第4章 物位和流量的检测
流量检测
※ 旋涡式检测方法
正比于流速；
流体在流动中遇到一定形状的
物体会在其周围产生有规律的旋涡，旋涡释放的频率
※ 涡轮式检测方法 流体对置于管内涡轮
的作用力，使涡轮转动，其转动速度在一定
流速范围内与管内流体的流速成正比；
※ 声学式检测方法 根据声波在流体中传 播速度的变化可获得流体的流速； ※ 热学式检测方法 利用加热体被流体的 冷却程度与流速的关系来检测流速，基于此 方法的流量检测仪表主要有热线风速仪等。
用它代替式（3-13）中管轴中心的静压力 p10 , p20 ，需 引入一个取压系数 ，并且取
p10 p 20 （3－14） ' ' p1 p 2 将上式代入式（3-13），并根据质量流量的定义，可
' ' 写出质量流量与差压 p p1 p2 的关系：
qv v2 A2
1 2
四、 电磁式流量检测
电磁式流量检测方法是根据法拉第电磁 感应定律进行流量检测，它能检测具有一定 电导率的酸、碱、盐溶液，腐蚀性液体以及 含有固体颗粒（泥浆、矿将等）的液体流量。 但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。
图3－15 光华－爱而美特电磁流量计传感器
图3－16 光华－爱而美特分体式电磁流量计
A0
2 C2 C12 2 m
2 2 C 2 C1 2 m 2
（3－16）
则流体的质量流量可写为：
qm aA0 2p
则体积流量为：
qV A0 2 p
（3－17a）
（3－17b）
流体体积膨胀的校正系数
（3－20）
图3－19 转子流量计原理、结构
六、超声波流量检测 在物位检测中，利用了超声波在界面的反 射和在静止介质中的传播速度等特性。用超 声波进行流量检测的原理有多种，主要有 传播速度差法 时间差法 相位差法 频率差法 与多普勒法
流量检测原理
流量检测原理流量检测是指通过对网络数据流量进行监测和分析，来了解网络的使用情况和性能状况。
在网络管理和安全监控中，流量检测是非常重要的一项工作，它可以帮助管理员及时发现网络异常，保障网络的正常运行。
那么，流量检测的原理是什么呢？首先，流量检测的原理基于网络数据包的捕获和分析。
网络数据包是网络通信的基本单元，它包含了通信的源地址、目的地址、端口号、协议类型等信息。
流量检测系统会通过网络设备（如交换机、路由器）或者专门的流量检测设备来捕获网络数据包，然后对数据包进行解析和分析，从而获取网络流量的相关信息。
其次，流量检测的原理还包括流量分类和识别。
通过对捕获的数据包进行深度分析，流量检测系统可以对流量进行分类和识别，包括对不同协议类型（如TCP、UDP、ICMP等）的流量进行区分，对不同应用程序产生的流量进行识别，以及对流量的方向（入流量和出流量）进行判断。
另外，流量检测的原理还涉及流量统计和分析。
流量检测系统会对捕获的数据包进行统计和分析，包括对流量的速率、时延、丢包率等进行评估，以及对流量的趋势和周期性进行分析，从而帮助管理员了解网络的使用情况和性能状况。
此外，流量检测的原理还包括流量监控和报警。
流量检测系统会对网络流量进行实时监控，一旦发现异常流量或者网络故障，就会及时发出警报，通知管理员进行处理。
通过流量监控和报警，管理员可以及时发现网络问题，快速做出反应，保障网络的正常运行。
总的来说，流量检测的原理基于对网络数据包的捕获、分析和识别，通过对网络流量进行统计、分析和监控，来了解网络的使用情况和性能状况。
流量检测是网络管理和安全监控中的重要工作，它可以帮助管理员及时发现网络问题，保障网络的正常运行。
希望本文对流量检测原理有所帮助。
自动化仪表安装工程质量检验评定标准
自动化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ131—90目录第一章总则第二章质量检验评定方法与质量等级的划分第三章取源部件的安装第一节检验数量第二节温度取源部件第三节压力取源部件第四节流量取源部件第五节物位取源部件第六节分析取源部件第四章仪表盘(箱、操作台)的安装第一节检验数量第二节仪表盘(操作台)型钢底座第三节单独仪表盘(操作台)第四节成排仪表盘(操作台)第五节仪表箱(板)、保温箱、保护箱第五章仪表设备的安装第一节检验数量第二节温度、湿度仪表第三节压力仪表第四节流量仪表第五节物位仪表第六节分析仪表第七节调节阀、执行机构和电磁阀第八节盘装仪表第六章仪表供电设备及供气、供液系统的安装第一节检验数量第二节供电设备第三节供气系统第四节供液系统第七章仪表用电气线路的敷设第一节检验数量2 自动化仪表安装工程质量检验评定标准第三节电线(缆)保护管敷设第四节电缆敷设、电缆头制作和接线第五节电线和补偿导线的敷设第六节仪表盘(箱、操作台)内配线第八章防爆和接地第一节检验数量第二节防爆第三节接地第九章表用管路的敷设第一节检验数量第二节管路敷设第三节仪表盘(箱、操作台)内配管第十章脱脂和防护第一节检验数量第二节脱脂第三节防护第十一章仪表调校第一节检验数量第二节单体调校第三节系统调试附录一检验工具和仪器附录二仪表安装分项工程质量检验评定表附录三仪表安装分部工程质量检验评定表附录四本标准用词说明附加说明自动化仪表安装工程质量检验评定标准3批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1991年3月1日关于发布国家标准《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》的通知（90）建标字第242号根据国家计委计综…1986‟250号文的要求，由化学工业部会同有关部门共同修订的《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》，已经有关部门会审，现批准《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131—90为国家标准，自1991年3月1日起施行。
