化工测量及仪表第5章ppt
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化工仪表及自动化课件5
r1
1
r2
2
变小 ； 而应变片 r2 受到轴 而应变片r 1－外壳 2－弹性筒 3－膜片 向压缩， 引起径向拉伸， 向压缩 ， 引起径向拉伸 ， 阻值变大 。 实际上 ， r2 的 变化量比r 的变化量要小， 变化量比 r1 的变化量要小 ， r2 的主要作用是温度补偿 。 的主要作用是温度补偿。
P
p = pa − p0
p
大气压p0
pa ph 1.01325×105Pa
真空度是指大气压与低于 大气压的绝对压力之差， 大气压的绝对压力之差 ， 有时也称为负压， 有时也称为负压，即
pa 绝对压力零线
ph = p0 − pa
由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于大气之中， 由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于大气之中 ， 本身就承受着大气压力， 本身就承受着大气压力 ， 因此工程上通常采用表压或 者真空度来表示压力的大小， 者真空度来表示压力的大小 ， 一般的压力检测仪表所 指示的压力也是表压或者真空度。 指示的压力也是表压或者真空度。 除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。 除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。
R4 R3
＋ B E －
r1= r0－∆r1 r2=r0＋∆r2 (∆r1≠∆r2)
有压力作用时， 有压力作用时，使电桥由较大的输出 同时增减， 当环境温度发生变化时， 当环境温度发生变化时 ， r1 、 r2 同时增减 ， 不影响 电桥的平衡。 电桥的平衡。
如果仪表能把电桥输出电压U 如果仪表能把电桥输出电压Ui进一步转换为标准信 号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器。 号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器。 结论：应变片式压检测仪表具有较大的测量范围 结论：应变片式压检测仪表具有较大的测量范围， 具有较大的测量范围， 被测压力可达几百MPa，并具有良好的动态性能， 被测压力可达几百MPa，并具有良好的动态性能， 适用于快速变化的压力测量 尽管测量电桥具有一定的温度补偿的作用， 尽管测量电桥具有一定的温度补偿的作用，应变片 式压力检测仪表仍有比较明显的温漂和时漂，因此， 式压力检测仪表仍有比较明显的温漂和时漂，因此， 这种压力检测仪表较多地用于一般要求的动态压力 检测，测量精度一般在0 左右。 检测，测量精度一般在0.5～1.0％左右。
化工测量仪表课件(液位)
2013-10-16
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中国石油管道学院
19
二、特殊介质液位、料位的测量
1.腐蚀性、易结晶或高粘介质
法兰式差压变送器有单法兰、双 法兰、插入式、平法兰等结构形式 工作原理与差压式完全相同。 双法兰差压变送器的迁移量只与 取压位置和介质密度有关,与变送器 的安装位置无关。
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第二章 静压式液位计
第一节
测量原理
第二节
第三节
压力式液位计
差压式液位计
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12
第一节 测量原理
根据流体静力学原理可知，A、B两点的压差为
P PB PA Hg
P PB Hg
（2-2-1）
若容器为敞口容器，PA为大气压，则上式可写为： （2-2-2）
整个系统平衡时应满足 T = W - F （2-1-7）
F—浮子产生的浮力； W—浮子本身的重量； T—恒力弹簧对浮子的拉力。
钢带的线位移变为钉轮的角位移， 在钉轮轴上安装转角传感器或变送 器，可实现液位信号的远传。 适用于大型储罐。宽液位测量， 测量范围为0～20M，
