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1、会计学1热工仪表热工仪表(ybio)及自动控制及自动控制第一页，共87页。热工测量热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页热电厂主要的热工测量项目热电厂主要的热工测量项目(xingm)1.温度测量：水和蒸汽温度、烟风温度、温度测量：水和蒸汽温度、烟风温度、金属温度、润滑油温度等。金属温度、润滑油温度等。2.压力测量：水、蒸汽、烟风、油压力等。压力测量：水、蒸汽、烟风、油压力等。3.流速和流量的测量：流体的流速和流量、流速和流量的测量：流体的流速和流量、物料流量等。物料流量等。4.物位测量：液位气体、料位和相界位置的物位测量：液位气体、料位和相界位置的测量。测量。5.气体成分分析：主要是烟气分
2、析。气体成分分析：主要是烟气分析。第1页/共87页第二页，共87页。1-1测量仪表分类及基本技术(jsh)性能1-2温度(wnd)测量仪表1-3压力测量(cling)仪表1-4流量测量仪表1-5物位测量仪表1-6气体成分分析仪表第第1章章目录目录第2页/共87页第三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-1测量仪表分类及基本技术(jsh)性能测量仪表的分类测量仪表的分类1、根据被测参数来分：温度计、压力表、流量计、物位计、成分分析仪等；2、根据仪表显示方式来分：指示型、数字显示型、记录型、累积型、信号型、调节型等；3、按仪表的用途分：标准
3、仪表、工业仪表、实验仪表、便携仪表等；4、根据仪表是否安装于工艺对象分：就地仪表、远方仪表等。第3页/共87页第四页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)测量测量(cling)仪表的基本技术性能仪表的基本技术性能1-1测量仪表分类及基本技术性能1、精确度（精度或准确度）、精确度（精度或准确度）绝对误差：仪表的指示值xi与被测参数的真实间xt的差值。即：xi-xtx-x0相对误差：某测量点的绝对误差与标准仪表在该点的指示值之比。即：相对百分误差：仪表的最大绝对误差与仪表量程百分比。即：第4页/共87页第五页，共87页。一、热工测量一、热工测量(
4、cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)测量仪表的基本技术测量仪表的基本技术(jsh)性能性能1-1测量仪表分类及基本技术性能2、变差、变差变差：在相同的外界条件下同一仪表读数的稳定程度。一般用在同一被测参数值下，正、反程时仪表指示值的绝对误差的最大值与仪表量程范围之比的百分数表示。即：造成变差的原因很多，如：传动机构的间隙，运动件间的摩擦，弹性件的弹性滞后影响等。第5页/共87页第六页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表章目录章目录(ml)测量仪表测量仪表(ybio)的基本技术性能的基本技术性能1-1测量仪表分类及基本技术性能3、灵敏度、灵敏度灵敏度：单位被
5、测参数的变化引起仪表指示机构的角位移或线位移。即：仪表的灵敏度反映了仪表对被测参数变化的灵敏程度，灵敏度越高，就越能观测微小的被测参数变化。要提高仪表的灵敏度，可以采取增加放大系统的放大倍数的方法来实现。仪表的其它技术性能如：分辨率、线性度、反应时间等从略第6页/共87页第七页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、温度的定义、温度的定义温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子运动平均动能大小的标志，它反映了物体内部分子热运动的剧烈程度。2、常用测温方法、常用测温方法大体可分为：接触测量和非接触测量。根据测温原
6、理不同，接触测温仪表又可分为若干种类：膨胀式温度计、压力式温度计、电阻温度计、热电偶温度计。非接触测温仪表又可分为光学温度计、辐射温度计、比色温度计。热辐射：物体的热辐射能随温度的变化而变化。另外还有一些新型测温方法，如：射流测温、激光测温等。第7页/共87页第八页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表热电偶温度计热电偶温度计热电偶测温的特点：1.能测量较高温度；2.热电偶将温度信号转化为电信号，便于远传和记录，也利于集中检测和控制；3.性能稳定，结构简单，经济耐用，维护方便；4.可做得很小很薄、热容和热惯性都
7、很小，能测量点的温度或表面温度，也能用于快速测温。右图为热电偶测温系统组成：1热电偶2导线3显示仪表第8页/共87页第九页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律热电现象（热电效应或帕尔贴效应）：由两种不同的导体或半导体A、B组成的闭合回路中，如果使两个接点1、2处于不同的温度，回路就会出现电动势，这一现象即为热电现象。该电势即为热电势。热电势由接触电势和温差电势组成。高温一端为热端，低温的一端为冷端或自由端。热端感测温度，冷端连接仪表。第9页/共87页第
