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096人的反应和物体回弹哪个快？ 要先垫好。就不会弹起来了。查看更多 18个回答 . 1人已关注

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请问碳二加氢系统并入的一条高压乙烯线是干嘛的? 碳二飞温联锁后，放火炬，氮气置换，丙烯冷却，接着用高压乙烯冲压至操作压力，这样可以使投反应器时通过降低物料的分压，调节催化剂的选择性，知道的不多，这个在S&W前加氢前脱丙烷工艺里应该是常见的！查看更多 11个回答 . 5人已关注

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求助 NACE MR-01-75？这是美国防腐工程师协会（ NACE ）的认证标准，急需请问哪位盖德有这个标准并知道金属软管和波纹膨胀节需要做什么试验才能符合这个标准的要求？请告知&谢谢！查看更多 3个回答 . 5人已关注

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比较好的塑料换热器厂家有哪些? 计划上一台塑料换热器，大家推荐一下好的厂家？查看更多 6个回答 . 2人已关注

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脱硫的平衡常数是多少？我们厂原料是天然气制甲醇，我想知道钴钼加氢反应器中有机硫转化成无机硫的反应常数是多少？有没有温度压力与平衡常数关系的计算公式？谢谢查看更多 0个回答 . 1人已关注

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气化炉气体成分与炉温的关系？德士古气化炉，一般炉温升高，甲烷含量持续下降，一氧化碳、氢气含量先升高后下降，二氧化碳含量先下降后升高，请问为什么？哪位能够解释一下原因吗？谢谢。查看更多 40个回答 . 5人已关注

#气化炉

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涂料厂设备安装方案？ 哪位有涂料厂设备安装方案，请上传一下，将十分感谢！查看更多 0个回答 . 5人已关注

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各位哥哥姐姐谁知道哪有新建的焦化？各位哥哥姐姐大家好，谁知道现在全国哪有要新建在在建的焦化呀？最好能说下焦化厂的名字，呵呵。。。如果方便可以说下大概地址，还有年产多少的，谢谢了。好人一生平安。查看更多 59个回答 . 4人已关注

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有用70立方聚合釜的同学吗? 请问用到70立方聚合釜的同学，你们的釜是哪里产的，搅拌电机功率多大的？我们也是锦化的132KW，电流满负荷大概170A，不知道电机能不能改小一点，谢谢！查看更多 3个回答 . 3人已关注

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一个德语词汇？ 这个你最好把整句话或是出现在什么场景下也说一下一般翻译过来意思是相同的部分、类似的部位也有翻译为标准件或参照件的意思查看更多 7个回答 . 1人已关注

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城市污水处理厂运行控制与维护管理？ 22.6MB 5bao PDF 【内容简介】本书系统地介绍了城市污水处理厂的运行管理技术，包括工艺、机械设备及自动控制仪表等方面。工艺部分涉及工艺原理、系统组成、工艺参数分析与计算、工艺控制、运行调度、日常操作维护、异常问题的分析及排除等内容，机械设备和自动控制仪表部分涉及工作原理、构造、日常操作维护、故障诊断与排除及检修等内容。本书总结了国内污水处理厂近10年来的运行经验，并结合国内实际情况，大量引用了欧美及日本等国家和地区的先进运行管理技术。本书绝大部分章节可直接作为运行手册使用。本书可作为污水处理厂运行管理人员的培训教材，也可供给排水、环境工程专业的科研、设计人员及大专院校相关专业的师生参考。【目录信息】前言第一章总论 1.1城市污水的来源与性质 1.2水污染控制法规与标准 1.3城市污水处理的一般方法 1.4水样的采集和处理 1.5城市污水处理厂的技术经济指标与运行报表 1.6城市污水处理运行人员的职责第二章预处理和初级处理查看更多 2个回答 . 3人已关注

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当前工厂公用系统电费、冷却水、水蒸气的价格大概是多少？ 毕业设计要用查看更多 2个回答 . 3人已关注

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求助:我用的CAD2004每次打开图纸都会出现代理信息.？ 求助:我用的CAD2004每次打开图纸都会出现代理信息.这到底是怎么回事?有没有办法不让它出现? 求各位老师帮忙?谢谢!查看更多 1个回答 . 1人已关注

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石油化工建设单位施工管理经验交流？大家知道现在国内搞[wiki]石油[/wiki][wiki]化工[/wiki]建设的施工单位不少，但由于各单位的体制不同，施工力量参差不齐。我所知道的比如，中石化：第二建设公司、第三建设公司（宁波工程公司）、第四建设公司、第五建设公司、第十建设公司；中石油：中油一建、中油二建、中油六建、中油七建；中化：中化四建、中化六建、中化七建、中化九建、中化十四建。大家可以谈一谈，那个施工单位综合力量最强，那个单位在某方面是最强的，那个单位在管理方面有可以值得借鉴的经验。 [ ]查看更多 4个回答 . 1人已关注

