化工仪表及自动化PPT课件
化工自动化及仪表培训课程PPT(共 46张)
闭环控制的缺点：控制不够及时；如果系统内部各 环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统 失去控制。
开环控制： 开环控制的特点（优点）：不需要对被控变量进 行测量，只根据输入信号进行控制，控制及时。
设定值 r(t)
机构 e(t)
-
控制装置 u(t)
被控变量
执行器
过程
q(t)
c(t)
测量值 y(t)
检测元件、变送器
闭环控制系统组成
•检测元件和变送器的作用是把被控变量c(t)转化为测 量值y(t)。
•比较机构的作用是比较设定值r(t)与测量值y(t)并输 出其差值。
•控制装置的作用是根据偏差的正负、大小及变化情况， 按某种预定的控制规律给出控制作用u(t)。比较机构 和控制装置通常组合在一起，称为控制器。
负反馈：将被控 变量送回输入端 并与输入变量相 减（负反馈闭环 的才可以独立工
加热炉的温度控制系统
TT
TC
被加热原料
T 出口温度
燃料油
被控过程：加热炉 被控变量：物料出口温度 操纵变量：燃料油流量 扰动：被加热原料油温度、燃料油热值等
1.2.2闭环控制与开环控制
闭环控制：
在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设 定值进行比较，根据偏差控制被控变量，这样，整个 系统构成了一个闭环。
它是以传递函数为基础，在频率域对单输入单输出控 制系统进行分析与设计。PID控制规律是经典控制理论 最辉煌的成果。
2）现代控制理论:20世纪60年代得到迅猛发 展。
其主要内容为：
线性系统理论，最优控制理论，最佳估计理论， 系统辨识。
化工仪表自动化ppt课件(最新)
03 化工仪表的种类与功能
温度仪表
接触式温度仪表
通过测量物体与测温元件接触部 分的温度来反映被测对象的温度 ，如热电阻、热电偶等。
非接触式温度仪表
利用物体的热辐射性质来测量温 度的仪表，如红外测温仪等。
压力仪表
弹性式压力仪表
利用弹性元件受压变形的原理来测量 压力的仪表，如弹簧管压力表、膜片 压力表等。
，测量精度低。
02 03
发展阶段
20世纪50年代至80年代，随着电子技术和计算机技术的发展，化工仪 表自动化开始起步，逐渐实现了从模拟仪表到数字仪表、从单机控制到 集中控制的转变。
成熟阶段
20世纪90年代至今，随着网络技术、通信技术、人工智能等技术的飞 速发展，化工仪表自动化进入了成熟阶段，实现了从集中控制到分布式 控制、从单一功能到多功能集成的转变。
能化功能，提高运维效率。
网络化发展趋势
工业物联网技术应用
通过工业物联网技术，实现仪表设备的远程监控、数据采集和传 输，提高生产过程的透明度和可追溯性。
云计算技术应用
利用云计算平台对大量仪表数据进行存储、分析和处理，提供强 大的数据支持和决策依据。
网络安全保障
加强网络安全防护，确保仪表数据的保密性、完整性和可用性， 防止网络攻击和数据泄露。
逻辑控制
PLC控制系统以逻辑控制 为核心，可以实现复杂的 顺序控制和逻辑运算。
模块化设计
PLC采用模块化设计，易 于扩展和维护，同时降低 了系统成本。
通讯功能
PLC控制系统具有强大的 通讯功能，可以与其他智 能设备进行数据交换和远 程控制。
现场总线控制系统
现场设备互联
现场总线控制系统实现了现场设备之 间的互联互通，降低了布线成本和维 护难度。
化工仪表及自动化ppt课件
选用适当的控制器和执行器，搭建液位控制系统，并进行调试和优 化。
06
化工仪表及自动化
的未来发展趋势
化工仪表及自动化的技术发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，化工仪表将实现更高程度的智 能化，包括自适应控制、智能故障诊断和预测性维护等功能。
高精度化
化工生产对仪表的测量精度要求越来越高，未来化工仪表将实现更高 精度的测量，以满足生产过程中的严苛要求。
化工仪表的选型与
安装
化工仪表的选型原则与方法
满足工艺要求
根据工艺流程、介质特性、测量范围等选择合适的仪表类型。
可靠性
选择经过长期实践验证、技术成熟、性能稳定的仪表。
化工仪表的选型原则与方法
化工仪表的选型原则与方法
01
选型方法
02
了解工艺流程和介质特性，确定测量需求 和测量范围。
03
收集各种类型仪表的性能参数、价格等信 息，进行对比分析。
压力传感器选择
01
根据测量范围和精度要求，选择合适的压力传感器，如压电传
感器、应变片等。
控制策略设计
02
根据工艺要求，设计合理的控制策略，如PID控制、自适应控制
等。
控制系统实施
03
选用适当的控制器和执行器，搭建压力控制系统，并进行调试
和优化。
案例三：流量控制系统的设计与实施