8、十页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律温差电势：在同一导体的两端因温度不同而产生的电势。（汤姆逊效应）当同一导体的两端温度不同时，热端的电子能量比冷端的大，电子从热端跑向冷端的数量比冷端跑向热端的多，结果热端带正电，而冷端带负电。从而在热端和冷端间形成一个从热端指向冷端的静电场，该电场阻止电子继续大量从热端跑向冷端，同时加速电子从冷端跑向热端，最后达到平衡。此时在导体的两端便形成一个电势，该电势就是温差电势。第10页/共87页第十一页，共87页。一、热工
9、测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律接触电势：当两种不同的导体接触时，由于两种导体的电子密度不同，电子在两个方向上的扩散速度就不一样，从密度高的向密度低的扩散数目多，高密度端带正电，低密度端带负电，因而在接触面上形成一静电场，该电场又将阻止电子的继续大量扩散，最终达到平衡状态，在接触面间就形成一电势，即为接触电势。接触电势与两导体的性质及接触点的温度有关。热电势为温差电势和接触电势的代数和。第11页/共87页第十二页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下
10、一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律均质导体定律：由一种均质导体或半导体组成的闭合回路，不论其截面积如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势。结论：（1）热电偶必须由两种不同性质的材料构成；（2）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，则说明该材料是不均匀的。第12页/共87页第十三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律中间导体定律：由不同材料组成的闭合回路中
11、，当各种材料接触点的温度都相同时，则回路中热电势的总和等于零。结论：（1）在热电回路中加入第三种均质材料，只要其两端温度相同，则对回路的热电势没有影响。第13页/共87页第十四页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律结论：（2）如果两种导体A、B对另一种参考导体C的热电势为已知，则这两种导体组成热电偶的热电势是它们对参考导体热电势的代数和。参考电极通常为铂标准电极。第14页/共87页第十五页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一
12、页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律连接温度或中间温度定义：接点温度为t1和t 3的热电偶的热电势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3的两支相同性质热电偶的热电势的代数和。第15页/共87页第十六页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律结论：（1）已知热电偶在某一给定冷端温度下进行的分度，只要引入适当的修正，就可以在另外一个冷端温度下使用。该结论是制订热电偶的热电势温度关系分度表
13、的理论依据，同时为热电偶的冷端温度补偿提供理论支持。（2）和热电偶具有相同热电性质的补偿导线可以引入热电偶的回路中，相当于延长了热电偶而不影响热电偶的热电势。该结论为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。第16页/共87页第十七页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律图为使用补偿导线的热电偶测温系统t为热端；t0为热电偶原冷端；t0为新冷端；A、B为热电偶的热电极；A、B为补偿导线第17页/共87页第十八页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪
14、表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律、热电现象和热电偶的基本定律常用热电偶的补偿导线第18页/共87页第十九页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表2、标准热电偶及非标准热电偶、标准热电偶及非标准热电偶对热电极材料的要求：（1）物理稳定性要高，即在测温范围内其热电特性不随时间改变，以保证与其配套的显示仪表刻度的稳定。（2）化学稳定性要高，即在高温下不受周围气氛的氧化和腐蚀而变质。（3）电阻温度系数要小，导电率要高，组成热电偶后产生的热电势要大。（4）热
