仪表安装与维修.docx

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仪表安装与维修

仪表安装与维修

一、仪表的作用；仪表是将被测量（未知值或信息）转换成可直接观测的值或信息，并且还可以通过这些信息来控制或传递给其他设备的工具。

二、仪表按他的工作领域不同可分为两类。

（一）、电工仪表；如、电压电流表、功率表、功率因数表、电能表、频率表等。

（二）、热工仪表；如、温度测量仪表、压力侧连仪表、流量测量仪表、中量测量仪表、各种物质含量测量仪表、各种分析仪表、各种控制仪表等。

三、下面先简单介绍一下热工仪表：

热工仪表按测量方式不同可分为两类：

（1）非电量测量、（即不用电信号进行测量的方式，如压力表、温度计等）。

（2）非电量的电测量、（即把物理状态通过传感器转换成电信号进行测量的方式。

如压力数显仪、温度数显仪等。

）

四、电测量仪表按作用不同可分为两部分（一体化仪表除外）。

一部分位检测仪表（即一次表、传感器）第二部分是显示仪表（即二次表、测量显示仪表）。

（一）、下面我们先介绍一下检测仪表、传感器：

传感器是、在感受被测环境变化的同时将此变化量转换成（函数、线性或非线性的）电量输出给显示仪表。

1、传感器的种类很多、分类方式也很多，下面我们按传感器工作原理和信号传递方式分为两类：

（1）压电式有源传感器：

即能根据被测量的变化而产生变化的电流或电压，如热电偶和轴震动等。

（2）物理量无源传感器：

即能根据被测量的变化而自身的物理量（电阻、电容磁场）发生变化，压力、差压变送器和远传压力计等。

2、下面我们认识一下热电偶和轴震动。

（1）热电偶是有两种不同的、特殊材质的金属导体结合成回路组成，这两根导体结合以后，结合点（称之为热端）与接线端之间（称之为冷端）有温差时、两导体上就会产生感应电势，电势的大小随感温点温度的变化成正比而变化，所以称他为热电势。

工作端、热端

自由端、冷端

（2）热电偶的组成：

偶丝、绝缘套管、保护管、接线板、接线盒。

（3）热电偶按使用环境和方式不同、有分为铠装热电偶和装配热电偶。

他们的主要区别是：

铠装偶是将偶丝装在带有绝缘的金属倒管里，他是不能拆装的、但是他的气密性好反应快、抗震性好能弯曲。

装配热电偶是将偶丝套上绝缘套管后放进保护管中，他的好处是：

拆装方便、可以换偶心便于维修，还有他的测量范围比铠装偶大

（4）偶的选型：

（1、）根据偶所工作和被测的环境、温度来选择热电偶。

（2、）根据被测环境来选择偶丝的材质和保护管的材质，下面两列表我们可以参考：

表1、热电偶测量范围

热电偶类型

代号

分度号

长时间范围℃

短时间范围℃

铂铑30-铂铑6

WRR

B

0—1600

1800

铂铑10-铂

WRP

S

0—1400

1600

镍铬-镍硅

WRN

K

0—1200

1300

镍铬-铜镍

WRE

E

0—800

900

表2、热电偶保护管的承受范围

保护管材质

长期使用温度

短期使用温度

此参数必须在垂直按装且没有强烈氧化的情况下

钢玉

1600

1800

高铝

1300

1600

Cr25Ti（不锈钢）

1000

1100

1Cr18Ni9Ti不锈钢

-200—+800

900

碳钢20＃

-100—+500

600

（3、）根据外部环境来选择结构和按装方式，比如、是不是需要防水、防溅、隔爆（根据环境来选择隔爆等级），还有偶的固定方式、是阀兰连接还是螺纹连接或无连接方式。

偶直径的选择要根据环境的震动性和对于偶的氧化程度、还有偶的热惰性来选择。

偶的精度等级要根据工况来选择。

注意、在震动大的地方要用凯装热电偶，宜延长使用寿命。

如热电联产的汽机的循环水管道，现在全坏过了，以后我们要注意。

热电偶的热惰性

保护管直径

保护管材质

时间常数（秒）

￠16

非金属保护管

90—180

金属

90—180

￠20

非金属保护管

小于180

金属

小于180

￠25

非金属保护管

小于300

（4、）偶长度的选择：

如果是在管道上垂直安装偶的插入深度（我们称他为小L）为保护管或连接头的尺寸+管道的半径，如果要倾斜45度安装，其插入深度应为直形连接头的尺寸+0.7被的管道外径，也就是热电偶要将其感温点插入到被测管的中心,侧温元件感温点：

