仪表选型

3.仪表量程的选择
化工自控设计技术规定:
在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表满量程的 3／ 4； 在被测压力波动较大或测振动压力时，最大工作压力不应超过仪表 满量程的2／3；
在测量高压压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的3／5 ；
为了保证测量准确度，最小工作压力不应低于满量程的1／3 ； 当被测压力变化范围大，最大和最小工作压力可能不能同时满足上 述要求时，选择仪表量程应首先要满足最大工作压力条件。
节流流量计和差压流量计的发展



发展动态： 耐赃污：圆缺孔板 耐磨损：耐磨孔板(预磨孔板) 扩量程：可更换孔板、 高精度宽量程差压变送器 一体化结构： 一体式差压流量计 降低压力损失：喷咀、道尔管、均速管 提高测量小流量能力： V锥流量计 提高通用性： 楔形流量计、平衡流量计
1.就地指示压力表的选用
(3)压力在－0.1~2.4MPa的一般介质，应选用压力真 空表。精确度等级为为1.5或2.5级，连接件规格为 M20×1.5，刻度表壳直径为φ100mm或φ150mm。
(4)对于粘度较高的原油测量，应选用隔膜式压力表、 膜片式压力表或采取灌隔离液措施的一般压力表。 精确度等级为为1.5或2.5级，连接件规格为 M20×1.5，刻度表壳直径为φ100mm或φ150mm。
均速管流量计 阿牛巴流量计 威力巴流量计 强力巴流量计 迪尔巴流量计 电子巴流量计 托巴管流量计 Σ巴流量计
威力巴(Verabar)管型设计
威力巴管型设计-低压取压孔前移
楔形流量计
适 用于高粘度低雷诺数的几乎所 有介质 口径1/2吋-24吋
楔型流量计
楔型流量计
内锥式节流装置-V形锥流量计
1.就地指示压力表的选用
(1)压力在－40~0~＋40kPa的一般介质，宜选用膜 盒压力表。表壳可为圆形或矩形，精确度等级为 2.5级，连接件规格为M20×1.5或φ8mm软接头。 (2)压力在40kPa以上的一般介质，可选用弹簧管压 力表。精确度等级为1.5或2.5级，连接件规格为 M20×1.5，刻度表壳直径为φ100mm或φ150mm。 就地指示一般选用径向不带边，就地盘装一般选 用轴向带边。
（2）保护管直径：
φ12 (φ10、φ12、φ16等)
2.保护管
（3）保护管材质：Ti
离子膜烧碱装臵中存在大量腐蚀介质，如盐水、盐 酸、烧碱、湿氯气等。不同腐蚀介质应该选用不同的防 腐蚀材料。 仪表防腐以金属为主，如各种牌号的不锈钢、哈氏 合金、钛和钛合金、钽等。也有用非金属材质做村里的 仪表，如热电阻保护套管可以用普通不锈钢烧结聚四氟 乙烯，防腐效果很好，但要注意被测介质温度不能过高。 具体应该选定哪种材料才能防腐蚀，可以参照“仪 表常用材料防腐蚀性能表”来最终确定，只有选定了相 应的抗腐蚀材料，才能确保仪表正常运行。
检测原理
当流体自下而上流经锥 形管与转子之间的环形流通
变面积式测量方法示意图
面积时，由于受到流体的冲
击，转子便要向上运动。
不同结构类型的浮子(转子)流量计
转子流量计的指数修正
仪表出厂前标度：20℃，0.10133MP 液体------水 气体------空气
液体流量的修正
QN QY ( z s ) y ( z y ) s kQ
5.仪表类型的选择
根据工艺要求正确选用仪表类型是保证仪表正常工作及 安全生产的主要前提。压力检测仪表类型的选择主要应考 虑以下几个方面。 ①仪表的材料 压力检测的特点是压力敏感元件往往要 与被测介质直接接触，因此在选择仪表材料的时候要综合 考虑仪表的工作条件。例如，对腐蚀性较强的介质应使用 像不锈钢之类的弹性元件或敏感元件；氨用压力表则要求 仪表的材料不允许采用铜或铜介质，因为氨气对铜的腐蚀 性极强；又如氧用压力表在结构和材质上可以与普通压力 表相同，但要禁油，因为油进入氧气系统极易引起爆炸。
内锥节流与孔板节流
V形锥流量计
V锥流量计
弯管流量计
一体化装配的孔板流量计
平衡流量计（Balanced FM）
NASA发明