15、电势和温度成线性关系，或有简单的函数关系，这样可提高显示仪表的精度，刻度工作简单。（5）复现性好。要求同种材料组成的热电偶其热电特性都相同，在使用中可以保证良好的互换性。（6）具有一定的机械强度。第19页/共87页第二十页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表2、标准热电偶及非标准热电偶、标准热电偶及非标准热电偶标准热电偶：是指制造工艺较成熟、应用广泛、能成批生产、性能优良而稳定并已列入工业标准化文件中的那些热电偶。（1）铂铑30铂铑6热电偶：分度号为B，1600以下可长期使用，短期可测1800。适于氧化及中性
16、介质。特点：产生的热电势小，价格贵，低温时热电势极小，故冷端温度在40以下时可不进行温度补偿而直接使用。第20页/共87页第二十一页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表2、标准热电偶及非标准热电偶、标准热电偶及非标准热电偶（2）铂铑10铂热电偶：分度号为S，1300以下可长期使用，短期可测1600。适于氧化及中性介质。特点：耐高温、不易氧化、有较好的化学稳定性，具有较高的测量精度，可用于精密测量和用作标准热电偶；灵敏度较低，不能用于还原性及侵蚀性的气体中等。（3）镍铬镍硅（镍铬镍铝）热电偶：分度号为K，100
17、0以下可长期使用，短 期可测1200。适于氧化及中性介质。特点：材料复现性好，线性好，热电势大，灵敏度较高，价格便宜，精度较低。第21页/共87页第二十二页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表3、热电偶的结构、热电偶的结构常用热电偶组成：热电极、绝缘管、保护套管、接线盒第22页/共87页第二十三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表3、热电偶的结构、热电偶的结构热电极直径由材料价格、强度、导电率及用途、测温范围等决定：贵金属d=
18、0.30.65mm，廉金属d=0.53.2mm。其长度根据工作端在介质中的插入深度来决定，工业热电偶一般为3502000mm。其焊接形式有三种：见下图；对焊接点的要求为：焊点直径不超过两倍的热电极直径，以减少传热误差和滞后。(a)-点焊；(b)-对焊；(c)-绞接点焊第23页/共87页第二十四页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表3、热电偶的结构、热电偶的结构绝缘材料：其作用是：防止电极短路。其材料的选用根据测温范围确定。常用绝缘材料下表。第24页/共87页第二十五页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cl
19、ing)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表3、热电偶的结构、热电偶的结构保护套管：作用是：使热电偶不受化学腐蚀和机械损伤。要求：不渗透气体，耐高温，能承受温度剧变，不怕氧化和还原气氛，导热率高，耐酸碱，在高温下不会分解出对热电偶有害的气体。常用材料见下表。第25页/共87页第二十六页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表3、热电偶的结构、热电偶的结构接线盒：作用：供连接热电偶和补偿导线。材料一般为铝合金，有普通式和密封式两种。铠装热电偶组成为：金属套管、绝缘材料、热电极第2
20、6页/共87页第二十七页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表、热电偶自由端（冷端）温度补偿、热电偶自由端（冷端）温度补偿冷端补偿的原因：（1）、只有当热电偶的冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数。（2）、热电偶在生产厂家分度时是在冷端温度为0时进行的，而实际使用时是不可能使其为0的。因此，实际 测量时，测量值必定小于真实值而带来客测量误差。所以要对其进行冷端温度补偿。冷端温度补偿的方法：查表法（计算法或冷端温度修正法）、冷点槽法（冷端温度保持为0 的方法）、机械零点调整法、补偿电桥法等。第27页/
21、共87页第二十八页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表、热电偶自由端（冷端）温度补偿、热电偶自由端（冷端）温度补偿查表法：理论依据是“中间温度定律”。即：(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)该方法是利用热电偶的分度表来进行计算而得到温度值的，主要适用于实验室测温。冷点槽法：将冷端置于0的冰水混合物中以维持其温度恒为0。该法难用于工业应用中，只能用于实验室测温。第28页/共87页第二十九页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表
22、、热电偶自由端（冷端）温度补偿、热电偶自由端（冷端）温度补偿仪表机械零点调整法：先测定冷端温度，后切断仪表电源和讯号，将仪表机械零点调至指示冷端温度的刻度处即可。补偿电桥法：是利用不平衡电桥产生的电压来补偿冷端温度变化而引起的热电势的变化。第29页/共87页第三十页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表、热电偶自由端（冷端）温度补偿、热电偶自由端（冷端）温度补偿多点冷端温度补偿：为了节省显示仪表，在同一设备或同一车间，利用多点切换开关把几支甚至几十支同一分度的热电偶接到一块仪表上，这时，只需要共用一个冷 端补偿器。
