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1、Network Optimization Expert Team仪表与自动化仪表与自动化化学工业出版社化学工业出版社Network Optimization Expert Team 仪表与自动化仪表与自动化 项目二项目二测量系统集成测量系统集成与调试与调试Network Optimization Expert Team（一）引领学生学习测量的基本知识，掌握压力（一）引领学生学习测量的基本知识，掌握压力（P P）、）、物位（物位（L L）、流量（）、流量（F F）、温度（）、温度（T T）及物质成分（）及物质成分（A A）测）测量仪表的使用特点。量仪表的使用特点。（二）学生通过分组训练，进行典型
2、测量系统的安装与（二）学生通过分组训练，进行典型测量系统的安装与调试。调试。（三）成果展示：学生写出安装调试项目报告。（三）成果展示：学生写出安装调试项目报告。一、项目梗概一、项目梗概Network Optimization Expert Team二、知识链接二、知识链接测量的基本知识测量的基本知识 （一）测量过程（一）测量过程测量过程是将被测变量与其相应的标准单位进行比较，从测量过程是将被测变量与其相应的标准单位进行比较，从而获得确定的量值的过程。而获得确定的量值的过程。（二）测量误差（二）测量误差测量的目的就是为了获得真实值，而测量值与真实值不可测量的目的就是为了获得真实值，而测量值与真实
3、值不可能完全一样，始终存在一定的差值。这个差值就是测量误能完全一样，始终存在一定的差值。这个差值就是测量误差。差。Network Optimization Expert Team测量的基本知识测量的基本知识1 1按误差的表示方式分按误差的表示方式分（1 1）绝对误差）绝对误差仪表的测量值与被测量真实值之差称作绝对误差。仪表的测量值与被测量真实值之差称作绝对误差。Z ZZtZZtZZ0 Z0 （2 21 1）式中式中 ZZ测量值，即检测仪表的指示值；测量值，即检测仪表的指示值；ZtZt真实值，通常用更精确仪表的指示值真实值，通常用更精确仪表的指示值Z0Z0近似地表示实际值；近似地表示实际值；绝对
4、误差。绝对误差。绝对误差越小，说明测量结果越准确，越接近真实值。但绝对误差越小，说明测量结果越准确，越接近真实值。但绝对误差不具可比性。绝对误差不具可比性。Network Optimization Expert Team（2 2）相对误差）相对误差用绝对误差与近视真实值的百分比表示测量误差较为确切，即用绝对误差与近视真实值的百分比表示测量误差较为确切，即相对误差。相对误差。（2222）（3 3）引用误差）引用误差也叫满度百分误差，用仪表指示值的绝对误差与仪表的量程之也叫满度百分误差，用仪表指示值的绝对误差与仪表的量程之比的百分数来表示。即比的百分数来表示。即 （2 23 3）式中式中 引用误差
5、；引用误差；M M仪表的量程，仪表的量程，M=XmaxM=XmaxXminXmin XmaxXmax仪表量程上限值；仪表量程上限值；XminXmin仪表量程下限值。仪表量程下限值。绝对误差与相对误差的大小反映的是测量结果的准确程度，而绝对误差与相对误差的大小反映的是测量结果的准确程度，而引用误差的大小反映的是测量工具（仪表）性能的好坏。引用误差的大小反映的是测量工具（仪表）性能的好坏。Network Optimization Expert Team测量的基本知识测量的基本知识2 2误差出现的规律来分误差出现的规律来分（1 1）系统误差（又叫规律误差）系统误差（又叫规律误差）大小和方向具有规律大
6、小和方向具有规律性的误差叫系统误差，一般可以克服。性的误差叫系统误差，一般可以克服。（2 2）过失误差（又叫疏忽误差）过失误差（又叫疏忽误差）测量者在测量过程中测量者在测量过程中疏忽大意造成的误差叫过失误差，操作者在工作过程中，疏忽大意造成的误差叫过失误差，操作者在工作过程中，加强责任心，提高操作水平，可以克服疏忽误差。加强责任心，提高操作水平，可以克服疏忽误差。（3 3）随机误差（又叫偶然误差）随机误差（又叫偶然误差）同样条件下反复测量同样条件下反复测量多次，每次结果均不重复的误差叫随机误差，是由偶然因多次，每次结果均不重复的误差叫随机误差，是由偶然因素引起的，不易被发觉和修正。素引起的，不
