一次儀表（溫度計、壓力計、液位計）二○一五年景旭龍目錄一、基本概念二、壓力儀表三、溫度儀表四、物位儀表概念儀表的概念：儀表一般只是用來指示數據用的儀器化工自動化儀表簡稱為化工儀表，對化工、煉油等生產過程中的各種變量(溫度、壓力、液位、流量、成分等)進行自動檢測、顯示和控制的儀表。傳感器：

接受輸入變量的信息，并按一定規律將其轉換為同種或別種性質輸出變量的裝置。變送器：當傳感器的輸出為規定的標準信號時，則稱為變送器概念測量誤差：測量值與真實值之間存在的差別真值：一個變量本身所具有的真實值，它是一個理想的概念，一般是無法得到的。絕對誤差：是儀表讀數與被測參數真實值之差。儀表的絕對誤差只能是讀數與約定真值或相對真值之差。引用誤差（基本誤差）：絕對誤差與儀表量程的百分比。概念在工業測量中,為了便于表示儀表的質量,通常用準確度等級來表示儀表的準確程度。儀表精度=（絕對誤差的最大值/儀表量程）*100%

精度等級是由國家計量檢定規程規定的，我國過程檢測控制儀表的精度等級有0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等，精度數字越小說明儀表精確度越高儀表精度儀表精度計算精度

=（測量值-約定真值）/（標尺上限值-標尺下限值）×100%或精度

=（絕對誤差/測量范圍）×100%

式中約定真值也就是標準器示值。在儀表調試中，儀表精度是作為儀表的一個重要指標來檢查和調整的。概念概念例如：一臺測溫儀表測量范圍是600～1100℃，其絕對誤差是±6℃。此表精度等級是多少？6/（1100-600）×100%=1.2%

則儀表精度等級應是1.5級。檢測與過程控制儀表我們通常稱為自動化儀表，由于自控儀表種類繁多，分類方法也較多。儀表分類按儀表在測量系統中的作用進行劃分：檢測儀表、顯示儀表、調節(控制)儀表按被測變量劃分：壓力、溫度、流量、物位、成分儀表圖例

根據以上分類，國家行業標準HG/T20505-2000<過程檢測和控制系統用文字代號和圖形符號>，自控常用圖形及代號PG：就地指示壓力表TG：就地指示溫度計LG：就地指示液位計

PT：壓力變送器PdT：差壓變送器

TT：溫度變送器LT：液位變送器

FT：流量變送器PV：壓力調節閥

TV：溫度調節閥LV：液位調節閥AT:成分顯示一、壓力儀表壓力是連續生產過程的重要工藝參數。為了保證生產正常運行，必須對壓力進行監測和控制。物理上把單位面積上所受的作用力叫做壓強，而把某一面積所受力的總和稱之為壓力。我們這里所說的壓力實際上就是物理概念中的壓強。壓力表示方法有兩種：絕對壓力和相對壓力絕對壓力：是以絕對真空作為基準所表示的壓力。相對壓力：是以大氣壓力作為基準所表示的壓力。由于大多數測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力，故相對壓力也稱表壓，絕對壓力與相對壓力的關系為：

絕對壓力=相對壓力+大氣壓力壓力儀表分類按其作用原理可分為液柱式、彈性式、電氣式及活塞式四大類液柱式：包括U型管式、傾斜式、杯式和補償式結構簡單、使用方便彈性式：包括彈簧管式、膜片式、膜盒式、波紋管式

使用范圍廣，測量范圍寬電氣式：包括電位器式、應變片式、電感式、電容式、霍爾片式等，輸出信號根據不同的形式可以

是電阻、電流、電壓、頻率活塞式：包括單活塞式和雙活塞式兩種測量精度很高，結構較復雜，價格較貴，

作為壓力基準儀表使用帶沿軸向壓力表隔膜壓力表不銹鋼耐震壓力表彈性式壓力計常用種類隔膜壓力表氧用壓力表氨用壓力表彈性式壓力計精密壓力表電接點壓力表彈性式壓力計彈性式壓力計差壓壓力表彈性式壓力計壓力表構成表殼表盤指針表門彈性式壓力計壓力表構成膜盒彈簧管中心齒輪扇形齒輪游絲中心支架連桿銷釘彈性式壓力計工作原理