23、多点冷端温度补偿连接线路切换开关；铜导线；显示仪表第30页/共87页第三十一页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表、热电偶的定期校验、热电偶的定期校验对热电偶进行定期校验的必要性：热电偶在使用过程中，由于热端受到氧化、腐蚀、毒化、高温下热电偶材料发生重结晶等作用，引起热电特性发生变化，使测量误差增大。所以必须进行定期校验。调压变压器；管式电炉；标准热电偶；被校热电偶；冰点槽；切换开关；直流电位差计；镍块；试管第31页/共87页第三十二页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章
24、目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表、热电偶的定期校验、热电偶的定期校验校验方法和步骤：将被校验热电偶与标准热电偶的热端放到管式电炉的恒温区中测量温度，比较两者的测量结果，以确定被校误差。为保证被校与标准热电偶的热端处于同一温度，可以把两热电偶的热端放在金属镍块中，再将镍块放于恒温区。热电偶放入炉中后，炉口应用石棉绳堵严。热电偶插入炉中的深度一般为300mm，最小不小于150mm。热电偶的冷端置于冰点槽中，用调压器调节炉温。当炉温达到校验温度点10范围内，且每分钟变化不超过0.2时，就可用电位差计测量热电偶的热电势。在每一被校温度点上对其读数不得少于四次，然后求平均值，并查分度表，最后通过
25、比较得出被校热电偶在各校验温点上的温度误差，计算时标准热电偶热电势的误差也需计入。第32页/共87页第三十三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计其特点：准确度高；输出信号比热电偶大得多；输出信号为电信号，便于远传及集中控制。1工作原理工作原理是利用某些金属导体或半导体材料的电阻值随温度的变化而变化的性质来进行工作的。其数学表达式为：Rt=R0(1+t)其中:为电阻温度系数，即温度每升高一度时，材料电阻相对变化的数值。大多数金属，温度每升高一度，其阻值增加0.40.6%，而半导体则降低0.30
26、.6%。第33页/共87页第三十四页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表电阻温度计电阻温度计2热电阻的材料和构造热电阻的材料和构造（1）热电阻的材料作为热电阻材料的要求：电阻温度系数越大越大，热电阻的灵敏度就超高，测温时越易得到准确的结果。材料的纯度超高，越大；杂质越多，越小且不稳定；纯金属比合金的高且易复制；电阻丝在制成热电阻体时必须进行退火和老化，以消除内应力的影响。在测温范围内要求物理及化学性质稳定。要有较大的电阻率。电阻率越大，电阻体的体积越小，热容量和电阻值与温度的关系要近似线性，以便分度和读数。价
27、格便宜。第34页/共87页第三十五页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计2热电阻的材料和构造热电阻的材料和构造（2）常用热电阻铂电阻特点：准确度高，稳定性好，性能可靠。在氧化气体中即使是高温下，其物理、化学性质都非常稳定。在还原气体下，高温时很易被还原性气体污染，材质变脆，改变其电阻与温度间的关系，此时应用保护套管。铜电阻特点：电阻值与温度几乎是线性关系，较大，材料易提纯，价格便宜。100以上易氧化。电阻率较小，体积较大，热惯性大主要用于测量精度要求不高，低温及没有侵蚀性的介质中。第35页/共
28、87页第三十六页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计2热电阻的材料和构造热电阻的材料和构造（3）其它热电阻铟电阻：是一种高准确度低温热电阻，熔点为156，在4.215K范围内灵敏度很高，比铂电阻高10倍。测温范围为4.2K室温，材料很软，复制性很差。锰电阻：在263K低温范围内，电阻随温度变化很大，灵敏度很高；不受磁场影响；质，难拉成丝。碳电阻：很适合作液氮温域（约04.55K）的温度计，在超低温下灵敏度很高，热容量小，对磁场不敏感，价格便宜，操作简便，热稳定性差。第36页/共87页第三十七页
29、，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计3热电阻的构造热电阻的构造由电阻丝、支架、引出线、保护套管四部分组成。（1）电阻丝：铂：分度号为Pt50、Pt100。实验室或标准仪表用R010或R030。铜：分度号为Cu50或Cu100。第37页/共87页第三十八页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计3热电阻的构造热电阻的构造（2）支架：要求：耐高温，膨胀系数小，绝缘性好，有一定的机械强度。主要材料：塑料
