资源描述
Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,仪表基础知识,艾默生过程控制有限公司,仪表基础知识培训议程,1.,压力知识培训,2.,温度知识培训,3.,流量知识培训,4.,液位知识培训,5.,控制理论知识培训,Emerson Process Management Overview,Date: 20-Apr-01, Slide,2,压 力 公 式,压,力,是,作,用,于,一,个,确,定,面,积,上,的,力,的,大,小,。压,力,、力,与,面,积,之,间,的,关,系,可,以,下,面,公,式,表,示,：,其中：,P=F/A,P =,压力,F =,力,A =,面积,若,力,(,由,于,物,理,接,触,),作,用,于,一,个,面,积,上,，则,压,力,便,产,生,作,用,。若,力,增,加,或,力,所,作,用,的,面,积,大,小,减,小,，则,压,力,增,加,。,压 力 单 位,P95,一体化体积流量计,压,力,单,位,可,分,成,两,类,：,面,积,上的,力,的,单,位,与,以,液,柱,为,基准,的,单,位,。,面,积,上,的,力,的,单,位,下,列,是,一,个,确,定,面,积,上,的,力,的,单,位,：,每,平,方,英,寸,面,积,上,的,磅,数,(,psi),每,平,方,厘,米,面,积,上,的,公,斤,数,(,kg/cm),每,平,方,厘,米,面,积,上,的,克,数,(,g/cm),1 g/cm,1/1,000 kg/cm,帕,(,Pa,或,N/m),N,代,表,牛,顿,千帕,(,kPa),1 kPa = 1,000 Pa,巴,1,bar = 100,000 Pa,毫,巴,(,mbar),1 mbar = 1/1,000 bar,压 力 单 位,以,液,柱,为,基,准,的,单,位,下,列,是,以,液,柱,为,基,准,的,压,力,单,位,：,英,寸,水,柱,(,在,68,F 20,C,下,的,inH,2,O) ,在,美,国,最,普,遍,使,用,的,单,位,。,英,尺,水,柱,(,ftH,2,O),米,水,柱,(,mH,2,O),毫,米,水,柱,(,mmH,2,O),英,寸,汞,柱,(,inHg),毫,米,汞,柱,(,mmHg),大,气,压,(,atm),在,海,平,面,处,由,地,球,大,气,压,作,用,的,压,力,基 准 压 力,基 准 压 力 是,同 被 测 量 的 过 程 物 料 的 压 力 相 比 较 的 压 力 测 量 。,根,据 它 们 测 量 起 始 的 基 准 压 力 ，可 将 压 力 测 量 仪 表 分 类 。这 三 个 基 准 压 力 是 ：,绝 压,表 压,差 压,绝 压 与 表 压 仪 表 测 量 过 程 流 体 的 压 力 与 基 准 压 力 之 间 的 压 差 。,差 压 仪 表 测 量 过 程 流 体 在 不 同 点 处 的 两 个 压 力 ，并 测 量 它 们 之 间 的 压 差 。,表压 绝压示意图,压 力 单 位 换 算,压力测量仪表的分类,压力传感器从其原理及结构来看可分为：,液柱式、机械式及电气式,测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为四类：,液柱式,：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度,机械式,：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移,电气式,：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现压力的间接测量,活塞式,：根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量,机 械 式 压 力 仪 表,机,械,式,压,力,仪,表,有,两,个,基,本,部,分,：,检,测,器,件,机,械,刻,度,盘,或,指,示,器,(,连,接,到,检,测,器,件,；给,出,压,力,读,数,),最,普,遍,采,用,的,压,力,检,测,器,件,是,：,布,尔,登,管,波,纹,管,与,膜,盒,机,械,式,压,力,计,仍,然,广,泛,用,于,过,程,控,制,工,业,。,弹性压力仪表,原理：利用弹性元件在被测介质的压力作用下，产生弹性形变而制成。