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任何一点液体压力等于表面压力加上液体密度 与重力加速度及液柱高度的乘积。 通过测量P 或Δ P来实现液位高度H 的测量。
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13
第二节 压力式液位计
一、用测压仪表测量
压力表或压力变送器与容器底部相连，由压力值可知液位的高度。 只有测压仪表的安装位置 与最低液位一致时，式（22-2）才成立。否则需对其 进行修正。 差压变送器测量 测量粘稠、易结晶或含有 颗粒液体的液位时，可采用 法兰式压力变送器
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二、特殊介质液位、料位的测量
1.腐蚀性、易结晶或高粘介质
法兰式差压变送器有单法兰、双 法兰、插入式、平法兰等结构形式 工作原理与差压式完全相同。 双法兰差压变送器的迁移量只与 取压位置和介质密度有关,与变送器 的安装位置无关。
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第二章 静压式液位计
第一节
测量原理
第二节
第三节
压力式液位计
差压式液位计
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第一节 测量原理
根据流体静力学原理可知，A、B两点的压差为
P PB PA Hg
P PB Hg
（2-2-1）
若容器为敞口容器，PA为大气压，则上式可写为： （2-2-2）
整个系统平衡时应满足 T = W - F （2-1-7）
F—浮子产生的浮力； W—浮子本身的重量； T—恒力弹簧对浮子的拉力。
钢带的线位移变为钉轮的角位移， 在钉轮轴上安装转角传感器或变送 器，可实现液位信号的远传。 适用于大型储罐。宽液位测量， 测量范围为0～20M，
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任何一点液体压力等于表面压力加上液体密度 与重力加速度及液柱高度的乘积。 通过测量P 或Δ P来实现液位高度H 的测量。
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第二节 压力式液位计
一、用测压仪表测量
压力表或压力变送器与容器底部相连，由压力值可知液位的高度。 只有测压仪表的安装位置 与最低液位一致时，式（22-2）才成立。否则需对其 进行修正。 差压变送器测量 测量粘稠、易结晶或含有 颗粒液体的液位时，可采用 法兰式压力变送器
化工仪表化工检测仪表PPT学习教案
位移信号包括直线位移和角位移两种形式
2．压力信号
压力信号包括气压信号和液压信号
3．电气信号
常用的电气信号有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率信号等。
4．光信号
光信号包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号、莫尔条纹信号等。
第13页/共19页
四、检测系统中信号的传递形式
1．模拟信号 2．数字信号 3．开关信号
【例1.1】某台测温仪表的测温范围为200～700℃，仪表 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。
第7页/共19页
检测仪表的恒定度
检测仪表的恒定度常用变差(又称 来回差)来表示
造成变差的原因很多，例如传动
机构的间隙、运动件间的摩擦、 弹性元件弹性滞后的影响等
变差
试根据以上校验数据确定该仪表的变差、准确 度等级与线性度。
输入信号 标准温度／ 0
50
℃
输出信号／ 正行程读数 4
8
mA
反行程读数 4.02 8.10
l00 150
200
12.01 16.01 20 12.10 16.09 20.01
第18页/共19页
上都是将被测参数与其相应的测量单位进 行比较的过程。而检测仪表就是实现这种 比较的工具。
第2页/共19页
测量误差
由仪表读得的被测值(测量值)与被测参数的 真实值之间，总是存在一定的差距，这种 差距就称为测量误差。
测量误差按其产生原因的不同，可以分为 三类
系统误差 疏忽误差 偶然误差
第3页/共19页
第15页/共19页
2．测量方法的分类
