热工外表常识 2019.06 目录 第一章 丈量外表基本常识 第二章 压力丈量外表 第三章 流量丈量外表 第四章 物位丈量外表 第五章 温度丈量外表 第一章 丈量外表基本常识 第一节：热工主动化外表的分类 热工主动化外表的分类办法许多,依据不同准则 能够进行相应的分类。 按外表所运用的动力分类：能够分为气动外表、电动外表和液动外表(很少 见); 按外表组合方法：能够分为 基地式外表:将丈量、显现、操控等各部分会集组装在一个表壳里，然后构成 一个全体，并且可就地设备的的一类外表。 单元组合外表:以一致的规范信号，将对参数的丈量、变送、显现及操控等各种能够 独立作业的单元外表（简称单元，例如变送单元、显现单元、操控单元等）彼此联络 而组合起来的一种外表 归纳操控设备: 按外表设备方法:能够分为现场外表、盘装外表和架装外表(架装外表是针对 惯例外表的盘装表而言，不需求操作的外表就装成架装外表，需求操作的安 装成盘装外表) ; 依据外表信号的方法：可分为模仿外表和数字外表等。 第三节：热工主动化操控外表优势功用 热工主动化操控外表（如调理仪、无纸记载仪、流量积 算仪、激光气体剖析仪、物位计等），首要特色是选用先进 的微电脑芯片及技能,减小了体积,并提高了牢靠性及抗搅扰 功用。 可编程（组态）功用 软件移植入仪器外表能够大大简化硬件的结构,替代 惯例的逻辑电路（无纸记载仪）。 回忆功用 微机引进外表后,因为它的随机存储器能够回忆前一 状况信息,只需通电,就能够一向保存回忆,并且能够一起记 忆许多状况信息,然后进行重现或处理（流量积算仪）。 核算功用 在主动化外表中可常常进行比如乘除一个常数、确认 极大和极小值、被丈量的给定极限检测等多方面的运算和 比较（调理仪）。 数据处理的功用 在丈量中常常会遇到线性化处理、自检自校、丈量 值与工程值的转化以及抗搅扰问题。因为有了微处理器和 软件,这些都能够很便利的用软件来进行检索、优化等工 作（激光气体剖析仪、雷达物位计）。 第二章 压力丈量外表 第一节： 压力单位 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 规范大气压(atm) = 0.1013 MPa 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效果下会发生弹性变形。 特色及适用场合： 结构简略，价格便宜、测压规模宽，丈量精度也比较 高，在出产过程中获得了最广泛的运用。 电接点压力表 第三节：电气式压力计 测压原理： 把压力转化为电阻、电容、电感或电势等电量，然后 完成压力的间接丈量。 特色及适用场合： 反响较快，丈量规模较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在出产过程中能够完成压力主动检测、主动 操控和报警，适用于丈量压力改动快、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 高牢靠性的微操控器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转化成4~20mADC规范信号叠加 HART数字信号； 支撑现场总线依据现场操控； 具有完好的自确诊功用和通讯功用； 零点主动搬迁，零点量程外部可调； 通过手持器和PC机可完成远程管理。 第五节：压力计的选用 压力检测外表的挑选首要包含外表的型式、量程规模、精 度与灵敏度、外形尺寸以及是否需求远传和其他功用，如 指示、记载、报警操控等； 有必要满意工艺出产过程的要求，包含量程与精度； 有必要考虑被测介质的性质，如温度凹凸、作业压力巨细、 粘度、易燃易爆程度等； 有必要留意外表设备运用的现场环境条化，如环境温度、电 磁场、振荡等。 压力计的选用 高炉料罐压力运用 粒化渣冷水池运用 喷煤车间废气压力运用 高炉除尘液压站运用 压力变送器接线图 第三章 流量丈量外表 第一节：概述 流量概念-----指单位时刻内流过管道某一截面的流 体的体积，即瞬时流量。 流量的两种表明办法： 体积流量Q---单位时刻内通过管道某一截面的物料 体积（m3/h） 质量流量M---单位时刻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 丈量原理：在气体的活动管道上装有一个节省设备，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 板时因为孔径变小，截面积缩短，使安稳活动状况被打乱，因而 流速将发生改动，速度加速，气体的静压随之下降，所以在孔板 前后发生压力下降，即差压（孔板前截面大的当地压力大，通过 孔板截面小的当地压力小）。