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仪表基础资料？仪表基础培训资料目录第一章化工测量仪表 3 概述 3 一、测量过程和测量误差 3 二、测量仪表的品质指标 3 三、测量仪表的分类及构成 5 压力测量 6 一、压力的概念 6 二、压力测量仪表 7 物位测量 14 一、差压式液位变送器 15 二、浮筒式液位计 18 三、雷达液位计 19 四、浮子翻板 20 温度测量 20 一、膨胀式温度计 20 二、压力式温度计 21 三、热电偶 21 四、热电阻温度计 28 五、电动温度变送器 31 六、测温元件的安装 32 流量测量 33 一、差压式流量计 34 二、转子流量计 39 三、椭圆齿轮流量计 40 四、涡轮流量计 41 五、电磁流量计 42 六、质量流量计 43 七、涡街 45 第二章调节阀 47 一、调节阀的类型 47 二、气动薄膜直通双座调节阀 47 三、三通阀 48 四、角阀 48 五、蝶阀 48 六、偏心旋转阀 48 七、套筒阀 49 八、球阀（旋塞阀） 49 九、自力式调节阀 49 十、气动长行程 50 十一、隔膜阀 50 十二、阀体分离阀 50 十三、电动执行机构阀门 50 第三章过程控制基础知识 51 一、过程控制的发展概况及特点 51 二、过程控制系统的组成 53 三、过程控制系统的两种表示形式 55 四、过程控制系统的主要类型 58 五、过程控制系统的性能指标及要求 60 第一章化工测量仪表概述在化工生产中，为了更好地进行生产操作和自动调节，需要对工艺生产中的压力、液面、温度、流量四大参数进行自动检测。用来检测这些参数的仪表，称为化工测量仪表。一、测量过程和测量误差 1、测量过程所谓测量过程，就是用实验的方法求出某个量的大小。如要测量一段导线的长度，就要一把米尺与它比试一下，即可测知该段导线的长度。这种测量方法叫直接测量法。还有间接测量法和联立测量法。如测量温度采用电位计来测量，即先把温度变成电势（或改变电阻），测出电势值（或电阻值），再换算成温度，就属于间接测量法。如果直接测量和间接测量结合在一起测量就是联立测量法。如对某一个容器内混合气体的重量进行测量，既要用直接测量法测出它的容积，又要用间接测量法测出混合气体各个组分的含量，最后算出混合气体的重量。 2、测量误差测量的目的，就是希望能正确的反映客观实际，也就是要测量参数的“真实值”。但是无论怎么努力（包括从原理、测量方法、仪表京都等方面的努力）都无法测的“真实值”，而只能尽量接近“真实值”，也就是说，测量值和真实值之间始终存在着一定的差值。这个差值就是测量的误差。测量误差按其产生的原因不同，可以分为三类。 ⑴ 系统误差（又称规律误差）：即大小和方向均不改变的误差。产生这种误差的原因，主要是仪表本身的缺陷、观测者的习惯或偏斜、单因素环境条件的变化等。这种误差在测量中实容易消除和修正的，因为它是有规律的。 ⑵ 疏忽误差：产生这类误差的原因，是由于测量者在测量过程中疏忽大意造成的。它比较容易发觉可以避免。 ⑶ 偶然误差：就是在同样条件下反复多次，每次结果均不重复的误差。这种误差是由偶然的原因引起的，不易被发觉和修正。测量误差通常有两种表示方法：绝对误差和相对误差。 a绝对误差：测量值与真实值之间的差值，即：绝对误差△=测量值x-真实值x0 w b相对误差：测量的绝对误差和真实值之比，即：相对误差δ=绝对误差△/真实值x0 二、测量仪表的品质指标一台仪表的好坏，可用它的品质指标来衡量，常见的品质指标如下。 1、仪表的准确度（亦称精度）在测量中，由仪表引起的误差叫做仪表的误差，它也常用绝对表示法和相对表示法来表示：绝对误差△=x- x0 相对误差δ=△/ x0 式中 x: 测量仪表的示值； x0：标准仪表的示值。仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，常说的绝对误差指的是绝对误差的最大值。评价一台仪表准确与否，单评绝对误差和相对误差是不够的，因为仪表精度不仅和绝对误差有关，而且还与仪表的标尺范围有关。例如两台测量范围不同的仪表，如果它们的绝对误差相等，测量范围大的仪表较测量范围小的仪表精度高。因此为了便于仪表之间的相互比较，实际上采用相对百分误差来衡量仪表的准确度。相对百分误差又称相对引用误差或折合误差：相对百分误差δ=（x- x0）/（标尺上限-标尺下限）×100% 实际上，就是利用相对百分误差去掉%号来确定仪表的精度等级。如相对百分误差为0。5%，那么去掉%号，即精度等级为0。5级。 2、测量仪表的恒定度（变差）在外界条件不变的情况下，用同一仪表对某一参数值进行正、反行程测量时，结果发现同一被测参数值所得到的仪表的指示值都不相等。把仪表的最大正、反行程指示值之间的差值与仪表的标尺范围之比的百分数，叫做仪表的变差：变差=△’max/（标尺上限-标尺下限）×100% 式中 △’max：正、反行程指示的差值。变差是由各部件间的摩擦及弹性元件的弹性滞后引起的。 3、测量仪表的灵敏度与灵敏限灵敏度：仪表输出的变化量（位移）△a与引起此变化的被测参数的变化量△x之比：灵敏度=△a/△x 灵敏限：能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。灵敏限应小于允许误差的一半。 4、测量仪表的反应时间衡量一台仪表的好坏，除以上三个静态特征外，还要考虑仪表的动态特性，也就是测量仪表的反应时间。测量仪表的反应时间即被测参数发生阶跃变化后到仪表指针动作稳定之间的时间。表示方法有两种： (1) 当输入信号突然变化一个数值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新稳态值。仪表的输出信号(即指示值)由开始变化到新稳态值的63．2％所用的时间，即为反应时间。 (2) 用变化到新稳态值的95％所用的时间来表示反应时间。三、测量仪表的分类及构成凡是用来直接或间接将被测参数和测量单位作比较的设备，均称为测量仪表。测量仪表的分类方法有以下几种： 1、按仪表使用的能源分类 (1)电动仪表：电动仪表以电为能源，信号之间联系比较方便，适宜于远距离传送和集中控制；便于与计算机联用；近年来，电动仪表也可以做到防火，防爆，更有利于电动仪表的安全使用。但电动仪表一般结构较复杂；易受温度，湿度，电磁场，放射性等环境影响。 (2)气动仪表：气动仪表的结构比较简单，直观；工作比较可靠；对温度，湿度，电磁场，放射性等环境影响的抗干扰能力较强；能防火，防爆；价格比较便宜。但气动仪表信号传递速度慢，传输距离短，管线安装与检修不便，不宜实现远距离大范围的集中显示与控制；与计算机联用比较困难。 2、按信息的获得，传递，反映和处理的过程分类 (1)检测仪表：检测仪表的主要作用是获取信息，并进行适当的转换。在生产过程中，检测仪表主要用来测量某些工艺参数，如温度、压力、流量、物位以及物料的成分，物性等，将被测参数的大小成比例地转换成电的信号(电压，电流，频率等)或气压信号。 (2)显示仪表：显示仪表的作用是将由检测仪表获得的信息显示出来，包括各种模拟量，数字量的电动，气动指示仪，记录仪和积算器，以及工业电视，图象显示器等。 (3)集中控制装置：包括各种巡回检测仪，巡回控制仪，程序控制仪，数据处理机，电子计算机以及仪表控制盘和操作台等。 (4)控制仪表：控制仪表可以根据需要对输入信号进行各种运算，例如放大、积分、微分等。控制仪表包括各种电动，气动的控制器以及用来代替模拟控制仪表的微处理机等。 (5)执行器：执行器可以接受控制仪表的输出信号或直接来自操作人员的指令，对生产过程进行操作或控制。执行器包括各种气动、电动、液动执行机构和控制阀。 3、按仪表的组成形式分类 (1)基地式仪表：这类仪表的特点是将测量，显示，控制等各部分集中组装在一个表壳里，形成一个整体。这种仪表比较适于在现场做就地检测和控制，但不能实现多种参数的集中显示与控制。 (2)单元组合仪表：将对参数的测量及其变送、显示、控制等各部分，分别制成能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)。这些单元之间以统一的标准信号互相联系，可以根据不同要求，方便地将各单元任意组合成各种控制系统，适用性和灵活性都很好。化工生产中的单元组合仪表有电动单元组合仪表和气动单元组合仪表两种。国产的电动单元组合仪表以"电"，"单"，"组"三字的汉语拼音字头为代号，简称DDZ仪表；同样，气动单元组合仪表简称QDZ仪表。压力测量在工业生产过程中，特别是在化工，炼油等生产过程中，压力是重要的操作参数之一。经常会遇到压力和真空度的测量，其中包括比大气压力高很多的高压，超高压和比大气压力低很多的真空度的测量。如果压力不符合要求，不仅会影响生产效率，降低产品质量，有时还会造成严重的生产事故。此外，压力测量的意义还不局限于它自身，有些其他参数的测量，如物位，流量等往往是通过测量压力或差压来进行的，即测出了压力或差压，便可确定物位或流量。一、压力的概念压力就是垂直而均匀地作用在单位面积上的作用力。表示如下： P=F/S 式中 P：压力，Pa； F：垂直作用力，N； S：受力面积，cm2 压力也可以用相当的液柱高度来表示，即： P=F/S=S•ρ•h/S=ρ•h 式中 h：液柱的高度，cm2； ρ：液体的密度，g/cm2。压力的单位有如下几种： 1、物理大气压（又称标准大气压）国际上规定：在纬度为45°的海平面上及温度为0℃，截面积为1cm2时的大气柱的重力压力为一个物理大气压，又叫一个标准大气压。 2、工程大气压一个工程大气压，就是1cm2的面积上有1kg均匀、垂直的压力。 3、帕斯卡（Pa）帕斯卡是国际制（SI）单位。1Pa就是1N的力垂直、均匀地作用在1 m2面积上的压力。 4、毫米水柱，毫米汞柱这两种压力单位常用来表示低压。它相当于高度为1mm的水或汞液体垂直作用在底面积上的重力压力。条件为重力加速度g=980。665cm/s2，温度为0℃（汞）或4℃（水）。在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分，其关系如下：绝对压力：以绝对压力零位为基准，高于绝对压力零位的压力。正压：以大气压力为基准，高于大气压力的压力。负压（真空）：以大气压力为基准，低于大气压力的压力。差压：两个压力之间的差值。表压：以大气压力为基准，大于或小于大气压力的压力。二、压力测量仪表 1、弹性式压力计弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹件元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。这种仪表具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精度等优点。若增加附加装置，如记录机构、电气变换装置、控制元件等，则可以实现压力的记录、远传、信号报警、自动控制等。弹性式压力计可以用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力，因此在工业上是应用最为广泛的一种测压仪表。（1）弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。它不仅是弹性式压力计的测压元件，也经常用来作为气动单元组合仪表的基本组成元件。常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管，结构如图： ① 弹簧管式弹性元件弹簧管式弹性元件的测压范围较宽，可测量高达1000MPa的压力。单圈弹簧管是弯成圆弧形的金属管子，它的截面做成扁圆形或椭圆形，如图 (a)所示。为了增加自由端的位移，可以制成多圈弹簧管，如图 (b)所示。 ② 薄膜式弹性元件薄膜式弹性元件根据其结构不同还可以分为膜片与膜盒等。它的测压范围较弹簧管式的为低。图(c)为膜片式弹性元件，它是由金属或非金属材料做成的具有弹性的一张膜片(有平膜片与波纹膜片两种形式)，在压力作用下能产生变形。有时也可以由两张金属膜片沿周口对焊起来，成一薄壁盒子，内充液体(例如硅油)，称为膜盒，如图(d)所示。 ③ 波纹管式弹性元件波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁金属筒体，如图3—5(e)所示。这种弹性元件易于变形，而且位移很大，常用于微压与低压的测量(—般不超过1Mpa)。（2）弹簧管压力表 ① 结构： ② 工作原理：当被测压力通入时，弹簧管的截面有从椭圆形膨胀为圆形的趋势，整个弹簧管因而稍稍挺直（对一般的压力表转动的角度为5～20°）迫使自由端向右上方扩张。经过齿轮传递在刻度盘显示压力数值。 2、电气式压力计电气式压力计是—种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。这种仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5 Pa至5×102 MPa的压力，允许误差可至0。2%。由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。电气式压力计一般由压力传感器，测量电路和信号处理装置所组成。常用的信号处理装置有指示仪，记录仪以及控制器，微处理机等。压力传感器的作用是把压力信号检测出来，并转换成电信号进行输出，当输出的电信号能够被进一步变换为标准信号时，压力传感器又称为压力变送器。标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如直流电流4—20mA，空气压力0。02一0。1Mpa都是当前通用的标准信号。（1）霍尔片式压力传感器霍尔片式压力传感器是根据霍尔效应制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的测量。霍尔片为一半导体(如锗)材料制成的薄片，如图所示：在霍尔片的Z轴方向加一磁感应强度为B的恒定磁场，在Y轴方向加一外电场(接入直流稳压电源)。便有恒定电流沿Y轴方向通过。电子在霍尔片中运动时，由于受电磁力的作用，而使电子的运动轨道发生偏移，造成霍尔片的一个端面上有电子积累，另一个端面上正电荷过剩，于是在霍尔片的X轴方向上出现电位差，这一电位差称为霍尔电势，这样一种物理现象就称为“霍尔效应”。霍尔电势的大小与半导体材料，所通过的电流(一般称为控制电流)，磁感应强度以及霍尔片的几何尺寸等因素有关，可用下式表示: UH=RHBI 式中 UH：霍尔电势； RH：霍尔常数，与霍尔片材料，几何形状有关； B：磁感应强度； I：通过的电流。由上式可知，霍尔电势与磁感应强度和电流成正比。提高B和I值可增大霍尔电势UH。但两者都有一定限度，一般I为3—20mA，B约为几千高斯，所得的霍尔电势UH约为几十毫伏数量级。如果选定了霍尔元件，并使电流保持恒定，则在非均匀磁场中，霍尔元件所处的位置不同，所受到的磁感应强度也将不同，这样就可得到与位移成比例的霍尔电势，实现位移—电势的线性转换。（2）应变片式压力传感器应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成的。电阻应变片有金属应变片(金属丝或金属箔)和半导体应变片两类。被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩应变时，其阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其阻值增加。应变片阻值的变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。应变片r1和r2与两个固定电阻r3和r4组成桥式电路，如图所示：由于r1和r2的阻值变化而使桥路失去平衡，从而获得不平衡电压ΔU作为传感器的输出信号，在桥路供给直流稳压电源最大为10V时，可得最大ΔU为5mV的输出。传感器的被测压力可达25Mpa。由于传感器的固有频率在25000Hz以上，故有较好的动态性能。适用于快速变化的压力测量。传感器的非线性及滞后误差小于额定压力的1%。（3）压阻式压力传感器压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成，其工作原理如图所示：采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单品硅的特定方向扩散—组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。当压力发生变化时，单品硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压输出信导。压阻式压力传感器具有精度高，工作可靠，频率响应高，迟滞小，尺寸小，重量轻，结构简单等特点，可以适应恶劣的环境条件下工作，便于实现显示数字化。压阻式压力传感器不仅可以用来测量压力，稍加改变，就可以用来测量差压，高度，速度，加速度等参数。（4）力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器是一种典型的自平衡检测仪表，它利用负反馈的工作原理克服元件材料，加工工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量精度(一般为0.5级)，工作稳定可靠，线性好，不灵敏区小等一系列优点。下面以DDZ—Ⅲ型电动力矩平衡压力变送器为例加以介绍。 DDZ—Ⅲ型系列为直流24V供电，输出4—20mA(DC)，两线制，本质安全防爆。通过推导，可以得到输出电流与被测压力之间的关系: I0=Kpθ 其中，K为转换比例系数，当变送器的结构及电磁特性确定后，K为一常数。上式说明，当矢量机构的角度θ确定后，变送器的输出电流I0与输入压力p成对应关系。如上图所示，调节量程调整螺5，可改变矢量机构的夹角θ，从而能连续改变两杠杆间的传动比，也就是能调整变送器的量程。通常，矢量角θ可以在4°一15°之间调整，tgθ变化约4倍，因而相应的量程也可以改变4倍，调节弹黄12的张力，可起到调整零点的作用。如果将以上压力变送器的测压弹性元件稍加改变，就可以用来连续测量差压或绝村压力，其工作原理基本上是一样的。