(1)直接测量 (2)间接测量
第16页/共19页
六、化工检测的发展趋势
化工仪表知识课件PPT课件
压力仪表
压力仪表的特点
能够测量各种流体（气体、液体）的 压力，具有高精度、高稳定性和可靠 性，广泛应用于化工、石油、天然气 等领域。
压力仪表的分类
压力仪表的安装和使用
应安装在易于观察和维护的位置，避 免振动、高温和腐蚀等环境因素对仪 表的影响。
按测量原理可分为弹簧管压力表、电 容式压力变送器和压阻式压力传感器 等。
01
02
03
定期校准
按照规定周期对压力仪表 进行校准，确保其测量准 确性和可靠性。
检查密封性
确保压力仪表的密封性能 良好，防止气体或液体泄 漏。
清洁与润滑
定期对压力仪表进行清洁 和润滑，保证其正常运转。
温度仪表的维护与保养
防爆与隔热
在高温或易爆环境中使用 的温度仪表，应采取相应 的防爆和隔热措施。
化工仪表的作用与重要性
作用
化工仪表在化工生产中起着至关重要的作用，它们能够实时检测和记录各种参 数，如温度、压力、流量和液位等，从而确保生产过程的稳定性和安全性。
重要性
化工仪表是实现自动化生产的关键设备，能够提高生产效率、降低能耗、减少 人工干预，对于化工企业的可持续发展具有重要意义。化工仪表的发展历程与趋势
物位仪表的特点
01
能够测量各种物料（液体、固体）的位置，具有高精度、高稳
定性和可靠性，广泛应用于化工、石油和食品等领域。
物位仪表的分类
02
按测量原理可分为浮力式、电容式和超声波式等。
物位仪表的安装和使用
03
应安装在易于观察和维护的位置，避免振动、高温和腐蚀等环
境因素对仪表的影响。
03
化工仪表的常见故障与排除方法
压力仪表常见故障与排除方法
化工仪表知识课件PPT
化工仪表知识课件
• 化工仪表概述 • 化工仪表的组成与原理 • 常用化工仪表介绍 • 化工仪表的选型与安装 • 化工仪表的维护与故障排除 • 化工仪表的安全与环保
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
定义
化工仪表是用于化工生产过程中各种 参数（如温度、压力、流量、液位等 ）的测量、控制和监测的仪器和设备 。
化工仪表的发展历程与趋势
发展历程
化工仪表的发展经历了从机械式仪表、电动式仪表、气动式 仪表到智能型仪表的演变过程，其技术水平和性能不断提升 。
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，化工仪表正朝 着智能化、数字化、网络化、高精度、高可靠性等方向发展 ，新型的化工仪表不断涌现，为化工生产带来更多的便利和 效益。
化学分析仪表的安装和使用需注意取样的代表性、预处理的准确性和 分析器的校准等问题，以保证测量的准确性和可靠性。
04
化工仪表的选型与安装
化工仪表的选型原则
01
02
03
04
适用性
选择适用于化工工艺流程和介 质特性的仪表，能够准确、稳
定地测量所需参数。
可靠性
确保所选仪表具有高可靠性、 长寿命和低故障率，以减少维
温度仪表
01
温度仪表是用于测量气体或液体的温度的仪表，也是化工生产中常用 的仪表之一。
02
温度仪表的种类繁多，常见的有热电阻、热电偶、红外线温度计和光 纤温度计等。
03
温度仪表的测量原理基于热效应或光学效应，将温度转换成电信号， 再通过二次仪表或控制系统进行显示和控制。
04Байду номын сангаас
温度仪表的安装和使用需注意防震、防腐蚀和防泄漏等问题，以保证 测量的准确性和可靠性。
• 化工仪表概述 • 化工仪表的组成与原理 • 常用化工仪表介绍 • 化工仪表的选型与安装 • 化工仪表的维护与故障排除 • 化工仪表的安全与环保
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
定义
化工仪表是用于化工生产过程中各种 参数（如温度、压力、流量、液位等 ）的测量、控制和监测的仪器和设备 。
化工仪表的发展历程与趋势
发展历程
化工仪表的发展经历了从机械式仪表、电动式仪表、气动式 仪表到智能型仪表的演变过程，其技术水平和性能不断提升 。
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，化工仪表正朝 着智能化、数字化、网络化、高精度、高可靠性等方向发展 ，新型的化工仪表不断涌现，为化工生产带来更多的便利和 效益。