节能型流量计，获得相同的差压值 对应～1/3的永久压损 0.3～0.5级精度 短直管段，最小直管段可以小于 0.5D，低压损，宽量程比，不易堵。 工作温度可达850℃，工作压力可达 42MPa。 可测复杂工况介质：气液两相、泥 浆
三、测温方法及测温仪表分类
工业上常用的测温方式有接触式和非接触式 两种,每种方式所对应的测温仪表及特点如下表 所示。
方式 分类 热膨胀 接触式 热电阻 热电势 非接触 式 热辐射 特点 检测仪表种类
结构简单、使用方便、价格 玻璃管温度、双金 低、精度低 属温度计
测量精度高、使用方便、可 铂电阻、铜电阻、 远传 热敏电阻
（三）热电耦的选型
热电偶的选型也一样要从以上几个方面来考虑，但热电偶 的材质与热电阻不同，其分度号也不同与热电阻，我国常用 的几种标准型热电偶如下表所示。
（三）热电耦的选型
再者就是要特别注意热电偶补偿导线的选用。 下表为补偿导线的分类型号与分度号，供选用时参 考。
（二）压力检测仪表的选型
压力检测仪表的选用是一项重要工 作，如果选用不当，不仅不能正确、及 时地反映被测对象的压力的变化，还可 能引起事故。选用时应根据生产工艺对 压力检测的要求、被测介质的特性、现 场使用的环境条件，本着节约的原则合 理地考虑仪表的量程、精度、类型等。
2.远传压力仪表的选用
要求采用统一的标准信号时，应选用压力变送器。 变送器的精确度应不低于0.5级。 ①对于爆炸和火灾危险场所，应选用气动压力变送器和 防爆型电动压力变送器。 ②对于微压力的测量，可采用微差压变送器。 ③对于粘稠（如粘度较高的原油）、含有固体颗粒或腐 蚀性介质压力的测量，可选用法兰膜片式压力变送器 （温度不高于200℃）。如采用灌隔离液、吹气或打冲 洗液等措施，也可采用一般的压力变送器。
( 三)
浮子流量计 1. 原理: 恒定差压节流置 浮子与转子 2.浮子流量计的发展历程: 电远传,金属管,衬里,拌热
浮子（转子）流量计的发展

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浮子流量计即可变面积流量计（Variable Area Flow Meter) 节流流量计节流断面面积是固定的，变化的差 压是流量的度量； 浮子流量计节流断面面积是可变的，变化的面 积(通过浮子位置体现)是流量的度量。 浮子流量计经历了由玻璃锥管到金属锥管，由 直读刻度到电信号远传的发展过程
（二）流量仪表的分类
流量仪表分类
速度式流量计
容积式流量计
质量式流量计
差 压 式 流 量 计
转 子 流 量 计
电 磁 流 量 计
涡 街 流 量 计
涡 轮 流 量 计
堰 式 流 量 计
椭 圆 齿 轮 流 量 计
腰 轮 流 量 计
刮 板 式 流 量 计
活 塞 式 流 量 计
惯 性 力 式 质 量 流 量 计
补 偿 式 质 量 流 量 计
1.节流流量计和差压流量计

节流流量计 流体流经节流件时,节流件前后产生的差压与流 量有确定的关系 节流孔板（标准孔板、各种非标准孔板）、 喷 咀（标准喷咀、文丘利喷咀、拉伐尔喷嘴） 楔形流量计、V形锥流量计 差压流量计 差压形成件产生与流速有确定关系的差压但并未 使管内流动产生节流 毕托管、均速管、弯管流量计
仪表选型
一、仪表与化工关系
仪表与化工关系密切，在化工生产中起着至关重要 的作用。从一个简单的控制回路我们就能发现两者的 关系。
液位变送器代替人眼 控制器代替人脑
执行器代替人手
1-1典型单回路控制系统
二、仪表分类
仪表的分类方法很多，根据不同的原则可进行相应的分 类，如按能源分可分为 气动、电动和液动仪表，按组合 形式可分为基地式、单元组合式和综合控制装置，通用的 是按仪表在测量与控制系统中的作用进行分类分为检测仪 表、显示仪表、控制仪表和执行器四大类。 检测仪表根据其被测变量不同，根据化工生产五大参数 分为温度、流量、压力、物位、分析仪表。
节流流量计和差压流量计