30、、用于铜电阻100以下；云母：用于铂电阻500以下；石英或陶瓷：用于铂电阻500以上。（3）引出导线：要求：对电阻丝不产生有害影响；与电阻丝及连接导线间不产生较大的热电势；化学稳定性要好。（4）、保护套管：与热电偶的基本相同。（略）第38页/共87页第三十九页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度测量(cling)仪表电阻温度计电阻温度计4热电阻的校验热电阻的校验校验步骤：按下图连接线路，并检查是否正确；1加热恒温器；2被校难电阻体；3标准温度计；4毫伏计；5标准电阻；6分压器；7切换开关；8电位差计。第39页/共87页第四十页，共
31、87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计4热电阻的校验热电阻的校验校验步骤：将电阻体放入恒温器内，使之达到校验点温度并保持恒温，然后调节分压器使毫伏计读数约为4mA，切换开关切向标准电阻RN一边，读出电位差计读数UN；然后立即将切换开关切向被校验电阻体一边，读出电位差计读数Ut。按计算出Rt。同一点反复测多次取平均值，看其误差是否在允许范围内。再取测温范围内10%、50%、90%的温度作校验点重复上述校验，如均合格，则校验完毕。第40页/共87页第四十一页，共87页。一、热工测量一、热工测量(clin
32、g)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-2温度(wnd)测量仪表电阻温度计电阻温度计5接触式测温元件的安装接触式测温元件的安装（1）测温元件应与被测介质形成逆流，切勿与被测介质形成顺流。（2）感温点应选在能代表被测介质温度的地方。（3）测温元件露在外面的部分应尽可能短（保证最大允许插入深度）。（4）加保温层使电极与连接导线连接处温度低于100。第41页/共87页第四十二页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测量仪表液柱式压力计：液柱式压力计：是根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高
33、度，主要有：U形管，单管，斜管等。弹性式压力计：弹性式压力计：是根据弹性件受力变形的原理，将被测压力转换成位移。电气式：电气式：是将被测压力转换成各种电量，依据电量的大小而实现压力的间接测量。活塞式：活塞式：是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积进行校验和刻度。第42页/共87页第四十三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力(yl)测量仪表压力测量仪表压力测量仪表弹性式压力计弹性式压力计弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质的压力作用下产生弹性变形的程度（一般用位移的大小）来度量被测压力的大小。其结构简
34、单、测压范围宽、计数清晰、有足够的精度、价格便宜、现场使用和维修方便。常用的弹性元件有：弹簧管、波纹管、波纹膜片等。第43页/共87页第四十四页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测量仪表弹性式压力计弹性式压力计1弹簧管式弹性元件：其测压范围较宽，可测量高达1000MPa的压力。有单圈和多圈之分。单圈弹簧管是弯成圆弧形（2700）的金属管子，其截面做成扁圆形或椭圆形，其自由端封闭，管子的另一端固定在接头上，通入被测压力。当通入压力P后，截面涨成圆形，其自由端会产生位移。其位移量较小能测量较高的
35、压力。为增加自由端的位移，可制成多圈弹管。第44页/共87页第四十五页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测量仪表弹性式压力计弹性式压力计2 波纹管（或膜片）式弹性元件：弹性膜片是由金属或非金属做成的具有弹性的一张膜片，在压力作用下能产生变形。有时也可由两块金属膜片沿周口对焊起来成一薄壁盒子称为膜盒。波纹管是一个周围为波纹状的薄壁金属筒体，这种弹性元件易于变形，而且位移可以很大，应用非常广泛。第45页/共87页第四十六页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目
36、录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测量仪表压力变送器压力变送器压力变送器 在电厂中，为了实现对压力（差压）信号的集中检测，以适应热工保护、自动调节等热工测量和自动化的需求，需将测压弹性元件输出的位移信号或力信号变换为统一的电信号，这项工作由压力（差压）变送器来完成。压力（差压）变送器提高了测量仪表的准确性和可靠性，并使压力（差压）测量仪表的结构实现了小型化。第46页/共87页第四十七页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测量仪表压力变送器压力变送器 根据工作原理的