,结构简单，牢固可靠，使用方便，价格低廉，精度很好，测量范围宽（几百帕上千兆帕）。,可增加附加装置，如电气变换装置、控制元件等等，实现压力的远传、报警、自动控制等等。,弹性式压力计,弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形，变形大小与被测压力成正比关系。,弹簧管压力表,（,1,）弹簧管压力表,结构简单，使用方便，价格低廉，使用范围广，测量范围宽,可测负压、微压、低压、中压和高压,精度有,0.5,、,1.0,、,1.5,、,2.5,等,波纹管与膜盒,2019,ARC Unit Study,1.,膜片,按剖面形状分为平膜片和波纹膜片,常用材料,可与其他转换元件合用,电容式压力传感器,光纤式压力传感器,力矩平衡式压力变送器,2.,波纹管,优点：灵敏高，可测较低压力,缺点：迟滞误差较大，精度一般只有,1.5,级,电子压力变送器,电子变送器 将 输 入 压 力 转 换 成 为 数 字 的 或 电 信 号 。电 子 变 送 器 有 两 个 基 本 的 部 分 ：,传 感 器,电 子 线 路 (装 置）,传 感 器 把 实 际 的 位 移 转 换 成 为 电 气 性 质 的 变 化 ，例 如 ，电 容 、电 压 、电 感 或 磁 阻 。,变 送 器 的 电 子 线 路 部 分 把 传 感 器 的 输 出 信 号 改 变 成 为 一 个 标 准 的 电 子 信 号 。在 过 程 控 制 工 业 中 最 广 泛 采 用 的 电 子 信 号 是,(4-20,mA),信 号,。,电子传感器类型,用 于 电 子 压 力 变 送 器 的 若 干 类 型 的 传 感 器 列 举 如 下 ：,可 变 电 容,压 敏 电 阻,压 电 晶 体,可 变 电 感,可 变 磁 阻,振 动 线,应 变 计,可变电容原理,可 变 电 容,电 容 是,一 种 物 质 保 持 电 荷 的 能 力 。,电 容 器 是,由 彼 此 对 准 中 心 但 不 接 触 的 两 个 导 电 板 组 成 的 器 件 。两 板 之 间 的 空 间 充 满 称 为,电 介 质 的,绝 缘 介 质 。在 大 多 数 压 力 变 送 器 的 可 变 电 容 传 感 器 中 ，其 电 介 质 是 油 。有 三 个 因 素 影 响 电 容 器 的 电 容 ：,电 容 器 板 的 表 面 积,电 介 质 的 绝 缘 性 质,板 间 的 距 离,可变电容结构图,传感膜片,坚固的,绝缘体,电容极板,隔离膜片,灌充液,引线,压阻式压力传感器,压阻式压力传感器,压阻元件,是基于压阻效应工作的一种压力敏感元件，它指在半导体材料的基片上用基成电路工艺制成的扩散电阻，当它受外力作用时，其阻值由于电阻率的变化而改变。,扩散电阻正常工作需依附弹性元件，常用的是单晶体硅膜片。,优点,：体积小，结构简单，能直接反映微小的压力变化，动态响应好,缺点,：敏感元件易受温度的影响，从而影响压阻系数的大小,压电式压力传感器,压电式压力传感器,压电效应原理,：压电材料受压时会在其表面产生电荷，其电荷量与所受的压力成正比。,压电材料,：单晶体、多晶体,特点,：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，线性度好，频率响应高，量程范围广,一、压力检测仪表的选择,1.,仪表量程的选择,被测压力较稳定：最大工作压力不应超过仪表满量程的,3/4,被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的,2/3,为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程的,1/3,优先满足最大工作压力条件,压力检测仪表的选择与校验,2.,仪表精度的选择,压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。,3.,仪表类型的选择,从被测介质压力大小来考虑,被测介质的性质,对仪表输出信号的要求,使用的环境,压力仪表的校验,校验,就是将被校验压力表和标准压力表通以相同压力，比较它们的指示数值，如果被校表对于标准表的读数误差，不大于被校表规定的最大准许绝对误差时，则认为被校表合格。,常用的校验仪器,是活塞式压力计，它由压力发生部分和测量部分组成，它的精度等级有,0.02,、,0.05,和,0.2,级，可用来校准,0.25,级精密压力表，也可校准各种工业用压力表，被校压力的最高值为,60MPa,。