（5）电容式压力变送器 20世纪70午代初由美国最先投放市场的电容变送器，是一种开环检测仪表，具有结构简单，过载能力强，可靠性好，测量精度高，体积小，重量轻，使用方便等一系列优点，目前已成为最受欢迎的压力，差压变达器，其输出信号也是标准的4—20mA(DC)电流信号。电容式压力变送器是先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量的。电容式差压变送器的原理图如左：将左右对称的不锈钢底座的外侧加工成环状波纹沟槽，并焊上波纹隔离膜片。电容式差压变送器的结构可以有效地保护测量膜片，当差压过大并超过允许测量范围时，测量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上，因此不易损坏，过载后的恢复特性很好，这样大大提高了过载承受能力。与力矩平衡式相比，电容式没有杠杆传动机构，因而尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达0。2级。 3、智能型压力变送器智能型压力或差压变送器就是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表。例如，用带有温度补偿的电容传感器与微处理器相结合，构成精度为0。1级的压力或差压变送器，其量程范围为100:1。时间常数在0一36s间可调，通过手持通信器，可对1500m之内的现场变送器进行工作参数的设定，量程调整以及向变送器加入信息数据。智能型变送器的特点是可进行远程通信。利用手持通信器，可对现场变送器进行各种运行参数的选择和标定；其精确度高，使用与维护方便。通过编制各种程序，使变送器具有自修正，自补偿，自诊断及错误方式告警等多种功能。因而提高了变送器的精确度，简化了调整，校准与维护过程。促使变送器与计算机，控制系统直接对话。 4、压力计的选用及安装（1）压力计的选用 ①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如是否需要远传，自动记录或报警；被测介质的物理化学性能(诸如腐蚀性，温度高低，粘度大小，脏污程度，易燃易爆性能等)是否对测量仪表提出特殊要求；现场环境条件(诸如高温，电磁场，振动及现场安装条件等)对仪表类型有否特殊要求等等。 ②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是指该仪表可按规定的精确度对被测量进行测量的范围，它是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。在测量压力时，为了延长仪表使用寿命，避免弹性元件因受力过大而损怀，压力计上限值应该高于工艺生产中可能的最大压力值。根据"化工自控设计技术规定": 在测量稳定压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的2/3；在测量脉动压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的1/2；在测最高压压力时，最大工作压力不应越过测量上限值的3/5。为了保证测量值的准确度，所侧的压力值不能太接近于仪表的下限值，亦即仪表的量程不能选得太大，一般被测压力的最小值不低于仪表满量程的1/ 3为宜。根据被测参数的最大值和最小值计算出仪表的上，下限后，应根据国家主管部门的规程或标淮规定进行园整。冈此，选用仪表的标尺极限值时，也只能采用相应的规程或标准中的数值(一般可在相应的产品目录中找到)。 ③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。例如：某台往复式压缩机的出口压力范围为25一28MPa，测量误差不得大于1MPa。工艺上要求就地观察，并能高低限报警。试正确选用—台压力表，指出型号，精度与测量范围。解：由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为 P1=Pmax×2=28×2=56MPa 根据就地观察及能进行高低限报警的要求，已知选用Y-150型电接点压力表，测量范围为0一60MPa。由于25/60>1/3，故被测压力的最小值不低于满量程的1/3，这是允许的。另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为 1/60×100%=1。67% 所以，精度等级为1。5级的仪表完全司以满足误差要求。至此，可以确定，选择的压力表为Y—150型电接点压力表，测量范围为0一60MPa。精度等级为1。5级。（2）压力计的安装压力计的安装正确与否，直接影响到测量结果的准确性和压力计的使用寿命。 ①测压点的选择：所选择的测压点应能反映被测压力的真实大小。为此，必须注意以下几点： a要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯，分叉，死角或其他易形成漩涡的地方。 b测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持平齐，不应有凸出物或毛刺。 c测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管内不积存气体;测量气体压力时，取压点应在管道上方，使导压管内不积存液体。 ②导压管铺设： a管粗细要合适，一般内径力6—10mm，长度应尽可能短，最长不得超过50m，以减少压力指示的迟缓。 b导压管水平安装时应保证有1:10一1:20的倾斜度。以利于积存于其中之液体(或气体)的排出。 c当被洲介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。 d取压口到压力计之间应装有切断阀，以备检修压力计时使用。 ③压力计的安装 a压力计应安装在易观察和检修的地方。 b安装地点应力求避免振动和高温影响。测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接与测压元件接触，见下图(a)；对于有腐蚀性介质的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐，下图（b）表示了被测介质密度ρ2大于和小于隔离液密度ρ1的两种情况。 c压力计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄漏。 d当被测压力较小，而压力计与取压口又不在同一高度时，对由此高度而引起的测量误差应按Δp=±Hρg进行修正。 e为安全起见，测量高压的压力计除选用有通气孔的外，安装时表壳应向墙壁或无人通过之处，以防发生意外。物位测量在容器中液体介质的高低叫液位，容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位。测量液位的仪表叫液位计；测量料位的仪表叫料位计；测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面计。这三种仪表统称为物位仪表。一般测量物位有两种目的，一种是对物位测量的绝对值要求非常准确，借以确定容器或储存库中的原料，辅料，半成品或成品的数量；另一种是对物位测量的相对值要求非常准确，要能迅速正确反映某一特定水准面上的物料相对变化，用以连续控制生产工艺过程，即利用物位仪表进行监视和控制。工业生产中对物位仪表的要求:主要的有精度，量程，经济和安全可靠等方面，其中首要的是安全可靠。测量物位仪表按其工作原理主要有下列几种类型： (1) 直读式物位仪表：这类仪表中主要有玻璃管液位计，玻璃板液位计等。 (2) 差压式物位仪表：它又可分为压力式物位仪表和差压式物位仪表，利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。 (3) 浮力式物位仪表：利用浮子高度随液位变化而改变或液体对浸沉于液体中的浮子(或称沉筒)的浮力随液位高度而变化的原理工作。它又可分为浮子带钢丝绳或钢带的，浮球带杠杆的和沉筒式的几种。 (4) 电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，通过测出这些电量的变化来测知物位。它可以分为电阻式(即电极式)，电容式和电感式物位仪表等。还有利用压磁效应工作的物位仪表。 (5) 核辐射式物位仪表：利用核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度而变化的原理而工作的。目前应用较多的是γ射线。 (6) 声波式物性仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化，声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。所以声波式物位仪表可以根据它的工作原理分为声波遮断式，反射式和阻尼式。 (7) 光学式物仿仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作，它利用的光源可以有普通白炽灯光或激光等。此外，还有一些其他型式的物位仪表，下面重点介绍差压式液位计，并简单介绍几种其它类型的物位测量仪表。一、差压式液位变送器 1、工作原理差压式液位变送器，是利用容器内的液位改变时，由液位产生的静压也相应变化的原理而工作的，如图所示：将差压变送器的一端接液相，另一端接气相。设容器上部空间为干燥气体，其压力为p，则当被测容器是敞口的，气相压力为大气压时，不需要远传信号，也可以在容器底部安装压力表，如右图，根据压力p与液位H成正比的关系，可直接在压力表上按液位进行刻度。 2、零点迁移问题（1）无迁移一般来说，差压Δp与液位高度H之间有如下关系： Δp=Hρg a 这就属于一般的“无迁移”情况。当H=0时，作用在正，负压室的压力是相等的。（2）负迁移在实际应用中，往往H与Δp之间的对应关系不那么简单。例如图所示为防止容器内液体和气体进入变送器而造成管线堵塞或腐蚀，并保持负压室的液柱高度恒定，在变送器正，负压室与取压点之间分别装有隔离罐，并充以隔离液。若被测介质密度为ρ1，隔离液密度为ρ2(通常ρ2>ρ1)，这时正、负压室的压力分别为 p1=h1ρ2g+Hρ1+p0 b p2= h2ρ2g+ p0 c 正、负压室间的压差为： p1- p2= h1ρ2g+Hρ1- h2ρ2g d 即 Δp= Hρ1-(h2一h1)ρ2g e 式中 Δp：变送器正负压室压差； H：被测液位高度； h1：正压室隔离管液位到变送器的高度； h2：正压室隔离管液位到变送器的高度。将a和e两式相比较，就知道这时压差减少了(h2一h1)ρ2g一项，也就是说，当H=0时，Δp=(h2一h1)ρ2g ，对比无迁移情况，相当于在负压室多了一项压力，其固定数值为(h2一h1)ρ2g。假定采用的是DDZ—Ⅲ型差压变送器，其输出范围为4—20mA的电流信号。在无迁移时，H=0，Δp=0，这时变送器的输出I0=4mA；H=Hmax， Δp =Δpmax ，这时变送器的输出I0=20mA。但是有迁移时，根据式e可知，由于有固定差压的存在，当H=0时，变送器的输入小于0，其输出必定小于4mA，当H=Hmax时，变送器的输入小于Δpmax ，其输出必定小于20mA。为了使仪表的输出能正确反映出液位的数值，也就是使液位的零值与满量程能与变送器输出的上，下限值相对应，必须设法抵消固定压差Δp=(h2一h1)ρ2g的作用，使得当H=0时，变送器的输出仍然回到4mA，而当H=Hmax时，，变送器的输出能为20mA。。采用零点迁移的办法就能够达到此目的，即调节仪表上的迁移弹簧，以抵消固定压差Δp=-(h2一h1)ρ2g的作用。这里迁移弹簧的作用，其实质是改变变送器的零点。迁移和调零都是使变送器输出的起始位与被测量起始点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。（3）正迁移由于工作条件的不同，有时会出现正迁移的情况，如图所示：当H=0时，正压室多了一项附加压力hρg，或者说H=0时，Δp=hρg，这时变送器输出大于4mA。。迁移同时改变了测量范围的上，下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。例如，某差压变送器的测量范围为0一5000Pa，当压差由0变化到5000Pa时，变送器的输出将由4mA变化到20mA，这是无迁移的情况，如图曲线a所示。当有迁移时假定固定压差为 (h2一h1)ρ2g = 2000Pa，那么H=0时，根据式e有Δp=-(h2一h1)ρ2g = -2000Pa ，这时变送器的输出应为4mA;H为最大时，Δp= Hρ1-(h2一h1)ρ2g =5000一2000=3000Pa，这时变送器输出应为20mA。如图曲线b所示。。也就是说，Δp从-2000Pa到3000Pa变化时，变送器的输出应从4mA变化到20mA。它维持原来的量程(5000Pa)大小不变，只是向负方向迁移了一个固定压差值 [(h2一h1)ρ2g = 2000Pa ]。这种情况称之为负迁移。在正迁移时正压室多了一项附加压力hρg，或者说H=0时，Δp=hρg，这时变送器输出大于4mA，画出此时变送器输出和输入压差之间的关系，就如同图曲线c所示。 3、用法兰式差压变送器测量液位为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大，易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀，被堵塞的问题，应使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如右图所示。作为敏感元件的测量头1(金属膜盒)，经毛细管2与变送器3的测量室相通。在膜盒，毛细管和测量室所组成的封闭系统内充有硅油，作为传压介质，并使被测介质不进入毛细管与变送器，以免堵塞。法兰式差压变送器按其结构形式又分为单法兰式及双法兰式两种。容器与变送器间只需一个法兰将管路接通的称为单法兰差压变送器，而对于上端和大气隔绝的闭口容器，因上部空间与大气压力多半不等，必须采用两个法兰分别将液相和气相压力导至差压变送器，如上图所示，这就是双法兰差压变送器。二、浮筒式液位计 1、适用场合浮筒液位计可以连续测量，就地式远传指示，适用于各种比重和操作压力的场合，也适用于真空系统，界面和液面测量，但量程比较小（一般小于2米）。不适用于液面量程大，介质腐蚀性太强、高温、高粘度、易凝固的场合。 2、工作原理与结构变送器由检测、转换和变送三部分组成。检测部分由浮筒室、浮筒、连杆组成；转换部分由杠杆、支承件、传感器组成。变送器部分由放大器，电压电流转换、指示表外壳等组成。当浮筒浸沉在液体中，受到阿基米德定律向上浮力及作用，浮筒失去自重，浮筒浸入液体体积及介质密度与浮力成正比，公式： F=•π•H•r，式中F：浮力， D：浮筒直径 H：介质高度， r：介质密度。当液位上升浮筒失去自重，支承点杠杆力发生变化，传感器输出电信号经运算放大转换成与被测液位成线性的4～20mADC标准信号、远传到控制室集中控制记录，实现工艺流程自动控制。变送器带有100%现场指示表，零位为4mA，100%为20mA。由于介质密度不同，表头设有量程和零位调节。一般差压变送器测量精度比较高，反应速度快，量程宽，可连续测量和远程指示，且被测差压与输出信号呈线性关系，应用较为广泛。三、雷达液位计雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下： D=CT/2 式中 D：雷达液位计到液面的距离 C：光速 T：电磁波运行时间雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。在实际运用中，雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计，功耗大，须采用四线制，电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二线制的24V DC供电，容易实现本质安全，精确度高，适用范围更广。四、浮子翻板翻柱式磁浮子液位计是以磁浮子为测量元件，经磁系统耦合将受压或敝口容器中的被测介质液位传递至指示器的液位或界位测量仪表。液位计具有多功能、可实现远距离液位或界位的上下越位报警，限位控制或连锁。翻板液位计具有结构简单，检测功能齐全、读数直观、醒目、测量范围大等优点。尤其适用于大量程、强腐蚀性、易燃易爆等场合。翻板液位计具有普通型、防暴型、本质安全型三种结构形式。温度测量温度是表征物体冷热程度的物理量，是各种工业生产和科学实验中最普遍而重要的操作参数。温度不能直接测量，只能借助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。在接触测温法中，选择某一物体同被测物体相接触，并进行热交换，当两者达到热平衡状态时，选择物体与被测物体温度相等。于是，可以通过测量选择物体的某一物理量(如液体的体积，导体的电量等)，便可以定量地给出被测物体的温度数值。在非接触测温法中，利用热辐射原理来进行远距离测温。温度测量范围甚广，有的处于接近绝对零度的低温，有的要在几千度的高温下进行。这样宽的测量范围，需用各种不同的测温方法和测温仪表。若按使用的测量范围分，常把测量6000C以上的测温仪表叫高温计，把测量6000C以下的测温仪表叫温度计。若按用途分，可分为标准仪表，实用仪表。若按工作原理分，则分为膨胀式温度计，压力式温度汁，热电偶温度计，热电阻温度计和辐射高温计五类。若按测量方式分，则可分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接触，这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测温目的；后者测温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的。一、膨胀式温度计膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的，玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计，双金属温度计属于固体膨胀式温度计。