气阻，例例如喷嘴挡板板型变气阻。凡是气体流过时时，能贮存或或放出气体的的气室称为气气容。气容在在气动仪表中中起缓冲、防防止振
23、荡的作作用，与电容容在电路申的的作用相类似似。当气体流流入或流出气气室时，气室室里的压力就就随着变化。气气容有定气容容 (气室的的容积是固定定的)和变气气容(弹性气气室容积随气气室里的压力力而变)两种种。用导管将气阻和和气容联接起起来，就构成成了阻容耦合元件。常常见的阻容耦耦合元件有节节流盲室和节流通室，一一般作为仪表表的反馈环节节，以获得比例、积分分、微分等调调带规律。将将一个可调气阻和一个气气容相串联即即构成了节流流盲室，也称阻容环节，如如图2-7(a)所示:由可调气阻阻、流通气室室和恒气阻串串联而构成的的环节，称为为节流通室，如如图2-7(b)所示。3喷嘴挡板机机构 喷嘴嘴挡板机构是是气
24、动仪表中中的气动控制制元件，它由由恒气阻、气气容和喷嘴挡挡板型变气阻阻串联而成，一一般用符号 表示。其其结构原理如如图2-8所所示。喷嘴挡挡板机构的作作用是把挡板板相对于喷嘴嘴的微小位移移转换成相应应的气压信号号P背作为它 的的输出。喷嘴嘴前的气室称称背压室，室室内压力即为为喷嘴挡板机机构的输出压压力，故称为为喷嘴背压PP背当气源以1400kPa的气气压经恒气阻阻进入背压室室后，再由喷喷嘴相挡板之之间的间隙排排出 (一 般排入大气气)。但是这这股气流经过过恒气阻时，由由于恒节流孔孔孔径很小，它它将对压缩空空气流造成很很大的阻力，只只有很少量的的气流经恒节节流孔进入背背压室。而背背压室中的压压力
25、P背是随喷嘴挡挡板间的相对对位移而变化化的。当挡板板靠近喷嘴时时，气阻增大大，背压室内内的气体不易易排出，则PP背上升，反之之，挡板离开开喷嘴时，气气阻减小，背背压室内气体体容易排出，则则P背下降。这就就是说，挡板板对通过恒节节流孔的气流流造成了第二二次阻力，而而且这阻力是是随着挡板位位置不同而变变化的。喷嘴嘴挡板之间距距离h不同，就就有不同的PP背，从而在一一定的位移范范围内(h的的上限值不不超过喷呀内径的四四分之一，一一般为0.225mm)，完完成了把挡板板的微小位移移转换成气压压信号的任务务。通过实验验可以得到喷喷嘴挡板之间间的距离且与与喷嘴背压PP背之间的特特性曲线如图图2-9所示示。
26、由图2-9可以以看出，h和和P背之间的的关系是非线线性的，一般般工作在中间间区段 (相相当于P背为为251330kPa之之间)时，近近似可以认为为是线性的。由由图2-9还还可以看出，在在正常工作时时，挡板与喷喷听之间的相相对位移量是是很小的，不不大于0.002mm。 4功功率放大器 控制元件件将挡板的微微小位移转换换成气压信号号，但是由于于受恒节流孔孔直径很小 (一般为00.2mm)的限制，输输出流量很小小，所以输出出的气压信号号功率很小。为为了把信号远远距离传送给给推动执行器器，常在控制制元件后面串串联一个功率率放大器。所所谓气动功率率是指压力和和流量的乘积积。因此功率率放大器能将将信号压力
27、和和气量进行放放大。功率放放大器一般用用符号 表示。(二)气动压力力变送器的结结构原理气动压力变送器器由测量部分分和转换部分分组成。测量量部分是将被被测压力转换换成相应的测测量力，再由由气动转换部部分将测量力力成比例地转转换成统一气气压信号2001OOkkPa输出。图图2-10中中，测量部分分包括波纹管管和密封膜片片；转换部分分包括主、副副杠杆，反馈馈波纹管，喷喷嘴挡板机构构和功率放大大器。变送器是采用力力短平衡原理理工作的，其其动作过程如如下：被测压力引至测测量波纹管，对对主杠杆下端端产生一个推推力（测量力力），于是产产生使主杠杆杆围绕密封膜膜片的中心作作逆时针方向向偏转的测量力矩，当当主杠
28、杆作逆逆时针方向偏偏转时，带动挡板向喷嘴嘴靠拢，喷嘴嘴背压就上升升，经放大器放大后即为压压力变送器的的输出，同时时，输出压力进入反馈波纹纹管，产生一一个反馈力推推动副杠杆以量程螺母为支支点作顺时针针偏转，使挡挡板离开喷嘴，这种相反的的作用，直至至反馈力矩和和测量力矩相等时，杠杆就就处于平衡状状态，挡板和和喷嘴间距离离不再变化，变变送器就稳定定地输出一个个与被测压力力或比例的气气压信号。如如果被测压力力变化时，杠杠杆的平衡就就被破坏，通通过反馈作用用，又建立新新的平衡状态态，压力变送送器输出一个个相应的气压压信号。第三节 压力力测量仪表的的选用与安装装 为使石油化工工生产中的压压力测量和控控制达