7、易被发觉和修正。Network Optimization Expert Team测量的基本知识测量的基本知识3 3按误差的工作条件分按误差的工作条件分（1 1）基本误差）基本误差是仪表在规定的工作条件（如温度、湿是仪表在规定的工作条件（如温度、湿度、振动、电源电压、电源频率等）下，仪表本身所具有度、振动、电源电压、电源频率等）下，仪表本身所具有的误差。的误差。（2 2）附加误差）附加误差是仪表在偏离规定的工作条件下使用时是仪表在偏离规定的工作条件下使用时附加产生的误差。此时产生的误差等于基本误差与附加误附加产生的误差。此时产生的误差等于基本误差与附加误差之和。差之和。Network Optim
8、ization Expert Team检测仪表的基础知识检测仪表的基础知识 （一）检测仪表的分类（一）检测仪表的分类1 1根据敏感元件与被测介质是否接触，可分为接触式检测根据敏感元件与被测介质是否接触，可分为接触式检测仪表和非接触式检测仪表。仪表和非接触式检测仪表。2 2按精度等级可分为标准仪表和工业用表。按精度等级可分为标准仪表和工业用表。3 3按被测变量分类，一般分为压力、物位、流量、温度检按被测变量分类，一般分为压力、物位、流量、温度检测仪表和自动成分分析仪表等。测仪表和自动成分分析仪表等。4 4按仪表的安装与功能分类，通常可分为一次仪表（现场按仪表的安装与功能分类，通常可分为一次仪表（
9、现场测量与变送仪表）、二次仪表（控制室显示、记录仪表）测量与变送仪表）、二次仪表（控制室显示、记录仪表）等。等。Network Optimization Expert Team检测仪表的基础知识检测仪表的基础知识（二）检测仪表的品质指标（二）检测仪表的品质指标 1 1精确度（准确度）精确度（准确度）仪表的精确度是描述仪表测量结果准确程度的指标。仪表的精确度是描述仪表测量结果准确程度的指标。在实际检测过程中，都存在一定的误差，其大小一般用精在实际检测过程中，都存在一定的误差，其大小一般用精度来衡量。仪表的精度，是仪表最大引用误差度来衡量。仪表的精度，是仪表最大引用误差maxmax去掉正去掉正负百
10、分号后的数值。负百分号后的数值。仪表精度等级越小，精确度越高。当一台仪表的精度等级仪表精度等级越小，精确度越高。当一台仪表的精度等级确定以后，仪表的允许误差也随之确定。仪表的允许误差确定以后，仪表的允许误差也随之确定。仪表的允许误差表示为表示为表允，合格仪表的精度表允，合格仪表的精度maxmax不超过其仪表的最大不超过其仪表的最大允许误差允许误差表允。这叫精度合格。表允。这叫精度合格。Network Optimization Expert Team检测仪表的基础知识检测仪表的基础知识 2 2变差（回差）变差（回差）在外界条件不变的情况下，用同一台仪表对某一参数进行正、在外界条件不变的情况下，用
11、同一台仪表对某一参数进行正、反行程测量时，其所得到的仪表指示值是不相等的，对同一反行程测量时，其所得到的仪表指示值是不相等的，对同一点所测得的正、反行程的两个读数之差就叫该点的变差（也点所测得的正、反行程的两个读数之差就叫该点的变差（也叫回差）。变差表示测量仪表的恒定度，说明仪表的正向叫回差）。变差表示测量仪表的恒定度，说明仪表的正向（上升）特性与反向（下降）特性的不一致程度。（上升）特性与反向（下降）特性的不一致程度。合格仪表的最大变差不能大于仪表的最大允许误差。这叫恒合格仪表的最大变差不能大于仪表的最大允许误差。这叫恒定度合格。定度合格。一台合格仪表必须满足其精度和恒定度（变差）同时合格，
12、一台合格仪表必须满足其精度和恒定度（变差）同时合格，缺一不可。缺一不可。在工业生产过程中，仪表往往需要满足工艺要求，即仪表的在工业生产过程中，仪表往往需要满足工艺要求，即仪表的最大允许误差要不超过工艺允许的最大误差。最大允许误差要不超过工艺允许的最大误差。Network Optimization Expert Team检测仪表的基础知识检测仪表的基础知识 3 3灵敏度与灵敏限灵敏度与灵敏限灵敏度是表征仪表对被测变量变化的灵敏程度的指标。是灵敏度是表征仪表对被测变量变化的灵敏程度的指标。是指仪表的输入变化量与仪表的输出变化量（指示值）之间指仪表的输入变化量与仪表的输出变化量（指示值）之间的关系。
