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1、现场测量仪表第1页，本讲稿共22页2测量仪表基础知识 在石油天然气管道行业生产过程中，为了正确地指导生产操作，保证安全生产，实现对生产过程的自动控制，需要对工艺生产过程中的压力、流量、温度等变量进行测量。用来测量这些变量的仪表称为过程测量仪表。第2页，本讲稿共22页3测量仪表基础知识 1、基本组成 从测量仪表的组成结构来看，无论是模拟量仪表还是数字量仪表，基本上是由检测（传感）元件、传送放大和显示三个基本部分组成。检测元件直接感受被测量的变化，并将它变换成便于测量的位移、电量或其他物理量信号；传送放大是对检测信号进行转换、放大，以推动后级显示部分；显示部分将测量结果以指示、记录或图像的形式显示
2、出来。一、测量仪表的组成测量仪表的组成 第3页，本讲稿共22页2、结构形式v开环结构 4测量仪表基础知识一、测量仪表的组成测量仪表的组成 、设各部分的传递系数分别为，则对整个仪表而言，有下列关系：式中；x和y为整个仪表的输入和输出，k为整个仪表的传递系数或灵敏度，它是各个环节传递系数的乘积。第4页，本讲稿共22页2、结构形式v闭环结构 5测量仪表基础知识一、测量仪表的组成测量仪表的组成 、设反馈环节的传递系数为 ，其他环节的传递系数同上开环式测量仪表图所示。整个仪表输出y与x之间关系为：当 1时，则 对于闭环结构的仪表，只要保证传递系数 足够大，则闭环结构仪表的特性仅取决于反馈环节及检测单元的
3、传递系数，而与其它环节的特性无关，第5页，本讲稿共22页测量仪表基础知识二、检测仪表分类：v压力测量仪表:压力表、压力变送器、差压变送器等v温度测量仪表：温度计，热电阻、热电偶等v物位测量仪表：玻璃液位计，浮子液位计等v流量测量仪表：孔板、涡轮、涡街等6第6页，本讲稿共22页7测量仪表基础知识三、测量仪表的误差 1、绝对误差：测量值-真实值2、相对误差：（测量值-真实值）/真实值*100%3、引用误差：（测量值-真实值）/仪表量程*100%4、基本误差：最大引用误差第7页，本讲稿共22页8测量仪表基础知识四、仪表的精确度（简称精度）及等级 1、精度等级：国家统一规定0.005；0.02；0.0
4、5；0.1；0.2；0.25；0.4；0.5；1.0；1.5；2.52、精度：仪表的最大引用误差与国家规定的等级综合后确定。例如某块仪表的最大引用误差是0.8%则它的精度就是1.0，而不是0.8。第8页，本讲稿共22页9一、压力表 输气管线中压力检测仪表主要为就地压力表。对于压力低于40KPa的压力管线宜选用膜盒式压力表，低于10MPa应选用弹簧管压力表。输气管线中正常操作压力范围应在压力表量程的4/5(1/3至2/3)内。压力检测仪表取压点应位于管道或工艺设备的上方。取压管嘴应插入工艺设备或管道壁内焊接，内壁应保持平整。对于取压管不宜过长，以减少压力传递的时效。二、温度计 输气管道系统中温度
5、测量主要有两个方面：1、是天然气温度的测量；2、辅助系统的温度测量。天然气温度检测一般都设在站场进、出口、计量装置上游或下游。就地指示时可采用玻璃管温度计、双金属温度计。采用玻璃管温度计时，需要加套管，通过测量玻璃套管温度间接测量天然气温度。为方便读数，减少清洗维护，宜采用双金属温度计。该温度计可在6.4MPa以下的压力管道上直接插入而不必外加额外套管测量介质温度（高压或有要求的一定要加套管测量）双金属温度计第9页，本讲稿共22页10三、压力、压差变送器 以电为能源，将被测压力、压差的大小转换成直流的420mA（010mA）的统一信号，送往调节器或显示仪表进行调节、指示、记录、计算。而且其输出
6、信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系，通常为线性函数。下游开关阀平衡阀上游开关阀放空阀液晶显示屏接线孔上下游导压管接口ROSEMOUNT 差压变送器下一页 压力变送器按不同的转换原理可分为电容式、电感式、应变式和频率式等等。第10页，本讲稿共22页11四、温度变送器 温度变送器常与热电偶或热电阻配合使用，将温度或温差信号转换成010mA的统一标准信号作为输出信号。液晶显示屏防爆接线头探头第11页，本讲稿共22页12常用仪表符号PI(Pressure Indicator)就地压力指示表PT(Pressure Transmitter)压力变送器DP(Difference Pressure Tr