差压的巨细和气体流量有确认的数 值联系，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。 1-节省元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计 长处: 运用最多的孔板式流量计结构结实,功用安稳牢靠,运用寿数长; 运用规模广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比较; 检测件与变送器、显现外表分别由不同厂家出产,便于规模经济生 产。 缺陷: 丈量精度遍及偏低; 规模度窄,一般仅3:1~4:1; 现场设备条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。 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,在一渊源 下向上扩展的笔直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,浮子能够在锥管内自在地上升和下降。在流速和浮力效果 下上下运动，与浮子分量平衡后，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，关于小管径腐蚀性介质通常用玻璃原料，因为玻璃 原料的自身易碎性，要害的操控点也有用全钛材等宝贵金属为材 质的转子流量计。 转子流量计的特色： 转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简略、直观、压力丢失小、修理便利等特 点。转子流量计适用于丈量通过管道直径D150mm 的小流量，也能够丈量腐蚀性介质的流量。运用时流 量计有必要设备在笔直走向的管段上，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） 玻璃管转子流量计（高 炉H2、喷煤CO剖析 仪流量计） 第四节：涡街流量计 运用规模：涡街流量计用于丈量气体、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运用于主动 化操控体系中。 丈量原理：涡街流量计运用是依据卡门（Karman）涡街 原理来丈量流量的，流体在管道中通过涡街流量变送器时， 在三角柱的旋涡发生体后上下替换发生正比于流速的两列 旋涡，旋涡的开释频率与流过旋涡发生体的流体均匀速度 及旋涡发生体特征宽度有关 。 涡街流量计与差压流量计丈量饱满蒸汽流量比照： 用规范孔板流量计来丈量饱满蒸汽流量较为遍及，但存 在一些不足之处：其一，压力丢失较大；其二，导压管、 三组间及衔接接头简略走漏；其三，量程规模小，一般为 3比1，对流量动摇较大易构成丈量值偏低。 而涡街流量计具有结构简略，涡街变送器直接设备于管 道上，克服了管路走漏现象。别的，涡街流量计的压力损 失较小，量程规模宽，对饱满蒸汽丈量量程比可达30比1。 因而，跟着涡街流量计丈量技能的老练，涡街流量计的使 用越来越遭到人们的喜爱。 涡街流量计 刺进式涡街流量计 第五节：电磁流量计 电磁流量计的作业原理 电磁流量计的作业原理是依据法拉第电磁感应定律。 在电磁流量计中，丈量管内的导电介质相当于法拉第试 验中的导电金属杆，上下两头的两个电磁线圈发生安稳 磁场。当有导电介质流过期，则会发生感应电压。管道 内部的两个电极丈量发生的感应电压。丈量管道通过不 导电的内衬（橡胶，特氟隆等）完成与流体和丈量电极 的电磁阻隔。 电磁流量计特色: 丈量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率改动的影 响，传感器感应电压信号与均匀流速呈线性联系，因而丈量精度 高。 丈量管道内无阻流件，因而没有附加的压力丢失；丈量管道内无 可动部件，因而传感器寿数极长。 因为感应电压信号是在整个充溢磁场的空间中构成的，是管道载 面上的均匀值，因而传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管 道直径。 传感器部分只需内衬和电极与被测液体触摸，只需合理挑选电极 和内衬资料，即可耐腐蚀和耐磨损。 双向丈量体系，可测正向流量、反向流量。选用特别的出产工艺 和优质资料，保证产品的功用在长时分内保持安稳。 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)是依据皮保管测速原理发展起来的一 种新式差压流量检测元件。