13、对同一类仪表，标尺刻度确定后，仪表的测量范的关系。对同一类仪表，标尺刻度确定后，仪表的测量范围越小，灵敏度越高。但灵敏度高的仪表精确度不一定高。围越小，灵敏度越高。但灵敏度高的仪表精确度不一定高。灵敏限是指能引起仪表指示值发生变化的被测量的最小改灵敏限是指能引起仪表指示值发生变化的被测量的最小改变量。一般来说，灵敏限的数值不应大于仪表最大允许绝变量。一般来说，灵敏限的数值不应大于仪表最大允许绝对误差的一半。对误差的一半。Network Optimization Expert Team检测仪表的基础知识检测仪表的基础知识（三）测量系统的构成（三）测量系统的构成利用各种检测仪表自动连续地对相应的工
14、艺变量进行检测，利用各种检测仪表自动连续地对相应的工艺变量进行检测，并能自动指示或记录的系统，称为过程检测系统。并能自动指示或记录的系统，称为过程检测系统。一次仪表一般包含测量、传送元件（统称为变送器），二一次仪表一般包含测量、传送元件（统称为变送器），二次仪表为显示仪表。测量部分一般与被测介质直接接触将次仪表为显示仪表。测量部分一般与被测介质直接接触将被测变量转换成与其成一定函数关系信号，传送部分主要被测变量转换成与其成一定函数关系信号，传送部分主要起信号传送放大作用，将信号转换为统一标准信号（如起信号传送放大作用，将信号转换为统一标准信号（如4 420 mA DC20 mA DC电流）送给
15、显示仪表，显示部分将中间统一标准电流）送给显示仪表，显示部分将中间统一标准信号转换成与被测变量相应的测量值显示、记录下来。信号转换成与被测变量相应的测量值显示、记录下来。Network Optimization Expert Team三、情境建立三、情境建立 由由教教师师（代代表表管管理理方方）对对学学生生（员员工工）根根据据实实训训现现场场（或或校校外外实实训训基基地地）的的生生产产设设备备，进进行行工工作作任任务务的的布布置置与与分分配配，明明确确“典典型型生生产产过过程程对对象象认认知知”项项目目训训练练的的目目的的、要要求及内容，派发任务单。求及内容，派发任务单。Network Opt
16、imization Expert Team 项项目名称目名称子子项项目目内容要求内容要求备备注注测量测量系统系统集成集成与与调试调试 压力测量系统集成与压力测量系统集成与调试调试 学员按照人数分组训练：学员按照人数分组训练：1.学会选择一次、二次仪表；学会选择一次、二次仪表；2.能正确安装仪表并正确接线。能正确安装仪表并正确接线。3.学会按照工艺要求调试运行系统学会按照工艺要求调试运行系统 流量测量系统集成与流量测量系统集成与调试调试 学员按照人数分组训练：学员按照人数分组训练：1.学会选择一次、二次仪表；学会选择一次、二次仪表；2.能正确安装仪表并正确接线。能正确安装仪表并正确接线。3.学会
17、按照工艺要求调试运行系统学会按照工艺要求调试运行系统 物位测量系统集成与物位测量系统集成与调试调试 学员按照人数分组训练：学员按照人数分组训练：1.学会选择一次、二次仪表；学会选择一次、二次仪表；2.能正确安装仪表并正确接线。能正确安装仪表并正确接线。3.学会按照工艺要求调试运行系统学会按照工艺要求调试运行系统 温度测量系统集成与温度测量系统集成与调试调试 学员按照人数分组训练：学员按照人数分组训练：1.学会选择一次、二次仪表；学会选择一次、二次仪表；2.能正确安装仪表并正确接线。能正确安装仪表并正确接线。3.学会按照工艺要求调试运行系统。学会按照工艺要求调试运行系统。目目标标要求要求学会选择
18、、安装仪表，能正确调试系统并运行学会选择、安装仪表，能正确调试系统并运行 实训环实训环境境校外校外实训实训基地、校内基地、校内实训实训室室其他其他表表2-1 2-1 任务单任务单组别：组别：组员：组员：项目负责人：项目负责人：Network Optimization Expert Team四、项目实施四、项目实施 具具体体完完成成过过程程是是：按按情情境境建建立立、项项目目布布置置学学生生个个人人准准备备组组内内讨讨论论、检检查查发发言言代代表表汇汇报报评评价价展展示示案案例例、问问题题指指导导组组内内讨讨论论、修修改改方方案案第第二二次次汇汇报报评评价价问问题题指指导导再再讨讨论论再再修修改
19、改第第三三次次汇汇报报评评价价、验验收收拓拓展展任任务务、巩巩固固训训练练师师生生共共同同归归纳纳总总结结新新项项目目布布置置等等程程序序，完成项目二的具体任务和拓展任务。完成项目二的具体任务和拓展任务。Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试 1 1压力测量知识链接压力测量知识链接工程上把垂直作用在物体单位面积上的力称为压力，用工程上把垂直作用在物体单位面积上的力称为压力，用P P表表示。压力测量中，常有大气压力、表压力、绝对压力和负示。压力测量中，常有大气压力、表压力、绝对压力和负压力（即真
