自动化仪表安装基础知识整理.docx

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自动化仪表安装基础知识整理

压力仪表

一、压力检测元件

压力检测的方法很多，按敏感元件和转换原理的特性不同，一般分为四类：

（1）液柱压力计。

它是根据流体静力学原理，把被测压力或差压转换成液体高度（差），压力计一般采用充有水或水银的玻璃U形管或单管。

（2）弹性式压力仪表。

它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成弹性元件的位移，并通过机械传动机构直接带动指针。

常见的弹性式压力计有弹簧管压力仪表、膜盒压力仪表、波纹管压力仪表等。

（3）电远传式压力仪表。

这类仪表的敏感元件一般也是弹性元件，通过进一步应用转换元件（或装置）和转换电路将与被测压力成正比的弹性元件的位移转换成电信号输出，实现信号的远距离输送。

常见的有力平衡式压力变送器、电容式压力变送器、霍尔式压力传感器等。

（4）物性型压力传感器。

它是基于在压力作用下，敏感元件的某些物理特性发生变化的原理。

常见的物性型压力传感器有应变式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器等。

二、压力表

1.压力表的原理与构造

1.1原理：

压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。

1.2构造：

溢流孔：

若发生波登管爆裂的紧急情况的时候，内部压力将通过溢流孔向外界释放，防止玻璃面板的爆裂。

注：

为了保持溢流孔的正常性能，请在表后面留出至少10mm的空间，不要改造或塞住溢流孔。

指针：

除标准指针外，其他指针也是可选的。

（零调指针最大值指针或设定指针）请在选型表中列出。

玻璃面板：

除标准玻璃外，其他特殊材质玻璃，如强化玻璃，无反射玻璃也是可选的。

性能分类：

普通型（标准）、蒸汽用普通型（M）、耐热型（H）、耐振型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐热耐振型（HV）。