29、到经济济、合理和有有效，正确选选用、正确安安装压力测量量仪表是十分分重要的。(一)压力表的的选用压力表的选用应应根据工艺生生产过程对压压力测量的要要求，被测介介质的性质，现现场环境条件件等来考虑仪仪表的类型、量量程和精度等等级。并确定定是否需要带带有远传、报报警等附加装装置。这样才才能达到经济济、合理和有有效的目的。1类型的选用用 仪表类类型的选用必必须满足工艺艺生产的要求求。例如是否否需要远传变变送、 自动动记录或报警警；被测介质质的物理化学学性质 (如如腐蚀性、温温度高低、粘粘度大小、脏脏污程度、 易燃易爆等等)是否对仪仪表提出特殊殊要求；现场场环境条件 (如高温、电电磁场、振动动等)娈否
30、特特殊要求等。普通压力表的弹弹簧管材料多多采用铜合金金，高压的也也有采用碳钢钢，而氨用压压力表的弹簧簧管材料都采采用碳钢，不不允许采用铜铜合金。因为为氨气对铜的的腐蚀极强，所所以普通压力力表用于氨气气压力测量很很快就要损坏坏。氧气压力表与普普通压力表在在结构和材质质上完全相同同，只是氧用用压力表禁油油。因为油进进入氧气系统统会引起爆炸炸。如果必须须采用现有的的带油污的压压力表测量氧氧气压力时，使使用前必须用用四氯化碳反反复清洗，认认真检查直到到无油污为止止。2测量范围的的确定 仪仪表的测量范范围是根据被被测压力的大大小来确定的的。对于弹性性式压力表，为为保证弹性元元件能在弹性性变形的完全全范围
31、内可靠靠地工作，量量程的上限值值应高于工艺艺生产中可能能的最大压力力值。根据化工自控设设计技术规定定，在测量量稳定压力时时，最大工作作压力不应超超过量程的22/3；测量量脉动压力时时，最大工作作压力不超过过量程的1/2； 测量量高压压力时时，最大工作作压力不应超超过量程的33/5。为了保证测量的的准确度，所所测的压力值值不能太接近近于仪表的下下限值 ，亦亦即仪表的量量程不能选得得太大，一般般被测压力的的最小值应不不低于量程的的1/3。按上述要求算出出后，实取稍稍大的相邻系系列值，一般般可在相应的的产品目录申申查到。3精度级的选选取 仪表表的精度主妥妥是根据生产产上允许的最最大测量误差差来确定的
32、。此此外，在满足足工艺要求的的前提下，还还要考虑经济济性，即尽可可能选用精度度较低、价廉廉耐用的仪表表。下面通过一个例例子来说明压压力表的选用用。（例)某台往复复式压缩机出出口压力范围围为25228MPa，测测量误差不得得大于lMPPa。工艺要要求就地观察察，并能高低低限报警，试试正确选用一一台压力麦，指指出型号、精精度级和测量量范围。解 由于往复复式压缩机的的出口压力脉脉动较大，所所以选用仪表表的上限值为为: 282=56MMPa根据就地观察并并能进行高低低限报警的要要求，选用电电接点压力表表，由相应资资料 查得应应选用YXCC一l50型型电接点压力力表，测量范范围为066OMPa。由于25
33、/6001/3故故被测压力的的最小值不低低于满量程的的1/3，这这是允许的。另外根据对测量量误差的要求求，可算得允允许误差为1/601000%=1.677%所以，精度等级级为1.5级级的仪表完全全可以满足要要求。至此，可可以确定，选选用的压力表表为YXC一一l50型电电接点压力表表，量程为006OMPPa，精度级级为1.5级级。(二)压力表的的安装当选用了一台合合格的压力表表后，能否在在现场正常运运行，与其安安装是否正确确关系极大，它它包含了测压压点的选择，导导压管的敷设设和仪表本身身的安装等内内容。1测压点的选选择 选择择测压点的原原则是应使所所选测压点能能反映被测压压力的真实情情况。具体要