流量计选择
根据测量介质和流量范围，选择合适的流量计， 如涡街流量计、电磁流量计等。
化工仪表在工业生产中的重要性
01
02
03
04
保障生产安全
通过实时监测和报警，避免生 产过程中的危险情况。
提高生产效率
化工仪表及其自动化PPT第一章PPT
02
化工仪表的基本原理
化工仪表的测量原理
总结词
测量原理是化工仪表的核心，它决定了仪表的准确性和可靠 性。
详细描述
化工仪表的测量原理基于物理或化学原理，通过传感器将待 测参数（如温度、压力、流量、液位等）转换成电信号或气 信号，以便后续处理和显示。常见的测量原理包括热电效应 、压电效应、光电效应等。
03
化工仪表的自动化技术
化工仪表的自动化概述
化工仪表自动化是现代工业生产中的重要技术，通过自动化技术实现化工仪表的数 据采集、处理、控制等功能，提高生产效率和产品质量。
化工仪表自动化技术涉及多个领域，包括控制理论、电子技术、计算机技术等，需 要综合运用多种技术手段来实现。
化工仪表自动化技术的应用范围广泛，涵盖了化工、石油、制药等多个行业，对工 业生产的发展具有重要意义。
化工仪表及其自动化ppt 第一章
• 化工仪表概述 • 化工仪表的基本原理 • 化工仪表的自动化技术 • 化工仪表的选型与使用
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
总结词
化工仪表是用于化工生产过程中各种参数检测、显示和控制的工具，根据用途可分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表等。
详细描述
化工仪表是化工生产过程中不可或缺的设备之一，主要用于检测、显示和控制温度、压力、流量、液位等参数。 根据不同的用途和功能，化工仪表可以分为多种类型，如温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等。这些仪 表在化工生产中发挥着重要的作用，能够确保生产过程的稳定性和安全性。
化工仪表的信号传输原理
总结词
信号传输是化工仪表实现远程监控和自动控制的关键环节。
详细描述
化工仪表的信号传输原理通常采用模拟信号或数字信号，通过电缆、光纤等传输 介质将传感器采集的信号传输到控制器、显示器或执行器等设备。信号传输过程 中需要进行抗干扰处理，的发展历程
2024年度-《化工仪表及自动化》课件
理解和应用化工仪表打下基础。
化工仪表选型与安装 针对化工生产过程中的实际需求，讲 解了仪表的选型原则、安装方法和注
意事项。
自动化控制系统 详细介绍了自动化控制系统的组成、 原理和应用，包括DCS、PLC等控制 系统。
维护与故障处理 介绍了化工仪表的日常维护、定期检 修以及常见故障的诊断和处理方法。
20
安装调试流程和方法
安装前准备
熟悉仪表结构、性能和使用说明 书，检查仪表及附件是否齐全、
完好。
安装步骤
按照工艺要求和安装图纸进行仪 表安装，确保安装位置正确、固
定牢固、密封可靠。
调试方法
先进行单体调试，检查仪表的显 示、输出等功能是否正常；再进 行系统调试，检查仪表与控制系 统、执行器等设备的联动是否协
32
学员心得体会分享
学员A
通过学习，我对化工仪表及自动 化有了更深入的了解，掌握了仪 表的选型、安装和维护技能，对 今后的工作有很大帮助。
学员B
课程中的实际案例让我印象深刻， 通过分析和解决实际问题，我提 高了自己的工程实践能力。
学员C
老师的讲解生动有趣，让我对枯 燥的理论知识产生了兴趣，激发 了我对化工仪表及自动化的热爱。
期稳定运行。
03
自动化技术在化工领域应用
Chapter
11
自动化技术发展历程及现状
01
02
03
自动化技术起源
介绍自动化技术的起源， 以及早期在化工领域的应 用情况。
发展历程
阐述自动化技术从简单控 制到复杂控制系统的发展 历程，包括重要技术突破 和里程碑事件。
现状分析
分析当前自动化技术在化 工领域的应用现状，包括 普及程度、技术水平和市 场需求等方面。
化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版(2024)
环保意识的提高将促使化工仪 表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人 的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
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现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