节流流量计 流体流经节流件时,节流件前后产生的差压与流 量有确定的关系 节流孔板（标准孔板、各种非标准孔板）、 喷 咀（标准喷咀、文丘利喷咀、拉伐尔喷嘴） 楔形流量计、V形锥流量计 差压流量计 差压形成件产生与流速有确定关系的差压但并未 使管内流动产生节流 毕托管、均速管、弯管流量计
精度高、测量范围广、可远 热电偶 传
辐射高温计、光学 不破坏被测物体的温度场， 高温计、红外温度 可远距离测量、测温范围广 计
（二）热电阻的选型
热电阻是应用金属在温度变化时本身电阻也随之发生变化的原 理来测量温度的，常用于中低温区的温度检测，主要特点是精度 高，性能稳定。 热电阻选型应该从温度仪表生产厂家要求用户提供的几方面数 据来考虑,即1.分度号 ；2.保护管；3.精度；4.插入深度；5.接
3.仪表量程的选择
根据被测压力，计算得到仪表上、下限后，还不能以 此直接作为仪表的量程，目前我国出厂的压力（包括差 压）检测仪表有统一的量程系列，它们是lkPa、1.6kPa、 2.5kPa、4.0kPa、6.0kPa以及它们的10n倍数（n为整 数）。因此，在选用仪表量程时，应采用相应规程或者 标准中的数值。
线盒 ；6.安装方式 ；7.型号
1.分度号（Pt100）
最常用的是分度号为Pt 100的铂热电阻和 分度号为 Cu50的铜热电阻，由于 Cu50超过 150℃易氧化，耐腐蚀性不好，而离子膜烧
碱对控制要求比较严格，建议大家选用精度
高、稳定性好的Pt 100热电阻。
2.保护管
（1）结构形式： 按其保护管结构形式分为装配式（可拆 卸）和铠装式（不可拆卸，内装铂电阻）。
浮子流量计




竖直管,流向自下而上 流道为倒锥管 浮子自由旋转但不是转子! 浮子停在在任何个位置都有: 浮力+差压力=重力 注意三个力均为常数 因此，必须是恒定差压 流量增大时,浮子上移,则流通 面积增大,通过变面积实现恒 差压
组成
1.锥形管----由下 往上逐渐扩大管 2.转子----阻力件
6.仪表类型的选择
②仪表的输出信号 对于只需要观察压力变化的情况， 应选用如弹簧管压力表甚至液柱式压力计那样的直接指 示型的仪表；如需将压力信号远传到控制室或其他电动 仪表，则可选用电气式压力检测仪表或其他具有电信号 输出的仪表；如果控制系统要求能进行数字量通信，则 可选用智能式压力检测仪表。
③仪表的使用环境 对爆炸性较强的环境，应选择防爆型 压力仪表；对于温度特别高或特别低的环境，应选择温 度系数小的敏感元件及其他变换元件。
气体流量的修正
Q1
0 P1T0 Q0 1 P0T1
2V z g ( z ) Az
修改量程
Q kh
转子流量计的特点
①转子流量计主要适用于检
测中小管径、较低雷诺数的
中小流量；②流量计结构简 单，使用方便，工作可靠， 仪表前直管道的要求不高； ③流量计的基本误差约为仪 表量程的±2％，量程比可 达10∶1；④流量计的测量 精度易受被测介质密度、黏 度、温度、纯净度、安装质 量等的影响。
3.精度
3.精度：根据工艺要求的测温偏差 范围来计算
4.插入深度
4.插入深度：由工艺人员提供
5.接线盒
（1）防水的还是防爆的，如果是防爆的， 那么防爆等级是多少 （2）电气接口尺寸： M20x1.5
6.安装方式
（法兰、螺纹、无固定）
（1）法兰（固定或可动法兰；如固定法兰： JIS10K20ARF) （注意设备或管道上预留的法兰标准是GB国标，JIS 日本标准，还是美国标准） （2）螺纹（螺纹规格：M20×1.5） （3）无固定装臵
节流装置的差压和不可恢复压损
节流装置-孔板和喷咀
道尔管-差压大阻力损失小的改型文丘利管
（2）取压方式
环室取压
单独钻孔取压
法兰取压
均速管流量计（均速毕托管）
毕托管原理与均速管
均速管流量计的多种断面和名称

均速管检测件结构 形状多种多样：圆 形、椭圆形、菱形、 双圆形、机翼形

节流流量计和差压流量计




流量计由节流件(差压形成件)和差压测量装 臵构成 共同优点：无运动部件 适用高温高压 共同缺点：本质上的模拟仪表 量程和精度方面的不足 现场使用精度的不确定性 不同点： 节流式流量计不可恢复的压力损 失比差压式大得多 适用场合：高温高压介质、非计量用途