,压力发生部分,测量部分,压力表的安装,1.,取压口的选择,在管道或烟道上取压,测量流动介质的压力,测量液体介质的管道上取压,2.,导压管的铺设,导压管是传递压力、压差信号的。,导压管的铺设,3.,压力、压差计的安装,压力、压差计的安装,19,691980,1990 2019 2019,罗斯蒙特压力变送器，四十年行业领袖,3051,经典 的 电 容 传 感 测量原理,标 准 组 件 化 结 构,双 隔 离 室 的 外 壳,五,百 万 台 以 上 销 售 业 绩,1151,共 平 面 法 兰 平 台,“,游 离 式 ” 的 传 感 器 结 构,ASIC,表 面 安 装 技 术,一 体 化 的 全 面 测 量 解 决 方 案,三 百 万 台 以 上 销 售 业 绩,3095,多 变 量,DP, P,与,T,测 量,动 态 补 偿 的 质 量 流 量 测 量,工 业 首 创技术,共 平 面,电 容 传 感 器,多 变 量,差 压 质 量 流 量,智 能,低 功 耗,一 体 化 的,阀 组,5 年,稳 定 性,总 体,性 能,基 于 变 送 器,的 控 制,双 隔 离 室,标 准 组 件 化 的 组 装,3051S,规模可变设计平台,2,倍的性能改善,2,倍的稳定性提高,一 体 化 的 全 面 测 量 解 决 方 案,新型,2051,全系列产品,扩展协议,HART,现场总线,低功率,无线（,FY09,第,3,季）,技术要求,精度：,0.075%,量程比：,100:1,稳定性：,2,年,选项,P8,：,0.065%,精度和,5,年稳定性,所有压力产品供应,拓宽产品供应范围,差压（,DP,）、表压（,GP,）、绝压（,AP,）,通用系列产品,单一型号,共平面型：,2051C,直接安装型：,2051T,液位测量型：,2051L,提高易于使用性,增强电子设备描述语言,(EDDL),外部零点,/,量程调整（选项,D4,）,一次元件,远传密封,阀组,全部,CPS,产品供应,通过共平面平台实现,2051C/T/L,系列产品,3051,系列,共平面,&,直接安装设计,0.065% 精度(0.04%可选项),5,年稳定性,100,msec,响应时间,100:1,量程比,3051,C/T-,今日全球最畅销的压力变送器,主要特征,工业领先的性能,总体性能,长期稳定性,动态响应,最好的可靠性,提供,F,F,和,Profibus,协议,安装灵活,超过3百万的安装量,“,SuperModule,TM,”,超级模块设计平台,0.025% 的 精 度,10 年 的 稳 定 性,200:1 量 程 比,可 变规模 的,测 量 系 统,有 限 的12年,寿 命 期 内 的 保 证,3051,S,系 列 是 以,“,SuperModule,TM,”,超 级 模 块 设 计 平 台,差压液位系统介绍,法兰式过程连接,螺纹式过程连接,卫生型过程连接,持续引领压力测量技术发展的罗斯蒙特压力变送器,模拟,智能,工厂管控网,“,P/I”,“性能”,“下一价值曲线”,Competition,技术引领者,1151/2051/3051/3051S,三代压力变送器产品整体性能的改善与提升巩固了罗斯蒙特的全球技术领导地位,客户价值,CAPEX, OPEX, Quality, Uptime, .,没有最好, 只有更好!,仪表基础知识培训议程,1.,压力知识培训,2.,温度知识培训,3.,流量知识培训,4.,液位知识培训,5.,控制理论知识培训,Emerson Process Management Overview,Date: 20-Apr-01, Slide,36,引,言,温,度,是,材,料,内,部,分,子,活,动,的,一,种,度,量,。当,分,子,活,动,的,程,度,上,升,时,，物,质,的,温,度,便,上,升,。,热,的,与,冷,的,是,主,观,定,性,地,描,述,分,子,活,动,方,面,上,升,的,情,况,。,对,描,述,温,度,要,求,有,更,一,致,与,更,精,确,的,方,法,导,致,发,明,了,温,度,测,量,器,件,或,传,感,器,。,传,感,器,采,用,标,准,的,、全,世,界,承,认,的,温,标,。,许,多,类,型,的,传,感,器,可,用,于,家,庭,与,工,业,两,者,的,应,用,场,合,。