1）热电偶的感温点是器热接点，2）热电阻是其电阻棒的中心，电阻棒的长度（铂电阻为30-80mm，铜电阻为64mm，双金属温度计是距前端50mm）。

如果条件不允许的话，偶的插入深度应大于偶直径的8—10倍。

双金属温度计其保护管长度不大于300mm时，插入深度不小于70mm，如果大于300mm时，其插入深度不小于100mm。

偶的总长度（我们称他为大L）要保证其接线盒的温度不超过100℃。

（5）、偶的安装：

（1、）选择按装地点，选择按装地点是要避开高温区和危险区，要选择便于按装和检修的地方。

在管道上安装时除了偶的感温点要插到管中心以外，还要注意液体的管道，在测量水平的液体管道的温度时要尽量向下取点，避免有气体的存在。

在测量高温高压的气体和液体时（如蒸汽管道和高炉炉体检点），还要加与管道同材质的保护管、壁厚2mm以上、（参考工况压力）。

如果被测量管道直径小，安装是要逆向介质流向倾斜装。

如果是在其他物体中测量、如炉膛或烟道，那麽他的插入深度应不小于其保护管直径的8—10倍。

（2、）安装热电偶时密封一定要做好，螺纹连接的一定要加淬火的铜垫，阀兰按装的要扰紧石棉绳，高温时还要加耐火土，缠绕长度是其保护管长度的1/3。

（3、）热电偶的连接，热电偶与显示表连接是要用补偿导线，补偿导线是将热电偶的冷端引道恒温或温度波动范围小的地方，实计上是将冷端延长，补偿导线的热电性能在0—100℃时、与其使用的热电偶的材质的特性是相同的。

注意：

补偿导线和接线盒的温度在常温状态下、不能过高，测量值才是最准确的，在2005年4月10日至4月18日，热电联产锅炉上集汽集箱的温度一直偏高28摄氏度左右，直到19日下午、下了一场雨，随着气温的变化，热电偶接线盒由原来的54摄氏度慢慢降到了26摄氏度，这是传输到主控室的信号也减小到了正常值。

由于在测温比较低的冬季测量的数据一直很稳定，所以我们判断热电偶的接线盒的温度不能过高，要在常温的环境中是最准确的。

前面我们讲的热电势是靠热电偶冷端和热端的温差产生的，那现在电偶的冷端和热端相距很远、冷端的温度未知，在正常测量时，冷端的温度在零摄氏度时，冷端和热端的测量值才是实际值，所以我们要消除由于冷端温度影响而产生误差。

这误差消除的方法很多，我们通常采用冷端补偿法（即内部补偿），原理是用感温元件测量出冷端的实际温度，然后与冷热端的测量值相加，这时的结果才是实际测量值。

也就是人为地在显示值上加以修改，在显示表和PLC内部有测温元件还有设置冷端补偿的参数。

（6）、轴震动的工作原理：

轴震动传感器又称磁电式传感器，他是有特殊的线圈和永磁铁心组成，传感器固定在被测物体上，磁铁手震动后、磁力线切割线圈、产生微电势，此信号传送到显示表、就得到了震动数值。