原《建筑安装工程质量检验评定标准（自动化仪表安装工程）》TJ308－77同时废止。
四大参数测量原理
流量测量
另外还有： 测量固体颗粒流量：冲板流量计（用于
石蜡白土、糠醛白土精制）
四、物位仪表
我厂一般常用的液位测量方法有：玻璃板液位计、差压式液位计 （包括单、双法兰液位计）、浮球液位计、浮筒液位计、浮球磁 性翻板液位计、超声波液位计、雷达液位计、放射性液位计、射 频导纳液位计等。
玻璃板液位计是根据连通器原理，多用于就地指示或用来校准自 动液位的零点和量程用。
差压式液位计是根据仪表两端受的压力（静压）之差与介质的高 度成比例关系来进行液位指示。仪表受介质的密度影响，当介质 的密度变化不定时，仪表示值有一定的误差。
浮筒液位计是根据浮筒在液体中受到浮力而产生一个扭力矩，并 带动变送部分产生相应的电信号来指示液位的。
磁性翻板液位计原理：当液位变化时带动了磁性浮子的上下移动， 从而使翻板发生翻转来指示液位的变化。也可以将翻板的翻转转 化为电信号的对应关系来显示液位。应用时注意根据介质的密度 选用磁浮子和高温下磁浮子磁性退化的问题。
（用于大口径流量测量）。电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感
应定律。
当导电液体流过包围在磁场中的测量管时，在流速和磁场二者相垂直
的方向就会产生与平均流速V成正比的感应电动势E。磁场强度B（由线
圈电流控制）、管道直径D也是固定的，因此液体流速V是感应电动势E
的唯一变量，电磁流量计的输出信号与流量呈线性关系。
6.涡轮流量计和涡街流量计
7.质量流量计：
▪ 间接式质量流量计：通常以压力、温度作为补偿并和 体积流量表互相配合来进行质量流量的指示，受介质 的影响较大。一般是根据实际的温度、压力值并与该 介质在标准状态下的密度关系式进行计算得出的。
直接式质量流量计：我厂用的流量计大部分是基于哥 氏力原理的质量流量计。如：罗斯蒙特质量流量计、 E+H质量流量计。
化工仪表及自动化教案
化工仪表及自动化教案(总87页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--化工仪表及自动化绪论内容提要化工自动化的意义及目的化工自动化的发展概况化工仪表及自动化系统的分类化工自动化的意义及目的加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。
减轻劳动强度、改善劳动条件。
能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人身安全的目的。
生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。
化工自动化的发展情况20世纪40年代以前绝大多数化工生产处于手工操作状况，操作工人根据反映主要参数的仪表指示情况，用人工来改变操作条件，生产过程单凭经验进行。
低效率，花费庞大。
20世纪50年代到60年代人们对化工生产各种单元操作进行了大量的开发工作，使得化工生产过程朝着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向迅速发展。
20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到了很大的提高20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程，出现了计算机控制系统20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总线控制系统得到了迅速的发展化工仪表及自动化系统的分类按功能不同，分四类：检测仪表 (包括各种参数的测量和变送)显示仪表 (包括模拟量显示和数字量显示)控制仪表 (包括气动、电动控制仪表及数字式控制器)执行器(包括气动、电动、液动等执行器)图0-1 各类仪表之间的关系1.自动检测系统利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分。
作用：对过程信息的获取与记录作用。
图0-2 热交换器自动检测系统示意图自动检测系统中主要的自动化装敏感元件传感器显示仪表敏感元件对被测变量作出响应,把它转换为适合测量的物理量。
传感器对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换显示仪表将检测结果以指针位移、数字、图像等形式,准确地指示、记录或储存。
选矿工艺过程中的几大检测仪表
选矿工艺过程中的几大检测仪表选矿过程由于应用环境恶劣和影响因素多，对检测仪表有很高的要求。
检测仪表能否适用往往是控制系统成败的关键。
1流量检测流量检测是选矿过程中最重要的参数之一，生产考核和过程控制均要依靠检测出的流量数据。
流量的检测主要有矿流量的检测、水流量的检测、矿浆质量流量的检测等。
矿流量的检测主要有电子式和核子式两种流量检测仪。
水流量的检测仪表种类非常多，目前主要采用的是电磁流量计。
矿浆质量流量的检测仪表主要有两种：直接式质量流量计和推导式质量流量计。
2浓细度检测对于浓细度的检测有间接法和直接法。
间接法是通过对矿浆浓度的检测，直接检测矿浆的细度，直接法是直接采用粒度检测仪表进行矿浆粒度检测，如PSM-400和PSI200超声波粒度分析仪。
目前对于矿浆浓度的检测应用最多的是核子密度计。
3磨机负荷量检测磨机负荷指的是磨机中介质负荷、物料负荷及水量的总和，是磨矿过程的一个重要参数，直接影响磨矿的效果。
目前磨机负荷量的检测方法主要有电流法、声响法、振动法、有功功率法等。
用到的仪表如电流变送器、压力传感器、差动传感器、霍尔功率变送器等等。
