热工仪表知识

必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度； 必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、
粘度、易燃易爆程度等； 必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电
磁场、振动等。
压力计的选用
高炉料罐压力使用
粒化渣冷水池使用
喷煤车间废气压力使用
高炉除尘液压站使用
压力变送器接线图
第三章 流量测量仪表
涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比：
用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但存 在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、 三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为 3比1，对流量波动较大易造成测量值偏低。
而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管 道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损 失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比1。 因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使 用越来越受到人们的青睐。
一体式电磁流量计
分体式电磁流量计（高炉工业水 流量计）
电磁流量计接线图
第六节：阿里巴流量计
阿里巴流量计(又称笛形均速管流量计)是根据皮托管测速原理发展起来的一 种新型差压流量检测元件。具有根据空气动力学设计，可大大降低传感器 处流体分离产生的误差，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于传 统的流量仪表。
一体化差压式流量计（喷煤车 间N2总管流量计）
流量孔板（高炉炉顶氮气总 管流量计）
第三节：转子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由 下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用 下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示 流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业 上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃 材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材 质的转子流量计。
电磁流量计特点:
测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影
响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度 高。 测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无 可动部件，因此传感器寿命极长。 由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载 面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管 道直径。 传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极 和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损。 双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺 和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。
阿里巴流量传感器是由检测杆、取压口和导杆组成，它横穿管道内部与管 轴垂直，在检测杆迎流面上设有多个总压检测孔，分别由总压导压管和静 压导压管引出，根据总压与静压的差压值，计算流经管道流量。
煤气、助燃风均速管流量计
阿里巴流量计
特点: 1.精度：读数的 ±1% （未标定），
±0.5% （标定），同类产品最高 ; 2.重复性：读数的 0.1% ; 3.量程比： 30 ： 1 ; 4. 椭圆形设计大幅度降低了压损，
综合控制装置: 按仪表安装形式:可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表(架装仪表是针对
常规仪表的盘装表而言，不需要操作的仪表就装成架装仪表，需要操作的安
装成盘装仪表) ;
根据仪表信号的形式：可分为模拟仪表和数字仪表等。
第三节：热工自动化控制仪表优势功能
热工自动化控制仪表（如调节仪、无纸记录仪、流量积 算仪、激光气体分析仪、物位计等），主要特点是采用先进 的微电脑芯片及技术,减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰 性能。
HART数字信号； 支持现场总线基于现场控制； 具有完整的自诊断功能和通讯功能； 零点自动迁移，零点量程外部可调； 通过手持器和PC机可实现远程管理。
第五节：压力计的选用
压力检测仪表的选择主要包括仪表的型式、量程范围、精 度与灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和其他功能，如 指示、记录、报警控制等；
声波反射物位仪表：返矿仓、原煤仓等使用（雷达物位计）
第五节：核辐射物位计
核辐射物位计是通过放射源发出射线，穿过被测物料后由探测器接收。 当物位改变时，由于被测物料的吸收剂量改变，而使探测器接受到的 辐射强度改变，再转换为电信号的变化，经放大后送给显示仪表连续 显示物位（原1#450高炉r射线料罐物位计）。
物位测量仪表的种类很多，常用的有直读式液位计、差压式物位仪表、 浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。 此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。
第二节 差压式液位变送器
差压式物位仪表是假定物料的重度为恒定值，容器中液体或固体 物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比，因而可用测压 的方法来测量物位。测量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器 等。
差压式液位变送器的选型原则
对于腐蚀性液体,粘稠性液体,熔融性液体,沉淀性液体等,当采取灌隔离液,吹气 或冲液等措施时,可选用差压变送器
对于腐蚀性液体,粘稠性液体,易气化液体,含悬浮物液体等,宜选用平法兰式差 压变送器
对于易结晶液体,高粘度液体,结胶性液体,沉淀性液体等,宜选用插入式法兰差 压变送器
国际单位制（SI）---帕（Pa），
1Pa=1牛/米2（N/m2）
1Mpa=1×105Pa 1 公斤力/厘米2(kgf/cm2) = 0.0981 MPa 1 巴(bar) = 0.1 MPa 1 毫米水柱(mmH2O) = 9.81×10-6 MPa 1 毫米水银柱(mmHg) = 1.333×10-3 MPa 1 标准大气压(atm) = 0.1013 MPa
可编程（组态）功能 软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构,代替
常规的逻辑电路（无纸记录仪）。
记忆功能 微机引入仪表后,由于它的随机存储器可以记忆前一
状态信息,只要通电,就可以一直保存记忆,并且可以同时记 忆许多状态信息,然后进行重现或处理（流量积算仪）。
计算功能 在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定
第一节：概述
流量概念-----指单位时间内流过管道某一截面的流 体的体积，即瞬时流量。