轴震动是一体封装的，其按装地点随设备定，安装时一定固定紧，以免测量时有误差。

3、下面我们了解一下无源式传感器，热电阻和压力和差压传感器。

（1）、热电阻：

是靠感温元件随温度的变化而阻值发生变化的特性来测量温度的。

热电阻的种类很多，我们通常所用的有：

WZP系列、和WZC系列，W、表示温度仪表，Z表示热电阻，P、表示铂电阻，C、表示铜电阻。

下表可以体现出不同的热电阻在不同温度下工作范围。

类别

型号

分度号

测量范围℃

0℃电阻值（Ω）

铂热电阻

WZP

Pt10

—200—+（玻璃、陶瓷骨架）

—200—+420（云母骨架）

10

Pt100

100

铜热电阻

WZC

Cu50

—50—+100

50

Cu100

100

（2）、热电阻的感温元件和热电偶不同，铂热电阻是由直径为Φ0.03—Φ0.05毫米的铂丝扰在不同材质的骨架上组成。

铜电阻是由直径为φ0.11毫米的绝缘钢丝双绕在塑料鼓架上组成，然后用导线将其引到接线盒。

由于热电阻的感温元件太细，所以不能按装载有振动的场合。

如这次热电联产工程中循环水管道的热电阻，现在已经坏了几个了。

热电阻在安装时感温元件要放在管道中心。

（3）、热电阻的安装与电偶基本相同。

只是接线方式不同，热电阻本体有两线制和三线制：

其实热电阻感温元件只有两个接线端，三线制的热电阻只是在任意一个接线端上并了一根导线引到了接线盒上。

热电阻外部连接有三线制和四线制：

三线制为的是减去线路电阻，四线制的，其作用也是为了消除线路电阻、只是方式不同、更为精确了。

热电阻的导线要采用直径为1.5mm2以上的铜导线，避免电阻过大给测量造成影响。

三线制热电阻

四线制热电阻

（4）、此图为热电阻接线原理：

在A和b之间加、250uA恒电流，此时（看三线制）在B和b之间由于线路电阻的存在会产生电压，用总电压bA减去二倍此电压（即将A的线电阻也减去），就得到了准确的数值。

而四线制的热电阻就更加精确了，他的A和b之间是250uA恒流源，a和B是电阻的电压信号，此信号没有电流，相当于直接测量电阻两端电压，这样就得到了准确的数值了。

压力和差压变送器

4、压力、差压变送器：

（1、）压力变送器是测量介质压力的，我们可以大致把它分为两部分，传感器部分和信号转换部分，由于变送器的应用领域不同所以他们的种类很多。

特别是传感器的结构不同，有电阻式的、有电容式的、还有频率式的。

但是他们的工作原理都相近，传感器的隔离膜片是直接接触被测介质的他会因为介质的压力变化自己产生形变，这形变通过隔离液传送给测量膜片，测量膜片会产生相应的变形，（如果是电阻式的，这个形变辉改变电阻值，其他形式的同理）然后信号转换部分会根据此形变所产生的信号变送出相应的电信号。

（2、）差压变送器：

他是测量两组介质压力差的，一般配用于差压式流量计或液位计，也有测量微小压力用的，但价格比较高。

差压变送器比压力变送器多一个测量压室，多一组测量膜片，他的测量值是通过两压是的压力差的到的，所以称他为差压变送器。

差压式测量流量的节流装置孔板：

孔板的应用范围很广，有环室孔板和普通孔板，区别是普通孔板德取压管是分别穿透两个阀兰，直接进入管道，而环室孔板是在两个阀兰的内园上作了一个环形槽，取压管直接进到环形槽进行测量，这样的好处是避免由于介质脏、造成取压管的堵塞。