20、空度）等表示法：压力（即真空度）等表示法：大气压力：大气压力：是由地球表面包围着的空气所产生的压力。是由地球表面包围着的空气所产生的压力。绝对压力：绝对压力：以绝对真空（即绝对压力为零）为计算基准的以绝对真空（即绝对压力为零）为计算基准的压力。压力。表压力：在工程上则通常使用表压力，即超出大气压力的表压力：在工程上则通常使用表压力，即超出大气压力的数值。表压力、绝对压力和大气压力之间的关系为：数值。表压力、绝对压力和大气压力之间的关系为：p p表表压压=p=p绝压绝压-p-p大气压大气压 Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测
21、量系统集成与调试测量系统集成与调试2 2子任务实施：在实训现场，学员以小组为单位自主练习子任务实施：在实训现场，学员以小组为单位自主练习单圈弹簧管压力表的选择、安装与调校单圈弹簧管压力表的选择、安装与调校 学员按照工程选择方法选择合适的单圈弹簧管压力表，学员按照工程选择方法选择合适的单圈弹簧管压力表，采用采用“比较法比较法”安装在压力校验台上进行合格校验安装在压力校验台上进行合格校验1 1）压力表的选择）压力表的选择 某反应器工作压力为某反应器工作压力为15MPa15MPa，要求测量误差不超过，要求测量误差不超过0.5 0.5 MPaMPa，现用一只，现用一只2.52.5级，级，0 025 M
22、Pa25 MPa的压力表进行测量，问的压力表进行测量，问是否满足对测量误差的要求？应选用几级的压力表？是否满足对测量误差的要求？应选用几级的压力表？Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试1 1）压力表类型的选择）压力表类型的选择根据工艺要求被测介质的物理化学性质及现场环境等因素根据工艺要求被测介质的物理化学性质及现场环境等因素来确定仪表的类型。来确定仪表的类型。普通介质：选普通压力表；普通介质：选普通压力表；特殊的介质：应选用专用的压力表（如氨压力表要求耐腐特殊的介质：应选用专用的压力表（如氨
23、压力表要求耐腐蚀、氧压力表需要禁油等）蚀、氧压力表需要禁油等）因上述问题没有对介质有特殊要求，所以选择因上述问题没有对介质有特殊要求，所以选择“普通压力普通压力表表”。Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试2 2）仪表测量范围的选择（量程选择）仪表测量范围的选择（量程选择）根据工艺要求被测压力的大小来确定测量压力仪表的检测范根据工艺要求被测压力的大小来确定测量压力仪表的检测范围，即量程围，即量程0 0M M。通常测量稳定压力时，被测压力的最大值不得大于仪表满量通常测量稳定压力时，被测压力的最大
24、值不得大于仪表满量程程M M的的2/32/3；测量脉动压力时，被测压力的最大值不得大于仪；测量脉动压力时，被测压力的最大值不得大于仪表满量程表满量程M M的的1/21/2；测量高压时，被测压力的最大值不得大于；测量高压时，被测压力的最大值不得大于仪表满量程仪表满量程M M的的3/53/5。为了保证测量的准确度，一般被测量压。为了保证测量的准确度，一般被测量压力的最小值应大于仪表满量程力的最小值应大于仪表满量程M M的的1/31/3。根据上述问题工艺要求，被测压力（工作压力）根据上述问题工艺要求，被测压力（工作压力）15 MPa2/3M M22.5 MPa 15 MPa2/3M M22.5 MP
25、a 经查有关手册：压力表的量程经查有关手册：压力表的量程0 0M M应选应选0 025 MPa 25 MPa Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试3 3）压力表精度的选择）压力表精度的选择根据工艺生产中所允许的最大测量误差来决定。兼顾生产根据工艺生产中所允许的最大测量误差来决定。兼顾生产成本，一般所选的仪表精度只要能满足生产的需要即可，成本，一般所选的仪表精度只要能满足生产的需要即可，即即 ，即表的精度等级不超过工艺允许的最大误差。，即表的精度等级不超过工艺允许的最大误差。上述问题工艺允许最