4pH值检测pH值是浮选作业最重要的参数，它的值是否合理直接影响到工艺的指标。
进行pH值检测的仪表如pH值自动监控系统，它可以实现对pH值的精确稳定检测。
5物位检测选矿过程中的物位检测主要是料位检测、液位检测、泡沫层检测等。
目前我国用于物位检测的仪表主要有：雷达物位计、超声波物位计、电容式物位计、核子料位开关、浮子式液位开关等。
6品位检测在线式品位检测在我国应用并不多，离线式品位分析仪表技术比较成熟，精度也较高，但其不能用于选矿实时检测，目前有很多单位正在对其进行研究。
检测仪表习题集
图 5－1（b）
图 5－1（c）
12、常用的热电偶有哪些？与它们所配用的补偿导线是什么？
13、何为补偿导线？选择和使用补偿导线时要注意什么？补偿导线的作用是什么？
14、使用热电偶测温时为何要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿方法有那些？
15、在用热电偶测温时，使用补偿导线要注意哪些问题？
16、在使用热电偶测温时，若已经使用了相配套的补偿导线，是不是就不用使用冷端温度补偿了？
14、分析说明 BYM 型压力传感器的测量原理；并写出输出电压表达式 U0=f(ΔZ)
15、测量某处压力共进行了 100 次，其算术平均值为 100.00KPa，测出最大一次是 100.09KPa，试估 计在这 100 次测量中落在 100 土 0.03KPa 之间大约有多少次？落在 100 土 0.09KPa 之间大约有多少 次？落在 100 土 0.03KPa ～100 土 0.09KPa 之间大约有多少次？ 16、某台空气压缩机的缓冲罐，其工作压力范围为 1.1～1.6MPa，工艺要求就地观察罐内的压力，并 要求测量结果的误差不得大于罐内压力的土 5%，试选择一只合适的压力计(类型、测量范围、精度等 级)。 17、某合成氨厂合成塔压力控制指标为 14 土 0.4MPa，要求就地指示压力。试选压力表(类型、测量 范围、精度等级)。 18、现有一只测量范围为 0～1.6MPa，精度为 1.5 级的普通弹簧管压力表，校验后其结果如表 1－1
图 3－3 双法兰式差压变送器测量密闭容器液位 10、浮力式物位检测方法有哪几种？ 11、什么是电气式物位检测？常用的方法有哪些？ 12、电容式物位检测中，常用的电容检测方法有哪些？ 13、超声物位检测中利用了超声波的哪些特性？ 14、超声波的发射和接受是如何实现的？ 15、超声物位检测中为何要进行温度补偿？常用的补偿方法有哪些？ 16、射线式物位检测的原理是什么？射线式物位检测系统组成有哪些？ 17、在述液位检测仪表中，受被测液体密度影响的有哪几种，并说明原因。 (1)玻璃液位计 (2)浮力式液位计 (3)差压式液位计 (4)电容式液位计 (5)超声波液位计 (6)射线式液位计 18、所学习过的物位检测方法中，哪些是非接触式测量？
过程仪表基础知识
举例 PDT-2120 P—代表压力 D—代表差压 T—代表传送或变送器
三、仪表位号的表示方法 1、仪表位号的组成
2、被测变量和仪表功能的字母代号
第一节 热量传递的方式
本节的主要内容
一、热传导 二、对流传热 三、辐射传热
第二章、温度测量仪表
在环境工程中，很多过程涉及加热和冷却： 对水或污泥进行加热； 对管道及反应器进行保温以减少系统的热量散失； 在冷却操作中移出热量。
辐射传热
通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，仅发生在液体和气体中。通常认为是流体与固体壁面之间的热传递过程。
物体各部分之间无宏观运动
本节思考题
(1)什么是热传导？ (2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 (3)简述辐射传热的过程及其特点。 (4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 (5)若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？
chap01 概述
小结
测量方法 测量的 概念 测量的 方法
测量仪表 的结构 测量仪表基本组成 结构
不破坏氛围。主要用于高温、高压、剧毒等场合。
第一节
测量方法
三、测量仪表的组成 检测（传感）元件、传送放大及显示三个基本部分组成。
分为开环和闭环两种结构。 1. 开环结构
输出与输入的关系为： y = k1 k2 k3 x =k1 K x
K1 —— 检测元件的传递系数； K2 —— 传送放大部分的传递系数； K3 —— 显示部分的传递系数。
x x0 a 100% 100% L Lmax Lmin
特点: 1) 无单位；2) 有方向性 ；3) 不能全面反映仪表性能的好坏。
最大引用误差
qmax amax 100% L
也称基本误差
可以比较确切地反映仪表的整体性能，是仪表的主要 性能指标之一，比较确切地反映仪表的测量精度
max hmax 100% L
hmax可反映仪表 的整体性能。
产生原因: 如传动机构间隙，运动部件摩 擦，弹性元件滞后等。
第二节
仪表的性能指标
二、仪表的性能指标
（四）精度及精度等级
1．精密度 相同条件下对被测量多次反复测量，测量值之间的一致程度。 从误差角度，反映测量值的随机误差。 2．准确度 测量值与“真值”的接近程度。反映测量值的系统误差。 3．精确度（精度） 精密度和准确度的综合。从测量误差角度，是随机误差和系统 误差的综合反映。
在国家规定的精度等级中，选择允许误差大于或等于 仪表的最大引用误差和最大回差的数值。
q允≥qmax
q允≥hmax
流量测量
St
D 2
4
v
D 2
l fl 1 1.25 4 D St