在阀兰一般不是腐蚀性或颗粒状可流动气体或液体它都能测量。

上面为孔板的分析图，孔板上面的件2是阻碍介质流动的，所以在件2两短会产生差压，此差压值是我们要测量的数值。

注意按装时孔板的方向，必须按上图介质的流向、来安排孔板的方向，另外，不同的介质、孔板的取压管的方向也不同，下图为取压管方向示意图。

差压是流量测量节流量装置：

德尔塔巴。

德尔塔巴是靠件2的阻碍使其前后取压孔产生差压进行测量。

注意正取压管是与上游取压孔相连接的。

它的特点是安装简便，可以在线插拔（即生产时可以插拔），它的应用范围很广，只要不是太粘或太脏的气体或液体它都能测量。

压力和差压变送器剖面分析图

（3、）压力变送器的选择，：

1、压力变送器按工作环境不同可分为三类：

一、本安型，二、隔爆型，三、普通性。

本安型和隔爆型都具有防暴功能，只是由于防暴等级不同他们的工作领域也不同。

下面我们先了解一下第一类本安型：

本安型变送器是采用本质安全电路，一般用于测量易燃易爆介质，他对外部电源要求很严格，电源电流不允许超过165mA，电压不允许超过直流30V，功率不允许超过0.9W，并联电容不允许超过0.02uF，并连电感不允许超过0.73mH,在这种情况下只有使用安全栅才能满足要求。