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12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
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化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
化工仪表及自动化第一章课件
• 五．测量仪表与测量方法分类
• 1．测量仪表的分类 • （1）依据所测参数的不同：压力测量仪表、流量测量仪
表、物位测量仪表、温度测量仪表、物质成分分析仪表及 物性检测仪表等。
• （2）表达示数的方式不同：指示型、记录型、讯号型、 远传指示型、累计型等。
max 标尺上限值 标尺下限值
100%
允许的相对误差的最大值 仪表允许的最大绝对误差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100%
例: 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
解:仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
化工检测仪表
第一章 检测仪表基本知识
一、测量过程与测量误差
Q=qV Q—被测值； q—测量值，即被测量与所选测量单位的比值； V—测量单位。 上述为直接测量法，此外还有间接测量法
➢ 测量误差： • 在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确、测观者的主观
性和周围环境的影响等等，使得测量的结果不可能绝对准确。由仪表 读得的被测值与被测参数的真实值之间，总存在一定的误差。 测量误差按其产生原因的不同可以分为三类： • 系统误差（规律误差） • 疏忽误差 • 偶然误差 测量误差的表示方法： • （1）绝对表示法； • （2）相对表示法
100%
f —线性度（又称非线性误差）；
fmax —标准曲线对于理论拟合直线的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。
6．重复性
z
zmax 仪表量程
100%
z —重复性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差
zmax —同方向多次重复测量时仪表示值的最大偏差值。
化工仪表及自动化全套课件
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流量测量与控制技术应用案例
水处理行业
在水处理过程中，流量是一个重要的参数。 通过流量测量仪表和自动控制系统，可以实 时监测和调整水流的流量，确保水处理过程 的稳定性和效率。
石油化工行业
在石油化工生产过程中，原料、产品和中间 体的流量都需要精确控制。通过流量测量仪 表和自动控制系统，可以实现流量的精确测
化工仪表及自动化全套课件
2024/1/26
1
2024/1/26
CONTENTS
• 化工仪表基础知识 • 自动化控制系统概述 • 化工仪表的选型与安装 • 自动化控制系统的设计与实施 • 化工仪表及自动化技术应用案
例 • 化工仪表及自动化技术发展趋
势与展望 2
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01
化工仪表基础知识
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自动控制系统的设计原则与方法
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设计原则
满足工艺要求，保证系统稳定性、可 靠性和经济性；采用先进技术和设备 ，提高自动化水平；注重人机交互， 方便操作和维护。
设计方法
根据工艺要求和控制目标，确定控制 方案；选择合适的测量仪表和执行机 构；设计控制算法和逻辑控制程序； 进行系统仿真和优化。
仪表等措施。
6
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02
自动化控制系统概述
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自动控制系统的组成与分类
组成
自动控制系统通常由控制器、执行器、被控对象、检测变送环节等部分组成。
分类
根据控制原理的不同，自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统；根 据信号传递方式的不同，可分为模拟控制系统和数字控制系统。
2024/1/26
量和控制，提高生产效率和产品质量。