二、旋涡发生频率f 的检测方法 只要测得旋涡的发生频率 f ，就可以测得流体的体积流量。旋涡频率信 号 f 的检出方法很多，可以利用漩涡发生时发热体散热条件变化的热检出； 也可以用漩涡发生体两侧产生的差压来检出，差压信号可通过压电变送或应 变片变送，等等。 三、涡街流量计的特点及安装 涡街流量计具有以下的特点： （1）漩涡的频率只与流速有关，在一定雷诺数范围内，几乎不受流体性质 （压力、温度、粘度和密度等）变化的影响，故可不需单独标定。 （2）测量精度高，误差约为1级，重复性约±0.5级，不存在零点漂移的问 题。 （3）压力损式小，流量测量范围宽。涡街流量计特别适于大口径管道的流 量测量。
第二节 涡轮流量计
一、涡轮流量计的组成及测量原理 涡轮流量计由两部分组成：变送器和指示积算器。变送器完成将被测流量转 换成一定频率的脉冲信号输出，指示积算器接受变送器输出的脉冲信号，将其 转换、放大、运算、逻辑计数，显示瞬时流量和累积总量。 涡轮流量计实质上为一零功率输出的涡轮机，其变送器主要由涡轮、导流 器、磁电转换器组成，结构如图4-2所示。壳体和导流器由不导磁材料制成。导 流器的作用是支承叶轮并导直流体的流动，以减少流体自旋及涡漩的干扰。
第五节
节流式流量计
1 概述
节流式流量计是工业上最为广泛使用的一类流量测量仪表。 工作原理：在管道中放臵一节流元件，流体流经节流元件时发生节流，在节 流元件的前后两侧产生压力差（差压）。当流体、工况、管道、节流件、差 压取出方式一定时，管道流量与差压有确定的关系。因此可通过测量差压来 测量流量。节流式流量计也称为变压降式流量计。 分类：节流式流量计有标准化和非标准化两类。无论哪一类，它们都是非通 用仪表，即安装在生产过程中使用着的节流式流量计仅适用于该地的情况和 工况。因此节流式流量计是根据要求具体设计、安装、使用的。标准节流装 臵在火电生产过程中是很重要的一类流量仪表。非标准节流装臵多用于脏污 介质、高粘度、低雷诺数、非圆管道截面、超大及过小管径等流量测量。它 们的测量原理与计算方法与标准节流装臵相同，所不同的是非标准节流装臵 没有统一标准化的数据、资料、没有统一的误差计算方法等。 标准节流装臵的设计计算：要严格遵循标准节流装臵设计、安装和使用的国 家“标准”或国际“标准”。按“标准”进行设计、安装、使用的标准节流 装臵，其流量与差压的关系按理论公式标定，并有统一的基本误差、计算方 法，一般不需要进行实验标定或比对。
化工仪表培训资料
原理
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。
优点
具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固 可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精 度等优点。
可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压 力。
压力检测及仪表
（2）弹性元件
弹性元件
弹簧管式 波纹管式
E（t, t0）=E (t, t1)+E (t1, t0) E（t, t1）= E (t, t0)-E (t1, t0) 补偿电桥法 补偿热电偶法
温度检测及仪表
（4）热电极材料的选择
对热电极材料的要求： 物理性能稳定，能在较宽的温度范围内使用，其热
电特性不随时间变化； 化学性能稳定，不易氧化和电极间不相互渗透； 热电势和热电势率要大（温度变化1℃引起的热电
4. 热电偶温度计
（1）热电偶工作原理
由两种不同的导体（或半导体）A、B组成的闭合回路，当接
点1、2处于不同温度时，回路就会出现电动势，称为热电
动势，简称为热电势。 这一由温度产生电动势的现象称为热电现象。 这两根导体（或半导体）称为热电极。
温度检测及仪表
热电势是由温差电势和接触电势组成。 • 温差电势
9
第二章 压力检测及仪表
压力检测及仪表
压力检测的意义还不局限于自身，有些其 他参数的测量，如物位，流量等往往是通 过测量压力或压差来进行的，即测出了压 力或压差，便可确定物位或流量。
压力检测及仪表
1.压力单位
（1）常见压力单位
国际单位制（SI）---帕（Pa）， 工程大气压---at 标准大气压---atm 毫米汞柱---mmHg 毫米水柱---mmH2O
仪表检修规程、压力仪表、温度仪表、流量、物位等(Word)
甲醇仪表检修规程( 试用 )仪表组编制审核批准2009年12月9日目录第一篇总纲 (1)第一节压力仪表 (1)一．压力表 (1)二．电接点压力表 (2)三．压力(差压)开关 (4)四．智能压力(差压)变送器 (5)第二节温度仪表 (7)一．双金属温度计 (7)二．热电偶 (8)三．热电阻 (10)第三节流量仪表 (12)一．节流装置 (12)二．椭圆齿轮流量计 (13)三．流量开关 (14)四．转子流量计 (15)五．电磁流量计 (16)六．质量流量计 (17)七．V锥流量计 (19)第四节物位仪表 (21)一．料位开关 (21)二．射频导纳物位计 (22)三．双法兰式差压变送器 (23)四．浮筒液位计 (25)五．磁性浮子液位计 (25)第三篇单元组合仪表 (26)第一节辅助单元 (26)一．隔离栅 (26)二．闪光报警器 (29)第四篇执行器 (29)第一节气动薄膜调节阀 (30)第二节电动执行机构 (30)第三节气缸式执行机构 (32)第四节附件 (34)一．阀门定位器 (34)二．电磁阀 (36)第五篇在线分析仪表 (37)第一节CO2红外分析仪检修规程 (37)第二节磁氧分析仪检修规程 (42)第三节微量水分析仪检修规程 (50)第四节微量氧分析仪检修规程 (57)第五节智能氧分析仪检修规程 (62)第六节总碳氢分析仪检修规程 (68)第七节PGS-06型在线氧分析仪系统检修规程 (76)第八节可燃气体监测报警器 (83)第一节轴振动和轴位移检测仪 (84)第七篇系统维护 (87)第一节联锁保护系统 (87)第二节仪表系统联校 (88)第一篇总纲1适用范围本规程适用于甲醇项目部甲醇装置、空分装置、压缩机组自动化仪表设备的日常维护和检修。