二、隔爆型也采用本质安全电路，但是他本体的严密性很好，一般工作在易燃易爆的场所中，他只要求外部电源电压不超过30V。

在安装时一定要根据防暴等级的要求和给出的图示进行操作，以免出现事故。

2、膜盒的选择要根据被测介质的化学成分和环境温度还有测量范围来选择。

3、要根据需要选择输出信号，管道接口，电气接口，显示表头，安装方式等。

（4、）变送器的安装：

1、对于一般气体的安装，变送器的导压管要向上引，避免由于管道有灰尘或潮湿，流到变送器给测量造成误差。

如果条件不允许，取压时必须加除尘或冷凝罐。

比如，过路的炉膛压力就与水分和压力，还有煤气管道也有这种现象。

2、对于一般液体的安装，变送器的到压管要向下引，避免有气体的存在，给测量造成误差。

如果是在室外按装时，导压管要尽量短、伴热保温要做好。

3、对于蒸汽管道的测量，变送器的导压管一定要爬坡、因为蒸汽向上走，可以将导压管里多余的冷凝水回流。

一定要有冷凝的作用，因为一般变送器的膜盒最大承受温度为60℃，EJA系列的为80℃。

还有、尽可能缩短倒压管的同时还要注意测量时产生的误差，因为倒压管理有冷凝水，所以在压力则量时要消除这段压力。

测量蒸汽流量时冷凝罐一定要高于取压点，并且两罐要同样高。

因为冷凝罐低于取压点时，就不会有热气、冬天会冻，还会影响测量。

（3压力变送器的安装时要注意取压点的选择

对于测量汽包液位的变送汽的安装方法在不锈钢是最困难的，这里有两点是要注意，一点是变送器必须低于平衡容器的下法兰、一点是距平衡容器必须大于一米，且导压管必须水平。

调试变送器的量程时必须按平衡容器图纸上的尺寸调，否则将无法正常使用。

水位计的连接管路不允许有一点泄漏，如果泄漏会造成测量不准确。

在测量液体压力时一定要选好安装位置，不能太高，管路不能太长，要避免管道高度所造成的误差。

此图为汽包平衡容器，量程在制作时已经固定，其零点为汽包的中心线下反50mm,确定零点后，零点以上为正量程、以下为负量程，相加为总量程L。

在调试平衡容器时，首先要将平衡容器与汽包连接的三个阀关紧，将正负压室的水注满，如果无法注水、就等待蒸汽冷凝水。

将水灌满平衡容器、这时应该是零点，然后将三阀打开、这时与玻璃管比较应该是汽包实际水位。

如果不是，可以在计算机上调整零点。

此图为除氧水箱平衡容器，量程为上下阀兰的距离。

这种平衡容器比前

一种简单，可以外部测量量程。

调试方法同上。

变送器的接线方式有两线值和四线制的区别，两线制的正端位电源负端为信号，四线制的变送器分别由两棵电源线盒两根信号线组成。

我们一般采用两线制。

手持编程器是针对于智能变送器所研制的微型编程器，它可以监视、改变变送器内部的一些参数。

具体功能我们可以看一下说明书。

手持编程器的接线图

详细分析

带保温箱的仪表按装方法

各种电磁流量计展示

电磁流量计原理图

按装形式及原理框图。

二．就地压力指示

当压力在2.6Kpa时,可采用膜片式压力表、波纹管压力表。

如接近大气压的低压检测时，可用膜片式压力表或波纹管式压力表。

（1）量程的选择根据被测压力的大小确定仪表量程。

对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3。

最低测量压力值应不低于全量程的1/3。

（2）精度选择根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。

一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。

型号

结构

公称

直径

测量范围，MPa

精度等级

用途

Y40

Y40Z

径向

轴向无边

φ40

0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.61

2.5

测量对铜合金不起腐蚀的液体气体、蒸汽压力

Y60

Y60T（Y60TQ）

Y60Z

Y60ZQ

径向

径向带后边

轴向无边

轴向带前边

φ60

0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.6

0~1,1.6,2.5,4,6

-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15

-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9

-0.1~1.5,-0.1~2.4

测量对铜和钢全金不超腐蚀的液体、气体或蒸汽的压力或真空度

Y100

径向

φ100

0~0.1,0.16,0.25,0.4,0.6

0~1,1.6,2.5,4,6

-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15

-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9

-0.1~1.5,-0.1~2.4

1．5

Y100T

径向带后边

Y100ZQ

轴向带前边

Y100TQ

径向带前边

Y150

径向

φ150

Y150T

径向带后边

Y150ZQ

轴向带前边

Y150TQ

径向带前边

Y260

径向

φ260

（3）使用环境及介质性能的考虑环境条件恶劣，，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号。

（4）压力表外形尺寸的选择现场就地指示的压力表一般表面直径为φ100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为φ200~φ250mm的，盘装压力表直径为φ150mm，或用矩形压力表。

常用弹性式压力表规格见表2-1-13。

表2-1-13常用弹性式压力表规格

1．普通波纹管压力表

2．精密波纹管压力表（可作标准压力表）

型号

结构

公称直径

测量范围，MPa

精度等级

用途

备注

YB-160A

YB-160B

径向

φ160

-0.1~0,0~0.1,0,16

0.4,0.6,1,1.6

2.5,4,6,10,16

25,40,60

生产0~0.1—0~6

0.25

0.4

可校普通压力表或精密测量液体气体、蒸汽压力和负压

A一表示仪表零点可调

B—表示仪表带有镜面

C—带镜面且可调零

YB-160C

径向中压

YB-160

径向

符号说明：

仪表型号中，常用汉语拼音的第一个字母表示某种意义，如Y-压力，Z—真空（阻尼），B—标准（防爆），J—精密（矩形），A—氨表，X—信号（电接点），P—膜片，E—膜盒，数字表示表面尺寸（mm），尺寸后的符号表示结构或配接的仪表。

汽机仪表安装位置需要记一下：

（1）七米平台

（2）三米四平台（3）零米平面

工位号

名称

工位号

名称

工位号

名称

PT-301

主油泵出口

PT-107

汽封蒸汽管

1PT-208

空冷器冷却水出水管

PT-303

主油泵出口

PT-120

自动主汽门前

2PT-207

空冷器冷却水进水管

PT-321

二次脉冲油管

PT-102

自动主汽门前

1PT-403

循水出口管

PT-304

二次脉冲油管

PT-410

汽封加热器真空管

2PT-404

循水进口管

PT-302

一次脉冲油管

PT-103

自动主汽门后

3PT-405

循水出口管

PT-104

轮速级

PT-409

汽封加热器真空管

4PT-402

循水进口管

PT-407

射水抽汽器气管

PT-101

电动主器门前蒸汽管

1PT-306

冷油汽进油管

PT-412

冷凝器出口

减温减压器

2PT-305

润滑油总管

PT-420

排气时出口

PT-601

厂区蒸汽管

3PT-320

冷油器后油管

PT-401

排气室

PT-602

主蒸汽母管

4PT-307

冷油汽出油管

PT-411

低加出水管

PT-603

高压给水管

1PT-105

调整抽气管

PT-106

低加的非调整抽汽管

外网

2PT-406

射水泵出口

FT-101

电动主汽门前

FT-501

外网

3PT-408

冷凝泵出口

PT-502

外网

4PT-501

工业抽气管

2005.3.31