自动化仪表电气基本知识

石化企业自动化仪表基本知识

1. 催化装置的主要测量参数有哪些？

主要测量参数有：

温度、压力、流量、液位、密度、藏量。

2. 催化装置有哪些自动化系统？

生产自动化过程是由调节对象和自动化装置组成。

自动化装置是实现自动化检测、控制的基本工具。自动化装置包括如下几个系统：

⑴自动检测系统它的作用是利用各种检测仪表，对主要工艺参数进行连续测量、指示或记录的系统，这些仪表称一次表。它们是组成自动控制过程的必要条件。

⑵自动信号联锁保护系统在生产过程中，由于某些偶然的原因，导致工艺参数越出允许变化范围，可能发生事故。为此，常对某些重要参数设置自动信号联锁装置，在事故发生前，信号系统发出声、光信号，并采取紧急措施，打开安全阀或切断某些通路，保护生产设备和人身安全。

⑶自动调节系统生产过程中各种操作条件随时可能发生变化，并导致其他参数随之波动，偏离正常工艺条件，为此需要一些自动调节装置系统，对生产中某些关键参数进行自动调节，使偏离给定值的参数自动回到规定的范围内，它们是自动化生产的核心部分。它们多装在控制室内，控制室内的调节、显示、记录仪表统称为二次仪表。

⑷自动操纵系统利用自动操纵装置可以自动地使设备启动、停运或进行交替动作，也可根据预先规定的程序自动地对生产设备进行某种周期性的程序操作。

3. 什么叫测量误差？

在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确，观测者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。由仪表读得的测量值与真实值之间总是存在一定的差距，这种差距称为测量误差。

4．测量误差分哪几类？

按产生的原因不同，可将测量误差分为三大类。

（1）系统误差这种误差是由于仪表使用不当或测量时外界条件变化等原因所引起的一种测量误差。它是一种有规律的误差。当找出产生误差的原因后，便可通过对测量结果引入适当的修正值而加以消除。

（2）疏忽误差由于测量者在测量过程中疏忽大意所造成的测量误差称为疏忽误差。这类误差的数值是很难估计的，带有这种误差的测量结果是毫无意义的。所以，必须加强工作的责任感，避免发生这类误差。

（3）偶然误差在对某一参数进行多次重复测量时，即使消除了上述两种误差，每次的测量结果也不会完全相等。即每一个测量值与被测量参数真实值之间，仍然会或多或少地存在着一定的差值。这个差值称为偶然误差。

5. 简述仪表的精度？

在工业生产上，经常用仪表的精度级来表示仪表的准确度。所谓仪表的准确度，就是仪表测量结果的准确程度。仪表的准确度不仅与绝对误差有关，而且还与仪表的标尺范围有关系。工业仪表的误差经常将绝对误差折合成仪表标尺范围的百分数表示，称为相对百分误差。

δ标尺下限标尺上限--=

X X ×100% 式中：

δ——相对百分误差

X ——被测参数的测量值

X 0——被测参数的真实值

有时还提到仪表的允许误差。某台仪表的允许误差，是指该台仪表在规定的正常情况下的相对百分误差的最大值，以公式表示为：

仪表的允许误差=仪表的测量范围

仪表的最大绝对误差±×100% 仪表的准确度是分等级的，而等级是按国家统一规定的允许误差大小来划分的。至于仪表的精度级，则是将仪表的允许误差的“±”及“%”号去掉后的值。例如 某台压力表的允许误差是±2.5%，则该台仪表的精度级就是2.5级，或称2.5级表。仪表的精度级以规定的符号形式标志在仪表的标尺上。

6. 压力表示方式有哪几种？

压力的表示方式有三种：绝对压力；表压；负压或真空度。

绝对压力是指介质实际承受的压力。

表压是指高于大气压的绝对压力与大气压力之差。

真空度是指大气压力与低于大气压力的绝对压力之差，真空度也叫负压。

7. 简述弹簧式压力表的工作原理？

弹簧式压力表主要由测量元件和放大指示机构组成。

测量元件--弹簧管，是一根弯成270°的圆弧椭圆形截面的空心管。管子的自由端封死，管子的另一端固定在接头上。通入被测压力，由于椭圆形截面在压力的作用下将趋向外，从而使弹簧自由端产生变形。此位移一般较小，必须通过放大机构才能指示出来。弹簧管做成扁圆形的目的是其两个面的面积不一样大。外表面面积大，所以受力大，向外挺。