2编制说明本规程所有仪表技术指标和规格详见仪表台账。
第二篇检测仪表第一节压力仪表一．压力表1.概述：压力表生产厂家为北京布莱迪仪表厂，压力表是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，用弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表2．使用和维护仪表在正常使用情况下，应予定期校验。
物位检测
一、电容式物位计 测量原理
当D和d一定时，电容量C的大小与极板的 长度L和介质的介电系数e的乘积 成比例。这样，将电容传感器(探头)插入 被测物料中，电极浸入物料中的深度随物 位高低变化，必然引起其电容量的变化， 从而可检测出物位。
液位的检测 零点的电容为 当液位上升为H时，电容量变为
电容量的变化为
物位检测方法与仪表
本 章
物位检测方法
主 要
应用浮力原理检测物位
内
应用静压原理检测物位
容
应用超声波反射检测物位
电磁检测
核辐射检测
光学检测
物位检测仪表
双室平衡器液位计 电极液位计 雷达液位计 双法兰液位计 ERS液位计 伺服液位计 磁致伸缩液位计 浮筒液位计 超声波物位计
(2)超声波传播速度比较稳定，光线、介质粘度、 湿度、介电常数、电导率、热导率等对检测几 乎无影响，因此适用于有毒、腐蚀性或高粘度 等特殊场合的液位测量；
(3)不仅可进行连续测量和定点测量，还能方便地 提供遥测或遥控信号；
(4)能测量高速运动或有倾斜晃动的液体的液位， 如置于汽车、飞机、轮船中的液位。
接收器与前置放大器装在一起，安装在被 测容器另一侧 ， 射线由盖革计数管吸收，每
接收到一个粒子，就输出一个脉冲电流。射线 越强，电流脉冲数越多，经过积分电路变成与 脉冲数成正比的积分电压，再经电流放大和电 桥电路，最终得到与液位相关的电流输出。
图7-14所示为辐射源与接收器均是为固定 安装方式的核辐射液位计。其中 (a)为长辐射 源和长接收器形式，输出线性度好； (b) 为点 辐射源和点接收器形式，输出线性度较差。
一般固体最强，液体次之，气体最差。当射线
射入厚度为H的介质时，会有一部分被介质吸
自动化仪表知识
3. 工作特点
3.1膨胀式温度计 3.1膨胀式温度计
玻璃液体温度计 – 利用液体受热膨胀并 沿玻璃毛细管延伸而 直接显示温度 双金属温度计 – 不同金属受热膨胀不 同，双金属片在受热 情况下发生弯曲而显 示温度
t > t0
t = t0
应用热膨胀原理测温
测量原理 物体受热时产生膨胀 固体膨胀式温度计
常见压力传感器外形
工业压力变送器
数字压力变送器
通用压力变送器
隔离压力变送器
高温压力变送器
隔离压差变送器
隔离液位变送器
微压变送器
电容压力变送器
隔膜压力变送器
绝压变送器
双膜压差变送器
6、压力变送器实例介绍 、
下图这种压力变送器主要利用液体或气体在检测 器件上形成的压力来检测液体或者气体的流量或压强。 把这种压力信号转变成标准的0-10V或者4-20mA电信 号。以便控制使用。
一次仪表（压力探头）：将压力转换为微弱 电参数； 二次仪表：将微弱电参数转换为标准电信号。
组成
图1-4 电气式压力计组成方框图
一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用 的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。
4、电气式压力计一次探头
常用电参数有：电阻、电感、电容、电 压等。 常见压力变换器（压力探头）有：
二、浮力式物位计
利用浮子高度随液面或液体界面变化而 变化的原理工作。
三、压差式物位计
利用物料内静压力与物料深度或堆积高 度成正比的关系进行测量。
液体密闭容器
液体敞开容器
2. 差压式液位计
在封闭容器中，容器下部的液体压力除了与 液位高度有关外，还与液面上部的介质压力有关。 在这种情况下，可以采用测量差压的方法来测量 液位，差压式液位计采用差压式变送器，将容器 底部反映液位高度的压力引入变压器的正压室， 容器上部的气体压力引入变送器的负压室。引压 方式可根据液体性质选择。
热工仪表知识.ppt
反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动 控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空 和超高压的场合。
第四节：智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准信号叠加
按仪表组合形式：可以分为 基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成 一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。
单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够
独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系 而组合起来的一种仪表
转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特 点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm 的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流 量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而 上地通过转子流量计。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