26、大误差上述问题工艺允许最大误差 根据根据 ，选择压力表的允许误差小于或等于，选择压力表的允许误差小于或等于2 2，所以选择精度级为所以选择精度级为1.51.5级的压力表。级的压力表。经查有关手册：选经查有关手册：选Y Y100100型，测量范围型，测量范围0 025 MPa25 MPa，精度等，精度等级为级为1.51.5级的普通单圈弹簧管压力表，而现有一只级的普通单圈弹簧管压力表，而现有一只2.52.5级，级，0 025 MPa25 MPa的压力表无法满足工艺测量的要求。的压力表无法满足工艺测量的要求。Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子
27、任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试（2 2）压力表的安装）压力表的安装1 1）测压点的选择）测压点的选择测压点一般选择与被测介质呈直线流动的管段部分，且使取测压点一般选择与被测介质呈直线流动的管段部分，且使取压点与流动方向垂直；测液体压力时，取压点应在管道下部；压点与流动方向垂直；测液体压力时，取压点应在管道下部；测气体压力时，取压点应在管道上方。测气体压力时，取压点应在管道上方。2 2）导压管的铺设）导压管的铺设导压管粗细要合适，在铺设时应便于压力表的保养和信号传导压管粗细要合适，在铺设时应便于压力表的保养和信号传递。在取压口到仪表之间递。在取压口到仪表之间应加装切断阀。当遇到
28、被测介质易冷凝或冻结时，必须加保应加装切断阀。当遇到被测介质易冷凝或冻结时，必须加保温板热管线。温板热管线。Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试3 3）压力表的安装）压力表的安装 压力表安装时，应便于观察和维修，尽量避免振动和高温压力表安装时，应便于观察和维修，尽量避免振动和高温影响。应根据具体情况，采取相应的防护措施，如图影响。应根据具体情况，采取相应的防护措施，如图2 24 4所所示。压力表在连接处应根据实际情况加装密封垫片。示。压力表在连接处应根据实际情况加装密封垫片。2-4 2-4
29、压力表安装示意图压力表安装示意图Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试（3 3）压力表的校验）压力表的校验对于同一个压力用标准表测量值代表对于同一个压力用标准表测量值代表“真值真值”，被校表测，被校表测量值代表量值代表“测量值测量值”进行被校表的校验，若仪表最大相对进行被校表的校验，若仪表最大相对百分误差百分误差maxmax小于等于仪表允许最大误差小于等于仪表允许最大误差允许（即表的允许（即表的精度级），同时，最大变差小于等于仪表允许最大误差精度级），同时，最大变差小于等于仪表允许最大误差允许
30、，则仪表合格，否则，为不合格。允许，则仪表合格，否则，为不合格。Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试操作步骤：操作步骤：识别被校压力表和标准压力表的种类、型号、精度等级和识别被校压力表和标准压力表的种类、型号、精度等级和测量范围。测量范围。打开被校表的表壳和面板，观察仪表内部结构和工作原理，打开被校表的表壳和面板，观察仪表内部结构和工作原理，再将其复位组装好。再将其复位组装好。在操作使用活塞式压力校验台以前，首先调整气液式水平在操作使用活塞式压力校验台以前，首先调整气液式水平器使之处于水平状
31、态。器使之处于水平状态。如图如图2-52-5所示，学员以小组为单位安装压力表校验系统，所示，学员以小组为单位安装压力表校验系统，并检查油路畅通、是否漏油。并检查油路畅通、是否漏油。零位调整，首先观察未加压时被校压力表的零位指示是否零位调整，首先观察未加压时被校压力表的零位指示是否准确，若不准，则重新安装表针。准确，若不准，则重新安装表针。Network Optimization Expert Team（一）子任务一：压力（一）子任务一：压力测量系统集成与调试测量系统集成与调试量程调整量程调整关闭切断阀关闭切断阀a a、b b、c c，打开油杯阀，逆时针旋转，打开油杯阀，逆时针旋转手轮使工作活塞