8. 压力表的选用原则是什么？

压力表的选用首先考虑它的量程范围，准确度和灵敏度；其次要考虑压力表的外形尺寸，安装环境和被测介质的性质以及规程的有关规定。压力表的量程应选容器最高工作压力的

1.5--3倍，最好是两倍。弹簧管式压力表的“精度”，此值是表示其允许误差为表刻度极限的百分数。如：1.5级，允许误差为其刻度极限的1.5％。

9. 压力计安装应注意哪些事项？

压力计安装应注意如下事项：

(1) 压力计的取压点必须选在能正确反映被测压力实际大小的地方。

(2) 压力计的位置与被测压力的取压点不在同一个平面时，应该考虑静压对压力指示值的影响。

(3) 安装地点应便于观察、检修，避免振动和高温的影响。

(4) 测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽与测压元件直接接触。对有腐蚀性的介质，应加装有中性介质的隔离罐。

(5) 取压口到压力计之间应装有切断阀，以备检修压力计使用。

(6) 需要进行现场校验和经常冲洗引压管的情况下切断阀可改用三通阀。

10. 压力表有哪些缺陷时停止使用？

压力表在使用中压力表指示失灵、刻度不清、表盘玻璃破裂、泄压后指针不回零位、铅封损坏等情况，均应停止使用。

11. 节流装置为什么前后需要有直管段？

进入节流装置的流体必须呈层流状态。如果直管段不够，会破坏流体的层流状态，产生部分偏流或旋流，影响到测压点压力的大小，因此安装条件规定节流装置前后应有一段直管。

12. 差压变送器的作用是什么？

差压变送器分气动差压变送器和电动差压变送器两种，它们分别属于气动单元组合仪表和电动单元组合仪表中的变送单元，用来连续测量检验装置所感受的差压，并将该差压转换成与其成比例的气（或电）信号，输送到气动（电动）显示仪表、调节器，作为指示记录或调节信号。差压变送器由测量感受部分和气（电）动转换部分所组成。测量感受部分主要由金属膜盒组件和机体所组成。它的作用是将差压转换成力的形式，作用在转换部分的杠杆上，使杠杆以密封片为支点转动。这部分实际上是个差压-力转换元件。气动转换部分主要由杠杆机构、反馈波纹管和放大器组成。它将测量元件所产生的杠杆转角转换成挡板位移，经放大器功率放大后，转换成成比例的气动压力信号，这压力信号一方面作为变送器的输出，与此同时引入反馈波纹管进行反馈。

13. 简述气动差压变送器的工作原理？

差压变送器是基于力矩平衡原理进行工作的，它没有大的机械位移和可动部分的摩擦，因此具有较高的灵敏度和精度。差压变送器的平衡原理如同杠杆平衡一样，当变送器输出压力稳定时，检测装置（金属膜盒）所感受的差压（△P=P1-P2）作用在杠杆上，对支点（即密封片）产生一个顺时针方向的力矩M测。与此同时，变送器输出也进入反馈波纹管内，产生一个反馈力，使主杠杆对支点产生一个逆时针方向力矩M反。主杠杆上作用的这两个力矩M测和M反达到平衡输出的压力P出与差压信号相对应。简单地说，差压变送器在稳定状态下，其测量力矩与反馈力矩是相平衡的，这就是差压变送器的工作原理。气动差压变送器有许多不同的结构型式。从转换部分不同来分，可分单杠式和双杠式两种。单杠式差压变送器，结构简单，灵敏度高，但量程小。双杠杆差压变送器具有较宽的量程调节范围。在量程调节范围相同的情况下，双杠杆式结构尺寸比较小巧紧凑。因为它是借助于压缩空气为能源来工作的，所以利于防爆，很适合化工厂中使用，特别是对改善操作工人的劳动条件，实现集中控制提供了条件。目前在化工生产中被广泛地用来进行流量、液位等的测量变送，以达到控制生产的目的。

14. 简述电动差压变送器的工作原理？

电动差压变送器与气动差压变送器一样，都是用来连续测量差压、液位、分界面等工艺参数的。它与节流装置配合，还可以连续测量液体、蒸汽和气体的流量。与气动差压变送器相比，电动差压变送器具有反应速度快，传送距离远等优点。电动差压变送器是以电为能源，将被测差压△P的变化转换成4-20mA的直流标准信号。送到显示仪表或调节器进行指示、记录或调节。

（1）基本结构电动差压变送器的机械结构与气动差压变送器基本相同，由四部分组成。

测量部分包括高、低压测量室；测量元件；轴封膜片和引出杠杆等。作用是将差压转换成作用力（作用于主杠杆上）。

机械力转换部分由主杠杆、副杠杆、主副杠杆连接簧片、十字簧片等部分组成。其作