34、要求如下。(1)测压点要要选在被测介介质作直线流流动的直管段段上，不可选选在拐弯、分分岔、死角或或能形成旋涡涡的地方。(2)测量流动动介质的压力力时，取压管管应与介质流流动方向垂直直，管口与器器壁平齐，并并不应有毛刺刺。(3)测量液体体压力时，取取压点最好水水平取压，使使导压管内不不积存气体；当测量气体体压力时，取取压点应在管管道上方，使使导压管内不不会积存液体体。2导压管的敷敷设 导压压管的敷设应应按如下要求求进行。（1）导压管粗粗细要合适，一一般内径为6610mmm，长度应尽尽可能短，最最长不得超过过50m，以减减少压力指示示的迟延。(2)水平安装装的导压管应应保持有1：101：20的倾斜
35、斜度，以利于于积存于其中中之液体(或或气体)的排排出。(3)如果被测测介质易冷凝凝或冻结时，应应加装保温伴伴热管。(4)当测量液液体压力时，在在引压管路的的最高处应装装设集气器；当测量气体体压力时，在在引压管路的的最低处应装装设气液分离离器；当被测测介质可能产产生沉淀物折折出时，在仪仪表前应加装装沉降器。3压力表的安安装要求如下下。 (1)压压力表应安装装在易观察和和检修的地方方。安装地点点应力求避免免振动。 (2)测测量蒸汽压力力时，应加装装凝液管，以以防高温蒸汽汽直接与测压压元件接触，见见图2-111 (a)； 对于有腐腐蚀性介质的的压力测量，应应加装有中性性介质的隔离离罐，图2-1l(b
36、)表示被测介介质密度1大于和小于于隔离液密度度2的两种情况况。总之，针对被测测介质的不同同性质，要采采取相应的防防热、防腐、防防冻、防堵等等措施。(3)当被测压压力较小;而而压力表与取取压口又不在在同一高度时时，见图2-11(C)，对由此高高度差而引起起的测量误差差应按P=Hg进行修正正。式中H为为高度差。为导压管中中介质的密度度，g为重力力加速度。(4)压力表的的连接处，应应根据被测压压力高低 和和介质性质，选选择适当材料料，作为密封封垫片，以防防泄漏。一般般低于80及2MPaa时，用 牛牛皮或橡胶垫垫片；3504550及5Mpaa以下用退火火紫铜或铅垫垫片。但测量量氧气压力时时，不能使用用
37、浸油垫片及及有机化合物物垫片；测量量乙炔压力时时，不能使用用铜垫片，因因它们均有发发生爆炸的危危险。(5)取压口到到压力麦之间间应装有阀门门，以备检修修压力表时能能切断通路。阀阀门应装在靠靠近取压口的的地方，如图图2-11所所示。 (6)为安全起起见，测量高高压的仪表除除选用表壳有有通气孔外，安安装时表壳应应靠墙壁或无无人通过之处处，以防发生生意外。11112111311141111111211131114111211141111111（c）压力表位于生产设备之下（a）测量蒸汽（b）测量有腐蚀性介质图2-11压力表安装示意图1、 压力表 2、截止阀 3、隔离罐 4、工艺管线 5、1被测介质密度
38、 2、隔离液密度2、 隔阂11112111311141111221第三章 流量量的测量和变变送第一节 概 述在石油化工生产产过程中，为为了有效地进进行生产操作作和控制，经经常需要测量量生产过程中中各种介质 (如液体、气气体和蒸汽等等)的流量，以以便为生产操操作和控制提提供依据。同同时，为了进进行经济核算算，也需要知知道在一般时时间 (如一班、一一天等)内流过的介介质总量。所所以，对管道道内介质流量量的测量和变变送是实现生生产过程的控控制以及进行行经济核算所所必需的。在工程上，流量量是指单位时时间内流过管管道某一截面面的流体的体体积或质量，即即瞬时流量。 流量的的计量单位如如下: 表示体体积流量
39、的单单位常用立方方米每小时 (m3/h)、升每每分 (I/min)、升每秒(ll/s)等；表示质量流流量的单位常常用吨每小时时 (t/h)、千克每小小时 (kg/h)、千克每每秒 (kgg/s)等。 若流体体的密度是，则体积流流量Q与质量流量量M的关系是: MM=Q 或 Q=MM/ 流量测测量仪表上若若配以积算机机构，则可以以读出流体在在一段时间内内流过管道某某一截面的总总量量。总量量又称累积流流量。0t0t 若以tt表示时间，则则总量与流量量之间的关系系是:， Q总= QQ dt M总= Mdt应当指出，流体体的密度是随随工况参数而而变化的。对对于液体，由由于压力变化化对密度的影影响很小，一