化工仪表及自动化ppt课件
C
2L
ln D
d
D外电极的内径，d为内电极的外径。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
介电常数ε 的Leabharlann 积成比例。将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，引起电容量变化，可检测出物位。
2.液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
的仪表。
按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
二、差压式液位变送器
1.工作原理：利用容器内的液位改变时，由液柱产生的 静压也相应变化的原理而工作的。
图3-39 差压液位变送器 原理图
图3-40 压力表式液位计
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小
举例
图3-42 正负迁移示意图
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差由0 变化到5000Pa时，变送器的 输出将由4mA变化到20mA， 这是无迁移的情况，如左图 中曲线a所示。负迁移如曲 线b所示，正迁移如曲线c所 示。
由端产生位移，再由齿轮放大机 构把位移变为指示值，这种温度
1—传动机构；2—刻度盘； 3—指针；计具有温包体积小，反应速度快、 4—弹簧管；5—连杆；6—接头；7— 灵敏度高、读数直观等特点
毛细管；8—温包；9—工作物质
3.辐射式温度计
辐射式高温计是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。 广泛用于测量高于800摄氏度的温度。
2024版化工仪表及自动化ppt课件教学教程
课件教学教程•化工仪表概述•自动化基础知识•化工仪表测量原理与技术•化工仪表选型与安装维护目•化工自动化控制系统设计与实践•化工仪表及自动化技术应用拓展录化工仪表概述定义作用分类特点化工仪表具有高精度、高可靠性、防爆防腐、适应性强等特点，能够满足化工生产过程中的各种特殊要求。
化工仪表发展趋势网络化智能化化工仪表正逐渐向着网络化的方向发展，实现远程监控和数据共享，提高生产效率和安全性。
集成化自动化基础知识自动化概念及原理自动化定义自动化原理自动化系统组成要素控制器传感器与变送器执行器被控对象石油化工自动化技术在石油化工行业应用广泛，包括炼油、化肥、乙烯等生产过程的自动化控制。
冶金工业冶金工业中的高炉、转炉、连铸等生产过程的自动化控制，以及轧钢过程的自动化电力工业机械制造自动化技术应用领域化工仪表测量原理与技术压力单位与测量方法介绍压力的国际单位制单位以及常用测量方法，如直接测量法和间接测量法。
压力仪表分类及特点阐述不同类型压力仪表的工作原理、结构特点以及适用场景，如弹性式压力计、电气式压力计等。
压力传感器技术介绍压力传感器的种类、工作原理及其在化工生产中的应用，如压阻式传感器、压电式传感器等。
压力测量系统组成及调试详细讲解压力测量系统的组成部分，包括传感器、变送器、显示仪表等，并介绍系统调试方法和注意事项。
温度单位与测量方法温度测量系统组成及调试温度仪表分类及特点温度传感器技术介绍温度的国际单位制单位以及常用测量方法，如接触式测量法和非接触式测量法。
介绍温度传感器的种类、工作原理及其在化工生产中的应用，如热敏电阻传感器、红外传感器等。
流量单位与测量方法流量测量系统组成及调试流量仪表分类及特点流量传感器技术物位单位与测量方法物位测量系统组成及调试物位仪表分类及特点物位传感器技术化工仪表选型与安装维护选型原则及注意事项选型原则注意事项安装前准备安装步骤调试方法030201安装调试方法与步骤维护保养策略及周期维护保养策略维护保养周期化工自动化控制系统设计与实践确保系统安全、稳定、可靠，满足生产工艺要求，提高生产效率和产品质量。
化工仪表及自动化精PPT课件
完善维护计划
制定完善的维护计划，包括定期 检查、保养、校准、调试等内容， 确保系统的长期稳定运行。
建立应急预案
建立完善的应急预案，明确系统 故障时的应对措施和恢复流程， 以最大限度地减少故障对生产的
影响。
06
化工仪表及自动化技术的发展趋势与展望
智能化技术在化工仪表ຫໍສະໝຸດ 的应用智能化传感器01
采用先进的微处理器和人工智能技术，实现传感器信号的自适
执行器的类型与特点
电动执行器
以电动机为驱动元件，通过减速机构将电动机的旋转运动转换为输出轴的直线运动或角位移。具有动作快、精度高、体积 小等优点，但需要电源供电。
气动执行器