优点:
应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生
产。
缺点:
测量精度普遍偏低; 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 现场安装条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。
热工仪表知识
目录
第一章 测量仪表基本知识 第二章 压力测量仪表 第三章 流量测量仪表 第四章 物位测量仪表 第五章 温度测量仪表
第一章 测量仪表基本知识
第一节：热工自动化仪表的分类
1检测仪表基本知识
检测仪表的品质指标
举例
例3 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时 得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分误 差与准确度等级。
解 该仪表的相对百分误差为
4 10 % 00.8%
70 2 000
如果将该仪表的δ去掉“±பைடு நூலகம்号与“％”号，其数值为 0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该 仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这 台测温仪表的精度等级为1.0级。
2020/3/28
★ 测量方法---按照测量方式分类
1、直接测量
用标定的仪器、仪表进行测量，从而直接测得待测量的数值 优点：测量过程简单迅速。 缺点：测量精度不高。
2、间接测量 被测量本身不易直接测量，但可以通过与被测量有一定有关系 的其他量（一个或几个），来求出被测量的数值。 例如测量某固体的密度时，可以通过称重、量出其几何尺 寸，计算出体积，再计算密度。
标尺 x x 标 上 0 尺 限 1 下 值 % 0 0 限 Sx p 1值 % 00
δ——引用误差 SP ——仪表量程
■ 最大引用误差(满度误差)—用于确定仪表的精度
m a x X Y m a x 1 0 0 % , Y Y m a x Y m in
2020/3/28
概述
4、按误差出现的原因分类
温度计、标准仪器、测试带（语音、图象） （4）、标称值 测量器具上所标定的数值。灯泡：220V100W 标称值并不一定等于他的真值或实际值
（5）、示值/测量值(X) 由测量器具指示的被测量的值。
2020/3/28
3、误差的表示方法
绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的 差值，即
化工装置操作中的关键监测指标与检测技术
化工装置操作中的关键监测指标与检测技术化工装置操作是一个复杂而关键的过程，需要准确监测各项指标以确保安全和高效运行。
本文将探讨化工装置操作中的关键监测指标以及相应的检测技术。
一、温度监测温度是化工装置操作中最基本的监测指标之一。
不同的反应过程和催化剂需要在特定的温度下进行，过高或过低的温度都可能导致反应的失败或产物质量的下降。
因此，准确监测和控制温度至关重要。
常用的温度监测技术包括热电偶和红外线测温。
热电偶是一种通过测量两个不同金属之间的温差来确定温度的传感器，它具有快速响应和较高的精度。
红外线测温则是利用物体发出的红外辐射来测量其表面温度，适用于无法直接接触的物体。
二、压力监测压力是化工装置操作中另一个重要的监测指标。
过高或过低的压力都可能导致设备的损坏或事故的发生。
因此，准确监测和控制压力是确保操作安全的关键。
常用的压力监测技术包括压力传感器和压力表。
压力传感器是一种将压力转换为电信号的设备，可以实时监测压力变化。
压力表则是一种机械式的压力测量工具，适用于一些简单的操作场景。
三、流量监测流量是化工装置操作中需要监测的另一个重要指标。
准确监测和控制流量可以保证反应物料的配比和产物的质量。
流量过大或过小都可能导致操作异常或产物质量下降。
常用的流量监测技术包括流量计和涡街流量计。
流量计是一种通过测量流体通过管道的速度或体积来确定流量的设备，适用于液体和气体的监测。
涡街流量计则是一种通过测量涡街频率来确定流量的设备，适用于液体和气体的监测。
四、物位监测物位是化工装置操作中需要监测的另一个关键指标。
准确监测和控制物位可以确保反应物料的供给和产物的收集。
物位过高或过低都可能导致操作异常或产物质量下降。
常用的物位监测技术包括浮子式物位计和雷达物位计。
浮子式物位计是一种通过测量浮子位置来确定物位的设备，适用于液体的监测。
雷达物位计则是一种通过测量电磁波在物料中的传播时间来确定物位的设备，适用于液体和固体的监测。
化工常用仪表类型及原理
第一章概述
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
精度等级数值越小，就表征该仪表的精确度等级越高， 也说明该仪表的精确度越高。0.05级以上的仪表，常用来作 为标准表；工业现场用的测量仪表，其精度大多在0.5以下。
仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板 上。
举例
如： 1.5 1.0
注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中， 往往用分辨力表示。
15
第一章概述
4.分辨率
对于数字式仪表，分辨力是指数字显示器的最末位数字 间隔所代表的被测参数变化量。