32、退出，吸入工作液。待丝杠露出螺旋加压泵体手轮使工作活塞退出，吸入工作液。待丝杠露出螺旋加压泵体的五分之四长度时，关闭油杯阀，打开的五分之四长度时，关闭油杯阀，打开a a、b b阀。顺时针旋转手阀。顺时针旋转手轮给表加压至满量程（从标准表读出），看被校表的指针是否轮给表加压至满量程（从标准表读出），看被校表的指针是否准确。否则应退油撤压，再打开仪表，调整量程调整螺钉，然准确。否则应退油撤压，再打开仪表，调整量程调整螺钉，然后再校。后再校。重复重复5 5、6 6两步，对零点、量程反复调整，是二者均符合要求。两步，对零点、量程反复调整，是二者均符合要求。示值误差校验示值误差校验 选择压力表量程的选择
33、压力表量程的0%0%、25%25%、50%50%、75%75%、100%100%五点进行正、反行程的校验。五点进行正、反行程的校验。计算各点的绝对误差和变差，找出最大绝对误差和最大变差，计算各点的绝对误差和变差，找出最大绝对误差和最大变差，均填入表中。将最大绝对误差和最大变差与仪表的允许误差比均填入表中。将最大绝对误差和最大变差与仪表的允许误差比较，判断仪表是否合格。较，判断仪表是否合格。Network Optimization Expert TeamNetwork Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 在
34、工业生产中，经常需要检测生产过程中各种介质在工业生产中，经常需要检测生产过程中各种介质（液体、气体、蒸汽等）的流量（液体、气体、蒸汽等）的流量F F，以便为生产操作、管理，以便为生产操作、管理和控制提供依据。和控制提供依据。流量分瞬时流量和累积流量。瞬时流量是指在单位时间内流量分瞬时流量和累积流量。瞬时流量是指在单位时间内流过管道某一截面流体的数量，简称流量流过管道某一截面流体的数量，简称流量F F，其单位一般用，其单位一般用立方米立方米/秒（秒（m3/sm3/s）、千克）、千克/秒秒(kg/s)(kg/s)。累积流量是指在某。累积流量是指在某一段时间内流过流体的总和，即瞬时流量在某一段时间内
35、一段时间内流过流体的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累积值，又称为总量，单位用千克的累积值，又称为总量，单位用千克(kg)(kg)、立方米、立方米(m3)(m3)。流量和总量又有质量流量、体积流量两种表示方法。单位流量和总量又有质量流量、体积流量两种表示方法。单位时间内流体流过的质量表示为质量流量。以体积表示的称时间内流体流过的质量表示为质量流量。以体积表示的称为体积流量。为体积流量。Network Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 （1 1）节流式差压流量计测量原理）节流式差压流量计测量原理节流式差压
36、式流量计（也称节流式流量计）作为水平流向、节流式差压式流量计（也称节流式流量计）作为水平流向、大流量测量的仪表在工业生产过程中大量使用。大流量测量的仪表在工业生产过程中大量使用。差压式流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经差压式流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的静压差来实现流量测量的。流体在管道节流装置时产生的静压差来实现流量测量的。流体在管道中流经节流装置时，由于流通面积突然减小，流速必然产中流经节流装置时，由于流通面积突然减小，流速必然产生局部收缩，流速加快。根据能量守恒原理，动压能和静生局部收缩，流速加快。根据能量守恒原理，动压能和静压能在一定条件下可以互
37、相转换，流速加快的结果必然导压能在一定条件下可以互相转换，流速加快的结果必然导致静压能的降低，因而在节流装置的上、下游之间产生了致静压能的降低，因而在节流装置的上、下游之间产生了静压差静压差P P，这个静压差的大小和流过此管道流体的流量成，这个静压差的大小和流过此管道流体的流量成函数关系，可以证明流量函数关系，可以证明流量F F和节流装置前后的静压差和节流装置前后的静压差P P成成平方根关系。平方根关系。Network Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 （2 2）标准节流装置标准节流装置）标准节流装置标