以压缩空气为动力源，通过气缸将气体的压力能转换为机械能。具有结构简单、动作可靠、维护方便等优点，但需要气源 和配套的气动元件。
验收标准
根据设计要求和相关标准，制定验收标准。对仪表的测量精度、稳定 性、可靠性等进行全面评估。
验收流程
组织专家和相关人员对仪表进行验收。按照验收标准，对仪表的各项 指标进行检查和评估。填写验收报告，提出改进意见和建议。
04
自动化控制系统在化工生产中的应用
温度控制系统
温度传感器
将温度转换为可测量的电信号，常用的有 热电偶、热电阻等。
经济性原则
在满足测量要求的前提下，尽可能选择价 格合理、维护方便的仪表。
先进性原则
在满足以上原则的基础上，优先选择具有 先进技术、高自动化程度的仪表。
化工仪表的安装要求与步骤
安装前准备
熟悉仪表安装图纸和技术要求， 准备安装工具和材料。
01
安装位置选择
02 根据工艺流程和测量要求，选择 合适的安装位置，确保测量准确、 维护方便。
化工仪表及自动化资料ppt课件
化工仪表及自动化资料ppt课件目录CATALOGUE•化工仪表概述•化工仪表的基本原理•化工仪表的选型与安装•化工自动化概述•化工仪表与自动化的关系•化工仪表及自动化的应用案例01CATALOGUE化工仪表概述用于测量、显示、记录和控制工业生产过程中各种工艺参数的装置或系统。
仪表的定义温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表等。
按测量对象分类机械式仪表、电子式仪表、智能式仪表等。
按工作原理分类实验室仪表、工业用仪表、过程控制仪表等。
按使用场合分类仪表的定义与分类高精度测量化工生产对工艺参数的精度要求较高，因此化工仪表需要具备高精度测量的能力。
宽测量范围化工生产过程中工艺参数的变化范围较大，要求化工仪表具有较宽的测量范围。
•高可靠性：化工生产环境恶劣，要求化工仪表能够在高温、高压、腐蚀等环境下稳定工作。
测量工艺参数实时测量并显示生产过程中的温度、压力、流量、物位等工艺参数。
控制生产过程根据工艺要求，通过控制阀等执行机构对生产过程进行自动控制。
保障生产安全及时发现并处理生产过程中的异常情况，保障生产安全。
化工仪表的发展历程早期阶段以机械式仪表为主，如弹簧管压力表、浮子流量计等。
这些仪表结构简单，但精度较低，功能单一。
电子化阶段随着电子技术的发展，电子式仪表逐渐取代机械式仪表。
电子式仪表具有更高的精度和更多的功能，如数字显示、远程传输等。
智能化阶段近年来，随着计算机技术和人工智能技术的发展，智能式仪表开始得到广泛应用。
智能式仪表具有自学习、自适应、自诊断等功能，能够进一步提高生产过程的自动化水平和生产效率。
02CATALOGUE化工仪表的基本原理利用弹性元件受压变形的原理，将压力转换为位移或应变进行测量。
压力测量温度测量流量测量物位测量基于热电偶、热电阻等测温元件，将温度转换为电信号进行测量。
通过测量流体流过管道截面的面积和流速，计算得到流量值。
利用浮力、静压等原理，检测容器内液体或固体的位置高度。
测量原理传输原理模拟信号传输将测量信号转换为标准模拟信号（如4-20mA），通过电缆进行传输。
化工仪表及自动化课件
化工仪表及自动化课件一、引言随着我国经济的快速发展，化工行业在国民经济中的地位日益突出。
化工生产过程具有高温、高压、易燃易爆等特点，因此，对化工仪表及自动化技术的要求越来越高。
本课件旨在介绍化工仪表及自动化技术的基本原理、类型及其在化工生产过程中的应用，以帮助大家更好地了解和掌握这一领域的技术。
二、化工仪表概述1.化工仪表的定义化工仪表是指用于测量、显示、控制化工生产过程中各种物理量、化学量的设备。
它包括传感器、变送器、控制器、执行器等部分。
2.化工仪表的分类根据测量原理和用途，化工仪表可分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表、成分分析仪表等。
3.化工仪表的精度等级和防爆等级精度等级：化工仪表的精度等级表示其测量准确度，通常分为0.1级、0.2级、0.35级、0.5级等。
防爆等级：化工生产过程中存在易燃易爆气体，化工仪表需要具备相应的防爆等级，以确保生产安全。
三、自动化控制系统1.自动化控制系统的概念自动化控制系统是指利用自动化装置、仪表和计算机等技术，对化工生产过程进行自动监测、调节和控制，以实现生产过程的优化和安全稳定运行。
2.自动化控制系统的组成自动化控制系统通常由检测仪表、控制仪表、执行器、计算机等组成。
3.自动化控制系统的类型（1）手动控制系统：由操作人员手动调节控制仪表，实现对生产过程的控制。
（2）自动控制系统：根据预设的程序和参数，自动调节控制仪表，实现对生产过程的控制。
（3）综合控制系统：将手动控制和自动控制相结合，实现更高效、更灵活的生产过程控制。