37、不同，压力信号的变送方法主要有电容式压力变送器、振旋式压力变送器、力平衡式压力变送器等。电容式压力变送器原理第47页/共87页第四十八页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力(yl)测量仪表压力测量仪表压力测量仪表电气式压力计电气式压力计2电接点信号压力表在压力高于或低于规定范围时，压力表能发出灯光或音响信号，作报警或自动控制用。它是在弹簧管压力表上增加电接点形成的。第48页/共87页第四十九页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测
38、量仪表压力表的选用和安装压力表的选用和安装1 压力表的选用 压力表的选用主要考虑量程范围、精确度和灵敏度，其次还要考虑仪表的外形尺寸、安装场所的工作条件、被测介质的性质、是否要远传和仪表的其它功能(如记录、显示、调节等)。弹簧管压力表在选择量程时，要选择得大一些。压力较稳定的，被测压力值应在刻度的1/33/4之间；压力不稳定时，被测压力值就在刻度的1/32/3之间。第49页/共87页第五十页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力测量(cling)仪表压力测量仪表压力测量仪表压力表的选用和安装压力表的选用和安装2 压力表的安装(1)取
39、压口的形状和位置的选择：理论上取压口应与流束的流动方向完全垂直，并且不能破坏原来的流线。取压口处理原则：取压口不宜过大，尤其对较小的管径更应该注意；取压口轴线应尽量与流束的流向垂直；取压口钻孔后必须仔细清理毛刺与加工表面，不要使取压口形成各种形式的扩口。第50页/共87页第五十一页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力(yl)测量仪表压力测量仪表压力测量仪表压力表的选用和安装压力表的选用和安装取压口位置的选择原则：避免处于管路的弯曲、分叉及流束形成涡流的区域；当管路中突出物(如测温元件)时，则取压口应位于它的前面；当必须在调节阀门附
40、近取压时，取压口如在其前，则与阀门的距离不小于2D，处于其后则不小于3D。第51页/共87页第五十二页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力(yl)测量仪表压力测量仪表压力测量仪表压力表的选用和安装压力表的选用和安装(2)连接导管：其作用是将被 测介质的压力从取压口传递到测压仪表，并保证不发生渗漏现象。仪表安装处与测压点的距离应尽量短，以避免指示迟缓。通常连接导管的长度不超过60m。连接导管的敷设，对于水平段应有1:10的似斜度，以利于排除冷凝水或气体。测量液体压力时，要使测压点位置高于仪表位置，否则应在导压管系统的最高处加设集气器
41、，以收集和排出导压管中的气体。测量气体压力时，要使测压点的位置低于仪表位置，否则应在导压管系统的最低处加设水分分离器，以收集和排除导压管中的液体。第52页/共87页第五十三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-3压力(yl)测量仪表压力测量仪表压力测量仪表压力表的选用和安装压力表的选用和安装(3)压力 表的安装：压力表的安装位置应易于观察和检修；介质有腐蚀性时，必须采取保护措施。如加装充有中性隔离液的隔离罐等；尽量避免温度的影响；(远离高温热源，或加隔热挡板等；测蒸汽或高温流体压力时，应加回转冷凝管等)当被测压力频繁和剧烈波动时，要采用
42、阻尼装置；压力计的连接处应加密封垫片；取压口到压力表之间还应装有切断阀门，以备检修压力表时使用。第53页/共87页第五十四页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量测量(cling)仪表流量测量仪表流量测量仪表流量：单位时间内流过管道某一截面的流体流量的大小。总量：某一段时间内流过管道的流体流量的总和。重量流量：单位时间内通过的流体的重量。G体积流量Q质量流量M测量方法：容积式流量测量方法：椭圆齿轮流量计、刮板流量计。速度式流量测量方法：涡轮流量计、电磁流量计、热式流量计。差压式流量测量方法：毕托管与均速管、节流变压降流量计。质量流量
43、计：直接式质量流量计、温度压力补偿式流量计。第54页/共87页第五十五页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量(liling)测量仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计是基于流体流动的节流原理，是利用流体流经节流装置时所产生的压力差实现流量测量的。由能将测流体的流量转换成压差信号的节流装置，以及用来测量压差而显示出的差压计所组成。在单元组合仪表中，由节流装置产生的压差信号，经常通过差压变送器转换成相应的信号，以供显示，记录世调节用。目前最常用的节流装置：孔板、喷嘴、文丘里喷嘴、文丘里管已实现标准化，并称为“标准节流装置
44、”。采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的规定，要求和计算所需要的通用化的实验数据资料，可查有关的手册或资料。第55页/共87页第五十六页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量测量(cling)仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计1 节流装置的流量测量原理1-孔板2-喷嘴（管嘴）3-文丘里管第56页/共87页第五十七页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量测量(cling)仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计1 节流装置的流量测量原理