,现 今 在 用 的 三 种 温 标 是 ：,华 氏,摄 氏(也 叫,百 分 度,),绝 对 (开 尔 文 温 标 与 兰 金 温 标),温,度,测,量,温,标,要 将 温 度 由 摄 氏 转 换 成 华 氏 ，则 用 以 下 公 式 ：,F = 1.8,C + 32,温 度 传 感 器,在 工 业 环 境 中 ，高 的 过 程 温 度 、压 力 与 振 动 需 要 有 强 固 的 温 度 传 感 器 。同 时 也 需 要 有 快 速 的 响 应 时 间 、精 度 与 稳 定 性 。虽 然 可 利 用 若 干 类 型 的 温 度 传 感 器 ，,工 业 过 程 测 量 中 最 常 用 的 两 种 是,:,电 阻 式 温 度 检 测 器 (,RTD),热 电 偶(,T/Cs) 。,共 同 的 结 构 特 点,热 电 阻 (,RTDs),与 热 电 偶 (,T/Cs),有 若 干 共 同 的 结 构 特 点 (图 4.2) ：,检 测 元 件,传 感 器 铠 装 (护 套),引 线,螺 纹 式 转 换 接 头(任 选),图4.2 温 度 传 感 器 共 同 的 特 点,什么是 热电阻传感器 （RTD）？,什么,是,RTD,?,R,esistance,T,emperature,D,etector,工作特性由金属的固有特性决定（通常为铂电阻: 当金属上温度发生变化，与电流相对应的电阻发生变化。,如果能够测量金属的电阻，就可以知道温度!,铂的电阻,随温度而变化,两种常用,RTD,测量元件类型:,线绕测量元件,薄膜测量元件,RTD,常用材料,制 造,RTD,最 常 用 的 三 种 金 属 电 阻 是 铂 、铜 与 镍,。,铂,铂 热 电 阻 元 件 是 用 于 过 程 工 业 最 常 见 的 热 电 阻 类 型 的 元 件 。铂 元 件 具 有 高 的 精 度 、高 的 重 复 性 及 温 度 每 变 化 一 度 时 高 的 电 阻 变 化 率 。,铜,铜 热 电 阻 在 其 整 个 温 度 范 围 内 是 高 度 线 性 的 ，但 精 度 有 限 ，而 且 温 度 范 围 比 铂 电 阻 元 件 窄 。,镍,镍 热 电 阻 元 件 温 度 每 变 化 一 度 具 有 高 的 电 阻 变 化 值 ，但 线 性 度 差 ，精 度 有 限 ，并 且 温 度 范 围 相 对 较 窄 。,红,红,白,白,RTD,热电阻传感器,2, 3,和 4-线,RTD,4- 线,RTD,为什么使用2-, 3-,或4- 线,RTD?,2-,线:,成本最低 - 使用极少，因为引线电阻的误差很大,3- 线:,成本/性能比适中. 引线补偿良好.,4- 线:,理论上最好的引线补偿方法(完全补偿); 精度最高，成本最高.,一般从传感器伸出的导线,为铜导线,测 量 元 件,( 如： 线 绕， 薄 膜),RTD,分类级别,-A,级和,B,级,A,级 热 电 阻,A,级 热 电 阻 被 定 义 为 精 确 到,IEC 751,标 准 理 想 值,0.15,C + (0.002 x T),C (,其 中,T,是 以 ,C,为 单 位 的 工 艺 过 程 温 度) 。,A,级 热 电 阻 要 比,B,级 热 电 阻 贵 。,B,级 热 电 阻,B,级 热 电 阻 被 定 义 为 精 确 到,IEC 751,标 准 理 想 值 ,0.3,C + (0.005 x T),C (,其 中,T,是 以 ,C,为 单 位 的 工 艺 过 程 温 度) 。虽 然 比,A,级 热 电 阻 精 度 差 些 ，但 对 大 多 数 工 业 应 用 是 足 够 的,热电阻传感器 如何转换温度,电 阻 转 换 成 温 度,一 旦 确 定 了 电 阻 的 测 量 值 ，它 就 被 转 换 成 温 度 测 量 值 。,变 送 器 用 两 个 转 换 方 法 中 的 其 中 一 个 ：,电 阻 式 温 度 检 测 器 标 准 (例 如,IEC 751,标准),Callendar-Van Dusen (,卡伦德) 公 式,RTD,热电阻传感器,电阻变化具有重复性,什么是,RTD?,R,esistance,T,emperature,D,etector,铂线电阻的变化近于理想曲线,IEC 751,o,COhms,0100.00,10103.90,20107.79,30111.67,电 阻( 欧 姆),温 度 (,o,C),电阻与温度,国际通用关系图:,IEC 751,Page 3-2:,Sensors