四、化工仪表及自动化技术在化工生产过程中的应用1.温度控制在化工生产过程中，温度是一个重要的参数。
通过安装温度仪表，可以实时监测反应釜、换热器等设备的温度，并通过自动控制系统调节加热或冷却装置，使温度保持在合适的范围内。
2.压力控制化工生产过程中，压力过高或过低都会影响产品质量和设备安全。
通过安装压力仪表，可以实时监测反应釜、压缩机等设备的压力，并通过自动控制系统调节阀门、泵等设备，保持压力稳定。
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射频导纳料位仪
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第二节 差压式液位计
一、工作原理
将差压变送器的一端接液相，另一端接气相
因此
pB pA Hg
p pB pA Hg 图4-1 差压式液位计原理图
7
第二节 差压式液位计
结论 当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞 口的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可 以了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。若 容器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相 连接。以平衡气相压力 pA的静压作用。
19
射频电容式液位变送器
20
第三节 其他物位计
二、核辐射物位计
射线的透射强度随着通过介质层厚度的增加而减弱，
具体关系见式（4-9）。
I I0eH
（4-9）
特点
适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧 毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾 状态的介质的物位测量，还可以测量高 温融熔金属的液位。
可在高温、烟雾等环境下工作。 图4-10 核辐射物位计示意图 但由于放射线对人体有害，使用范围 1—辐射源；2—接受器 受到一些限制。
测介质的介电系数ε与空气介电系数ε0不等的原理进 行工作，（ε-ε0）值越大，仪表越灵敏。电容器两
极间的距离越小，仪表越灵敏。
17
第三节 其他物位计
3.料位的检测
用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于 固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组 成电容器的两极来测量非导电固体料位。
化工仪表自动化
化工仪表及自动化
第四章 物位检测
目录： 物位检测的意义及主要类型
压差式液位计
工作原理 零点迁移问题 用法兰式差压变送器测量液位
其他物位计
电容式物位计 核辐射物位计 雷达式液位计 称重式液罐计量仪
1
第一节 物位检测的意义及主要类型
几个概念
液位 料位 液位计 料位计 界面计
左图所示为用金属电极棒插入容器来测量 料位的示意图。
电容量变化与料位升降的关系为
图4-10 料位检测
CX
2 0 H
ln D
d
1—金属电极棒；2—容器壁
18
第三节 其他物位计
优点
电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
缺点
需借助较复杂的电子线路。 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要 发生变化这种情况。
测量物位的两个目的
按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
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第一节 物位检测的意义及主要类型 物位检 测仪表
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磁翻转液位计
差压式液位计
分体式超声波液位计－LIT25
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法兰式陶瓷液位 变送器
浮球液位变送器 5
馈波纹管；5—密封片；6—插入式法
兰；7—负压室；8—测量波纹管；9—
正压室；10—硅油；11—毛细管；
12—密封环；13—膜片；14—平法兰
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第三节 其他物位计
一、电容式物位计
1.测量原理
通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不