化学分析仪表的安装和使用需注意取样的代表性、预处理的准确性和 分析器的校准等问题，以保证测量的准确性和可靠性。
04
化工仪表的选型与安装
化工仪表的选型原则
01
02
03
04
适用性
选择适用于化工工艺流程和介 质特性的仪表，能够准确、稳
定地测量所需参数。
可靠性
确保所选仪表具有高可靠性、 长寿命和低故障率，以减少维
温度仪表
01
温度仪表是用于测量气体或液体的温度的仪表，也是化工生产中常用 的仪表之一。
02
温度仪表的种类繁多，常见的有热电阻、热电偶、红外线温度计和光 纤温度计等。
03
温度仪表的测量原理基于热效应或光学效应，将温度转换成电信号， 再通过二次仪表或控制系统进行显示和控制。
04Байду номын сангаас
温度仪表的安装和使用需注意防震、防腐蚀和防泄漏等问题，以保证 测量的准确性和可靠性。
第5章 温度检测及仪表
图5-6 热电偶原理示意图
1-工作端；2-热电极；3-指南针；4-参考端
两种不同材料的导体或半导体所组成的回路称为“热 电偶”，组成热电偶的导体或半导体称为“热电极”。置 于温度为T的被测介质中的接点称为测量端，又称工作端 或热端。置于参考温度为 的温度相对固定处的另一接点 T0 称为参考端，又称固定端、自由端或冷端。
3. 国际实用温标 国际实用温标又称为国际温标，是一个国际协议性温 标。它是一种即符合热力学温标又使用方便、容易实现的 温标。它选择了一些纯物质的平衡态温度（可复现）作为 基准点，规定了不同温度范围内的标准仪器，建立了标准 仪器的示值与国际温标关系的标准内插公式，应用这些公 式可以求出任何两个相邻基准点温度之间的温度值。 第一个国际实用温标自1927年开始采用，记为ITS-27 。目前国际实用温标定义为1990年的国际温标ITS-90。
热 电 阻
-200 ～600 -50 ～150 400 ～2000 700 ～3200 900 ～1700 0 ～3500 200 ～2000
测量精度高，便于远距离、多点 、集中测量和自动控制 测温时，不破坏被测温度场
不能测高温，需注意环境温 度的影响 低温段测量不准，环境条件 会影响测温准确度 易受外界干扰，标定困难
E AB (T , T0 )
e AB (T ) C (T )
（5-4）
它只与 eAB (T )有关，A、B选定后，回路总电动势就只是 温度 T 的单值函数，只要测得 eAB (T ) ，即可得到温度，这就 是热电偶测温的基本原理。
从上面的分析可知热电偶工作的两个基本条件：
(1) 如果组成热电偶的两电极材料相同，两接点温度 不同，热电偶回路不会产生热电势，即回路电动势为零。
化工测量仪表PPT课件
现象
加强绝缘
温度显示误差大 热电阻丝材料受腐蚀变质 更换热电阻
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第二节 压力测量仪表
压力单 位
帕
兆帕
工程大 气压
帕/Pa
1 1×106 9.807×104
兆帕/ MPa
1×106
1
9.807× 10-2
工程大气 压/
(kgf/cm2) 1.0197×1
0-5 10.197
1
物理大气压 / atm
电容式测量膜盒
.
27
第二节 压力测量仪表 4、活塞式压力计
它是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。 用途：校验各种压力变送器﹑压力传感器﹑压力开关
﹑差压变送器﹑数字压力表等专用压力校验仪器。
优点 测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。
1、 弹性式压力计
类型：弹簧管压力计（可测高、中、低压）、波纹管压力计（测微压、 低压）及膜式压力计（低压）等。 特点：结构简单、使用可靠、读数清晰、价格低廉，在工业上广泛应用。
返回目录
第二节 压力测量仪表
二、压力测量仪表的分类
压力 液柱式
测量 仪表
图片
弹性式 电气式
活塞式
原理
主要 特点
流体静力学原理,将 被测压力转换成液柱 高度进行测量
第二节 压力测量仪表 3、电气式压力计
组成
一般由压力传感器、图测2-5量电电气路式压和力信计号组处成方理框装图置所组成。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。
18.