流量的两种表示方法： 体积流量Q---单位时间内通过管道某一截面的物料 体积（m3/h） 质量流量M---单位时间内通过管道某一截面物料 的质量（kg/h）
第二节：差压式流量计
测量原理：在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一 个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，气体流过孔 板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而 流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板 前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过 孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数 值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与 差压的平方根成正比。
玻璃管转子流量计（高 炉H2、喷煤CO分析 仪流量计）
第四节：涡街流量计
应用范围：涡街流量计用于测量气体、蒸汽或液体的体积 流量、标况的体积流量。并可作为流量变送器应用于自动 化控制系统中。
测量原理：涡街流量计应用是根据卡门（Karman）涡街 原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时， 在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列 旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度 及旋涡发生体特征宽度有关 。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
优点:
应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生
产。
缺点:
测量精度普遍偏低; 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 现场安装条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。
第二节：弹性式压力计
测压原理： 各种弹性元件在被测介质压力作用下会产生弹性变形。
特点及适用场合： 结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较
高，在生产过程中获得了最广泛的应用。
电接点压力表
第三节：电气式压力计
测压原理：
把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电量，从而 实现压力的间接测量。
涡街流量计
插入式涡街流量计
第五节：电磁流量计
电磁流量计的工作原理
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。 在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试 验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定 磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道 内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不 导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极 的电磁隔离。
转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特 点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm 的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流 量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而 上地通过转子流量计。
金属管转子流量计（高炉炉身 静压N2流量计）
对于被测对象有大量冷凝物或沉淀物析出时,宜选用双法兰式差压液位变送器 测液位的差压液位变送器宜带有正负迁移机构,其迁移量应在选择仪表量程时
确定 对于正常工况下液体密度发生明显变化介质,不宜选用差压式液位变送器
渣处理车间使用
第三节：电容式物位传感器
电容式物位仪表的工作原理是把物位的变化，变换成相应电容量的变 化，然后测量此电容量的变化从而得到物位变化的。电容式物位仪表 用于测量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面位置， 可供连续测量和定点监控之用。
按仪表组合形式：可以分为 基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成 一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。
单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够
独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系 而组合起来的一种仪表
减少了噪音; 5. 单台传感器配备参数变送器可实
现质量流量测量，真正静压测量，温 度测量 ;
6.安装简易，维护方便、自清洗; 7.传感器不产生流体分离点，无涡 流扰动; 8. 对直管段要求低.
第四章 物位测量仪表
第一节：概述
物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动 化仪表。测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置 的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置 的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固 体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。
热工仪表知识
2019.06
目录
第一章 测量仪表基本知识 第二章 压力测量仪表 第三章 流量测量仪表 第四章 物位测量仪表 第五章 温度测量仪表
第一章 测量仪表基本知识
第一节：热工自动化仪表的分类
热工自动化仪表的分类方法很多,根据不同原则 可以进行相应的分类。
按仪表所使用的能源分类：可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表(很少 见);
极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和 比较（调节仪）。
数据处理的功能 在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量
值与工程值的转换以及抗干扰问题。由于有了微处理器和 软件,这些都可以很方便的用软件来进行检索、优化等工 作（激光气体分析仪、雷达物位计）。
第二章 压力测量仪表
第一节： 压力单位
渣处理车间使用
第四节：声波式物位仪表
声波式物位仪表一般分为利用声波阻断原理和利用声波反 射原理两类。声波阻断式物位仪表在物位升高而阻断从发 射换能器到接收换能器的声束时，接受换能器接受到的声 能会产生突变，并发出突变的开关信号；声波反射物位仪 表是根据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一表面 反射回到接收换能器的时间间隔，来测出物位的。
特点及适用场合：
反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动 控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空 和超高压的场合。
第四节：智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准信号叠加