化工仪表基础知识与现场仪表
化工仪表的基础知识
化工仪表的基础知识1. 嘿，各位化工小伙伴们！今天咱们来聊聊化工仪表这个有趣的话题。
说起仪表，它们就像是化工厂里的"千里眼"和"顺风耳"，帮我们掌握生产过程中的一举一动！2. 要说压力表，那可是化工厂里的"医生"！它能随时监测设备里的压力大小，就像给设备量血压一样。
要是压力太高了，它立马就报警，简直比我妈唠叨还及时！3. 温度计可是个"火眼金睛"！不管是反应釜还是储罐，它都能准确地告诉我们里面有多热。
要是温度不对劲，它马上就给咱们使眼色，帮我们及时调整。
4. 流量计就更有意思啦，它就像是个"数钱专家"，能精确计算管道里流过多少物料。
有了它，咱们就不用担心物料会偷偷跑掉啦！5. 液位计可是储罐的"贴身保镖"！它时刻盯着罐子里的液面高度，要是液位太高或太低，立马就发出警报。
这敬业程度，简直比我们班主任还尽职！6. 说到分析仪表，那可真是化工厂里的"智多星"。
它能实时分析物料的成分，浓度，就像是个永不疲倦的化验员，一天24小时不带休息的！7. pH计就像是个"挑剔的美食家"，专门负责测量溶液的酸碱度。
酸了咸了它都知道，比我奶奶尝菜还准确！8. 控制阀门可是管道里的"交通警察"，负责调节物料的流量。
它们随时待命，听到指令就立马行动，比我们起床还麻利！9. 记录仪表就像是个"小秘书"，把各种数据都记录下来。
它的笔记本里记着所有工艺参数，比我的同桌记笔记还认真呢！10. 报警系统就是化工厂的"大喇叭"！但凡有啥不对劲，它就使劲嚷嚷。
这嗓门，比我们班主任抓早读还响亮！11. 维护保养可是重中之重！仪表就像是咱们的"眼睛"，可不能让它们"近视"了。
定期校准、清洁、保养，样样都不能少，就跟照顾自家孩子似的！12. 使用仪表的时候还得注意安全防爆要求。
现场仪表基础知识
Q＝4nV0 式中 n --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。
2.2流速法
根据一元流动的连续方程，当流通截面恒定时，
截面上的平均流速与体积流量成正比。于是各 种与流速有关的物理现象便可以用来建立流量 计。例如：超声波流量计、涡轮流量计、电磁 流量计、漩涡流量计和节流式流量计等均属于 此类。目前流量仪表中以这类仪表最多，它们 有较宽的使用条件，有用于高温高压流体的， 也有精度较高的，有的能量损失很小，有的可 适应脏污介质等等。
根据牛顿第二定律，流量管扭曲量的大小完 全与流经流量管的质量流量大小成正比，安 装于流量管两侧的电磁信号检测器用于检测 流量管的振动。当没有流体流过流量管时， 流量管不产生扭曲，两侧电磁信号检测器的 检测信号是同相位的；当有流体流经流量管 时，流量管产生扭曲，从而导致两个检测信 号产生相位差，这一相位差的大小直接正比 于流经流量管的质量流量。
26
标准节流装置包括孔板、喷嘴和文丘里管，在此以 孔板为例。流体在管内流动，经过节流孔时，通道 截面积突然变小，流速加大，由于在总的能量中动 能增大，势必导致静压力的下降。流量越大，压力 降低得越多，再经过一段距离后，流速又回到原来 的数值，压力也有所回升，但因有阻力损失，所以 恢复不到原来的数值，压力分布大致如图所示。
椭圆齿轮流量计 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 为
化工仪表基础知识
化工仪表基础知识1. 概述化工仪表是化工生产中不可或缺的一部分，其主要用于监测、测量和控制工艺参数，保障生产过程的稳定运行和质量的可控性。
本文将介绍化工仪表的基础知识，包括常见的仪表种类、测量原理和技术参数等内容。
2. 常见的化工仪表种类2.1 温度仪表温度仪表用于测量和监控化工过程中的温度参数。
常见的温度仪表有普通温度计、热电阻和热电偶等。
普通温度计通过液体的热胀冷缩原理进行测量，适用于一般温度范围。
热电阻和热电偶基于热电效应原理，能够测量更广泛的温度范围。
2.2 压力仪表压力仪表用于测量和监控化工工艺过程中的压力参数。
常见的压力仪表有压力计、压力变送器和压力传感器等。
压力计通过弹簧的变形或液体的静压力的测量实现压力的测量。
压力变送器基于压力敏感元件的变形产生电信号，将压力变成电信号输出。
压力传感器则基于压阻效应或电容效应，将压力转换为电信号。
2.3 流量仪表流量仪表用于测量和监控化工过程中的流体流量参数。
常见的流量仪表有流量计、涡街流量计和电磁流量计等。
流量计主要通过流体在一定时间内通过测量装置的体积来计算流速，从而得到流量。
涡街流量计则通过流体在流经涡街装置时形成的涡街频率变化计算流速。