PDS (V.1),IEC,751,IEC 751,曲线,IEC 751,标准(已编程在我们的所有变送器中) 描述了,Pt100,a,385,热电阻的,理想,的电阻与温度的关系.,温度传感器及附件- 热电阻校验,温度 (,o,C),电阻(,),B,级的公差,标准,IEC 751,曲线,B,级的公差,0.8,o,C,at -100,o,C,0.3,o,C at 0,o,C,0.8,o,C at 100,o,C,1.3,o,C at 200,o,C,1.8,o,C at 300,o,C,2.3,o,C at 400,o,C,(传感器互换性误差),目标是找出实际热电阻曲线是什么样的，,然后按照“实际”曲线重新对变送器编程!,每个热电阻都有一点不同,-它们不是理想的!,热电阻标定，找出传感器实际曲线,通过在某个指定温度范围或温度点对热电阻进行“特性化”，,可以找到热电阻的实际曲线。,o,C,0.099.997,1.0100.38,2.0100.77,3.0101.16,用户得到,特定热电阻的,电阻与温度关系图:,温度槽,-,X9，,一个温度,-,X8，,多个温度,“生成”的数据,( 标定的热电阻),X8,选项: 指定温度范围的特性化,随传感器提供校验证书,X9,选项: 温度点的特性化,随传感器提供校验证书,X8:,范围,X9:,点,一点和两点微调减少传感器互换性误差,一点微调，即以一个特性化点,为基础，将理想曲线向上或,向下平移,温度 (,o,C),电阻 (,W,),由电阻与温度关系图得到的数据,可用于减少传感器互换性误差,利用一点或两点，微调传感器对,变送器的关系,两点微调，即以两个特性化点为基础，,将理想曲线向上或向下平移，并改变,斜率,温度 (,o,C),电阻 (,W,),0,50,100,150,200,250,300,350,400,-200,0,200,400,600,800,o,C,0.099.997,1.0100.38,2.0100.77,3.0101.16,用户得到,特定热电阻的,电阻与温度关系图:,X8:,范围,X9:,点,一点微调,与,X9 (,或,X8),一起使用,两点微调,与,X8,一起使用,C.V.D.,温度系数, 确定真实的热电阻曲线,IEC751,理想曲线 (变送器中) 被传感器的,真实,曲线所代替,温度 (,oC),电阻 (,W,),o,C,0.099.997,1.0100.38,2.0100.77,3.0101.16,用户得到,特定热电阻的,电阻与温度关系图:,X8,选项还为用户提供,C.V.D.,温度系数,将这些系数输入变送器，可生成热电阻的,真实,曲线!,R,o,a,d,b,99.997,0.003845,1.61027,0.172491,另外，选,X8,用户还可以得到,C.V.D.,温度系数!,IEC 751,曲线,真实的热电阻曲线,根据C.V.D.温度系数，绘制热电阻的真实曲线,R,t,=,R,o,+,R,o,a,t-,d,(0.01t-1)(0.01t)-,b,(0.01t-1)(0.01t),3,R,t,=,在温度,t (,o,C),时的电阻,R,o,=,传感器特性系数(,t = 0,o,C,时的电阻),a,=,传感器特性系数,d,=,传感器特性系数,b,=,传感器特性系数,使用,C.V.D.,温度系数，,消除,传感器的互换性误差!,IEC 751,曲线,温度 (,o,C),电阻 (,W,),B,级公差,变送器不使用,IEC 751,标准曲线.,C.V.D.,温度系数用于下面的公式中, 生成传感器的真实曲线,热电偶,过程温度,热端,两种不同的金属在“热“端结合,冷端,+,-,MV,引线接至一个仪表(电压表)上，该表测量出由两端的温差所产生的电势。,D,T,两种不同金属的结合端产生一个,与温度成正比的小的电压输出!,什么是热电偶?,热 端 的 结 构,热 端 的 结 构,热 端 可 与 传 感 器 的 铠 装 (护 套) 接 地 或 不 接 地 。对 双 元 件 热 电 偶 (两 个 热 电 偶 在 一 个 铠 装 里) ，其 元 件 可 隔 离 或 连 接 (不 隔 离) (图 4.16) 。