7、ansmitter)差压变送器TI(Temperature Indicator)就地温度指示表TT(Temperature Transmitter)温度变送器TE (Temperature Element)温度检测元件（铂电阻/热电偶）第12页，本讲稿共22页13常用仪表符号FT (Flow Transmitter)流量变送器FIQ(Flow Indicator Quantity)流量指示、累计FIA(Flow Indicator Accumulator)流量指示、累计LI(Level Indicator)液位计LT(Level Transmitter)液位变送器 AL(Alarm Low)低
8、报警AH(Alarm High)高报警第13页，本讲稿共22页14现场仪表类型介绍一、压力表弹簧管式压力表工作原理：这是一个单圈弹簧管压力表，内有一根270度的弹簧管。受力后自由端发生位移，与压力成正比，经过机械转换后可从表盘上反映出压力值。选用压力表时，最大工作压力不应超过量程上限的2/3校验周期：6个月第14页，本讲稿共22页15现场仪表类型介绍二、耐震压力表工作原理：与压力表相同，不同的是表盘内充装有硅油，具有耐震性。注意事项：硅油不能装得太满，否则夏季热膨胀可能会导致表盘破裂。检定周期：6个月第15页，本讲稿共22页16现场仪表类型介绍三、双金属温度计 工作原理：两种膨胀系数不同的金属
9、元件叠在一起，受热后因膨胀系数不同而产生弯曲变形，弯曲的程度与温度高低成比例，从而测量出温度值。为了提高灵敏度，将双金属片制成多圈螺旋形，一端固定，另一端（自由端）连接在芯轴上，轴向型双温指针直接装在芯轴上，径向型双温指针通过转角弹簧与芯轴连接。当温度变化时，感温元件自由端旋转，经芯轴传动指针在刻度盘上指示出被测介质温度的变化值。温度计也分普通的与耐震的。检定周期：12个月第16页，本讲稿共22页17现场仪表类型介绍四、压力变送器压力变送器 把压力信号转换成420mA直流信号，送入PLC模块中识别。3051智能压力变送器的测量量程为0.1213800kPa，输出信号为4mA20mA,负载电阻2
10、50，供电电压为10.542.4VDC,波纹小于1%。变送器的传输方式为二线制：符合HART通信协议。差压变送器 差压变送器与压力变送器的区别是有两个取压点，一个是高压，一个是低压。检定周期：12个月第17页，本讲稿共22页18现场仪表类型介绍五、温度变送器 温度检测元件采用铂电阻的比较多。电阻值与温度值成正比变化。例如Pt100，0对应的阻值为100，每增加1 ，阻值增加0.385。铂电阻只适用于800度以下的温度测量。高温检测时检测元件使用热电偶（例如压缩机燃烧室的温度测量）。热电偶的测量精度不如铂电阻高。左侧的铂电阻直接将阻值信号送入PLC模块进行识别。右侧的加装有转换单元，把电阻信号转
11、换为420mA直流信号，再送入PLC模块中识别。检定周期：12个月第18页，本讲稿共22页19现场仪表类型介绍六、液位计过滤分离器的积液包都安装有液位计，用来观察积液包中的液体情况。从而可知气质的好坏。左侧是一种磁翻转式液位计，带有磁铁的浮子随着管内的液位升降，得用磁性的吸引，使得带有磁铁的红白两面分明的翻板或翻球产生翻转。与之配套使用的是磁致伸缩式液位变送器,工作原理第19页，本讲稿共22页20现场仪表类型介绍七、涡街流量计 涡街流量计目前仅RMG自用气橇上，计量站内压缩机及生活耗气量。涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。工作原理：卡门涡街原理，涡街产生的脉冲频率与被测流体的实际体积流量成正比。现场表盘上显示的是工况体积流量累计值。同时输出脉冲信号到控制室内的丹尼尔流量计算机，以计算标况体积流量。第20页，本讲稿共22页21仪表的检定和维护1、检定仪表主要有 弹簧压力表、温度计、压力变送器、差压变送器。2、检定周期 每年二次：普通弹簧压力表每半年检测一次（春检、秋检）每年一次：温度计、压力变送器、差压变送器3、仪表维护 检查：示值观察-信号测量-故障确定 处理：1、送检（误差大）；2、更换：新表送检-现场更换 变更仪表台帐记录。保养：外观检查、接地检查、清洁 第21页，本讲稿共22页22谢谢大家第22页，本讲稿共22页