檢測(cè)儀表

(1) 了解化工測(cè)儀表在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的地位位作用。

(2) 理解壓力、流量、暢位和溫度的基本概念。

(3) 掌握常用化工檢測(cè)儀表的名禰、工作原理和特點(diǎn)。

(4) 了解智能型變送器和質(zhì)量流量計(jì)的工作原理祀特點(diǎn)。

(5) 了解一體化溫度變送器工作原理和特點(diǎn)。

檢測(cè)就是獲得信息的過程。工業(yè)上用來檢測(cè)生產(chǎn)中各種有關(guān)參數(shù)的技術(shù)工 具稱為檢測(cè)儀表，檢測(cè)儀表是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)根據(jù)被測(cè)參數(shù)的不同，常見的化工檢測(cè)儀表有壓力檢測(cè)儀表、流量檢測(cè)儀表、物位 檢測(cè)儀表和溫度檢測(cè)儀表等。

1壓力檢測(cè)的基本概念 

1.1壓力的定義

壓力（P）是指垂直作用在單位面積上的力，這里所指 的壓力在物理上是壓強(qiáng)的概念

p=F/S

1.2壓力的常用單位

0壓力的標(biāo)準(zhǔn)單位為帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（Pa),巾自（Pa)所表示的壓力單 位很小，工程上經(jīng)常使用兆帕（MPa)和千帕（kPa)，1MPa = 10³kPa = 106Pa；

工程上又習(xí)慣使用每平方厘米公斤力（kgf/Cm2)。

二者關(guān)系:

1 MPa = 10. 2kgf/cm2 ≈ 10kgf/cm2 

1.3各種壓力的關(guān)系

在壓力測(cè)量中，通常有壓力、大氣壓、表壓（正壓）、真空度（負(fù)壓）這些名詞，它們之間的關(guān)系如圖1.1所示。

關(guān)系式：

P表=p絕一P大    P真=p大—P絕

由于各種工藝設(shè)備和檢測(cè)儀表都處于大氣中，本身就承受著大氣壓力，所 以工程上習(xí)慣采用表壓或真空度來表示壓力的大小。而被測(cè)介質(zhì)所受的實(shí)際壓力是指壓力。

1.4壓力的等級(jí)劃分

常壓：0≤p<0.1MPa。

低壓：0.1MPa≤p ＜1.6MPa

中壓：1.6MPa^p<10MPao

高壓：10MPa≤p<100MPa。

 超高壓：p≥100MPa。

2壓力檢測(cè)儀表

檢測(cè)壓力的儀表稱為壓力表或壓力變送器。根據(jù)使用要求的不同，壓力檢 測(cè)儀表可具有指示、報(bào)警、遠(yuǎn)傳等各種功能。壓力檢測(cè)儀表的品種、規(guī)格很多， 可根據(jù)生產(chǎn)需要加以選擇。比如，測(cè)氨介質(zhì)時(shí)需要采用不鎊鋼彈簧管壓力表， 測(cè)量氧氣壓力時(shí)；則壓力表嚴(yán)禁沾有油脂，否則有爆炸危險(xiǎn)。

變送器的作用是將檢測(cè)元件得到的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4 ~ 20mA DC)送往顯示儀表或控制儀表進(jìn)行顯示、記錄或控制。生產(chǎn)過程中需要測(cè) 量的參數(shù)種類繁多，因此相應(yīng)的有許多種變送器。比如測(cè)量壓力的稱為壓力變 送器，根據(jù)不同的工作原理，又有不同的壓力變送器。

2. 1. 1 結(jié)構(gòu)和工作原理

彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。其中，彈簧管是一根彎成270°圓弧的 扁圓截面的空心金屬管子，一端(A端）固定，當(dāng)通人被測(cè)壓力后，其自由端（B 端)產(chǎn)生微小的角位移，壓力P越大位移也越大，該位移信號(hào)通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 放大，由指針在面板上指示出被測(cè)壓力的大小。

用于較干凈的氣液介質(zhì)壓力的測(cè)量。

2.2隔膜式彈簧管壓力表

當(dāng)被測(cè)介質(zhì)具有腐蝕性、易凝固或帶有雜質(zhì)時(shí)，直接進(jìn)人彈簧管內(nèi)腔進(jìn)行 壓力檢測(cè)會(huì)損壞測(cè)壓元件并導(dǎo)致測(cè)壓不準(zhǔn)確，為避免該問題的出現(xiàn)，可改進(jìn)普 通壓力表結(jié)構(gòu)，在普通彈簧管壓力表基礎(chǔ)上增加一個(gè)隔離膜片。當(dāng)用于易凝固 介質(zhì)的壓力測(cè)量時(shí)，需伴熱和保溫。

2.2.1 結(jié)構(gòu)和工作原理

如圖1.4(b)所示，彈簧管內(nèi)腔與隔膜間充滿了硅油，當(dāng)被測(cè)壓力作用于隔 膜時(shí)，隔膜受壓變形，硅油傳遞壓力，使彈簧管自由端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的微小位 移，經(jīng)傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)放大并帶動(dòng)指針指示出壓力的大小。

工作原理是彈性元件受壓變形，即壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成彈簧管角位移。