每 一 个 结 构 呈 现 优 点 与 局 限 性 ：,热电偶分度号常用,Type,J,Iron / Constantan,White, Red,0 to 760,o,C,最经济,Type E,Chromel / Constantan,Purple, Red,0 to 900,o,C,敏感性最好,Type K,Chromel,/,Alumel,Yellow, Red,0 to 1150,o,C,线性最好,Type T,Copper / Constantan,Blue, Red,-180 to 371,o,C,抗潮气腐蚀能力好,+,-,+,-,+,-,+,-,J K E T,J K E T,J K E T,特殊热电偶,Type B,Pt, 6%,Rh,/ Pt, 30%,Rh,38 to 1800,o,C,Type S,Pt, 10%,Rh,/ Pt,-50 to 1540,o,C,Type R,Pt, 13%,Rh,/ Pt,-50 to 1540,o,C,高温,工业/ 实验室标准,热电势输出低!,(不是很敏感),贵!,电 压 的 测 量 与 塞 贝 克 (温 差 电 动 势)效 应,电 压 的 测 量 与 塞 贝 克 (温 差 电 动 势)效 应,热 电 偶 利 用 称 之 为,塞 贝 克 (温 差 电 动 势) 效 应,来 确 定 过 程 温 度 。,根 据 塞 贝 克 效 应 ，在 热 电 偶 冷 端 测 量 的 电 压 与 热 端 和 冷 端 之 间 的 温 度,差 成,正 比 。,若 热 端 温 度 保 持 恒 定 ，则 冷 端 温 度 增 加 将 减 小 电 压 ，因 为 在 热 端 与 冷 端 之 间 的 温 度 差 在 减 小 。当 冷 端 与 热 端 达 到 相 同 温 度 时 ，观 察 到 的 电 压 将 为 零 伏。,在 冷 端 产 生 的 电 压 信 号 的 大 小 也 取 决 于 形 成 热 电 偶 所 用 的 金 属 种 类 。不 同 的 金 属 或 不 同 类 型 的 热 电 偶 ，在 相 同 温 度 下 有 不 同 的 热 电 电 压 。,热电偶分度号曲线,热 电 偶 的 类 型 是 ：,E,型,铬 镍 合 金 与 康 铜,J,型,铁 与 康 铜,K,型,铬 镍 合 金 与 铝 镍 合 金,R,型 与,S,型,铂 (,Pt),与 铑 (,Rh),(,在 铂 的 百 分 数 含 量 方 面 不 同),T,型,铜 与 康 铜,正确!,错误!,热 电 偶 补 偿 导 线 经 常 用 来 将 热 电 偶 连 线 到 控 制 系 统 或 至 远 程 变 送 器。,所有热电偶的引线的延长线,必须,使用相同类型的线!,产生了,另一个热端,不好!,冷端补偿和补偿导线,由 于 在 冷 端 被 测 量 的 电 压 与 热 端 和 冷 端 之 间 的 温 度 差 成 正 比 ，因 此 在 电 压 信 号 可 转 换 成 温 度 读 数 之 前 ，必 须 知 道 冷 端 的 温 度 。,更好的精度和重复性,RTD,信号对噪声较不敏感,更好的线性,RTD,可与变送器匹配 (消除传感器互换性误差),冷端补偿误差是热电偶固有的；热电阻的引线电阻误差可以消除,更好的稳定性,热电偶的漂移不稳定，无法预计;,热电阻的漂移可预计；,热电偶不能重新标定,更大的灵活性,无需特殊的补偿导线,无需关注冷端(温度),为什么使用热电阻，而不使用热电偶?,为什么使用热电偶，而不使用热电阻?,高温场合,高于600,o,C,测量元件成本更低,当考虑温度点性能要求时，成本相同,响应快,与热套管和过程的响应时间相比，响应时间微乎其微,比看到的更坚固,坚固的结构，抗震动好,温度产品 - 热套管,什么是热套管?,一个保护传感器的装置，以抗过程流量，,压力，振动和腐蚀,无需停车即可取出传感器,响应时间减慢( 最多5倍),为什么有不同类型材质?,为了用于不同的腐蚀性环境中,为了满足不同的温度和压力极限要求,温度产品 - 热套管,热套管损坏,在某些条件下热套管会损坏,流体在热套管周围流动形成涡流，即卡门旋涡,涡流以某一,特定频率,从一侧变到另一侧，,该特定频率与许多参数有关,如果那个频率恰巧与热套管的固有频率相同,热套管就会折断!,防止热套管损坏,了解下述要素，可确定条件是否适合:,热套管型式,热套管材料,热套管尺寸,流体流速,过程压力,流体比容,过程温度,热套管损坏计算，可在,RCC,用热套管强度计算程序完成,温度产品 - 热套管,热套管设计型式:,比较表,Tapered,锥型,Stepped,阶梯型,Straight,直型,过程压力,时间响应,涡流频率,价格,1,3,2,1,1,3,?,3,?,1,1,1,*与流体，流体流速和热套管长度有关,阻力,2*,1,2*,级别:,1= 