双金属温度计中的感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起而制成的。双金属片受热后，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲。如图所示：二、压力式温度计应用压力随温度的变化来测温的仪表叫压力式温度计。它是根据在封闭系统中的液体，气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理而制成的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。压力式温度计的构造如图所示：它主要由三部分组成。 (1) 温包它是直接与被测介质相接触来感受温度变化的元件，因此要求它具有高的强度，小的膨胀系数，高的热导率以及抗腐蚀等性能。根据所充工作物质和被测介质的不同，温包可用铜合金，钢或不锈钢来制造。 (2) 毛细管它是用铜或钢等材料冷拉成的无缝圆管，用来传递压力的变化。其外径为1。 2—5mm，内径为0。15一0。5mm。如果它的直径越细，长度越长，则传递压力的滞后现象就愈严重。也就是说，温度计对被测温度的反应越迟钝。然而，在同样的长度下毛细管越细，仪表的精度就越高。毛细管容易被破坏，折断。因此，必须加以保护。对不经常弯曲的毛细管可用金属软管做保护套管。 (3)弹簧管(或盘簧管) 它是一般压力表用的弹性元件。三、热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的测量范围很广，结构简单，使用方便，测温准确可靠，便于信号的远传，自动记录和集中控制，因而在化工生产中应用极为普遍。 1、热电现象及测温原理取两根不同材料的金属导线A和B，将其两端焊在一起，这样就组成了一个闭合回路。如将其一端加热，就是使其接点1处的温度t高于接点2处的温度t0，那么在此闭合回路中就有热电势产生，如图(a)所示：如果在此回路中串接一只直流毫伏计(将金属B断开接入毫伏计，或者在两金属线的t0接头处断开接入毫伏计均可)，如图(b)(c)所示，就可见到毫伏计中，有电势指示，这种现象就称为热电现象。为什么会产生热电势呢？两种不同的金属，它们的自由电子密度是不同的。也就是说，两金属中每单位体积内的自由电子数是不同的。设金属A中的自由电子密度大于金属B中的自由电子密度，按古典电子理论，金属A的电子密度大，其压强也大。当两种金属相接触时，在两种金属的交界处，电子从A扩散到B多于从B扩散到A，当自由电子越过接触面迂移后，金届A就因失么电子而带正电，金属B则因得到电子而带负电。迁移的结果就在两金属的接触面两侧形成了—个偶电层，这一偶电层的电场方向由A指向B，它的作用是阻止自由电子进一步扩散的。由于电子密度的不平衡而引起扩散运动，扩散的结果产生了静电场，这静电场的存在又成为扩散运动的阻力，结果当扩散进行到一定程度时，压强差的作用与静电场的作用相互抵消，扩散与反扩散建立了暂时的平衡。上图（a）表示两金属接触面上将发生方向相反，大小不等的电子流，使金属B中逐渐地积聚过剩电子，并引起逐渐增大的由A指向B的静电场及电势差eAB。图(b)表示电子流达到动平衡时的情况。这时的接触电势差。仅和两金属的材料及接触点的温度有关，温度越高，金属中的自由电子就越活跃，由A迁移到B的自由电子就越多，致使接触面处所产生的电场强度也增加，因而接触电动势也增高。由于这个电势大小，在热电偶材料确定后只和温度有关，故称为热电势，记作eAB(t)，注脚A表示正极金属，注脚B表示负极金属，如果下标次序改为BA，则e前面的符号亦应相应的改变，即eAB(t)=-eBA(t)。若把导体的另一端也闭合，形成闭合回路，则在两接点处就形成了两个方向相反的热电势，如图所示：图(a)表示两金属的接点温度不同，设t>t0，由于两金属的接点温度不同，就产生了两个大小不等，方向相反的热电势eAB(t)和eAB(t0)。必须注意，对于同一金属A(或B)，由于其两端温度不同，自由电子具有的动能不同，也会产生一个相应的电动势，这个电动势称为温差电势。但由于温差电势远小于接触热电势，因此常常把它忽略不计。这样，就可以用图(b)作为图(a)的等效电路，R1，R2为热偶丝的等效电阻，在此闭合回路中总的热电势E(t，t0)应为： E(t，t0)= eAB(t)- eAB(t0) 或 E(t，t0)= eAB(t)+ eBA(t0) 热电势E(t，t0)等于热电偶两接点热电势的代数和。当A，B材料固定后，如果一端温度t0保持不变，即eAB(t0)为常数。则热电势E(t，t0)就成为温度t的单值函数了，而和热电偶的长短及直径无关。这样，只要测出热电势的大小，就能判断测温点温度的高低。这就是利用热电现象来测温的原理。 2、插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，如图所示：由于测量仪表往往要远离测温点，这就要接入连接导线C，这样就在AB所组成的热电偶回路中加入了第三种导线，而第三种导线的接人又构成了新的接点，如图(a)中点3和点4，图 (b)中的点2和点3，这样引入第三种导线会不会影响热电偶的热电势呢？先来分析图(a)所示的电路，3，4接点温度相同(等于t1)，故总的热电势Et 等于可见总的热电势与没有接入第三种导线一样。再来分析图(b)电路，在这电路中的2，3接点温度相同且等于t0，那么电路的总热电势Et等于根据能量守恒原理可知，多种金属组成的闭合回路内，尽管它们材料不同，只要各接点温度相等，则此闭合回路内的总电势等于零。。若将A，B，C三种金属丝组成一个闭合回路，各接点温度相同(都等于t0)，则回路内的总热电势等于零。即可见也与没有接入第三种导线的热电势一样。这就说明在热电偶回路中接人第二种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。。不过必须保证引人线两端的温度相同。。同理，如果回路中串入更多种导线，只要引入线两端温度相同，也不影响热电偶所产生的热电势数值。 3、热电极材料工业上对热电极材料的要求： ① 温度每增加l ℃时所能产生的热电势要大，而且热电势与温度应尽可能成线性关系； ② 物理稳定性要高，即在测温范围内其热电性质不随时间而变化，以保证与其配套使用的温度计测量的准确性； ③ 化学稳定性要高，即在高温下不被氧化和腐蚀； ④ 材料组织要均匀，要有韧性。便于加工成丝； ⑤复现性好(用同种成分材料制成的热电偶，其热电特性均相同的性质称复现性)。但是，要全面满足以上要求是有困难的。目前在国际上被公认的比较好的热电极材料只有几种，这些材料是经过精选而且标准化了的，它们分别被应用在各温度范围内，测量效果良好。 4、常用热电偶的种类目前工业上最常用的(已标准化)几种热电偶： ① 铂铑30—铂铑6热电偶(也称双铂铑热电偶) 此种热电偶(分度号为B)以铂铑30丝为正极，铂铑6丝为负极;其测量范围为300—1600℃，短期可测1800℃。其热电特性在高温下更为稳定，适于在氧化性和中性介质中使用。但它产生的热电势小，价格贵。在低温时热电势极小，因此当冷端温度在40℃以下范围使用时，一般可不需要进行冷端温度修正。 ② 铂铑10—铂热电偶在铂铑10—铂热电偶(分度号为S)中，铂铑10丝为正极，纯铂丝为负极；测量范围为-20—1300℃，在良好的使用环境下可短期测量1600℃；适于在氧化性或中性介质中使用。其优点是耐高温，不易氧化；有较好的化学稳定性；具有较高测量精度，可用于精密温度测量和作基准热电偶。 ③ 镍铬—镍硅(镍铬—镍铝)热电偶该热电偶(分度号为K)中镍铬为正极，镍硅(镍铝)为负极;测量范围为-50—1000℃，短期可测量1200℃，在氧化性和中性介质中使用，500℃以下低温范围内，也可用于还原性介质中测量。此种热电偶其热电势大，线性好，测温范围较宽，造价低，因而应用很广。镍铬—镍铝热电偶与镍铬—镍硅热电偶的热电特性几乎完全一致。但是，镍铝合金在高温下易氧化变质，引起热电特性变化。镍硅合金在抗氧化及热电势稳定性方面都比镍铝合金好。目前，我国基本上已用镍铬—镍硅热电偶取代了镍铬—镍铝热电偶。 ④ 镍铬—考铜热电偶该热电偶(分度号为XK)中镍铬为正极，考铜为负极；适宜于还原性或中性介质中使用，测量范围为-50一600℃，短期可测800℃;这种热电偶的热电势较大，比镍铬—镍硅热电偶高一倍左右，价格便宜。它的缺点是测温上限不高。在不少情况下不能适应。另外，考铜合金易氧化变质，由于材料的质地坚硬而不易得到均匀的线径。此种热电偶将被国际所淘汰。国内用镍铬—铜镍(分度号为E)热电偶取代此热电偶。各种热电偶热电势与温度的一一对应关系都可以从标准数据表中查到，这种表称为热电偶的分度表。此外，用于各种特殊用途的热电偶还很多。如红外线接收热电偶；用于2000℃高温测量的钨铼热电偶；用于超低温测量的镍铬—金铁热电偶；非金属热电偶等。 3、热电偶的结构根据它的用途和安装位置不同，各种热电偶的外形是极不相同的。按结构型式分有普通型、铠装型、表面型和快速型四种。（1）普通型热电偶主要由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等主要部分组成。如图所示：热电极是组成热电偶的两根热偶丝。热电极的直径由材料的价格，机械强度，电导率以及热电偶的用途和测量范围等决定。贵金属的热电极大多采用直径为0。3一0。65mm的细丝，普通金属电极丝的直径一为般0。5一3。2mm。其长度由安装条件及插入深度而定，一般为350—2000mm。绝缘管(又称绝缘子)用于防止两根热电极短路。材料的选用由使用温度范围而定，结构型式通常有单孔管，双孔管及四孔管等。保护套管是套在热电极，绝缘子的外边，其作用是保护热电极不受化学腐蚀和机械损伤。保护套管材料的选择一般根据测温范围，插入深度以及测温的时间常数等因素来决定。对保护套管材料的要求是：耐高温，耐腐蚀，能承受温度的剧变，有良好的气密性和具有高的热导系数。其结构一般有螺纹式和法兰式两种。接线盒是供热电极和补偿导线连接之用的。它通常用铝合金制成，一般分为普通式和密封式两种。（2）铠装热电偶由金属套管，绝缘材料(氧化镁粉)，热电偶丝一起经过复合拉伸成型，然后将端部偶丝焊接成光滑球状结构。。工作端有露头型、接壳型、绝缘型三种。其外径为1—8mn，还可小到0。2mm，长度可为50m。铠装热电偶具有反应速度快，使用方便，可弯曲，气密性好，不怕震，耐高压等优点，是目前使用较多并正在推广的一种结构。（3）表面型热电偶常用的结构型式是利用真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基底上的薄膜热电偶，专门用来测量物体表面温度的—种特殊热电偶，其特点：反应速度极快，热惯性极小。（4）快速热电偶它是测量高温熔融物体一种专用热电偶，整个热偶元件的尺寸很小，称为消耗式热电偶。在热电偶选型时，要注意三个方面:热电极的材料；保护套管的结构，材料及耐压强度；保护套管的插入深度。 4、补偿导线的选用在实际应用时，由于热电偶的工作端(热端)与冷端离得很近，而且冷端又暴露在空间，容易受到周围环境温度波动的影响，因而冷端温度难以保持恒定。为了使热电偶的冷端温度保持恒定，当然可以把热电偶做得很长，使冷端远离工作端，但是，这样做要多消耗许多贵重的金属材料，是不经济的。解决这个问题的方法是采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，如图所示：这种专用导线称为“补偿导线”。补偿导线是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内(0-100℃)与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。不同热电偶所用的补偿导线也不同，对于镍铬—考铜等一类用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身材料作补偿导线。在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配，极性不能接错，热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过100℃。。 5、冷端温度的补偿采用补偿导线后，把热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方，延伸到温度较低和比较稳定的操作室内，但冷端温度还不是0℃。而上业上常用的各种热电偶的温度热电势关系曲线是在冷端温度保持为0℃的情况下得到的，与它配套使用的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的。由于操作室的温度往往高于0℃，而且是不恒定的，这时，热电偶所产生的热电势必然偏小。且测量值也随着冷端温度变化而变化，这样测量结果就会产生误差。因此，在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持力0℃，或者是进行—定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法： ①冷端温度保持为0℃的办法保持冷端温度为0℃的方法，如图所示：把热电偶的两个冷端分别插入盛有绝缘油的试管中，然后放入装有冰水混合物的容器中，这种方法多数用在实验室中。 ② 冷端温度修正方法在实际生产中，冷端测度往往不是0℃，而是某一温度t1，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。例如，某—设备的实际温度为t，其冷端温度为t1，这时测得的热电势为E(t，t1)。为求得实际t的温度，可利用下式进行修正，即由此可知，冷端温度的修正方法是把测得的热电势E(t，t1)，加上热端为室温t1，冷端为0℃时的热电偶的热电势E(t1，0)，才能得到实际温度下的热电势E(t，0)。例用镍铬—铜镍热电偶测量某加热炉的温度，测得的热电势E(t，t1)=66982μV，而冷端的温度t1=30℃，求被测的实际温度。由于热电偶所产生的热电势与温度之间的关系都是非线性的(当然各种热电偶的非线性程度不同)，因此在自由端的温度不为零时，将所测得热电势对应的温度值加上自由端的温度，并不等于实际的被测温度。应当指出，用计算的方法来修正冷端温度，是指冷端温度为恒定值时对测温的影响。该方法只适用于实验室或临时测温，在连续测量中显然是不实用的。 ③ 校正仪表零点法一般仪表未工作时指针应指在零位上(机械零点)。若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上(这是因为将补偿导线一直引入到显示仪表的输入端，这时仪表的输入接线端子所处的室温就是该热电偶的冷端温度)。此法比较简单，故在工业上也经常应用。但必须明确指出，这种方法由于室温也在经常变化，所以只能在测温要求不太高的场合下应用。 ④ 补偿电桥法补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值，如图3—64所示：不平衡电桥(又称补偿电桥或冷端温度补偿器)由R1，R2，R3(锰铜丝绕制)和Rt(铜丝绕制)四个桥臂和稳压电源所组成，串联在热电偶测量回路中。为了使热电偶的冷端与电阻Rt感受相同的温度，所以必须把Rt与热电偶的冷端放在一起。电桥通常在20℃处于平衡，即R1=R2=R3=Rt，此时，对角线a，b两点电位相等，即Uab=0，电桥对仪表的读数无影响。当周围环境高于20℃时，热电偶因冷端温度升高而使热电势减弱。而与此同时，电桥中R1，R2，R3的电阻值不随温度而变化，铜电阻Rt却随温度增加而增加，于是电桥不再平衡，这时，使a点电位高于b点电位，在对角线a，b间输出一个不平衡电压Uab，并与热电偶的热电势相叠加，一起送入测量仪表。如适当选择桥臂电阻和电流的数值，可以使电桥产生的不平衡电压Uab正好补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值，仪表即可指示出正确的温度。四、热电阻温度计热电偶温度计，其感受温度的一次元件是热电偶，一般适用于测量500℃以上的较高温度。对于在500℃以下的中，低温，利用热电偶进行测量就不一定恰当。首先，在中、低温区热电偶输出的热电势很小，对电位差计的放大器和抗干扰措施要求都很高，仪表维修也困难;其次，在较低的温度区域，冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出，而不易得到全补偿。所以在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的测量较为适宜。热电阻温度计是由热电阻(感温元件)，显示仪表(不平衡电桥或平衡电桥)以及连接导线所组成。如图所示：。值得注意的是连接导线采用三线制接法。 1、测温原理热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。其电阻值与温度关系如下式: 可见，由于温度的变化，导致了金属导体电阻的变化。这样只要设法测出电阻值的变化，就可达到温度测量的目的。热电阻温度计适用于测量-200~十500℃范围内液体，气体，蒸汽及固体表面的温度，它与热电偶温度计一样，也是有远传，自动记录和实现多点测量等优点。另外热电阻的输出信号大，测量准确。 2、工业常用热电阻作为热电阻的材料一般要求是:电阻温度系数，电阻率要大;热容量要小;在整个测温范围内，应具有稳定的物理，化学性质和良好的复制性；电阻值随温度的变化关系，最好呈线性。。但是，要完全符合上述要求的热电阻材料实际上是有困难的。根据具体情况，目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。 (1) 铂电阻(WZP新型号，WZB旧型号) 金属铂易于提纯，在氧化性介质中，甚至在高温下其物理，化学性质都非常稳定。但在还原性介质中，特别是在高温下很容易被沾污。使铂丝变脆，并改变了其电阻与温度间的关系。因此，要特别注意保护。在0一650 ℃的温度范围内，铂电阻与温度的关系为: 要确定Rt—t的关系时，首先要确定R0的大小，不同的R0，则Rt—t的关系也不同。