不同量程的分辨力是不同的，相应于最低量程的分辨力 称为该表的最高分辨力，也叫灵敏度。通常以最高分辨力 作为数字电压表的分辨力指标。分辨率与仪表的有效数字 位数有关。
利用这一电势即可实现远 图3-10 霍尔片式压力传感器 距离显示和自动控制。
1—弹簧管；2 —磁钢；3 —霍尔片
41
第二章 压力检测及仪表
2.应变片压力传感器
应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片 有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当 应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通 过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记 录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。
14
图3-1 测量仪表的变差
第一章概述
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引 起这个位移的被测参数变化量的比值。即 S
x
式中，S为仪表的灵敏度；Δα为指针的线位移或角位移； Δx为引起Δα所需的被测参数变化量。
仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参 数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允 许绝对误差的一半。
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单晶直探头
双晶直探头
斜探头
第4章 物位和流量的检测
4.2 超声波传感器检测物位
（4）聚焦探头 超声波的聚焦有两种方法，一种是将压电晶片做成凹 面，发射的声波直接聚焦；另一种是用声透镜的方法将声 束聚焦，一般后一种方法应用较多。 （5）空气传导型探头 发射器的压电片上粘贴锥形共振盘，以提高发射效 率和方向性；接收器在共振盘上增加了一只阻抗匹配器， 以滤除噪声，提高接收效率。
2. 超声波传播速度
超声波的波长λ与频率f乘积恒等于声速c，即
λf = C ３．扩散角
sin K
D
分析：比较人说话的声音和超声波哪个扩散角小
第4章 物位和流量的检测
4.2 超声波传感器检测物位
3. 超声波的反射和折射
反射定律：入射角α的正弦与反射角α′的正弦之比，等于波速之比。 当入射波和反射波的波形一样时，波速一样，入射角α即等于反射角 α′。 折射定律：入射角为α，折射角为β，波在第一介质中的波速为Ｃ1， 在第二介质中的波速为Ｃ2，则有 sin C1 入射波 反射波 sin C2 α
1 外屏蔽 A Cx 内屏蔽
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
（3）运算放大器驱动法
C0 A0 Cx
A1
（4）整体屏蔽法
C3 U C4 R2 Cx2 R1 Cx1 A
C1
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
4.1.4 差压式物位检测 1.差压式物位检测工作原理
P PB PA gH
（3）正迁移 差压计变送器输出为
p ( H h ) 1g
正、负迁移的实质是通过调整变送器的迁移弹簧，改变量程的上、 下限值，而量程的大小不变。
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
2.电容式差压变送器
（1）电容式差压变送器的结构
（2） 电容式差压变送器的技术指标
（3）电容式差压变送器的安装和使用
第4章 物位和流量的检测
4.2 超声波传感器检测物位
4.2.1超声波传感器的物理基础
声波频率的界限划分示意图 1. 超声波的波型 纵波 横波 质点振动方向与传播方向一致的波 质点振动方向垂直于传播方向的波
表面波 质点的振动介于横波与纵波之间，沿着表面传播的波
第4章 物位和流量的检测
4.2 超声波传感器检测物位
4. 超声波的衰减
4.2 超声波传感器检测物位
当声波在介质中传播时，由于扩散、散射以及介质吸收 原因，能量会不断衰减。 声波在介质中传播时，能量的衰减决定于声波的扩散、 散射和吸收。在理想介质中，声波的衰减仅来自于声波的扩 散，即声波传播距离的增加引起声能的减弱；散射衰减是固 体介质中的颗粒界面或流体介质中的悬浮粒子使声波散射； 吸收衰减是由介质的导热性、粘滞性及弹性滞后造成的，如 介质吸收声能并将其转换为热能。因此，介质中声波的衰减 与超声波的频率及介质的密度、晶粒粗细等因素有关。气体 的密度很小，衰减较快，尤其在频率高时衰减更快。
传感器与自动检测技术
刘丽 主编
第4章 物位和流量的检测
4.1
电容传感器检测液位 4.2 4.3 超声波传感器检测物位 流量的检测
4.4超声波测距装置的制作和调试
本 章 小 结
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
4.1 电容传感器检测液位 4.1.1物位检测的方法
1. 物位检测含义 物位是液位、料位、界位的总称。对应不同性质的 物料又有以下的定义： （1）液位指设备和容器中液体介质表面的相对高度或自然 界中江、河、湖、水库的表面。 （2）料位指设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末状固 体物料的堆积高度或表面位置。 （3）界位指相界面位置，即在同一容器中由于两种密度不 同且互不溶解的液体间或液体与固体之间的分界面位置。
x C x C0 1 d 0