具有依据空气动力学规划，可大大下降传感器 处流体别离发生的差错，在同类产品中可到达更高精度，功用愈加优于传 统的流量外表。 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 轴笔直，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，依据总压与静压的差压值，核算流经管道流量。 煤气、助燃风均速管流量计 阿里巴流量计 特色: 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. 椭圆形规划大幅度下降了压损， 减少了噪音; 5. 单台传感器装备参数变送器可实 现质量流量丈量，真实静压丈量，温 度丈量 ; 6.设备简易，维护便利、自清洗; 7.传感器不发生流体别离点，无涡 流扰动; 8. 对直管段要求低. 第四章 物位丈量外表 第一节：概述 物位丈量外表是丈量液态和粉粒状资料的液面和装载高度的工业主动 化外表。丈量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或外表方位 的外表称为料位计；丈量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面方位 的外表称为液位计，又称液面计；丈量容器中两种互不溶解液体或固 体与液体相界面方位的外表称为相界面计。 物位丈量外表的品种许多，常用的有直读式液位计、差压式物位外表、 浮力式液位计、电容式物位外表、声波式物位外表和核辐射物位外表。 此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮勘探式等物位丈量外表。 第二节 差压式液位变送器 差压式物位外表是假定物料的重度为安稳值，容器中液体或固体 物料堆积的高度与它在某测试点所发生的压力成正比，因而可用测压 的办法来丈量物位。丈量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器 等。 差压式液位变送器的选型准则 关于腐蚀性液体,粘稠性液体,熔融性液体,沉积性液体等,当采纳灌阻隔液,吹气 或冲液等办法时,可选用差压变送器 关于腐蚀性液体,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 关于易结晶液体,高粘度液体,结胶性液体,沉积性液体等,宜选用刺进式法兰差 压变送器 关于被测目标有很多冷凝物或沉积物分出时,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搬迁组织,其搬迁量应在挑选外表量程时 确认 关于正常工况下液体密度发生明显改动介质,不宜选用差压式液位变送器 渣处理车间运用 第三节：电容式物位传感器 电容式物位外表的作业原理是把物位的改动，变换成相应电容量的变 化，然后丈量此电容量的改动然后得到物位改动的。电容式物位外表 用于丈量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面方位， 可供接连丈量和定点监控之用。 渣处理车间运用 第四节：声波式物位外表 声波式物位外表一般分为运用声波阻断原理和运用声波反 射原理两类。声波阻断式物位外表在物位升高而阻断从发 射换能器到接纳换能器的声束时，承受换能器接遭到的声 能会发生骤变，并宣布骤变的开关信号；声波反射物位仪 表是依据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一外表 反射回到接纳换能器的时刻距离，来测出物位的。 声波反射物位外表：返矿仓、原煤仓等运用（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宣布射线，穿过被测物料后由勘探器接纳。 当物位改动时，因为被测物料的吸收剂量改动，而使勘探器接遭到的 辐射强度改动，再转化为电信号的改动，经扩大后送给显现外表接连 显现物位（原1#450高炉r射线料罐物位计）。 放射形物位计是运用物位的凹凸对放射形同位素的射线吸收程度不同 来丈量物位凹凸的，它的丈量规模宽，可用于低温、高温、高压容器 中的高粘度、高腐蚀、易燃易爆介质物位的丈量。 核辐射物位外表的特色是：射线能穿透很厚的壁以完成不触摸丈量， 因而可用于高压、高温文有毒的密封容器的液位或料位丈量，且不受 周围电磁场、烟气和尘埃等影响，但运用时须留意维护。 第五章 温度检测外表 第一节 温度检测办法 触摸式丈量：即通过丈量体与被测介质的触摸来丈量物体的温度； 特色：简略、牢靠、丈量精度较高。但因为要到达热平衡，因而发生 了滞后。