处理方式：

禁油/禁水处理…在制造时除去残留在接液部的水或油。

弹性敏感元件：

波登管、波纹管、隔膜

波登管压力表

波登管敏感元件是弯成圆形，截面积显椭圆形的弹性C形管。

测量介质的压力作用在波动管的内侧，这样波登管椭圆截面会趋于圆形截面。

由于波登管微小变形，形成一定的环应力。

此环应力会使波登管向外延伸。

由于弹性波登管头部没有固定，其就会产生小小变形，其变形的大小取决于测量介质的压力大小。

波登管的变形通过机芯间接地由指针显示测量介质的压力。

膜盒压力表

膜盒敏感元件由两块连接在一起的显圆形波浪的膜片组成。

测量介质的压力作用在膜盒腔内侧，由此所产生的变形可用来间接测量介质的压力。

压力值的大小由指针显示。

膜盒压力表一般用来测量气体的压力，并能测量微压、过压保护在一定程度上也是可以的。

当几个膜盒敏感元件叠在一起后会产生较大的传递力来测量极微小的压力。

径向型、轴向型

径向型：

指压力表的连接口径与表盘成I型

轴向型：

指压力表的连接口径与表盘T型

2.压力表的种类

2.1室内型压力表：

A□□□

2.2室外型压力表：

B□□□

3.3高压表：

GH□□700MPa

3.4差压表：

DG□□

3.5双指针压力表：

GD1□

3.6耐震型压力表：

GV□□

3.7带接点压力表：

JM□□JC□□CD□□（耐压防爆）

型号

类型

压力范围

应用行业

A□□□

室内型压力表

0～40kPa、0～100MPa、-0.1～0MPa、-0.1～3.5MPa

一般工业用

B□□□

室外型压力表

0～40kPa、0～100MPa、-0.1～0MPa、-0.1～3.5MPa

一般工业用

DG□□

差压表

0～0.05kPa、0～30kPa、0.01～-0.04kPa、-0.1～3.5kPa

一般工业用

GV□□

耐振型压力表

0～0.1MPa、0～200MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa

用于强烈振动的场合

JM□□

带微动开关

0～1.5MPa、0～100MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa

一般工业用

JC□□

带触点开关

0～1.5kPa、0～70MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa

一般工业用

SU□□

卫生型压力表

0～0.1MPa、0～5MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa

食品、化妆品、制药

CD□□

防爆型带接点压力表

0～0.1MPa、0～70MPa、-0.1～0MPa、-0.1～2MPa

易燃易爆场合

三、压力变送器

1、普通压力变送器

普通压力变送器是由传感器、变送电路、壳体、接液口、接线口等部分组成的。

目前传感器有扩散硅、压电陶瓷、电容膜盒。

他们的测量原理无一例外的都是在有激励的惠斯登电桥失去平衡时有电流或者电压输出。

变送电路是将这种输出信号进行转换，使之与被测的物理量成一一对应的线性关系。

接液口直接与过程介质接触，有多种联接方式。

如：

1/2NPT、G3/4、M20*1.5等。

接线口是电线入口，如M20*1.5。

要求要有一定的防护等级。

测量高压力时，介质最大工作压力一般不宜超过仪表量程的3/5。

2、法兰变送器

法兰变送器是在普通变送器基础增加了一个远传密封装置而构成的。

所以也叫远传式变送器或者隔膜变送器。

远传密封装置由法兰、膜盒、毛细管和毛细管内的填充液等构成的。

过程介质压力由隔膜、填充液最后传递到压力变送器的敏感元件即传感器上。

法兰变送器膜盒、毛细管内的填充液一般是硅油和氟油。

特点是热温度系数小，低温时不冻凝，高温时不挥发，不汽化。

粘度不随温度有大的变化。

高温硅油最高可达315℃，低温硅油最低可达-40℃，氟油在-40℃和315℃之间。

3.法兰变送器和普通变送器相比有什么优缺点？

可以测量较高温度的介质。

不会堵塞，可以应该在粘稠的介质上。

可以应用在容易凝冻或者汽化的介质上。

成本稍高、结构复杂、有时有时间延迟、精度稍低。

4.压力变送器的有哪些主要技术参数？

传感器类型：

扩散硅，陶瓷电容，差压电容膜盒

电源：

一般是24VDC。

输出信号：

一般是4~20mA。

精度等级：

如0.1、0.25、0.5。

重复性：

0.1、0.25、0.5。

时间漂移：

温度漂移：

使用温度范围：

最高耐压：

最低压力：

过程联接方式：

电缆入口：

安装方式：

压力变送器问题（讨论）

问题现象

检查与测试

解决办法

1:

变送器无输出

1:

查看变送器电源是否接反；

把电源极性接正确

2:

测量变送器的供电电源，是否有24V直流电压；

必须保证供给变送器的电源电压≥12V（即变送器电源输入端电压≥12V）。

如果没有电源，则应检查回路是否断线、检测仪表是否选取错误（输入阻抗应≤250Ω）；等等。

3:

如果是带表头的，检查表头是否损坏（可以先将表头的两根线短路，如果短路后正常，则说明是表头损坏）；

表头损坏的则需另换表头，

4:

将电流表串入24V电源回路中，检查电流是否正常；

如果正常则说明变送器正常，此时应检查回路中其他仪表是否正常。

5:

电源是否接在变送器电源输入端；

把电源线接在电源接线端子上。

2:

变送器输出≥20mA

1:

变送器电源是否正常

如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤（变送器供电电压-12V）/（0.02A）Ω

2:

实际压力是否超过压力变送器的所选量程；

重新选用适当量程的压力变送器。

3:

压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。

需发回生产厂家进行修理。

4:

接线是否松动；

接好线并拧紧

5:

电源线接线是否正确

电源线应接在相应的接线柱上

3:

变送器输出≤4mAOutput≤4mA

1:

变送器电源是否正常

如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤（变送器供电电压-12V）/（0.02A）Ω

2:

实际压力是否超过压力变送器的所选量程；

重新选用适当量程的压力变送器

压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。

需发回生产厂家进行修理。

4:

压力指示不正确Wrongindication

1:

变送器电源是否正常

如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤（变送器供电电压-12V）/（0.02A）Ω

2:

参照的压力值是否一定正确

如果参照压力表的精度低，则需另换精度较高的压力表。

3:

压力指示仪表的量程是否与压力变送器的量程一致

压力指示仪表的量程必须与压力变送器的量程一致

4:

压力指示仪表的输入与相应的接线是否正确

压力指示仪表的输入是4~20mA的，则变送器输出信号可直接接入；如果压力指示仪表的输入是1~5V的则必须在压力指示仪表的输入端并接一个精度在千分之一及以上、阻值为250Ω的电阻，然后再接入变送器的输入。

5:

变送器负载的输入阻抗应符合RL≤（变送器供电电压-12V）/（0.02A）Ω

如不符合则根据其不同可采取相应措施：

如升高供电电压（但必须低于36VDC）、减小负载等

6:

多点纸记录仪没有记录时输入端是否开路；

如果开路则：

1、不能再带其他负载；2、改用其他没有记录时输入阻抗≤250Ω的记录仪。

7:

相应的设备外壳是否接地

设备外壳接地

8:

是否与交流电源及其他电源分开走线

与交流电源及其他电源分开走线

9:

压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。

需发回生产厂家进行修理。

10:

管路内是否有沙子、杂质等堵塞管道，有杂质时会使测量精度受到影响；

需清理杂质，并在压力接口前加过滤网。

11:

管路的温度是否过高，压力传感器的使用温度是-25~85℃，但实际使用时最好在-20~70℃以内。

加缓冲管以散热，使用前最好在缓冲管内先加些冷水，以防过热蒸汽直接冲击传感器，从而损坏传感器或降低使用寿命。

四、压力取压口的位置选择

1）避免处于管路弯曲、分叉及流束形成涡流的区域，也就是说要选择在流速稳定的地方。

（2）当管路中有突出物体（如测温组件）时，取压口应取在其前面。

（3）当必须在调节阀门附近取压时，若取压口在其前，则与阀门距离应不小于2倍管径；若取压口在其后，则与阀门距离应不小于3倍管径。

（4）对于宽广容器，取压口应处于流体流动平稳和无涡流的区域。

（5）取源部件在施焊时要注意端部不能超出工艺设备或工艺管道的内壁。

总之，在工艺流程上确定的取压口位置应能保证测得所要选取的工艺参数。

五、连接导管的铺设

1、连接导管的水平段应有一定的斜度，以利于排除冷凝液体或气体。

2、当被测介质为气体时，导管应向取压口方向低倾；当被测介质为液体时，导管则应向测压仪表方向倾斜；

3、当被测参数为较小的差压值时，倾斜度可再稍大一点。

4、导压管应尽可能地短，并且弯头尽可能少，

六、测压仪表的安装及使用注意事项

1）仪表应垂直于水平面安装；

2）仪表安装处与测定点之间的距离应尽量短，以免指示迟缓；

3）保证密封性，不应有泄漏现象出现，尤其是易燃易爆气体介质和有毒有害介质。

温度仪表

一、温度测量的基本概念

温度是表征物体冷热程度的物理量。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。

二、温度测量仪表的分类

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。

通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热换，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。

非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。

表1