45、 节流装置是在管道中放置一个局部收缩元件，应用最广的是孔板。在管道的1、2截面对不可压缩流体列伯努利方程，连续性方程：其中：F1、F2、F0分别为管道、孔口、颈部截面积，为流束收缩系数，m为截面比即孔口截面与管道截面积之比。所以：第57页/共87页第五十八页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量(liling)测量仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计1 节流装置的流量测量原理 必须在截面1、2的位置上测得，但截面2的位置是随流速的不同而改变的，根本无法确定，实际上是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，测量流体在节
46、流装置前后的压力变化，此外，实际流体和理想流体不同由于流体的粘滞性和流动时对管壁的摩擦阻力等，引起在截面的各个点发生了能量和速度损失，所以，实际上测量出来的p1、p2与 不同，因此，引入取压系数来修正。第58页/共87页第五十九页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量(liling)测量仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计1 节流装置的流量测量原理式中：上式关键在取值，它是一个受许多因素影响的综合性系数，与节流装置的形式，尺寸，取压方式，流体流动的性质和管道内壁粗糙度等多种因素有关。上述公式是依据不可压缩流体的情况导
47、出的，对于可压缩流体，即节流装置前后压力变化较大时的气体或蒸汽，必须考虑流体重度的变化和膨胀功的影响。故对于压缩流体的流量方程：第59页/共87页第六十页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量测量(cling)仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计 差压式流量计的安装 (1)节流装置的安装 采用节流装置以产生压差的流量方法，要求被测介质在节流装置前后保持稳定的流动状态，故，务必使节流装置前后保持足够的直管段。第60页/共87页第六十一页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(
48、ml)1-4流量测量(cling)仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计差压式流量计的安装 (1)节流装置的安装 如：孔板前须有1520D的直管段，孔板后须有5D的直管段，在此直管段内，不允许放有任何扰乱流束形状的物件;在节流装置附近，也不允许安装感温元件或开设取样口;安装节流装置处的管道，其内表面应光滑，法兰与管道焊接后，应打掉毛剌;在节流装置前后2D范围内，应看不到有凹洼，缺陷，气点，电焊的熔渣，焊口露出的隙缝，露出的管接头，铆钉及衬垫等。还必须注意节流装置的安装方向，节流装置露出部分所标注的“”号一侧，应当是流体的入口方向，用孔板时，应使流体从孔板900锐口的一侧流入。第6
49、1页/共87页第六十二页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量(liling)测量仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计4 差压式流量计的安装 (1)节流装置的安装 应保证节流装置的开孔和管道的轴线同心，并保证节流装置的端面与管道的轴线垂直。节流装置所在的管道，流体必须是充满的（截面），流体必须是单相的（），若为蒸汽最好是过热的。(2)引压导管和差压计的安装液体 对引压管的基本要求：使差压计的两个接口的压差（PP）能正确而迅速地反映节流装置两侧的压差（P1P2），为减小滞后，引压管不宜太细，一般为1015mm无缝钢管。
50、应使两根导管都充满同样的液体，列气泡（相等）。第62页/共87页第六十三页，共87页。一、热工测量一、热工测量(cling)仪表仪表下一页下一页章目录章目录(ml)1-4流量测量(cling)仪表流量测量仪表流量测量仪表差压式流量计差压式流量计4 差压式流量计的安装 (2)引压导管和差压计的安装液体使之无气泡的措施：A.取压点应该信于节流装置的下半部，与水平线的夹角应为0450。B.引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导管亦应下倾一定的坡度（1:201:10），使气泡易于排出。C.在引压导管的管道内，应有排气装置。如果差压计只能装在节流装置之上时，则须加装贮气缸。D.由引压导管接至差压计或变送