40、一般可以忽略略不计；但因因温度变化所所产生的影响响，则应引起起注意。不过过一般温度每每变化10时，液体的密密度变化约在在1%以内。所所以，除温度度变化较大，测测量准确度要要求较高的场场合外，往往往也可以忽略略不计。对于于气体，由于于密度受温度度、压力变化化影响较大，例例如，在常温温附近，温度度每变化100，密度变化化约为3%。在在常压附近，压压力每变100kPa，密密度也约变化化3%。因此此，在测量气气体体积流量量时，必须同同时测量气体体的温度和压压力，并将工工作状态下的的体积流量换换算成标准体体积流量。所所谓标准体积积流量，在工工业上是指220、0.101133MPaa (称标定定状态)或0
41、0、0.100133MPPa (称标标准状态)条条件下的体积积流量。在仪仪表计量上多多数以标定状状态条件下的的体积流量为为标准体积流流量。流量测量的方法法和仪表种类类繁多，其测测量原理和仪仪表的结构形形式各不相同同。针对石油油化工生产过过程的不同要要求，采用不不同的流量仪仪表。表3-1中列出了了几种主要类类型流量表 (或称流量量计)的性能能及适用场合合。表3-1 几种种流量计的比比较流量计类型工作原理刻度特性量程比精 度适用场合差压式伯利努方程，节节流装置前后后差压与流量量有一定的关关系平方根3：112.5已标准化、耐高高温高压、中中大流量，应应用最广；各各种工况下的的单相流体流流量转子式浮子
42、平衡位置的的高度与流量量有一定的关关系，定差压压，环形流通通断面积变化化线性10：11.52.55小 流量靶式靶上所受的流体体作用力与流流量有一定的的关系平方根3：12.5粘稠、高温、腐腐蚀性介质、耐耐高温及较高高压力椭圆齿轮式齿轮输出轴转数数与流量有一一定关系，容容积式计量原原理线性10：10.51清洁,粘性介质质电磁式被测流体的流量量转换成感应应电势,电磁磁感应定律线性30：111.5导电液体 大流流量涡轮式涡轮被流体冲转转,其转速与与流体流量存存在一定关系系线性30：10.51低粘度 清洁液液体 耐高压压 中温漩涡式漩涡发生体后放放出的漩涡频频率与流量成成一定关系线性100：10.51液
43、体 气体或蒸蒸汽介质 中中大流量应用用较广超声波式声波传播速度与与流体的流速速有关,测量量声波在流动动介质中的传传播速度来求求出流体和流流量线性5:111.5高粘稠, 强腐腐蚀介质质量式根据科里奥利原原理来测量流流体的质量线性100：10.11高粘稠介质,气气体的测量第二节 差压压式流量计差压式 (也称称节流式)流流量计是使用用历史最久，应应用也最广泛泛的一种流量量测量仪表，同同时也是目前前生产中最成成熟的流量测测量仪表之一一。它是基于于流体流动的的节流原理，利利用流体流经经节流装置时时产生的压力力差与其流量量有关而实现现流量测量的的。 差压式流量计计通常是由能能将被测流量量转换成差压压信号的
44、节流流装置 (包包括节流元件件和取压装置置)、导压管管和差压计或或差压变送器器及其显示仪仪表三部分所所组成。在单单元组合仪表表中，由节流流装置所产生生的差压信号号，常通过差差压变送器转转换成相应的的电信号或气气信号，以供供显示、调节节用。(一)节流装置置的测量原理理1、节流现象及及其原理流体在有节流元元件的管道中中流动时，在在节流元件前前后的管璧处处，流体的静静压力产生差差异的现象称称为节流现象象，如图3-1所示。所所谓节流装置置就是设置在在管道中能使使流体产生局局部收缩的节节流元件和取取压装置的总总称。应用最最广泛的节流流元件是孔板板，其次是喷喷嘴、文丘里里管。下面以以孔板为例说说明节流原理理。 图3-2表示在在孔板前后流流体的流速与与压力的分布布情况。沿管管道轴向连续续地向前流动动的流体，由由于遇到节流流元件的阻挡挡，使靠近管管壁处的流体体受到的阻挡挡作用最强，因因而使其一部部分动压能转转化成静压能能，于是就出出现了节流元元件入口端面面靠近管壁处处的流体静压压力P1，的升高 (即图中PP1P2)。此压力比比管道中心处处压力要大，即即在节流元件件入口端面处处产生一径向向压差