这种Rt—t的关系称为分度表，用分度号来表示。铂的纯度常以R100/R0来表示，R100代表在水的沸点时铂电阻的电阻值，纯度越高，此比值也越大。作为基准仪器的铂电阻，其R100/R0的比值不得小于1。3925。一般工业上铂电阻温度计对铂丝纯度的要求是R100/R0不得小于1。385。工业上用的铂电阻有两种，一种是R0 =10Ω，对应的分度号为Pt10。另一种是R0 = 100Ω，对应的分度号为Pt100 (2) 铜电阻(WZC为新型号，WZG为旧型号) 金属铜易加工提纯，价格便宜;它的电阻温度系数很大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为一50~十150℃内，具有很好的稳定性。。其缺点是温度超过150℃后易被氧化，氧化后失去良好的线性特性；另外，由于铜的电阻率小(一般为0。017Ω•mm2/m)，为了要绕得一定的电阻值，铜电阻丝必须较细。长度也要较长，这样铜电阻体就较大，机械强度也降低。在-50~+150℃的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的。即：工业上用的铜电阻有两种，一种是R0=50Ω，对应的分度号为Cu50。另一种是Ro=100Ω，对应的分度号为Cu100，它的电阻比R100/R0=1。428。 3、热电阻的结构 (1)普通型热电阻热电阻的结构型式有普通型热电阻，铠装热电阻和薄膜热电阻三种。主要由电阻体，保护套管和接线盒等主要部件所组成。其中保护套管和接线盒与热电偶的基本相同。将电阻丝绕制(采用双线无感绕法)在具有一定形状的支架上，这个整体便称为电阻体。（2）铠装热电阻将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保护套管连成一体。这种热电阻体积小，抗展性强，可弯曲，热惯性小，使用寿命长。（3）薄膜热电阻它是将热电阻材料通过真空镀膜法，直接蒸镀到绝缘基底上。这种热电阻的体积很小，热惯性也小，灵敏度高。五、电动温度变送器 DBW型温度(温差)变送器是DDZ—Ⅲ系列电动单元组合式检测调节仪表中的一个主要单元。它与各种类型的热电偶，热电阻配套使用，将温度或两点间的温差转换成4—20mA和1—5V的统一标准信号；又可与具有毫伏输出的各种变送器配合，使其转换成4—20mA和l—5V的统一输出信号。。然后，它和显示单元，控制单元配合，实现对温度或温差及其他各种参数进行显示，控制DDZ-Ⅲ型的温度变送器与DDZ-Ⅱ型温度变送器进行比较，它具合以下几个主要特点。 (1)线路上采用了安全火花型防爆措施，因而可以实现对危险场合中的温度或毫伏信号测量。 (2)在热电偶和热电阻的温度变送器中采用了线性化机构，从而使变送器的输出信号和被测温度间呈线性关系。 (3)在线路中，由于使用了集成电路，这样使该变送器具有良好的可靠性，稳定性等各种技术性能。温度变送器是安装在控制室内的一种架装式仪表，它有三种类型，即热电偶温度变送器，热电阻温度变送器和直流毫伏变送器。 1 、热电偶温度变送器热电偶温度变送器与热电偶配套使用，将温度转换成4—20mA和l一5V的统一标准信号。由输入桥路，放大电路及反馈电路组成。。 (1)输人电桥下图是热电偶温度变送器的输人回路，在形式上很像电桥，故常称为输人电桥，它的作用是：冷端温度补偿，调整零点。（2）反馈电路在DDZ-Ⅲ型的温度变送器中，为了使变送器的输出信号直接与被测温度成线性关系，以便显示及控制，特别是便于和计算机配合，所以在温度变送器中的反馈回路加入线性化电路，对热电偶的非线性给予修正。因为热电偶产生的热电势太小，这样就不宜于在输入电路中修正，而采取非线性反馈电路进行修正如图所示： (3)放大电路由于热电偶产生的热电势数值很小，一般只有几十或十几毫伏，因此将它经过多级放大后才能变换为高电平输出。 2、热电阻温度变送热电阻温度变送器它与热电阻配套使用，将温度转换成4—20mA和l—5V的统一标准信号。热电阻温度变送器的结构大体上也可分为三大部分：输入电桥，放大电路及反馈电路，和热电偶温度变送器比较，放大电路是通用的，只是输入电桥和反馈电路不同。六、测温元件的安装 1、测温元件的安装要求 (1) 在测量管道温度时，应保证测温元件与流体充分接触，以减少测量误差。因此，要求安装时测温元件应迎着被测介质流向插入，至少须与被测介质正交(成90°)，切勿与被测介质形成顺流。如图所示： (2) 测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。一船来说，热电偶，铂电阻，铜电阻保护套管的末端应分别越过流束中心线5—10mm，50一70mm，25—30mm。。 (3) 测温元件应有足够的插入深度，以减小测量误差。为此，测温元件应斜插安装或在弯头处安装，如图所示。： (4) 若工艺管道过小(直径小于80mm)，安装测温元件处应接装扩大管，如图a所示： (5) 热电偶，热电阻的接线盒面盖应向上，以避免雨水或其他液体，脏物进人接线盒中影响测量，如图b所示。 (6) 测温元件应插在有保温层的管道或设备处，以防热量散。 (7) 测温元件安装在负压管道中时，必须保证其密封性，以防外界冷空气进入，使读数降低。 2、布线要求 (1)按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意热电偶的正，负极与补偿导线的正极相连接，不要接错。 (2)热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。 (3) 为了保护连接导线与补偿导线不受外来的机械损伤，应把连接导线或补偿导线穿入钢管内或走槽板。 (4) 导线应尽量避免有接头。应有良好的绝缘，禁止与交流输电线合用一跟穿线管，以免引起感应。 (5) 避开交流动力电线。 (6) 补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。另外，最好与其他导线分开敷设。流量测量在化工和炼油生产过程中，为了有效地进行生产操作和控制，经常需要测量生产过程中各种介质(液体，气体和蒸汽等)的流量，以便为生产操作和控制提供依据。同时，为了进行经济核算，经常需要知道在一段时间(如一班，一天等)内流过的介质总量。所以，介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。瞬时流量:指单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小。总量（累计量）：在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。流量和总量，可以用质量表示，也可以用体积表示。单位时间内流过的流体以质量表示的称为质量流量，常用符号M表示。以体积表示的称为体积流量，常用符号Q表示。若流体的密度是ρ，则体积流量与质量流最之间的关系是： M=Qρ 或 Q=M/ρ 如以t表示时间，则流量和总量之间的关系是： QT=∫0tQdt 和 MT=∫0tMdt 测量流体流量的仪表—般叫流量计；测量流体总量的仪表常称为计量表。然而两者并不是截然划分的，在流量计上配以累积机构，也可以读出总量。常用的流量单位有吨每小时(t/h)，千克每小时(kg/h)，千克每秒(kg/s)，立方米每小时(m3/h)，升每小时(L/h)，升每分(L/min)等。目前有许多流量测量的分类方法，本书仅举一种大致的分类法，简介如下： 1、速度式流量计一种测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表，例如差压式流量计，转子流量计，电磁流量汁，涡轮流量计，堰式流量计等。 2、容积式流量计一种以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿轮流量计，活塞式流量计等。 3、质量流量计一种以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计直接测量质量流量。间接式质量流量计是用密度与容积流量经过运算求得质量流量的。质量流量计具有测量精度不受流体的温度，压力，粘度等变化影响的优点，是一种发展中的流量测量仪表。一、差压式流量计差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目前生产中测量流量最成熟，最常用的方法之一。通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。在单元组合仪表中，由节流装置产生的压差信号，经常通过差压变送器转换成相应的标准信号(电的或气的)，以供显示，记录或控制用。 1、节流现象与流量基本方程式 (1)节流现象流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。节流装置包括节流件和取压装置，节流件是能使管道中的流体产生局部收缩的元件，应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴，文丘里管等。下面以孔板为例说明节流现象。流动流体的能量有两种形式，即静压能和动能。这两种形式的能量在一定的条件下可以互相转化，但是，根据能量守恒定律，流体所具有的静压能和动能，再加上克服流动阻力的能量损失，在没有外加能量的情况下，其总和是不变的。差压式流量计，由于使用历史长久，已经积累了丰富的实践经验和完整的实验资料。因此，国内外已把最常用的节流装置，孔板，喷嘴，文丘里管等标准化，并称为"标准节流装置"。标准化的具体内容包括节流装置的结构，尺寸，加工要求，取压方法，使用条件等。例如：标淮孔板对尺寸和公差，光洁度等都有详细规定。如右图所示: 其中d/D应在0.2-0.8之间；最小孔径应不小于12.5mm；直孔部分的厚度h=(0.005一0.02)D；总厚度H<0.05D；锥面的斜角α=300一450等等。图示在孔板前后流体的速度和压力的分布情况。节流装置前流体压力较高，称为正比，常以"十"标志;节流装置后流体压力较低，称为负压(注意不要与真空混淆)，常以"一"标志。节流装置前后压差的大小与流量有关。管道中流动的流体流量越大，在节流装置前后产生的压差也越大，我们只要测出孔板前后两侧压差的大小，即可表示流量的大小，这就是节流装置测量流量的基本原理。值得注意的是:要准确地测量出截面Ⅰ与截面Ⅱ处的压力是有困难的，这是因为产生最低静压力的截面Ⅱ的位置随着流速的不同会改变的，事先根本无法确定。因此实际上是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体在节流装置前后的压力变化的。 (2)流量基本方程式流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的，即 Q=αεF0√2Δp/ρ1 式中 α流量系数；它与节流装置的结构形式，取压方式，孔口截面积与管道截面积之比m，雷诺数Re，孔口边缘锐度，管壁粗糙度等因素有关; ε——膨胀校正系数，它与孔板前后压力的相对变化量，介质的等熵指数，孔口截面积与管道截面积之比等因素有关。应用时可查阅有关手册而得。但对不可压缩的液体来说，常取ε=1; F0——节流装置的开孔截面积; Δp——节流装置前后实际测得的压力差; ρ1——节流装置前的流体密度。 2、标准节流装置我国国家规定的标准节流装置取压方法为两种，即角接取压法和法兰取压法。所谓角接取压法，就是在孔板(或喷嘴)前后两端面与管壁的夹角处取压。角接取压方法可以通过环室或单独钻孔结构来实现。环室取压结构如图(a)所示，单独钻孔结构如图(b)所示：标准节流装置仅适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在104~105以上的流体，而且流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变。此外，为保证流体在节流装置前后为稳定的流动状态，在节流装置的上，下游必须配置一定长度的直管段。节流装置将管道中流体流量的大小转换为相应的差压大小，但这个差压信号还必须由导压管引出，并传递到相应的差压计，以便显示出流量的数值。 3、差压式流量计的测量误差差压式流量汁的应用是非常广泛的。但是，在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差，有的甚至高达10%一20%(造成这些误差是由于使用不当引起的，而不是仪表本身的测量误差)。下面列举一些造成测量误差的原因，以便在应用中注意。 (1)被测流体工作状态的变动 (2)节流装置安装不正确 (3)孔板入口边缘的磨损 (4)导压管安装不正确，或有堵塞，渗漏现象 ① 测量液体的流量时，应该使两根导压管内部充满同样的液体而无气泡，以使两根导压管内的液体密度相等。 a 取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α应为00—450，如右图所示(如果从底部引出，液体中夹带的固体杂质会沉积在引压管内。引起堵塞，亦属不宜)。 b 引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应下倾一定的坡度(至少1:20一1:10)，使气泡易于排出。 c 在引压导管的管路中，应有排气的装置。如果差压计只能装在节流装置之上时，则须加装贮气罐，如图中的贮气罐6与放空阀3。这样，即使有少量气泡，对差压Δp的测量仍无影响。 ② 测量气体流量时，上述的这些基本原则仍然适用。尽管在引压导管的连接方式上有些不同，其目的仍是要保持两根导管内流体的密度相等。 a、取压点应在节流装置的上半部。 b、引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度，以便引压导管中不滞留液体。 c、如果差压计必须装在节流装置之下，则须加装贮液罐和排放阀，如图所示： ③测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决蒸汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量精度的影响，最常用的接法见图所示。取压点从节流装置的水平位置接出，并分别安装凝液罐2。这样，两根导压管内部充满了冷凝液，而且液位一样高，从而实现了差压的准确测量。自凝液罐至差压计的接法与测量液体流量时相同。 (5)差压计安装或使用不正确差压计或差压变送器安装或使用不正确也会引起测量误差。由引压导管接至差压计或变送器前。必须安装切断阀1，2和平衡阀3，构成三阀组，如图所示：当切断阀1，2关闭时，打开平衡阀3，便可进行仪表的零点校验。测量腐蚀性(或因易凝固不适宜直接进人差压计)的介质流量时，必须采取隔离措施。最常用的方法是用某种与被测介质不互溶且不起化学变化的中性液体作为隔离液，同时起传递压力的作用。当隔离液的密度ρ'1大于或小于被测介质密度ρ1时，隔离罐分别采用图所示的两种形式。二、转子流量计节流装置对管径小于50mm，低雷诺数的流体的测量精度是不高的。而转子流量计则特别适宜于测量管径50mm以下管道的流量，测量的流量可小到每小时几升。 1、工作原理差压式流量计，是在节流面积(如孔板流通面积)不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小。而转子流量计，却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转子流量计采用的是恒压降，变节流面积的流量测量方法。右图是指示式转子流量计的原理图，它基本上由两个部分组成，一个是由下往上逐渐扩大的锥形管(通常用玻璃制成，锥度为40'一30');另一个是放在锥形管内可自由运动的转子。转子流量计中转子的平衡条件是由于在测量过程中，V，ρt，ρf，A，g均为常数，所以由上式可知，(p1—p2)也应为常数。这就是说，在转子流量计中，流体的压降是固定不变的。所以，转子流量计是以定压降变节流面积法测量流量的，这正好与差压法测量流量的情况相反。所以由上式可得：在Δp一定的情况下，流过转子流量计的流量和转子与锥形管间环隙面积F0有关。由于锥形管由下往上逐渐扩大，所以F0是与转子浮起的高度有关的。这样，根据转子浮起的高度就可以判断被测介质的流量大小，可用下式表示或式中 φ——仪表常数 h——转子浮起的高度将⊿P代入以上两式，分别得到：三、椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计是属于容积式流量计的—种。它对被测流体的粘度变化不敏感，特别使合干测量高粘度的流体(例如重油，聚乙烯醇，树脂等)，甚至糊状物的流量。 1、工作原理椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个相互啮合的椭圆形齿轮A和B，轴及壳体组成。椭圆齿轮与壳体之间形成测量室，如图所示如图(a)，(b)，(c)所示，椭圆齿轮转动了1/4周，其所排出的被测介质为一个半月形容积。所以，椭圆齿轮每转一周所排出的被测介质量为半月形容积的4倍。故通过椭圆齿轮流量计的体积流量Q Q=4nV0 式中 n 一椭圆齿轮的旋转速度; V0——半月形测量室容积。椭圆齿轮流量计的流量信号(即转速n)的显示，有就地显示和远传显示两种。 2、使用特点由于椭圆齿轮流量计是基于容积式测量原理的，与流体的粘度等性质无关。因此，特别适用于高粘度介质的流量测量。测量精度较高，压力损失较小，安装使用也较方便。但是，在使用时要特别注意被测介质中不能含有固体颗粒，更不能夹杂机械物，否则会引起齿轮磨损以至损坏。为此，椭圆齿轮流量计的入口端必须加装过滤器。另外，椭圆齿轮流量计的使用温度有一定范围，温度过高，就有使齿轮发生卡死的可能。椭圆齿轮流量计的结构复杂，加工制造较为困难，因而成本较高。如果因使用不当或使用时间过久，发生泄漏现象，就会引起较大的测量误差。四、涡轮流量计在流体流动的管道内，安装一个可以自由转动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量或总量。下图是涡轮流量计的结构示意图它主要由下列几部分组成涡轮1是用高导磁系数的不锈钢材料制成。叶轮芯上装有螺旋形叶片。