化工仪表及自动化实验手册

化工仪表及自动化

实验指导书

化工教研室

绪论

生产与生活的自动化是人类长久以来所梦寐以求得目标，在18世纪自动控制系统在蒸汽机运行中得到成功的应用以后，自动化技术时代开始了。

随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化已经进入了计算机控制装置时代。自动化技术的进步推动了工业生产的飞速发展，在促进产业革命中起着十分重要的作用。特别是在石油、化工、冶金、轻工等部门，由于采用了自动化仪表和集中控制装置，促进了连续生产过程自动化的发展，大提高了劳动生产率，获得了巨大的社会效益和经济效益。

为了适应社会发展的需要，同时满足应用型本科院校的教学要求，本实验教材全面系统地介绍了化工过程检测仪表的基本知识，重点介绍工业生产过程中的压力、流量、物位、温度的检测原理及相应的仪表结构选用、实验装置和实验方法、注意事项以及数据处理等。同时除介绍工业生产过程中的自动控制系统方面的应用知识，还分别介绍了构成自动控制系统的被控对象、控制仪表及装置，在简单、复杂控制系统的基础上，介绍了高级控制系统与计算机控制系统。

目录

实验1 实验安全教育、配备实验仪器 (1)

实验2 常见化工仪表的认知 (3)

实验3 压力表校验 (7)

实验4 流量计的校核 (9)

实验5 热电偶的校验 .............................................................................................. (14)

实验1 实验安全教育、配备实验仪器

一、化工仪表及自动化实验室学生守则

化工仪表及自动化实验室守则是学生正常进行实验的保证，学生进入实验室必须遵守以下规则：

（1）进入实验室，须遵守实验室纪律和制度，听从老师指导。

（2）未穿实验服，未写实验预习报告者不得进入实验室进行实验。

（3）进入实验室后要熟悉周围环境，熟悉防火及急救设备器材的使用方法和存放位置，遵守安全规则。

（4）实验前，清点、检查仪器，明确仪器规操作方法及注意事项（老师会给予演示），否则不得动手操作。

（5）实验中，保持安静，认真操作，仔细观察，积极思维，如实记录，不得擅自离开岗位。

（6）实验室公用物品（包括器材、药品等）用完后，应归放回原指定位置。

（7）爱护公物，注意卫生，保持整洁，节约用水、电、气及器材。

（8）实验完毕后，要求整理，清洁实验台面，检查水、电、气源，打扫实验室卫生。（9）实验记录经教师签字认可后，方可离开实验室。

二、实验课学习方法

（1）预习并写预习报告

认真阅读实验教材及相关参考资料，明确实验目的、理解实验原理、掌握实验方法、熟悉实验容并简明扼要的写出预习报告。认真听讲。

（2）操作

认真、独立操作，仔细观察现象，做好记录。应按拟定的实验操作计划与方案进行。

做到轻（动作轻、讲话轻），细（细心观察、细致操作），准（参数调节准、结果及其记录准确），洁（使用的仪器清洁，实验桌面清洁，实验结束把实验室打扫清洁）。（3）交正式实验报告

做完实验后，应解释实验现象，并作出结论，或根据实验数据进行计算和处理，主要包括：a、目的，b、原理，c、操作步骤及实验性质、现象，d、数据处理，e、经验与教训，f、思考题回答。

三、配备实验仪器

（1）熟悉化工仪表及自动化实验规则和要求

（2）领取实验常用仪器。

四、值日生守则

（1）清扫实验室卫生，包括地面、水槽、实验台面、公共实验仪器等。

（2）将所有仪器放回原处，方便下一班级同学使用。

（3）关闭所有水龙头、电源、窗户等。

实验2 常见化工仪表的认知

一、领取实验常用仪表器材，熟悉其名称、规则，理解使用注意事项。

二、压力表的认知

压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。在工业生产中，压力是重要的操作参数之一。压力常用P表示，根据国际单位制压力用帕（Pa）来表示，工程上经常用兆帕（MPa）表示。测量压力或真空度的仪表种类很多，按照转换原理不同大致可分为四类：

1.液柱式压力计

它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量的。按结构形式不同有U型压差计、单管压力计和斜管压力计等。

2.弹性式压力计

它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。比如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计等。

3.电气式压力计

它通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。如各种压力传感器和压力变送器。

4.活塞式压力计

它根据水压机液体传送压力的原理将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。

三、标准流量计的认知

一般所讲的流量大小是指单位时间流过管道某一截面的流体数量的大小，及瞬时流量。而某一段时间流过管道的流体流量的总和称为总量。流量和总量可以用质量表示也可以用体积表示，质量流量用M表示，体积流量用Q表示。常用的流量单位有吨每小时（t/h）、千克每小时（kg/h）、千克每秒（kg/s）、立方米每小时（m3/h）、升每小时（L/h）、升每分（L/min）等。测量流体流量的仪表叫做流量计，流量计的测量原理和仪表结构形式各不相同，主要有下列分类方法：

1.速度式流量计

它以测量流体在管道的流速作为测量依据来计算流量。比如差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、堰式流量计等。

2.容积式流量计

它以单位时间所排出流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量。比如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。

3.质量流量计

它以测量流体流过的质量M为依据来计算流量。质量流量计分直接式和间接式两种。

四、热电偶、热电阻的认知

温度是表征物体冷热程度的物理量，是各种工业生产和科学实验中最普遍重要的操作参数。温度用T来表示，常用的温度单位有摄氏度（℃），而温度的国际单位为开尔文（K）。