C0 x C0 1 d x x 0 1 d0
x
此时，电容变化量为
x C C x C 0 C 0 d
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
2. 变面积型电容式传感器
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
4.1.3 电容式传感器的转换电路 1. 交流电桥
C1=C2= C0时，交流电桥平衡；当C1= C0+ΔC，C2= C0－ΔC时，空载输出电压为：
C C U Z U Z Z U C U C 2 i C 2 C 1 i 2 1 i i U U o i Z C1 Z C 2 2 ZC 2 ZC1 2 C2 C1 2 C0 2
第4章 物位和流量的检测
4.2 超声波传感器检测物位
4.2.2 超声波换能器及耦合技术 1. 超声波换能器
（a）直探头
（b）斜探头
（c）水浸探头
（d）特殊探头
（e）窄脉冲探
（f）表面波探头
第4章 ห้องสมุดไป่ตู้位和流量的检测
4.2 超声波传感器检测物位
（1）单晶直探头 直探头由压电晶片、阻尼吸收块和保护膜组成 （2）双晶直探头 双晶直探头是由两个单晶探头组合而成 （3）斜探头 斜探头由压电晶片、阻尼块及斜楔块组成
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
3. 差压式液位计的主要技术条件 4. 差压式液位计的安装和使用
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
4.1.5电容式传感器的应用
1.电容式测厚仪
C
d
S
0
1
第4章 物位和流量的检测
2. 电容式荷重传感器
4.1 电容传感器检测液位
f
1 2 LC
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
4. 脉冲宽度调制电路
输出电压为
C1 C2 C U0 U1 U1 C1 C2 C0
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
5. 消除电容传感器寄生电容的方法
（1）增加初始电容值法 （2）采用驱动电缆技术，减小寄生电容
4.1 电容传感器检测液位
（2）角位移式变面积电容传感器
设初始电容为
θ
C0
A0
d
2 1
当动极板2有一角位移时，两极板的 相对应面积A发生改变，导致两极板间 的电容量发生变化，这时，电容量为
A0 (1 ) C C0 (1 ) d
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
（1）无迁移 差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位处于同一水平位 置，这时ΔP=ρgH。 （2）负迁移 正压室压力为
p h12 g H1g P 1
负压室压力为
差压为
p h2 2 g P 1
p p p h12 g H1g h2 2 g H1g (h2 h1 ) 2 g
变面积型电容传感器有平行板式、角位移式、圆筒式等几种。 （1）平行板式变面积型电容器
d 两极板遮盖面积为A =ab，当动极移动x后， A值发生变化，Ax =a（b－x），电容量CX也随之 改变
设初始电容为
C0
ba
1
d
x
2
Cx
b ( a x )
d
x C 0 (1 ) a
第4章 物位和流量的检测
α′ 介质一 介质二
β
折射波
若两种介质的声阻抗相等或者相接近时，R等 于0或近似为0，即不产生反射波，可以视为全透 射；两种介质的声阻抗相差悬殊时，声波几乎全 部被反射，超声波从密度小得介质射向密度大得 介质时，透射也较大，超声波从密度大的介质射 向密度小的介质时，透射也较小。
第4章 物位和流量的检测
（3）圆筒式变面积电容传感器
2
设内外筒长度为L，则初始电容为
d L D
2L C0 ln(r1 / r2 )
当内圆筒2向左移动x时，电容量为
2 ( L x) Cx ln(r1 / r2 )
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
3. 变介质型电容式传感器
变介质型电容传感器的极距、覆盖面积不变，被测量 的变化使其极板之间的介质发生变化，因为各种介质的介 电常数不同，所以电容器的电容量也会随之变化，这类传
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
按工作原理大致可分为以下几类： （1）直读式。（2）压力式。（3）浮力式。（4）机械接 触式。（5）电气式。（6）光学式。（7）声学式。（8） 其他方法。
（a）浮球式物位计
（b）音叉式物位计
（c）电感式液位计
（d）超声波式液位计
（e）激光液位计
（f）雷达物位计
若将
U/2 Ui U/2 C2 UO C1
C1
A
d d
, C2
A
d d
代入，则
d U i Uo d 2
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
2. 运算放大器电路
Cx if － Ui i0 ＋ ∞ UO
C0
反馈回路中的Cx为变极距型电容式传 感器，C0为固定电容，由于放大器的高输 入阻抗和高增益特性，比例器的运算关系 为
（g）磁致伸缩物位计
（h）重锤液位计
第4章 物位和流量的检测
4.1 电容传感器检测液位
4.1.2电容式传感器的基本工作原理
电容传感器是基于被测物理量的变化可以转换为电 容量变化来测量的，它具有结构简单，分辨率高，抗干扰 能力强，动态响应快，能在恶劣工况条件下工作，并能实 现非接触式测量等特点，广泛应用于工业上位移、物位、 流量、振动、湿度、压缩、变形等非电量的检测。