最好,Stepped,阶梯型,Straight,直型,Tapered,锥型,热套管安装型式,螺纹式,最常用,易于拔出和安装,焊接式,不可拔出,用于高流速，高温和高压流体,用于要求无泄漏的场合,法兰式,用于腐蚀性环境,用于高流速，高温场合,套管计算：减少过程背压,Flow,F,Drag,F,Drag,Velocity,Density,Diameter,Area,Length,Thermowell Calculations,1) Calculate drag force from process flow.,2) Calculate stresses induced in thermowell.,3) Compare stresses with thermowell strength properties.,f,Wake,=,f,Natural,套管强度计算,f,Wake,f,Natural,Vortices,Wake,Frequency,(,f,Wake,),Energy Absorbed,By Thermowell,Side View,Top View,Resonance,Condition,Thermowell Calculations,Ensure that:,f,Natural,f,Wake,99% Data Reliability,99%,的数据可靠性,Providing access to Data when you need it,Smart Power,TM,Management,特殊电源管理,8 year power module life time, replaceable in I.S. environment to simplify maintenance,仪表基础知识培训议程,1.,压力知识培训,2.,温度知识培训,3.,流量知识培训,4.,液位知识培训,5.,控制理论知识培训,Emerson Process Management Overview,Date: 20-Apr-01, Slide,82,贸 易 交 接,完 善 产 品,指 示 效 率,控 制 过 程 变 量,安 全,为什么要测量流量,流,量,公,式,流,量,公,式,是,用,来,计,算,通,过,管,道,流,体,流,量,的,数,学,关,系,式,。流,量,公,式,由,相,互,关,系,的,三,个,变,量,组,成,：,流,体,性,质,环,境,条,件,管,道,几,何,尺,寸,与,条,件,下 列 流 体 性 质 经 常 用 于 过 程 工 业 ，既 是 作 为 流 量 公 式 中 的 变 量 又 分 别 用 来 评 价 与 预 测 过 程 效 率 与 安 全 ：,密 度,比 重,粘 度,流 体 类 型,流 量 分 布,流,量,性质,密,度,密,度,(,),，一,个,最,常,用,的,度,量,之,一,，是,每,单,位,体,积,流,体,的,质,量,。一,般,来,说,，密,度,与,压,力,成,正,比,，而,与,温,度,成,反,比,。,比,重,比 重 (,G),是 流 体 的 密 度 对 一 种 参 考 流 体 的 密 度 之 比 值 。液 体 与 气 体 比 重 的 定 义 不 同 。,液,体,的,比,重,液 体 的 比 重 是 在 流 动 条 件 下 过 程 液 体 的密 度 对 在 基 础 条 件 (60 ,F 16 C),下 水 的 密 度 之 比 值 。,气,体,的,比,重,气 体 的 比 重 是 过 程 气 体 的 分 子 量 对 空 气 分 子 量 之 比 值 。因 为 气 体 的 分 子 量 并 不 随 压 力 或 温 度 变 化 ，故 气 体 的 比 重 保 持 恒 定 。,粘 度,粘 度 可 被 认 为 是 流 体 的 厚 度 。粘 度 是 流 体 倾 向 于 抵 抗 剪 切 力 或 抵 抗 流 动 的 一 个 度 量 流 体 密 度 愈 高 ，则 剪 切 流 体 需 要 的 力 就 愈 大 ，流 体 流 动 的 速 率 也 愈 慢 用 来 表 示 粘 度 的 典 型 单 位 是 泊 (,cm/g/sec ,厘 米/克/秒) 与 厘 泊 (,cp) 。,流 体 类 型,可 测 量 各 种 各 样 过 程 流 体 类 型 的 流 量 。