當彈簧管內受到介質壓力時，它的活動端就向外伸張，經傳動機構帶動指針轉動，由刻度盤上指示出介質的壓力。

壓力表的選用原則壓力表滿量程刻度為容器或容器系統最高工作壓力的1.5—3.0倍，最好選用2倍。彈性式壓力計彈性式壓力計壓力表拆裝步驟第一步：拆除表門方法：固定好表殼，用力逆時針旋轉表門外邊。彈性式壓力計壓力表起針器第二步：拆除表針方法：（1）起針器缺口向表里，從表針下面套入（2）起針器針尖對準壓力表指針中心孔（3）順時針旋轉起針器上面旋鈕彈性式壓力計第三步：內部檢查方法：（1）檢查銷釘是否松動（2）檢查中心齒輪和扇形齒輪之間耦合（3）檢查游絲是否規整，短路（4）檢查彈簧管有無泄漏（5）檢查中心支架彈性式壓力計第四步：安裝（1）檢查安裝內部機構（2）安裝表盤（3）安裝表針：左手壓表針針尖到表盤“0”刻度處，右手輕輕對準表針孔到中心軸，松開左手，表針針尖真好對應“0”刻度，輕輕敲打表針壓力表的安裝（1）應設置在便于觀察、清理處，應避免受到輻射熱、凍結或振動等不利因素影響；（2）壓力表應垂直安裝，安裝位置較高時，可略向前傾斜，以便于觀察，但傾斜角度不得超過30度；（3）一情況下壓力表前應裝有緩沖彎管，緩解壓縮空氣直接沖入彈簧彎管內，還可積存凝結水；（4）壓力表和緩沖彎管之間應裝有三通旋塞或針型閥，以便更換和校驗壓力表。彈性式壓力計彈性式壓力計典型安裝垂直管道水平管道振動大泵出口高壓、危險介質管道智能壓力變送器2、壓力變送器工作原理

工作時，高、低壓側的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給灌充液，接著灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片。傳感膜片的最大位移量為0.004英寸（0.1毫米），且位移量與壓力成正比。兩側的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉換為標準電流輸出信號。上。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨所受壓而變化（對于GP表壓變送器，大氣壓如同施加在傳感膜片的低壓側一樣）。AP絕壓變送器，低壓側始終保持一個參考壓力智能壓力變送器根據測量的精度要求選擇壓力表精度等級；被測介質的物理、化學性質和參數（溫度、粘度、腐蝕性等）用途（標準、指示、記錄和遠傳等）；根據測量的壓力情況選擇壓力表量程；在平穩負荷情況下，規定被測壓力的正常值為壓力計滿刻度的2/3處。被測壓力經常波動，壓力的正常值應在壓力計滿刻度的1/2處。4）、壓力變送器選用原則

（1）取壓口的選擇：要考慮測出的壓力能真正反映被測介質的壓力，不能有附加的動壓頭或其它干擾。取壓口要選在管道的直線部分，不能處于流線紊亂的地方；取壓口的軸線應與被測介質流速方向垂直；口部與設備內壁平齊，導壓管最好不要插入管道內。當一定要插入時，管道口平面應嚴格與流動方向平行5）、壓力變送器安裝要求智能壓力變送器取壓口孔徑不可太大。在保證加工方便和不堵的情況下盡可能小些。在壓力波動較大和較頻繁時，和對動態特性要求較高時，孔徑應適當加大。取壓口加工后必須精心清理毛刺和加工表面，不要使取壓口形成各種形狀的擴口。取壓口的位置測量氣體：一般在工藝管道上部。測量液體：一般在工藝管道下部。智能壓力變送器6）導壓管敷設壓力變化時，導壓管中的被測介質會發生流動，為此要消耗能量。能量消耗的多少，與導壓管長度、直徑、局部阻力、介質粘度等有關。因此，對導壓管長度和管徑有一定要求。要求管路不堵不漏、傳遞迅速。導管長度不能過長，管道盡可能短而直；過長的管道除了影響動態特性外，也不安全（防冬、隔熱等方面的問題）。為了防止高溫介質在高溫時進入壓力計，導壓管也不能過短。智能壓力變送器導壓管直徑，根據被測介質的性質、壓力大小和動態特性要求及導壓管的長度選擇。為了減小遲延，信號管路的內徑不應小于8-12mm。導壓管傾斜方向，當被測介質為氣體時，導壓管應向取壓口方向傾斜；當被測介質為液體時，導壓管應向壓力計方向傾斜。智能壓力變送器智能壓力變送器7）、拆裝檢查步驟第一步：聯系好工藝后關閉根部閥門第二步：打開閥門的泄壓孔，泄壓（做好安全防護，正確使用工具）智能壓力變送器第三步：打開變送器后蓋，檢查接線第四步：拆除連接法蘭螺栓，檢查清理膜盒（膜盒不能適用尖銳器具來觸碰，輕輕檫除臟污故障現象可能原因處理方法壓力無指示無電源檢查電源接線，接通電源信號接線斷路檢找斷點，重新接線壓力指示跳動被測介質壓力波動大關小閥門開度安裝位置震動大可安裝減震器或移到震動小的地方顯示不變化導壓管堵透通導壓管導壓管切斷閥未打開打開切斷閥顯示誤差大變送器與儀表量程設置不一致重新設置量程檢測元件損壞更換壓力計零點量程調跑了重新調校壓力計智能壓力變送器8）、常見壓力原因及處理活塞式壓力計活塞式壓力計也常簡稱活塞壓力計或壓力計，也有稱之為壓力天平，主要用于計量室、實驗室以及生產或科學實驗環節作為壓力基準器使用，也有將活塞式壓力計直接應用于高可靠性監測環節對當地其它儀表的表決監測溫度儀表1、概念（1）溫度----標示物體冷熱程度的物理量（2）溫標----用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。常用溫標有華氏溫標(℉)、攝氏溫標(℃)、熱力學溫標(K)等。攝氏溫標：規定在標準大氣壓下，以水的冰點為0oC，正常沸點為100℃，中間分成100等分，每一等分為1oC。華氏溫標：規定在標準大氣壓下水的冰點為32度，沸點為212度，兩個標準點之間分為180等分，每等分代表1度。華氏溫度用字母℉表示。熱力學溫標：以水的冰點為273.15K，正常沸點為373.15K，中間分成100等分，每一等分為1K。溫度儀表2、換算關系：F＝（9/5）C＋32