同液体的分界面。
两圆筒间的电容量C
C
2 L
ln D
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第二节 差压式液位计
三、用法兰式差压变送器测量液位
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第二节 差压式液位计
三、用法兰式差压变送器测量液位
为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、 易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使 用法兰式差压变送器，如下图所示。
法兰式差压变送器 按其结构形式
图4-5 法兰式差压变送器测量液位示意图
d
图4-8 电容器的组成 当 D 和 d 一定时，电容量 C 的 1—内电极；2—外电极 大小与极板的长度 L 和介质的介
电常数ε的乘积成比例。
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第三节 其他物位计
2.液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
当液位为零时，仪表调整零点，其
零点的电容为
C0
2 0L
ln D
1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器
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单法兰式 双法兰式
第二节 差压式液位计
图4-6 单法兰插入式差压变送器
1—挡板；2—喷嘴；3—
弹簧；4—反馈波纹管；
5—主杠杆；6—密封片；
7—壳体；8—连杆；9— 插入筒；10—膜盒
图4-7 双法兰式差压变送器 1—挡板；2—喷嘴； 3—杠杆；4—反
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第二节 差压式液位计
二、零点迁移问题
在使用差压变送器测量液位时，一般来说
p Hg
实际应用中，正、负室压力p1、p2分别为 p1 h12 g H1g p0
p2 h22 g p0
图4-2 负迁移示意图
则 p1 p2 H1g h12 g h22 g
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2019/9/20
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雷达液位计
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第三节 其他物位计
p H1g h2 h12g
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第二节 差压式液位计
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小。
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第二节 差压式液位计
举例 图4-3 正负迁移示意图
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差由 0变化到5000Pa时，变送器 的输出将由4mA变化到 20mA，这是无迁移的情况， 如左图中曲线a所示。负迁 移如曲线b所示，正迁移如 曲线c所示。
图4-4 正迁移示意图
一般型号后面加“A”的为正 迁移；加“B”的为负迁移。
d
4-9 非导电介质的 液位测量
1—内电极；2—外电极； 3—绝缘套；4—流通小孔
当液位上升为H时，电容量变为
C 2H 2 0 L H
ln D
ln D
d
d
电容量的变化为
CX
C C0
2 0 H
ln D
KiH
16d第三节 Fra bibliotek他物位计结论 电容量的变化与液位高度H成正比。该法是利用被
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第三节 其他物位计
三、雷达式液位计
雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检测仪表。
优点
可以用来连续测量腐蚀性液体、高黏度液体和有 毒液体的液位。 它没有可动部件、不接触介质、没有测量盲区, 而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相 对介电常数的影响,在易燃易爆等恶劣工况下仍能应 用。