,流 体 经 常 包含 可 影 响 流 量 计 功 能 或 测 量 精 度 的 悬 浮 固 体 或 其 它 颗 粒 物 质 ：,清 洁 流 体,没 有 固 体 颗 粒 的 流 体 (如 水),含 杂 质 的 流 体,含 固 体 颗 粒 的 流 体 (如 泥 沙 水),浆 料,含 悬 浮 精 细 固 体 颗 粒 、能 通 过 管 道 自 由 流 动 的 液 体 (如 纸 浆 与 纸 料 ）,流体类型,流 速 分 布 图,流 速 (或 叫 速 度)分 布 图 说,明 流 体 通 过 管 道 流 动 时 运 行 状 态 的 特 征 (例 如 平 稳 或 湍 流 、对 称 或 不 对 称) 。流 体 在 它 抵 达 其 终 点 前 ，可 能 会 改 变 其 流 速 分 布 图 若 干 次 。通 常 ，在 时 间 的 给 定 点 上 ，流 体 将 有 其 中 一 个 下 列 流 速 分 布 图 ：,层 流,湍 流,过 渡 状 态,流,量,性质,雷 诺 数,影 响 流 体 流 动 最 重 要 因 素 的 作 用 效 果 可 组 合 起 来 ，并 以 无 量 纲 数 字 值 叫 做,雷 诺 数 (,R,D,),来 表 示 。雷 诺 数 可 被 认 为 是 流 量 流 束 中 的 惯 性 力 与 粘 性 力 之 比 值 。雷 诺 数 的 基 本 公 式 为 ：,其中：,流,体 密 度,V,流 体 速 度,D=,管 道 内 直 径,流,体 粘 度,由 于 雷 诺 数 表 示 流 量 流 束 的 特 征 ，当 确 定 一 个 特 定 流 量 计 是 否 适 合 于 某 个 应 用 场 合 时 ，该 数 很 有 用 。雷 诺 数 在 预 测 流 速 分 布 图 时 尤 其 有 用 ：,层 流,RD 4,000,流,量,计,技,术,规,格,在 选 择 流 量 计 时 ，必 须 考 虑 流 量 计 的 技 术 规 格 。,精 度,精 度 是,一 个 给 定 的 测 量 符 合 被 测 数 量 真 实 值 的 程 度 。,可 调 范 围 (大 小 量 程 比),可 调 范 围 或 大 小 量 程 比 是,流 量 计 能 维 持 测 量 精 度 前 提 下 最 大 与 最 小 值 流 量 大 小 之 比 。例 如 ，若 一 个 流 量 计 将 从 100 标 米 立 方/时 (,Nm3/hr),测 量 10:1 量 程 比 的 流 量 ，则 该 流 量 计 可 精 确 地 测 量 10100,Nm3/hr,大 小 的 流 量,重 复 性,重 复 性,是 流 量 计 每 次 测 量 某 个流 量 时 提 供 同 一 个 测 量 值 的 能 力 。高 度 重 复 性 并 不 确 保 精 度 。取 决 于 应 用 场 合 ，流 量 计 的 重 复 性 可 能 比 精 度 更 重 要 。例 如 ，在 一 个 流 量 控 制 回 路 中 ，若 一 个 流 量 计 给 出 一 个 稳 定 的 重 复 性 的 读 数 ，则 该 测 量 的 真 实 精 度 未 必 重 要 。,流,量,计,的,分,类,流 量 计 分 成 四 类 ：, 差 压 流 量 计, 速 度 流 量 计, 质 量 流 量 计, 排 气/液 式 流 量 计 (也 叫,容 积 式 流 量 计,),当 要 为 一 个 具 体 应 用 场 合 决 定 采 用 哪 一 种 流 量 计 时 ，流 量 计 属 于 哪 一 类 的 问 题 很 重 要 。,差压流量计类型,一 些 常 用 的 流 量计 是 ：,孔 板,皮 托 管,流 量 喷 嘴,文 丘 里 管,楔 形 流 量 元 件,V,形 锥 体,转 子 流 量 计,孔 板 是 一 个 放 置 在 流 体 流 量 通 路 中 具 有 锐 边 开 孔 (锐 孔) 的 薄 圆 片 。当 流 体 通 过 孔 板 时 ，流 体 的 速 度 增 加 ，而 压 力 减 少 ， 这 就 产 生 了 压 力 降 。通 过 测 量 孔 板 前 高 压 取 压 嘴 的 压 力 及 孔 板 后 低 压 取 压 嘴 的 压 力 ，可 确 定 该 压 力 降 的 数 值 。压 力 降 一 般 用 差 压 或 多 变 量 变 送 器 测 量 。,孔板流量计,阿牛巴流量计,阿 牛 巴 (,Annubars,) ，,其 设 计 型 式 是 在 整 个 管 线 的 直 径 范 围 内 包 含 若 干 测 量 孔 。阿
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