流体作用于叶片上使之转动导流器2是用以稳定流体的流向和支承叶轮的磁电感应转换器3是由线圈和滋钢组成，用以将叶轮的转速转换成相应的电信号，以供给前置放大器5进行放大。整个涡轮流量计安装在外壳4上，外壳4是由非导磁的不锈钢制成，两端与流体管道相连接。交变电信号的频率与涡轮的转速成正比，也即与流量成正比。这个电信号经前置放大器放大后，送往子计数器或电子频率计，以累积或指示流量特点:涡轮流量计安装方便，磁电感应转换器与叶片间不需密封和齿轮传动机构，因而测量精度高，可耐高压，静压可达50MPa。由于基于磁电感应转换原理。故反应快，可测脉动流量。输出信号为电频率信号，便于远传，不受干扰。缺点和注意事项:涡轮流量计的涡轮容易磨损，被测介质中不应带机械杂质，否则会影响测量精度和损坏机件。因此，一般应加过滤器。安装时，必须保证前后有一定的直管段，以使流向比较稳定。一般入口直管段的长度取管道内径的10倍以上，出口取5倍以上。五、电磁流量计在流量测量中，当被测介质是具有导电性的液体介质时，可以应用电磁感应的方法来测量流量。电磁流量计的特点是能够测量酸，碱，盐溶液以及含有固体颗粒(例如泥浆)或纤维液体的流量。电磁流量计通常由变送器和转换器两部分组成。被测介质的流量经变送器变换成感应电势后，再经转换器把电势信号转换成统一的0一10mA直流信号作为输出，以便进行指示，记录或与电动单元组合仪表配套使用。电磁流量计变送部分的原理图如下图所示。在一段用非导磁材料制成的管道外面，安装有一对磁极N和S，用以产生磁场。当导电液体流过管道时，因流体切割磁力线而产生了感应电势(根据发电机原理)。感应电势的方向由右手定则判断，其大小由下式决定; K称为仪表常数，在磁感应强度B，管道直径D确定不变后，K就是一个常数，这时感应电势的大小与体积流量之间具有线性关系，因而仪表具有均匀刻度。特点:电磁流量计的测量导管内无可动部件或突出于管内的部件，因而压力损失很小。在采取防腐衬里的条件下，可以用于测量各种腐蚀性液体的流量，也可以用来测量含有颗粒，悬浮物等液体的流量。此外，其输出信号与流量之间的关系不受液体的物理性质(例温度，压力，粘度等)变化和流动状态的影响。对流量变化反应速度快，故可用来测量脉动流量。缺点和注意事项:电磁流量计只能用来测量导电液体的流量，其导电率要求不小于10-6一10-5L/(cm•Ω)，即不小于水的导电率。不能测量气体，蒸汽及石油制品等的流量。由于液体中所感应出的电势数值很小，所以要引入高放大倍数的放大器，由此而造成测量系统很复杂，成本高，并且很容易受外界电磁场干扰的影响，在使用不恰当时会大大地影响仪表的精度。在使用中要注意维护，防止电极与管道间绝缘的破坏。安装时要远离一切磁源(例如大功率电机，变压器等)。不能有振动。六、质量流量计 1、工作原理如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度V从A流向B，将此管置于以角速度ω旋转的系统中。设旋转轴为X，与管的交点为O，由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度ω运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为： δFc ＝ 2ωVδm 因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理。图1 科里奥利力的形成　　　　　图2 早期科氏力质量流量计 2、结构早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。U形测量管质量流量计如图所示，U形管为单、双测量管两种结构，单测量管型工作原理。图3 单U形管结构图4双U形管结构　　如图5所示，电磁驱动系统以固定频率驱动U形测量管振动，当流体被强制接受管子的垂直运动时，在前半个振动周期内，管子向上运动，测量管中流体在驱动点前产生一个向下压的力，阻碍管子的向上运动，二在驱动点后产生向上的力，加速管子向上运动。这两个力的合成，使得测量管发生扭曲；在振动的另外半周期内，扭曲方向则相反。图5形管工作原理测量管扭曲的程度，与流体流过测量管的值来质量流量成正比，在驱动点两侧的测量管上安装电磁感应器，以测量其运动的相位差，这一相位差直接正比于流过的质量流量。在双U形测量管结构中，两根测量管的振动方向相反，使得测量管扭曲相位相差180度，如图6所示。相对单测量管型来说，双管型的检测信号有所放大，流通能力也有所提高。图6测量管变形示意图七、涡街把一个非流线型阻流体（Bluff Body）垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动，产生附面层分离现象，形成有规则的旋涡列，左右两侧旋涡的旋转方向相反。这种旋涡称为卡门涡街。生产旋涡分离的阻流体称为旋涡发生体。涡街流量计是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。 1、卡门涡街的产生与现象为说明卡门涡街的产生，我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动。当流体速度很低时，流体在前驻点速度为零，来流沿圆柱左右两侧流动，在圆柱体前半部分速度逐渐增大，压力下降，后半部分速度下降，压力升高，在后驻点速度又为零．这时的流动与理想流体统流圆柱体相同，无旋涡产生，如图a所示随着来流速度增加，圆柱体后半部分的压力梯度增大，引起流体附面层的分离，如图b所示．当来流的雷诺数Re再增大，达到40左右时，由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞，就在附面层的分离点S处产生一对旋转方面相反的对称旋涡。如图c所示。在一定的留诺数Re范围内，稳定的卡门涡街的及旋涡脱落频率与流体流速成正比。圆柱绕涡街产生示意图 2、旋涡发生体的基本结构旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等，以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。 (1)圆柱型旋涡发生体虽然这种型式使用较早，但严格地说，在高流速下它的斯特罗哈数St并不稳定．因此，人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式。圆柱旋涡发生器电容式三角柱旋涡发生体 1－导压孔；2－空腔；3－隔墙；4－铂缘开导压孔的圆柱旋涡发生器如图所示。由于有导压孔存在，当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动，产生一边吸入，一边吹出的效果．当流体附面层在圆柱表面开始分离时，在吸入一侧，分离被抑制；在吹出一例，分离则被促进发生．这样就可使流体分离点的位置固定下来，也就可以使斯特罗哈数St相对稳定。（2）三角柱型旋涡发生体目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的，其形状一般由实验确定．它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡，而且它的边界层分离点是固定的，即其斯特罗哈数St相对恒定，大约为St＝0.16这样，涡频与流速的关系为f＝0.16 u／d，其中d为三角柱的底边宽度．形状可见图3－10所示流量计的种类很多，除了以上介绍的几种流量计外，还有许多类型的流量计，例如靶式流量汁，堰式流量计，漩涡流量计等。随着工业生产自动化水平的提高。许多新的流量测量方法也日益被人们重视和采用，例如超声波，激光，X—射线及核磁共振等逐渐应用到工业生产中，成为目前较新的流量测量技术。第二章调节阀调节阀有称控制阀，它是控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置；调节阀由执行机构和阀组成。执行机构起推动作用，而阀起调节流量的作用，调节法是执行器的主要类型。国际电工委员会IEC对调节阀（国外称控制阀Control Valve）的定义为：工业过程控制系统中用动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀体部件，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀体部件又与一个多多个执行机构相连接。执行机构用来响应控制元件送来的信号。一、调节阀的类型调节阀分气动、液动、电动三大类，其中气动薄膜调节阀有它明显的优点，包括结构简单，输出推力较大，动作快而平稳可靠，本质安全防爆等等，因而获得了最广泛的应用。调节阀由执行机构和调节机构所组成。气动执行机构有薄膜式（有弹簧）及活塞式（无弹簧）两类，后者往往采用较高的气压范围，使用于需要推力较大的场合。薄膜式执行机构的输入气压一般为0.02-0.1MPa，也有0.04-0.2MPa的，这时在调节器与执行机构之间应装设比例继动器或高气源阀门定位器，将调节器的输出气压提高。调节阀按执行机构的能源来划分有气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀；按结构可以分为薄膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构；按结构分为直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转（挠曲阀）、套筒（笼式）、阀体分离等；按流量特性分为直线、对数（等百分比）、抛物线、快开等；按温度分为超低温阀（t≤-100℃）、低温阀（-100℃< t≤-40℃）、常温阀（-40℃<≤120℃）、中温（120℃<≤450℃）、高温阀（t>-450℃）；按压力分为低压阀（公称压力≤1.6 Mpa）、中压阀（2.5、4.0、6.4 Mpa）、高压阀（PN10.0－80.0 Mpa）、超高压阀（≥100Mpa）。二、气动薄膜直通双座调节阀 1、结构与特点双座调节阀阀体内具有上、下两个阀芯球和两个阀座，流体作用在上、下阀芯上的推力，其方向相反而大小接近，不平衡力很小。特点是许用压差大（DN100的阀门，△P＝280KPa），流通能力大（DN100的阀，C＝160），泄漏量大（标准泄漏量为0.1%）。 2、应用特别适用于泄漏量要求不严和压差较大的一般场合。由于流路较复杂，不适用于高粘度、含悬浮颗粒的流体。三、三通阀 1、结构与特点三通调节阀有三个出入口与管道相连，有三通分流型和三通合流型两种结构，对于三个系统的分合流控制非常有效。特点是结构紧凑、启闭迅速、流道通畅、流体阻力小，属新型结构阀。 2、应用分流阀用于一种流体分为两路的场合，合流阀用于两种流体混合成一路的场合，可以是含纤维、固体颗粒、料浆等介质。三通阀通常用于换热器的温度控制系统，流体温度一般为300度以下，两种流体的温差应不大于150度。四、角阀 1、结构与特点角型调节阀结构上阀体为直角形，具有流路简单、阻力小、阀体受流体的冲击小、体内不易结污易于冲洗、调节稳定性较好的特点。 2、应用它适用于高粘度、含悬浮物和颗粒状物质的场合，或用于要求直角配管连接的地方。其流向一般为下进上出。五、蝶阀 1、结构与特点蝶阀又叫翻板阀，是通过挡板或叶片以转轴为中心旋转一定角度（0度－90度之间，旋转到90度时，阀门则为全开状态）起到切断或调节的作用。特点是结构简单，操作方便，流通能力大，约为同口径双座阀的1.5－2倍；阻力损失小，压降低；沉积物不易积存；结构紧凑、安装空间小；密封性能好；适合制作大口径阀门。 2、应用蝶阀应用范围较广。适用于低差压，大流量的气体及含有奖状和固体悬浮物的介质。常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。对夹式蝶阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间，法兰式蝶阀是阀门上带有法兰，用螺栓将阀门两端法兰连接在管道法兰上。六、偏心旋转阀 1、结构与特点偏心旋转调节阀（凸轮曲阀）是近来国际上新发展的较先进的一种高性能调节阀。它综合了常规调节阀、球阀、蝶阀的优点，与常规阀门比，在压差、泄漏量、额定流量系数、可调范围等技术性能上均优于常规阀门。阀体不直通型，当阀轴转动时，装在阀轴上的球面阀芯，相对于阀体中心作偏心旋转，其轨迹呈凸轮状曲线，当阀关闭时，阀芯的柔臂发生弹性变形，使阀芯球面与阀座密封面接触达到可靠的密封要求。流路简单、阻力小、重量轻；阀芯回转中心与旋转轴不同心，减少阀座的磨损。流通能力较大；可调比超过100：1。偏心旋转调节阀的关断压差可达100Kgf/cm2，操作温度范围是-100℃到430℃。 2、应用它的适用范围广泛，可用于从低压、高Cv值场合到泥浆、造纸、石油、天然气等行业。特别适用于粘度大，含有固体及易粘结介质的场合。七、套筒阀 1、结构与特点：套筒调节阀又称笼式调节阀，通过不同的套筒、阀塞，可方便地组合成多种变形产品，互换性和通用性强。同时具有稳定性好、噪音低、许用压差大、使用寿命长、装拆维修方便的特点，采用阀塞和套筒圆侧面导向，可改善由涡流和冲击所引起的振荡，并改善了原有双导向的摩擦和阀芯损坏现象。 2、应用广泛用于生产之中，特别是高温高粘度，含颗粒的介质调节。八、球阀（旋塞阀） 1、结构与特点它的阀芯是带圆孔的球形体，当阀处于开位时允许流全流过，将球形体转动90度切断物流。球阀或以起切断和调节作用，最大的特点是流路简单，全开是完全形成直管通道，压力损失小，密封可靠，泄漏量很小。 2、应用：适用于高粘度、悬浮液、纸浆等流全场合。九、自力式调节阀 1、结构与特点直接作用压力式调节阀属自力式调节阀类，是一种不需外加能源和操作介质，根据被控流体的能量自行操作并保持阀前或阀后变量恒定的调节阀，能在无电无气的场所工作，既方便又节约了能源。可分为阀后压力调节，阀前压力调节两种结构。具有结构简单、动作可靠、维护方便、防火防爆和介廉等优点。 2、应用适用于流量变化小、调节精度要求不高或仪表气源电源供应困难的场合。十、气动长行程 1、结构与特点它具有行程长、输出力矩大、功率大的特点，将20－100Kpa的气信号转变成相应的转角（0-90度）或位移（200－400MM），适合于角行程调节阀的需要。 2、应用用于调节工艺管道中各种阀门、挡板的角度，从而达到控制各种工艺参数的目的，特别适用于锅炉燃烧系统的引风控制。十一、隔膜阀 1、结构与特点隔膜阀是一种特殊形式的截断阀，它用耐腐蚀衬里的阀体和而腐蚀的隔膜代替和阀座，由隔膜起调节作用，并将阀体内腔与阀盖内腔隔开。该阀门结构简单，流路阻力小，能严密关闭。由于它用隔膜将下部阀体内腔与上部阀盖内腔隔开，因此使位于隔膜上方的阀杆等零件不受介质腐蚀，且不会产生介质外漏，省去了填料和密封结构。另外，利用FEP氟塑料与合成橡胶复合而成的隔膜和带有氟塑料衬里层的阀门可适用于“熔融碱金属、元素氟”外的各种强腐蚀性介质。但由于隔膜和衬里材料限制，耐压、耐温较低，一般只能用于1.6Mpa、150度以下。 2、应用适用于强酸、强碱等强腐蚀介质的调节，也能用于高粘度及悬浮颗粒流体的调节。十二、阀体分离阀 1、结构与特点阀体分离型调节阀是把阀体分离成两个部分，用法兰连接起来。特点是便于拆卸、流体阻力小、关闭严密、控制特性好。 2、应用主要应用于高粘度、含颗粒、结晶及纤维的流体；选用耐腐蚀衬里时，可用于强酸、强碱腐蚀介质，但不耐高压和高温。十三、电动执行机构阀门 1、结构特点电动执行机构阀门由电动机带动减速装置，在电信号作用下产生直线运动或角度旋转运动。与气动薄膜执行机构相比，它具有驱动能源简单方便，推力大，刚度大的特点，当其结构相比复杂，价格高，受防爆条件限制，其应用运不如气动执行机构广泛。 2、应用主要应用于管道流体的快速切断。第三章过程控制基础知识一、过程控制的发展概况及特点 1、过程控制的发展概况在过程控制发展的历程中，生产过程的需求、控制理论的开拓和控制技术工具和手段的进展三者相互影响、相互促进，推动了过程控制不断的向前发展。纵观过程控制的发展历史，大致经历了以下几个阶段： 20世纪40年代：手工操作状态，只有少量的检测仪表用于生产过程，操作人员主要根据观测到的反映生产过程的关键参数，用人工来改变操作条件，凭经验去控制生产过程。 20世纪40年代末～50年代：过程控制系统：多为单输入、单输出简单控制系统过程检测：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表（气动Ⅰ型和电动Ⅰ型）；部分生产过程实现了仪表化和局部自动化控制理论：以反馈为中心的经典控制理论 20世纪60年代：过程控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。自动化仪表：单元组合仪表（气动Ⅱ型和电动Ⅱ型）成为主流产品。 60年代后期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。控制理论：出现了以状态空间方法为基础，以极小值原理和动态规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论，传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出系统领域，、型、型 20世纪70～80年代：微电子技术的发展，大规模集成电路制造成功且集成度越来越高（80年代初一片硅片可集成十几万个晶体管，于是32位微处理器问世），微型计算机的出现及应用都促使控制系统发展。过程控制系统：最优控制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制自动化仪表：气动Ⅲ型和电动Ⅲ型，以微处理器为主要构成单元的智能控制装置。集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器 (PLC) 、工业PC机、和数字控制器等，已成为控制装置的主流。集散控制系统实现了控制分散、危险分散，操作监测和管理集中。控制理论：形成了大系统理论和智能控制理论。模糊控制、专家系统控制、模式识别技术 20世纪90年代至今：信息技术飞速发展。过程控制系统：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。