38、准节流装置 从左到右为：孔板、喷嘴、文管从左到右为：孔板、喷嘴、文管 设置在管道内能够使流体产生局部收缩的元件，称为节设置在管道内能够使流体产生局部收缩的元件，称为节流元件。所谓标准节流装置，就是指它们的结构形式、流元件。所谓标准节流装置，就是指它们的结构形式、技术要求、取压方式、使用条件等均有统一的标准。实技术要求、取压方式、使用条件等均有统一的标准。实际使用过程中，只要按照标准要求进行加工，可直接投际使用过程中，只要按照标准要求进行加工，可直接投入使用。入使用。目前常用的标准节流装置有孔板、喷嘴、文丘里管。目前常用的标准节流装置有孔板、喷嘴、文丘里管。Network Optimizatio
39、n Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 1 1）标准节流装置的使用条件）标准节流装置的使用条件流体必须充满圆管和节流装置，并连续地流经管道；流体必须充满圆管和节流装置，并连续地流经管道；管道内的流束（流动状态）必须是稳定的，且是单向、均管道内的流束（流动状态）必须是稳定的，且是单向、均匀的，不随时间变化或变化非常缓慢；匀的，不随时间变化或变化非常缓慢；流体流经节流件时不发生相变；流体流经节流件时不发生相变；流体在流经节流件以前，其流束必须与管道轴线平行，不流体在流经节流件以前，其流束必须与管道轴线平行，不得有旋转流。得有旋转流。N
40、etwork Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 2 2）标准节流装置的选择原则）标准节流装置的选择原则在允许压力较小时，可采用文丘里管和文丘里喷嘴；在允许压力较小时，可采用文丘里管和文丘里喷嘴；在检测某些容易使节流装置玷污、磨损和变型的脏污或在检测某些容易使节流装置玷污、磨损和变型的脏污或腐蚀性等介质的流量时，采用喷嘴较孔板为好；腐蚀性等介质的流量时，采用喷嘴较孔板为好；在流量值和差压值都相等条件下，喷嘴的开孔界面比值在流量值和差压值都相等条件下，喷嘴的开孔界面比值较孔板的小。这种情况下，喷嘴有较高的检
41、测精度，而较孔板的小。这种情况下，喷嘴有较高的检测精度，而且所需的直管长度也较短。且所需的直管长度也较短。在加工制造和安装方面，以孔板最简单，喷嘴次之，文在加工制造和安装方面，以孔板最简单，喷嘴次之，文丘里管、文丘里喷嘴最为复杂，造价也高，并且所需的直丘里管、文丘里喷嘴最为复杂，造价也高，并且所需的直管长度也较短。管长度也较短。Network Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 3 3）节流装置的安装）节流装置的安装应使节流元件的开孔与管道的轴线同心，并使其端面与管应使节流元件的开孔与管道的轴线同心，并使
42、其端面与管道的轴线垂直。道的轴线垂直。在节流元件前后长度为管径在节流元件前后长度为管径2 2倍的一段管道内壁上，不应有倍的一段管道内壁上，不应有明显的粗糙或不平。明显的粗糙或不平。节流元件的上下游必须配置一定长度的直管。节流元件的上下游必须配置一定长度的直管。标准节流装置（孔板、喷嘴），一般只用于直径标准节流装置（孔板、喷嘴），一般只用于直径D50mmD50mm的的管道中。管道中。Network Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 （3 3）差压检测及显示）差压检测及显示节流元件将管道中流体的流量转换为压
43、差，该压差由导压节流元件将管道中流体的流量转换为压差，该压差由导压管引出，送给差压计来进行测量。用于流量测量的差压计管引出，送给差压计来进行测量。用于流量测量的差压计型式很多，如双波纹管差压计、膜盒式差压计、差压变送型式很多，如双波纹管差压计、膜盒式差压计、差压变送器等，其中差压变送器使用得最多。器等，其中差压变送器使用得最多。由于流量与差压之间具有开方关系，为指示方便，常在由于流量与差压之间具有开方关系，为指示方便，常在差压变送器后增加一个开方器，使输出电流与流量变成线差压变送器后增加一个开方器，使输出电流与流量变成线性关系后，再送显示仪表进行显示。性关系后，再送显示仪表进行显示。通常差压式
44、流量检测系统是由节流装置（包括节流元件和通常差压式流量检测系统是由节流装置（包括节流元件和取压装置）、导压管和差压计或差压变送器及显示仪表组取压装置）、导压管和差压计或差压变送器及显示仪表组成。成。Network Optimization Expert Team（二）子任务二：流量（二）子任务二：流量测量系统集成与调试测量系统集成与调试 2 2子任务实施：子任务实施：在实训现场，学员自主练习正确投运节流式差压流量检测系在实训现场，学员自主练习正确投运节流式差压流量检测系统统（1 1）由教师引领、学员自主练习，熟悉各种典型流量测量系）由教师引领、学员自主练习，熟悉各种典型流量测量系统及仪表特点；