电磁流量计基于法拉第电磁感应定理，通过测量液体内流经管道时的电磁感应电势差来计算流速。
2.4 液位仪表液位仪表用于测量和监控化工容器中的液位参数。
常见的液位仪表有浮子液位计、超声波液位计和雷达液位计等。
浮子液位计通过浮子的上下浮动来反映液位的高低。
超声波液位计通过发射超声波并接收其回波来测量液位。
雷达液位计利用雷达波的发送和接收时间差来计算液位。
3. 化工仪表的测量原理化工仪表的测量原理根据不同的仪表种类而有所不同。
温度仪表的测量原理主要包括热膨胀原理、电阻变化原理和电势差原理。
热膨胀原理是普通温度计的基础测量原理，其通过测量液体体积的变化来计算温度。
热电阻和热电偶则利用热电效应原理，将温度转换为电信号进行测量。
化工仪表基本知识
执行器
• Control Valve, On-Off Valve, Solenoid Valve, MOV, AOV, Igniter,
其他
• Regulator, Needle Valve, 测量和校正装备, 装备配件, Cable, Relay, 电线, Panel, Box, ..
(电源/信号/公用系统)
Battery Charger (DC110V)
DCS
UPS (AC110V)
DC24V
4-20mA FT
DCS FIC
Relay
通讯
MOV, ESD(SOL) Contact
VALVE
4-20mA
4-20mA
ESD
V/M
MCC Relay
1.4 Kg/Cm2高精度. ◆工作范围 : -200℃ ~ +200℃ ◆利用金属电阻随温度上升而增加的原理 ◆Pt 100由于线性较好,所以使用较多
Good to Safety!
流量检测仪表
1. 差压式流量计
◆ 流体流经孔板装置(Orifice-Plate)前后压力会发生 变化,差压流量计就是根据差压的大小来测量流体的 流量. ◆差压流量计在工厂中使用较广,约占所有流量计的85%.
Good to Safety!
2. 容积式流量计
◆椭圆齿轮流量计:通过检测 OVAL-Gear (椭圆齿轮)的转数来测量流量 ◆ 罗茨流量计:利用无齿轮转子的Root型.
用于高粘度流体测量,工厂中主要安装于 Fuel Oil Line(燃料油线) 及产品输出线
Good to Safety!
化工仪表必会知识点总结
化工仪表必会知识点总结化工仪表是化工生产过程中必不可少的一部分，它能够对生产过程中的各种参数进行监测、控制和调节。
化工仪表的正确使用和维护对于保障生产安全、提高生产效率起着至关重要的作用。
本文将对化工仪表的相关知识进行总结，以供化工从业人员参考。
1. 化工仪表的分类化工仪表可以按照功能划分为监测仪表、控制仪表和调节仪表。
监测仪表用于监测生产过程中的各项参数，如温度、压力、流量、液位等；控制仪表用于实现生产过程中的自动化控制；调节仪表用于调节生产过程中的参数，以满足生产工艺要求。
2. 化工仪表的基本原理化工仪表的工作原理一般基于物理、化学和电子等原理。
其中，温度、压力、液位和流量的测量原理包括热电偶、电阻式传感器、毛细管压力计、浮子液位计和涡街流量计等。
3. 化工仪表的应用领域化工仪表广泛应用于石油化工、化学工业、制药、食品加工等领域。
在这些领域，化工仪表可以用于监测和控制各种参数，包括温度、压力、液位、流量、PH值等。
4. 化工仪表的维护与保养化工仪表的正确使用和维护对于保障生产过程的安全和稳定起着至关重要的作用。
在日常生产中，应定期对化工仪表进行检查、校准和维护，以确保其正常工作。
5. 化工仪表的故障排除化工仪表在使用过程中会出现各种故障，如传感器损坏、电路故障、信号丢失等。
对于这些故障，操作人员应掌握相应的故障排除方法，确保生产过程的正常进行。
综上所述，化工仪表是化工生产过程中不可或缺的一部分，它能够对生产过程中的各种参数进行监测、控制和调节。
化工从业人员应了解化工仪表的分类、基本原理、应用领域、维护与保养和故障排除方法，以确保化工仪表的正常运转，保障生产过程的安全和稳定。
化工仪表基础知识
f
f m a x 仪表量程
100%
图1-2 线性度示意图
式中，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax为校准曲线 对于理论直线的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。
检测仪表的品质指标
6.重复性
重复性表示检测仪表在被测参数按同一方向作全量程 连续多次变动时所得标定特性曲线不一致的程度。若标 定的特性曲线一致,重复性就好,重复性误差就小。