自动化仪表：总线控制系统的出现，引起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大变革。现场仪表的数字化和智能化，形成了真正意义上的全数字过程控制系统。各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪。人工智能、神经网络控制。 2、自动化技术的应用范畴（1）宇航方面：（现代控制理论）同步卫星与地面接收站直接对应，偏差影响收看效果（随动控制系统）卫星的发射与回收（神州3号卫星，哥伦比亚号航天飞机）自动关机、点火系统（2）军事方面：火炮自动点火、巡航导弹（3）其他方面：农业（病虫害防治、专家系统）社会科学（计划生育，人口增长模型）（4）现代管理：办公自动化（以计算机技术和现代通信技术为主体的综合处理与办公活动相关的语言、数据、图像、文字等人及信息系统。（5）工业生产：自动车床、加热炉、发酵罐 3、过程控制系统的特点过程控制系统与其他自动控制系统相比，有如下几个特点：（1）生产过程的连续性在过程控制系统中，大多数被控过程都是以长期的或间歇形式运行，在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。（2）被控过程的复杂性过程控制涉及范围广：石化过程的精馏塔、反应器；热工过程的换热器、锅炉等。被控对象较复杂：动态特性多为大惯性，大滞后形式，且具有非线性、分布参数和时变特性。（3）控制方案的多样性被控过程对象特性各异，工艺条件及要求不同，过程控制系统的控制方案非常丰富。包括：常规PID控制、改进PID控制、串级控制、前馈-反馈控制、解耦控制；为满足特定要求而开发的比值控制、均匀控制、选择性控制、推断控制；新型控制系统，如模糊控制、预测控制、最优控制等。 4、过程控制的主要内容（1）自动检测系统利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录如：加热炉温度、压力检测（2）自动信号和联锁保护系统自动信号系统：当工艺参数超出要求范围，自动发出声光信号联锁保护系统：达到危险状态，打开安全阀或切断某些通路，必要时紧急停车如：反应器温度、压力进入危险限时，加大冷却剂量或关闭进料阀（3）自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统：根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作如：合成氨造气车间煤气发生炉，按吹风、上吹、下吹、吹净等步骤周期性地接通空气和水蒸汽自动开停车系统：按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车（4）自动控制系统：利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时，能自动的回到规定范围。（本书介绍的重点内容）二、过程控制系统的组成利用自动控制装置构成的过程控制系统，可以在没有人直接参与的条件下，使这些工艺参数能自动按照预定的规律变化。 1、过程控制系统实例（1）锅炉汽包水位控制。在锅炉正常运行中，汽包水位是一个重要的参数，它的高低直接影响着蒸汽的品质及锅炉的安全。水位过低，当负荷很大时，汽化速度很快，汽包内的液体将全部汽化，导致锅炉烧干甚至会引起爆炸；水位过高会影响汽包的汽水分离，产生蒸汽带液现象，降低了蒸汽的质量和产量，严重时会损坏后续设备。图1.1 锅炉汽包水位控制示意图眼检测元件（变送器）要想实现对汽包水位的控制，首先应随时掌握水位的变化情况脑控制器控制器将接收到的测量信号与预先规定的水位高度进行比较。如果两个信号不相等，表明实际水位与规定水位有偏差，此时控制器将根据偏差的大小向执行器输出一个控制信号，手执行器执行器即可根据控制信号来改变阀门的开度，从而使进入锅炉的水量发生变化，达到控制锅炉汽包水位的目的。（2）发酵罐温度控制发酵罐是间歇发酵过程中的重要设备，广泛应用于微生物制药、食品等行业。发酵罐的温度是影响发酵过程的一个重要参数。因为微生物菌体本身对温度非常敏感，只有在适宜的温度下才能正常生长代谢，而且涉及菌体生长和产物合成的酶也必须在一定的温度下才能具有高的活性。温度还会影响发酵产物的组成。因此，按一定的规律控制发酵罐的温度就显得非常重要。 (a) (b) 图1.2 发酵罐温度控制系统示意图影响发酵过程温度的主要因素有微生物发酵热、电机搅拌热、冷却水的流量及本身的温度变化以及周围环境温度的改变等。一般采用通冷却水带走反应热的方式使罐内温度保持工艺要求的数值。对于小型发酵罐，通常采用夹套式冷却形式。如图1。2（a）所示。实现对发酵罐温度的控制，可使用温度检测仪表（如热电偶、热电阻等）测量罐中的实际温度，将测得的数值送入控制器，然后与工艺要求保持的温度数值进行比较。如果两个信号不相等，则由控制器的输出控制冷却水阀门的开度，改变冷却水的流量，从而达到控制发酵罐温度的目的。 2、过程控制系统的组成一个过程控制系统一般由两部分组成。需要控制的工艺设备或机器(被控过程) + 自动控制装置（反应器、精馏塔、换热器、压力罐（控制器、执行器、测量元件及变送器）储槽、加热炉、压缩机、泵、冷却塔）几个常用术语：被控过程（对象）工艺参数需要控制的生产过程设备或机器等。如锅炉汽包，发酵罐。被控变量被控对象中要求保持设定值的工艺参数。如汽包水位、发酵温度。操纵变量受控制器操纵，用以克服扰动的影响使被控变量保持设定值的物料量或能量。如锅炉给水量和发酵罐冷却水量。扰动量除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。如蒸汽负荷的变化、冷却水温度的变化等。设定值被控变量的预定值。偏差(e) 被控变量的设定值与实际值之差。在实际控制系统中，能够直接获取的信息是被控变量的测量值而不是实际值，因此，通常把设定值与测量值之差作为偏差。三、过程控制系统的两种表示形式 1、方框图方框图是控制系统或系统中每个环节的功能和信号流向的图解表示，是控制系统进行理论分析、设计中常用到的一种形式。 a) 方框图组成方框：-每一个方框表示系统中的一个组成部分（也称为环节），方框内添入表示其自身特性的数学表达式或文字说明；信号线：信号线是带有箭头的直线段，用来表示环节间的相互关系和信号的流向；作用于方框上的信号为该环节的输入信号，由方框送出的信号称为该环节的输出信号。比较点：比较点表示对两个或两个以上信号进行加减运算，“+”号表示相加，“-”号表示相减；引出点：表示信号引出，从同一位置引出的信号在数值和性质方面完全相同。带有输入输出信号的方框比较点分支点图1.3方框的组成单元示意图系统中的每一个环节用一个方框来表示，四个方框分别表示：被控对象（锅炉汽包）、测量变送装置、控制器和执行器。每个方框都分别标出各自的输入、输出变量。如被控对象环节，给水流量变化会引起汽包水位的变化，因此给水流量（操纵变量）作为输入信号作用于被控对象，而汽包水位（被控变量）则作为被控对象的输出信号；引起被控变量（汽包水位）偏离设定值的因素还包括蒸汽负荷的变化和给水管压力的变化等扰动量，它们也作为输入信号作用于被控对象。图1.4 锅炉汽包水位控制系统方框图 (2) 负反馈概念反馈：通过测量变送装置将被控变量的测量值送回到系统的输入端，这种把系统的输出信号直接或经过一些环节引回到输入端的做法叫做反馈。分为和反馈：负反馈（引回到输入端的信号是减弱输入端作用的称为负反馈）用“-” 号表示，正反馈（引回到输入端的信号是增强输入端作用的称为正反馈）用“+”号表示。在绘制方框图时应注意： a 方框图中每一个方框表示一个具体的实物。 b 方框之间带箭头的线段表示它们之间的信号联系，与工艺设备间物料的流向无关。方框图中信号线上的箭头除表示信号流向外，还包含另一种方向性的含义，即所谓单向性。对于每一个方框或系统，输入对输出的因果关系是单方向的，只有输入改变了才会引起输出的改变，输出的改变不会返回去影响输入。例如冷水流量会使汽包水位改变，但反过来，汽包水位的变化不会直接使冷水流量跟着改变。 c 比较点不是一个独立的元件，而是控制器的一部分。为了清楚的表示控制器比较机构的作用，故将比较点单独画出。 2、管道及仪表流程图管道及仪表流程图是自控设计的文字代号、图形符号在工艺流程图上描述生产过程控制的原理图，是控制系统设计、施工中采用的一种图示形式。该图在工艺流程图的基础上，按其流程顺序，标出相应的测量点、控制点、控制系统及自动信号与连锁保护系统等。由工艺人员和自控人员共同研究绘制。在管道及仪表流程图的绘制过程中所采用的图形符号、文字代号应按照有关的技术规定进行。下面结合化工部《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG20505-92，介绍一些常用的图形符号和文字代号。（1）图形符号过程检测和控制系统图形符号包括测量点、连接线（引线、信号线）和仪表圆圈等。 ⑴测量点（2）连接线 (a) (b) (c) （3）仪表常规仪表图形符号是直径为12mm(或10mm)的细实线圆圈。 ⑷执行器执行器的图形符号是由执行机构和调节机构的图形符号组合而成。（4）仪表位号在检测、控制系统中，构成回路的每个仪表（或元件）都用仪表位号来标识。仪表位号由字母代号组合和回路编号两部分组成。仪表位号中的第一个字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能；回路的编号由工序号和顺序号组成，一般用三位至五位阿拉伯数字表示，如下例所示：顺序号（一般用两位数字，也可以用三位数字）工序号（一般用一位数字，也可以用两位数字）功能字母代号被测变量字母代号在管道及仪表流程图中，仪表位号的标注方法是： a、字母代号填写在仪表圆圈的上半圆中,回路编号填写在下半圆中； b、圆圈中字母代号与回路编号之间不加横杠的为就地安装； c、圆圈中字母代号与回路编号之间加横杠为集中盘面安装。 2、字母代号仪表信号中表示被测变量和仪表功能的字母代号见P9表1.3。管道及仪表流程图实例图1.8和图1.9为简化的锅炉汽包管道及仪表流程图和发酵罐管道及仪表流程图。图1.10 为某化工厂超细碳酸钙生产中碳化部分简化的工艺管道及仪表流程图。圆圈中FIC/101表示为第一工序第01个流量控制回路（带累计指示），累计指示仪及控制器安装在控制室。圆圈中HIC/101表示为第一工序第01个带指示的手动控制回路，手动控制器（手操器）安装在控制室。圆圈中LIC/101表示为第一工序第01个带指示的液位控制回路，液位指示控制器安装在控制室。圆圈中TI 101、TI 102表示为第一工序第01、02个温度检测回路，温度指示仪安装在现场。圆圈中PI 101、PI 102表示为第一工序第01、02个压力检测回路，压力指示仪安装在现场。四、过程控制系统的主要类型按系统功能---温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统、流量控制系统等；按系统性能--线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统；按被控变量的数量---单变量控制系统和多变量控制系统；按采用的控制装置----常规仪表控制系统、计算机控制系统；按控制系统基本结构形式-----闭环控制系统和开环控制系统。 1、闭环控制系统闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。闭环控制系统优点----不管任何扰动引起被控变量偏离设定值，都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。因此闭环控制系统有较高的控制精度和较好的适应能力，其应用范围非常广泛。缺点---闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生，当系统的惯性滞后和纯滞后较大时，控制作用对扰动的克服不及时，从而使其控制质量大大降低。在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。（1）定值控制系统特点：设定值是固定不变作用：保证在扰动作用下使被控变量始终保持在设定值上 b) 随动控制系统特点：设定值是一个未知的变化量作用：保证在各种条件下系统的输出（被控变量）以一定的精度跟随设定值的变化而变化。（3）程序控制系统特点：设定值是一个按一定时间程序变化的时间函数作用：保证在各种条件下系统的输出（被控变量）以一定的精度跟随设定值的变化而变化。如：机械行业的数控车床、间歇生产过程中化学反应器的温度控制等都属于这类控制系统。程序控制系统可以看成是随动控制系统的特殊情况，其分析研究方法与随动控制系统相同。 3、开环控制系统开环控制系统-----控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的控制系统。操纵变量可以通过控制对象去影响被控变量，但被控变量不会通过控制装置去影响操纵变量。从信号传递关系上看，未构成闭合回路。 a) 按设定值进行控制控制方式的原理：需要控制的是被控对象中的被控变量，而测量的只是设定值。如图1。12(a)所示的换热器。换热器的工作原理是：冷物料与载热体（蒸汽）在换热器中进行热交换，使冷物料出口温度上升至工艺要求的数值。因此，系统中被控变量为冷物料出口温度，操纵变量为蒸汽流量。操纵变量与设定值保持一定的函数关系，当设定值变化时，操纵变量随之变化进而改变被控变量。 (a) (b) 图1.12 按设定值控制的开环控制系统 (2) 按扰动进行控制控制方式的原理----需要控制的仍然是被控对象中的被控变量，而测量的是破坏系统正常进行的扰动量。利用扰动信号产生控制作用，以补偿扰动对被控变量的影响，故称按扰动进行控制。由于测量的是扰动量，这种控制方式只能对可测的扰动进行补偿。对于不可测扰动及对象，各功能部件内部参数的变化对被控变量造成的影响，系统自身无法控制。因此控制精度仍然受到原理上的限制。五、过程控制系统的性能指标及要求 1、过程控制系统的过渡过程静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态。在这种状态下，系统的输入（设定值和扰动量）及输出（被控变量）都保持不变，系统内各组成环节都不改变其原来的状态，其输入、输出信号的变化率为零。而此时生产仍在进行，物料和能量仍然有进有出。因此静态反映的是相对平衡状态。动态——被控变量随时间而变化的不平衡状态。当一个原来处于相对平衡状态的系统受到扰动作用的影响后，其平衡状态受到破坏，被控变量偏离设定值，此时控制器会改变原来的状态，产生相应的控制作用，改变操纵变量去克服扰动的影响，力图恢复平衡状态。过渡过程——在设定值发生变化或系统受到扰动作用后，系统将从原来的平衡状态经历一个过程进入另一个新的平衡状态。一般来说，一个控制系统的好坏在静态时是难以判别的，只有在动态过程中才能充分反映出来。系统在其进行过程中，会不断受到扰动的频繁作用，系统自身通过控制装置不断地施加控制作用去克服扰动的影响，使被控变量保持在工艺生产所规定的技术指标上。因此，我们对系统研究的重点应放在控制系统的动态过程。 2、过渡过程的几种形式在阶跃信号作用下，被控变量随时间的变化有以下几种形式。如图1.15 所示。图中，Y表示被控变量。（1）发散振荡过程如图1.15 中曲线①所示，它表明系统受到扰动作用后，被控变量上下波动，且幅度越来越大，即被控变量偏离设定值越来越远，以致超越工艺允许的范围。（2）非振荡衰减过程如图1.15 中曲线②所示。它表明被控变量受到扰动作用后，产生单调变化，经过一段时间最终能稳定下来。（3）等幅振荡过程如图1.15 中曲线③所示。它表明系统受到扰动作用后，被控变量做上下振幅稳定的振荡，即被控变量在设定值的某一范围内来回波动。（4）衰减振荡过程如图1.15 中曲线④所示，它表明系统受到扰动作用后，被控变量上下波动，且波动的幅度逐渐减小，经过一段时间最终能稳定下来。（5）非振荡发散过程如图1.15 中曲线⑤所示。它表明系统受到扰动作用后，被控变量单调变化偏离设定值越来越远，以致超出工艺设计的范围。图1.15 过渡过程的基本形式上面五种过程形式中，非振荡衰减过程和衰减振荡过程是稳定过程，能基本满足控制要求。 3、常见的典型信号控制系统在其运行的过程中，不断受到各种扰动的影响，这些扰动不仅形式各异，对被控变量的影响也各不相同。为了便于对系统进行分析、研究，通常选择几种具有确定性的典型信号来代替系统运行过程中受到的大量的无规则随机信号。有：阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。其中阶跃信号对被控变量的影响最大，且阶跃扰动最为常见。（1.1）当A=1时称为单位阶跃信号。 4、过程控制系统的质量指标质量指标：在比较不同控制方案时，应首先规定评价控制系统的优劣程度的性能指标，一般情况下，主要采用以阶跃响应曲线形式表示的质量指标。控制系统最理想的过渡过程应具有什么形状，没有绝对的标准，主要依据工艺要求而定，除少数情况不希望过渡过程有振荡外，大多数情况则希望过渡过程是略带振荡的衰减过程。在阶跃信号作用下常以下面几个特征参数作为质量指标。 ⑴ 衰减比这是表示衰减过程响应曲线衰减程度的指标。数值上等于同方向两个相邻波峰值之比，即：显然当n=1为等幅振荡；n<1为发散振荡；n>1为衰减振荡。为保持系统有足够的稳定程度，工程上常取衰减比为4:1～10:1。 ⑵ 峰值时间tp 峰值时间是指过渡过程曲线达到第一个峰值所需要的时间。Tp愈小表明控制系统反应愈灵敏。这是反映系统快速性的一个动态指标。 (3) 过渡时间ts 过渡时间是指控制系统受到扰动作用后，被控变量从过渡状态恢复到新的平衡状态所经历的最短时间。 ⑷ 最大偏差A 对于一个稳定的定值控制系统来说，最大偏差是指被控变量第一个波峰值与设定值的差。最大偏差（或超调量）表示了被控变量偏离设定值的程度。A(或σ)愈大，表示偏离生产规定的状态愈远，特别是对一些有危险限制的情况，如化学反应器的化合物爆炸极限等，应特别慎重，以确保生产安全进行。 ⑸ 余差C 余差是指过渡过程终了时新稳态值与设定值之差。它是反映控制系统控制精度的静态指标，一般希望它为零或不超过工艺设计的范围。查看更多 3个回答 . 3人已关注