45、明确流量统及仪表特点；明确流量F F和节流装置前后的静压差和节流装置前后的静压差P P成平成平方根关系；方根关系；（2 2）会选用）会选用“节流装置节流装置”，能正确，能正确“取压取压”并会安装。并会安装。（3 3）会进行节流式差压流量系统的投运与调试）会进行节流式差压流量系统的投运与调试差压式流量计在现场安装完毕，经检测校验无误后，就可以差压式流量计在现场安装完毕，经检测校验无误后，就可以投入使用。投入使用。Network Optimization Expert Team（三）子任务三：物位（液位）（三）子任务三：物位（液位）测量系统集成与调试测量系统集成与调试1 1物位测量知识链接物位测量
46、知识链接 （1 1）物位）物位物位是容器内两相物料交界面与容器底部距离的测量，用物位是容器内两相物料交界面与容器底部距离的测量，用H H表表示，如图示，如图2-92-9所示，若液相与气相交界面与容器底部距离的测所示，若液相与气相交界面与容器底部距离的测量被称为液位，工程上液位测量较多。量被称为液位，工程上液位测量较多。物位检测仪表的种类很多，大体上可分成接触式和非接触式物位检测仪表的种类很多，大体上可分成接触式和非接触式两大类。两大类。Network Optimization Expert Team（2 2）差压式液位计）差压式液位计差压式液位计是根据流体静力学原理差压式液位计是根据流体静力学
47、原理工作的，即容器内液位的高度工作的，即容器内液位的高度L L与液与液柱上下两端面的静压差成比例。在图柱上下两端面的静压差成比例。在图2 21010中，根据流体静力学原理，中，根据流体静力学原理，A A点点和和B B点的压力差点的压力差P P为：为：一般被测介质的密度一般被测介质的密度是已知的，重是已知的，重力加速度力加速度g g是常量，所以差压是常量，所以差压P P正比正比于液位于液位L L，即液位，即液位L L的测量问题转换成的测量问题转换成了差压了差压P P的测量。因此，所有压力、的测量。因此，所有压力、压差检测仪表只要量程合适，都可用压差检测仪表只要量程合适，都可用来测量物位。来测量物
48、位。图图2-10 2-10 差压变送器差压变送器测液位示意图测液位示意图（三）子任务三：物位（液位）（三）子任务三：物位（液位）测量系统集成与调试测量系统集成与调试Network Optimization Expert Team1 1）零点无迁移）零点无迁移如图如图2 21010所示，在使用电动差压变送器时，差压变送器的所示，在使用电动差压变送器时，差压变送器的安装高度与最低液位正好在同一水平线上，此时安装高度与最低液位正好在同一水平线上，此时P PPB-PA=gLPB-PA=gL当当L L0 0时，时，P P0 0I IO OI IOminOmin4mADC4mADC当当L LL Lmaxm
49、ax时时P PP Pmaxmax I IO OI IOminOmin20mADC20mADC当液位在当液位在0 0L L之间变化时，之间变化时，P P在在0 0P Pmaxmax之间变化，它们之间变化，它们之间形成一一对应的关系，这就是所谓之间形成一一对应的关系，这就是所谓“无迁移无迁移”情况。情况。（三）子任务三：物位（液位）（三）子任务三：物位（液位）测量系统集成与调试测量系统集成与调试Network Optimization Expert Team2 2）零点正迁移）零点正迁移若差压变送器与容器的液相取压点不若差压变送器与容器的液相取压点不在同一水平面上，如图在同一水平面上，如图2 21
50、111所示。所示。变送器此时变送器此时正压室受到的压力正压室受到的压力 P PP P0 0gLgL+glgl负压室受到的压力负压室受到的压力 P PP P0 0差压差压 P PP PP PgL gL+glgl显然，当显然，当L L0 0时，时，P P 00（显示仪表（显示仪表的指示大于零），此时差压变送器需的指示大于零），此时差压变送器需要零点要零点“正迁移正迁移”，迁移量，迁移量gl gl。图图2-11 2-11 差压液位计示图差压液位计示图（三）子任务三：物位（液位）（三）子任务三：物位（液位）测量系统集成与调试测量系统集成与调试Network Optimization Expert Te