24
第二节 压力测量仪表 3、电气式压力计 应变片式压力传感器
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。
化工仪表知识讲解PPT课件
化工仪表知识讲解
造气车间
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总体概述
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1、绪论
•
仪表是实现工业生产过程自动化的
重要工具，它应用广泛。在自动控制系统
中，过程检测仪表将被控变量转换成电信
号或气信号，去进行显示、记录、调节等
单元，从而实现生产过程的自动化，使之
• 达到我们预期的要求。 仪表是操作人员的眼睛和手臂，操
作人员通过 检测仪表获得设备、工艺的特
定信号，观察、分析、判断设备内的运行
状况，并通过控制和执行机构来调整工艺
参数，调控设备运行到最佳状况。从而对
生产过程进行监测、控制、优化、调度、
管理和决策，达到增加产量、提高质量、
元件，结构简单、牢固，可取代部分水银
温度计，用于气体、液体及蒸汽的温度测
• 量。 其中双金属片的一端为固定端，另一
端为自由端。
• 当t=t0时，两金属片都处于水平位置； • 当t>t0时，双金属片受热后由于两种
金属片的膨胀系数不同而使自由端产生弯
曲变形，弯曲的程度与温度的高低成正比。
4.1.1膨胀式温度计
• 行温度的测量。 热点阻的特点：在低温端测量精度 高、性能稳定，便于远距离传输和集中控 制。缺点：感温元件存在传感滞后，连接
• 导线线路电阻受环境温度影响。 工作原理：热电阻测量是基于金属 导体的电阻值随温度的增加而增加这一特
• 4.1.3热电阻 一、金属热电阻（大多数具有正的热阻温 度系数，温度升高电阻值增大，一般温度
体（最主要部分）＋
绝缘套管＋保护套管
造气车间
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总体概述
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1、绪论
•
仪表是实现工业生产过程自动化的
重要工具，它应用广泛。在自动控制系统
中，过程检测仪表将被控变量转换成电信
号或气信号，去进行显示、记录、调节等
单元，从而实现生产过程的自动化，使之
• 达到我们预期的要求。 仪表是操作人员的眼睛和手臂，操
作人员通过 检测仪表获得设备、工艺的特
定信号，观察、分析、判断设备内的运行
状况，并通过控制和执行机构来调整工艺
参数，调控设备运行到最佳状况。从而对
生产过程进行监测、控制、优化、调度、
管理和决策，达到增加产量、提高质量、
元件，结构简单、牢固，可取代部分水银
温度计，用于气体、液体及蒸汽的温度测
• 量。 其中双金属片的一端为固定端，另一
端为自由端。
• 当t=t0时，两金属片都处于水平位置； • 当t>t0时，双金属片受热后由于两种
金属片的膨胀系数不同而使自由端产生弯
曲变形，弯曲的程度与温度的高低成正比。
4.1.1膨胀式温度计
• 行温度的测量。 热点阻的特点：在低温端测量精度 高、性能稳定，便于远距离传输和集中控 制。缺点：感温元件存在传感滞后，连接
• 导线线路电阻受环境温度影响。 工作原理：热电阻测量是基于金属 导体的电阻值随温度的增加而增加这一特
• 4.1.3热电阻 一、金属热电阻（大多数具有正的热阻温 度系数，温度升高电阻值增大，一般温度
体（最主要部分）＋
绝缘套管＋保护套管
化工仪表及自动化 第5章 自动控制仪表
24
第三节 模拟式控制器
（4）结构合理，比之Ⅱ型有许多先进之处。
表现在
基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器两 个品种，指示表头为100mm刻度纵形大表头，指示醒目， 便于监视操作。
自动、手动的切换以无平衡、无扰动的方式进行，并 有硬手动和软手动两种方式。面板上设有手动操作插孔， 可和便携式手动操作器配合使用。
32
第四节 数字式控制器
（4）人／机联系部件 人／机联系部件一般臵于控制器的正面和侧面。 （5）通信接口电路 通信接口将欲发送的数据转换成标准通信格式的数 字信号，经发送电路送至通信线路（数据通道）上；同 时通过接收电路接收来自通信线路的数字信号，将其转 换成能被计算机接收的数据。
33
第四节 数字式控制器