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请问各位大虾低温螺杆压缩机最小的都是50p的? 厂里准备整几个小冻库。。。原本想用涡旋或者螺杆但是一个师傅说螺杆最小的都是50p 请问是这样的吗？查看更多 1个回答 . 4人已关注

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润滑油质量防护措施及润滑油滤油机的应用？润滑油质量防护措施及润滑油滤油机的应用油液的质量好坏，是否符合要求，对设备的运转质量影响很大，为了保证设备的正常运转，必须严格要求油液质量；（1）根据设备预定的工作条件选择油液的黏度及有关性能，再对照油表确定油的名称以及确定具体牌号。（2）安装前要对壳体、管路做2次清洗，第一次用20%的硫酸或盐酸清洗30～40min，然后用10%的苏打水中和15min，最后用温水清洗，干燥涂油后以备安装，通过清洗后，壳体、管路中不得残存金属粉未、锈、密封材料、丝线、油漆和涂料等。（3）安装好后，对液压系统进行内部清洗，清洗采用液压工作油或试车油，清洗时温度在50～80℃，开始要间隙运转，然后长时间运转4～12h，清洗时在回路上设置润滑油滤油机，清洗到润滑油滤油机不再有杂质为止。（4）发现油液中有机械杂质时，应立即换油并清洗。一般情况下，应视油的品种，工作过程中温度和压力的变化情况，过滤措施和精度，工作环境等具体情况确定，在其工作4000～8000h范围内更换一次，但第一次加油后最多不超过2000h，则应全部更换。（5）要防止油液在工作过程中受到环境的污染，因此油箱的通气孔要安装高效的滤清器，防止灰尘侵入，新买的油液要静放数天，然后通过润滑油滤油机注入液压系统或润滑系统，对密封装置要经常检查，定期更换。在使用油品时，只要做到正确地选择油品，合理地进行油品的更新换代，同时加强润滑设备工作的管理，即可得到明显的节能效果和可观的经济效益。(来源:双能滤油机) 查看更多 0个回答 . 5人已关注

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霍尼韦尔的profit loop谁用过啊? 请教高人指点！！！！！！查看更多 2个回答 . 2人已关注

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学校：齐鲁师范学院 - 化学与化工系

地区：云南省

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