T＝C+273.15K≈C+273K

C＝（5/9）×（F－32）

溫度儀表溫度儀表3、分類

測溫方法分為接觸式和非接觸式；測溫儀器亦分為接觸式和非接觸式兩大類。

接觸式儀器又可分為:

膨脹式溫度計(包括液體和固體膨脹式溫度計)

熱電阻式溫度計(包括金屬熱電阻溫度計和半導體熱敏電阻溫度計)

熱電偶式溫度計(包括標準熱電偶和非標準熱電偶)。非接觸式溫度計又可分為：輻射溫度計、亮度溫度計和比色溫度計，由于它們都是以光輻射為基礎，故也統稱為輻射溫度計。(如便攜式紅外測溫儀)工作原理

玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現溫度的測量的。由于測溫介質的膨脹系數與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管溫度計主要有：酒精溫度計、煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。4、玻璃管溫度計溫度儀表優缺點優點是結構簡單，使用方便，測量精度相對較高，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質量與測溫介質的性質限制。且不能遠傳，易碎。溫度儀表4、玻璃管溫度計5、雙金屬溫度計雙金屬溫度計電接點雙金屬溫度儀表工作原理

利用不同金屬膨脹系數不同的原理。用繞制成螺旋管狀的雙金屬片一端被固定，另一自由端與指針連接，隨著溫度的變化而轉動，并帶動指針旋轉。指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數，便可知其溫度。溫度儀表5、雙金屬溫度計主要特點

現場顯示溫度，直觀方便;安全可靠，使用壽命長；方便維護或更換；可以満足各種現場安裝的需要。應用范圍可以直接測量各種生產過程中的-80℃-+500℃范圍內液體蒸汽和氣體介質溫度。

溫度儀表5、雙金屬溫度計6、熱電阻溫度計測溫原理

熱電阻測溫是基于金屬導體或半導體的電阻值與溫度存在一定函數關系的原理實現溫度測量。其關系式為：Rt＝Rt0【1＋a（t－t0）】式中

Rt——

溫度為t時的電阻值

Rt0————溫度為t0時的電阻值

a——電阻溫度系數，即溫度每升高1℃時電阻相對變化量溫度儀表溫度儀表6、熱電阻溫度計Pt100熱電阻溫度計系數是0.385/℃。在0℃時的阻值為100歐母，

當溫度升高為10℃，它的電阻將變為103.85歐。【例】法蘭襯四氟兩線制三線制四線制溫度儀表6、熱電阻溫度計接線方式溫度儀表主要特點測量精度高，性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業測溫，而且被制成標準的基準儀。

熱電阻結構感溫元件內引線保護套管其作用主要是使感溫元件和內引線免受環境有害介質的影響。溫度儀表常用熱電阻類型法蘭襯四氟磁柱式電阻芯鎧裝式電阻芯卡套式鎧裝雙支熱電阻溫度儀表鎧裝熱電阻---螺紋連接溫度儀表

熱電偶是工業上最常用的溫度檢測元件之一，常用于測量高溫區。工作原理：

將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個接點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生熱電動勢,這種現象稱為塞貝克熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。