比例微分控制规律 比例积分控制规律
de p K P e TD dt
1 de p K P e edt TD T dt I
图5-13 比例微分控制 器特性
图5-14 微分时间对过渡 过程的影响
20
图5-15 三作用控制 器特性
作用 通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律。
21
第三节 模拟式控制器
二、DDZ-Ⅱ型电动控制器
1. DDZ-Ⅱ型仪表的特点 （1）采用国际电工委员会（IEC）推荐的统一标准信号。
优点
电气零点不是从零开始，且不与机械零点重合，这不但利 用了晶体管的线性段，而且容易识别断电、断线等故障。 只要改变转换电阻阻值，控制室仪表便可接收其他1:5的电 流信号。
9
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
如左图，根据相似三角形原理
a p a , 或p e b e b
化工仪表及自动化课件第五节 温度检测及仪表
室外温度传感器 装配式热电偶
一、 膨胀式温度计
膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的
性质制成的，测温敏感元件在受热后尺寸或体积
发生变化，采取一些简便方法，测出它的尺寸或
体积变化的大小。
分类：液体膨胀式、固体膨胀式
一、玻璃管温度计
（一）工作原理
4
利用玻璃管内液体的体积随温度
的升高而膨胀的原理。
化进行测量。
温包：传热、容纳膨
抗 震 压 力 表
胀介质；
毛细管：传递压力； 弹簧管：显示压力
（温度）。
（二）使用方法与特点
对毛细管采取保护措施，防
止损坏；注意安装方式与位
置对精度的影响。
特点：结构简单，价格便宜， 刻度清晰，防爆。精度差， 示值滞后时间长，毛细管易 损坏。
河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计
注意
当A、B材料相同时， E(t、t0)= 0 当t=t0， E(t、t0)= 0
四、插入第三根导线的问题
在热电偶回路中引入第三种 导体，只要第三种导体两端 的温度相同，则此第三种导 体的引入不会影响热电偶的 热电势。
t A t
0
B
t0
t
0
t0
t
t0 t
t0 t
C
实用价值：可在热电 偶回路中接入连接导 线和测量仪表。 可采用分立的热电偶 测量固态金属表面温 度和 液态金属温度。
（2）华式温标（F）
华式温标规定在标准大气压下，水的冰点为32度，水的沸 点为212度，在这两个固定点之间划分180等份，每一份称为 华式一度。华式温标与摄氏温标有如下的关系： m=1.8n+32(F) 式中，m、n分别表示华式温度值和摄氏温度值。
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qv
4
d 2C 1 4
2p
4
d 2 CE
2p
式中 E 1
称为渐进速度系数
1 4
C系数与雷诺数的关系
标准节流装置用于可压缩性流体时，其流束膨胀系数ε与节 流件形式、取压方式、β值、p1/p2以及等熵指数k有关。
对于喷嘴、文丘里管或具有廓型的节流件，它使气体膨胀
沿轴向进行，可以用热力过程绝热膨胀方程计算，其计算式为
Ø粘度
① 液体的粘度
液体的粘度主要与温度有关， 压力影响可忽略不计，仅在接近 临界温度时，才有较明显的影响。 一般液体在常压下的粘度可由有 关图表查出。如图为部分油品的 粘度与温度的关系。混合液体的 粘度不服从叠加规律，必要时应 单独测定。
Ø粘度 ② 气体的粘度
气体的动力粘度与温度有关，当气体不服从理想气体定律时，亦与压 力有关。
流动状态变化和静压、流速变化示意图
p1 u12 p2 u 2 2 2 2
Au1 au2
u2
1 1 (d D)4
2( p1 p2 )
u2
1 1 (d D)4
2( p1 p2 )
qv
a
1 4
2p d 2 4 1 4
2p
qm
a
1 4
2p
4
d2
1 4
2p
qv
4
p (1 1.9 )p
d d20[1 d (t 20)]
D D20[1 D (t 20)]
Ø 流体的密度ρ
流体在工况下的密度确定，对流量测量准确度的影响与差压处于同等重 要的地位，因此必须对它进行精确的计算。
① 液体密度 工况下的液体密度可按下式计算
20[1 (t120)]
eqm
ec 2
eε 2
( 1
2
4
)2 ed2
(124 4
)2 eD2