并且可能与被测介质发生化学反响。不能运用于很高温度的 丈量。 非触摸式丈量：即通过接纳被测物体宣布的辐射热来判别温度。 特色：其测温规模很广，其测温上限准则上不受约束；测温速度比较 快，并且能够对运动体进行丈量，但一般测温差错较大。 第二节 热电偶温度计 热电偶的测温原理：是运用热电偶的热电效应来丈量温度 的。 热电效应-----将恣意两种不同的导体A、B组成一个闭合回 路，只需其衔接点l、2温度不同，在回路中就发生热电动 势的现象。 丈量时传感器中有无电信号：分为非电量丈量和电量丈量两种。 丈量时传感器与被测目标的触摸方法不同：分为触摸式和非触摸式两种。 触摸式温度计 1、热胀大式温度计 液体胀大式温度计:酒精→红 色， 测温规模： -80℃～80℃； 2、热电偶温度计 3、热电阻温度计 触摸式温度计特色：丈量精度高， 丈量温度上限及运用寿数遭到限 制（测温资料耐温凹凸），不易 侧运动物体。 热电偶温度计 热电偶温度计 热电偶温度计 热电偶温度检测外表的组成：热电偶、补偿导线、 显现仪构成。 与被测目标触摸的一端：热端、丈量端； 与显现外表衔接的一端：冷端、自在端。 热电偶温度计接线图 热电偶的类型： （1）规范热电偶 A、 T型 WRC 铜-康铜 -200～350℃ B、 K型 WRN 镍鉻-镍硅 -200～1100℃ C、 E型 WRK 镍鉻-康铜 -40～800℃ D、 J型 WRF 铁-康铜 -40～700℃ E、 N型 镍鉻硅-镍硅 -200～1200℃ 最高1300℃ F、 S型 WRP 铂铑10-铂 0～1400℃ 最高 1600℃ G、 B型 WRR 铂铑30-铂铑6 0～1600℃ 最高 1800℃ H、 R型 铂铑13-铂 0～1600℃ 最高 1800℃ 热电偶实践外形图 热风炉测温等运用 炉皮测温运用 热风炉燃烧室测温运用 （2）非规范热电偶（特别热电偶） A、凯装热电偶 凯装热电偶实践外形图 高炉冷却壁测温运用（K型） B、快速热电偶 铁水测温运用（B、S型） 镍铬-镍硅热电偶分度表（ITS-90） 分度号：K 铂铑10-铂热电偶分度表(ITS-90) 分度号：S 热电偶温度变送器 热电偶的毫伏信号及热电阻的阻值改动信号，经温度变送器被转化成 一致的电流信号。此信号若输入到显现、记载外表中，可进行温度的 主动检测；若输入到调理器中，可组成主动调理体系，进行主动调理； 通过转化输入到电子核算机中，可进行温度巡回检测、核算机操控等。 变送器是将检测元件中输出的信号转化成规范信号的外表。温度变送 器是将测温元件（热电偶、热电阻）的输出信号（毫伏或电阻改动信 号），转化成为规范的电信号（DC 0~10mA或DC U0=1~5V）的一种电动单元组合式外表。 I0=4~20mA、 温度变送器 热电偶的运用与设备 A、热电偶在运用中应留意的事项 ①测温点的挑选 ②外维护套管的考虑 ③绝缘 ④防止附加电势的影响搅扰：屏蔽线接地 B、热电偶的设备 消除导热差错 第三节 热电阻温度计 测温原理：是依据金属导体或半导体的电阻会随温度的改动而改动的特 性。因而只需测出感温元件热电阻的阻值改动，就可测得被测温度。 特色：丈量精度高，功用安稳，灵敏度高。别的热电阻温度计的输出是 电信号，便于远传，在中低温(—200—650)丈量中得到了广泛的运用。 第四节 一体化温度变送器 一体化温度变送器是温度传感器与变送器的完 美结合，以非常简捷的方法把 -200~+1600 ℃ 规模内的温度信号转化为二线mA DC 的电信号传输给显现仪、调理器、记载仪、 DCS 等，完成对温度的准确丈量和操控。一体 化温度变送器是现代工业现场、科研院所温度 测控的更新换代产品，是集散体系、数字总线 体系的必备产品。 一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或 热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。 选用固体模块方法将测温探头直接设备在接线 盒内，然后构成一体化的变送器。一体化温度 变送器一般分为热电阻和热电偶型两品种型。 一体化温度变送器 热电阻（热电偶）+变送器=一体化温度变送器 所谓一体化温度变送器，是指将变送器模块设备在测温元 件（热电偶或热电阻）接线盒或专用接线盒内的温度变送器。 它的长处：体积小、分量轻、现场设备便利以及输出信号抗 搅扰能力强等长处。 作业原理：热电偶（阻）在作业状况下所测得的热电势（电阻）的改动， 通过温度变送器的电桥发生不平衡信号，经扩大后转化成为4~20mA电信 号给作业外表，作业外表便显现所对应的温度值。 喷煤车间O2剖析仪测温运用 69