AB測量端參考端熱電偶工作原理圖7、熱電偶溫度計溫度儀表AB測量端參考端熱電偶工作原理圖7、熱電偶溫度計Et＝eAB（t）－eAB（t0）式中Et——

熱電偶的熱電勢

eAB（t）——

溫度為t是工作端的熱電勢

eAB（t0）——

溫度為t0是自由端的熱電勢當自由端溫度t0恒定時，熱電勢只與工作端的溫度有關溫度儀表熱電偶結構：a熱電極b絕緣子：保證熱電偶兩級之間及熱電極與保護套管之間的電氣絕緣c保護套管保護熱電極不受化學腐蝕和機械損傷D接線盒將熱電偶的參考端引出，供熱電偶和導線連接之用，兼有密封和保護接線端子等作用熱電偶特點溫度儀表測量精度高，測量范圍廣，構造簡單，使用方便，不受大小和形狀的限制，外有保護套管，用起來方便。8種標準化熱電偶：

S：鉑銠10-鉑–20～1300℃B：鉑銠90-鉑銠6300～1600℃

K：鎳鉻-鎳硅-50～1000℃J：鐵-康銅-40～750℃R：鉑銠13-鉑-0～1600℃E：鎳鉻-康銅-40～1000℃T：銅-康銅-40～350℃物位儀表生產過程中罐、塔、槽等容器中存放的液體表面位置稱為液位。把料斗、堆場倉庫等儲存的固體塊、顆粒、粉料等的堆積高度和表面位置稱為料位；兩種互一相溶的物質的界面位置稱為界位。液位、料位以及界位總稱為物位。用來測量物位的儀表稱為物位儀表。1、概念2、分類物位儀表物位測量儀表種類很多，按液位、料位和界位來可分液位儀表：浮力式（浮筒、浮球、浮標、沉筒）、靜壓式（壓力式、差壓式）、電容式、電感式、電阻式、超聲波式、微波式等。浮筒式壓差式超聲波式物位儀表料位儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式、電容式等電容式音叉式射頻導納式3、差壓式液位計物位儀表差壓式液位是利用容器內的液位改變時，液柱產生的靜壓也相應變化的原理而工作的。圖為差壓式液位計測量原理圖。當差壓計一端接液相，另一端接氣相時，根據液體靜力學原理，有：Pb=Pa+ρgH式中（H--液位高度

；ρ--被測介質密度

；g--被測當地的重力加速度

）

所以有：△P=Pb-Pa=ρgH

在一般情況下，被測介質的密度和重力加速度都是已知的，因此，差壓計測得的差壓與液位的高度H成正比，這樣就把測量液位高度的問題變成了測量差壓的問題。物位儀表現場安裝雙法蘭液位計磁翻板液位計單法蘭液位計4、翻板液位計物位儀表翻板液位計的翻板是由導磁的薄鐵皮制成。垂直排列，并各自能繞框架上的小軸翻轉（如圖）。翻板一面涂紅漆，另一面涂銀灰色漆。工作時，液位計的連通管經法蘭與容器相連通，構成一連通器。連通器中間有浮標，它隨液位的變化而變化。浮標中間有一磁鋼，其位置正好與液面一致。當液位上升時，磁鋼將吸引翻板，并將它們逐個翻轉，使紅的一面在外邊；下降時，又將它們翻過來，使銀灰的一面在外邊。即以顏色表示液位高低，十分醒目。物位儀表5、翻板液位計拆檢步驟第一步：關閉氣相根部閥門所有儀表設備檢修都要和工藝、操作等相關人員溝通好第二步：關閉液相根部閥門物位儀表第三步：緩慢打開浮筒倒淋排污閥嚴禁料液污染環境，恰當處理第四步：快速開關幾次氣相根部閥物位儀表第五步：拆除浮筒下部法蘭，取出浮球第六步：清理浮球表面的雜物，檢查磁性第七步：檢查清理正常后，正確安裝浮球，有磁性一端向上第八步：緩慢打開氣相根部閥，全部沖壓后緩慢打開液相根部閥物位儀表故障現象可能原因處理方法顯示偏低或不變化沉筒脫落或漏；浮球脫落修復沉筒、浮球或更換沉筒沉筒扭力管被污物卡住清理異物顯示偏高筒底部有污物排污顯示誤差大變送器與儀表量程設置不一致重新設置量程檢測元件損壞更換壓力計零點量程調跑了重新調校壓力計6、液位計常見故障處理方法一品梅花，中國人家！人立于誠事精于心業盛于信和則致遠9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節，愿你生活像春天一樣陽光，心