1 4
eΔp 2
1 4
eρ 2
eqm
qm
qm
流量测量的 不确定度
eC
C
C
流出系数C的 不确定度
ed
d
d
节流件开孔 直径的不确 定度
eD
D
D
管道直径的 不确定度
ep
p
p
节流件上下 游静压力差 的不确定度
eε
ε
压缩系数的 不确定度
Ø流体的密度ρ
③ 气体压缩系数Z 求取气体工况密度要使用气体压缩系数Z。一般气体的Z值可根据工况
的温度和压力直接查阅工程手册或图表获取。如果没有相关气体的实验数
据，可根据气体的对比温度和对比压力，在工程手册的图表中查出单一气
体的Z值。
对比温度和对比压力的计算公式如下
Tr
T1 Tc
pr
p1 pc
式中 pl、T1—— 气体工作状态下的绝对压力和绝对温度； pc、Tc—— 气体临界绝对压力和绝对温度。
(
k 2k
k 1
)( 1
1
4 4 2
k
k 1
)(1
1
k
0.5 )
式中，ε为可膨胀性系数；k为等熵指数；τ为压力比， τ=p1/p2；p2为节流件下游侧压力，p1为节流件上游侧压力。
一般气体的等熵指数k可由工程手册的相关图表直接查出。 公式适用范围为：p1/p2≥0.75。
1 (0.351 0.256
d 2 1 4
2p
qm
4
d 2 1 4
2p
喷嘴孔板
文丘管
ISA 1932喷嘴
长径喷嘴
①总体形状 ②入口平面 ③收缩部分 ④喉部 ⑤保护槽 ⑥其他
文丘里喷嘴由入口 平面、收缩部、喉 部和扩散段4个部分 组成
(1)角接取压 (2)法兰取压 (3)D和D／2取压 (4)理论取压 (5)管接取压
一般气体在常压下的粘度可由相关手册查得。若在查不到数据时，可 按下式计算其近似值
0.0001286M r0.5 pc0.07Tr
式中 μ —— 气体的动力粘度；Pa·s Mr —— 气体的相对分子量； pc —— 临界绝对压力；MPa Tr —— 对比温度
高压气体的粘度，应先求出常压下的粘度，然后乘以粘度的压力修正 系数进行修正。
标准节流装置所采用的取压方式如下。
①孔板可以采用角接取压，法兰取压，D和D／2取压； ②ISA 1932喷嘴和文丘里喷嘴上游采用角接取压，下游
则各有不同； ③长径喷嘴，文丘里管的取压方式另有规定。
C 实际流量值 理论流量值
质量流量
qm
4
d 2C 1 4
2 p d 2CE
4
2p
体积流量
孔板流量计
（孔板、取压系统、 差压变送器）
图示为流体在水平管道中经过 节孔板的流动情况示意图，在距孔 板前大约（0.5~2）D（管道内径） 处，流束开始收缩，即靠近管壁处 的流体开始向管道的中心处加速， 管道中心处流体的动压力开始下降， 靠近管壁处有涡流形成，静压力也 略有增加。流束经过孔板后，由于 惯性作用而继续收缩．大约在孔板 后的（0.3~0.5）D处流束的截面积 最小，流速最快、动压力最大、静 压力最低。在这以后，流束开始扩 展，流速逐渐恢复到原来的速度， 静压力也逐渐恢复到最大。节流件 前后的静压力差与流量有函数关系。
节流件 和取压系统 (孔板、法兰、导压管）
孔板流量计
（孔板、取压系统、 差压变送器）
qv uA
qm qv
（a）平稳而鲜明的细色线
v小
v小 层流
（b）振荡摇摆的波形色线
v上
v下 过渡流
（c）色线破裂扩散
v大
v大 紊流
p u 2 常数
g 2g
p
g
u2 2g
2.6 节流装置的安装
节流件 和取压系统 (孔板、法兰、导压管）
4
0.93
8
)
1
(
p2 p1
1
)k
流体流经节流件时，由于涡流、撞击及摩擦等原因而造 成压力损失。压力损失的大小因节流件的形式而异，并随口 值的减少而增大，即随压差卸的增加而增加。标准孔板、 ISA1932喷嘴和长径喷嘴的压力损失计算公式为
p
1 4 C 2 p 1 4 C 2
对于孔板，其压力损失也可用下式近似地计算
式中 ρ ： 工作状态下液体的密度；ρ20 ： 20℃、一个标准大气压情况 下的液体密度；μ ：液体在20~t ℃范围内的平均膨胀系数； t1 ： 工况下 的液体温度。
② 气体的密度 工况下的干气体密度可按下式计算
1
0
p1T0 T1 p0 Z
式中 ρ1 ： 工作状态下气体的密度； ρ0 ： 273.15K、一个标准大气压情 况下的气体密度； T0、T1 : 分别为273.15K和工作状态下的气体的绝对温 度 ； p0、p1 : 分别为标准大气压和工作状态下的气体的绝对压力； Z: 气 体状态下，气体的压缩系数。
eρ
ρ
流体密度 的不确定 度
已知条件