1-2. 某台测温仪表的测温范围为200～1000℃,工艺上要求测 温误差不能大于±5℃,试确定应选仪表的准确度等级。
解:工艺上允许的相对百分误差为
允
5 100% 1000 200
0.625%
要求所选的仪表的相对百分误差不能大于工艺上的δ允,才 能保证测温误差不大于±5℃,所以所选仪表的准确度等级应 为0.5级。当然仪表的准确度等级越高,能使测温误差越小, 但为了不增加投资费用,不宜选过高准确度的仪表。
检测仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。
解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。由于 国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超 过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度 等级为1.不连续信号,通常 用二进制数“0”和“1”组合的代码序列来表示。
3. 开关信号
用两种状态或用两个数值范围表示的不连续信号。
第一章 检测仪表基本知识
内容提要
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
化工仪表自动化基础知识
④节流装置应正确安装。
⑤接至差压变送器的差压应该与节流装置前后差压相一致，这就需要正确安装 压信号管路。（如后面图示）
(2)靶式流量计F≈K*Q
(3)转子流量计
转子流量计示意图
靶式流量计示意图
(4)涡轮流量计
(5)电磁流量计
电磁流量计工作原理图
涡轮流量计示意图
(6)旋涡流量计q=f/k (7)超声波流量计∆t≈2Lv/c2
电容式压力传感 器示意图 压电式压力传感器结构示意图
DTC二O .流量检测及仪表
分类 1、速度式流量计（差压式流量计、转子式流量计、电磁流量计、涡轮流量计、堰 式流量计） 2、容量式流量计（椭圆齿轮流量计（罗茨）、活塞式流量计） 3、质量流量计 4、热导式流量计
（1）、速度式流量计 （1）节流装置—包括孔板、喷嘴和文丘管 Q=K*Sqr(∆P)
过程参数仪表位号的字母代号如下：
字母
A B C D E F G H I J K L M N P Q R S T U V W
第一位字母 被测变量或初始变量
分析 喷嘴火焰 电导率 密度或重度 电压（电动势） 流量 尺度（尺寸） 手动 电流 功率 时间或时间程序 物位 水份或湿度 浓度 压力或真空 数量或件数 放射性 速度或频率 温度 多变量 拈度 重量或力
2、常用压力检测仪表
（1）弹性式压力表
①膜片
②波纹管波纹管
③弹簧管弹簧管
平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管
(2)压力传感器
①应变片式压力传感 器 ②压电式压力传感器 ③压阻式压力传感器 ④电容式压力传感器 ⑤集成式压力传感器
箔式应变片
弹簧管压力表
压阻式集成传感器 检测元件示意图
化工仪表重要基础知识点
化工仪表重要基础知识点作为一位大学教授，我将为您介绍化工仪表的重要基础知识点。
化工仪表是化学工程中的重要组成部分，用于监测和控制化工过程中的各种参数和指标。
1. 传感器技术：传感器是化工仪表中的关键组件，用于将物理量转换为可测量的电信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
了解传感器的工作原理、种类及其应用是掌握化工仪表基础知识的关键。
2. 测量原理：化工过程中涉及许多物理量的测量，如温度、压力、流量、液位等。
掌握测量原理，包括不同物理量的测量方法和使用的仪表类型是非常重要的。
例如，了解温度测量中的热电偶和热电阻原理，或者液位测量中的浮子式、差压式原理等。
3. 控制系统：化工过程需要通过仪表来监测和控制，实现过程的稳定和优化。
了解控制系统的组成部分、控制策略和PID控制等基本概念对于化工工程师至关重要。
此外，了解常见的控制回路、控制器和执行器，例如比例-积分-微分（PID）控制器和调节阀等也是必要的。
4. 仪表安装与维护：正确的仪表安装和维护对于保障仪表性能和工艺过程的安全稳定至关重要。
了解仪表的正确安装方法，以及校准、检修和维护操作也是化工领域从业人员所必备的基本知识。
5. 安全与环保：化工过程涉及许多危险因素，安全是首要考虑的因素之一。
掌握化工仪表在安全监测和报警中的作用以及在环保方面的应用是必不可少的。
了解火气检测器、毒性气体监测仪等安全仪器的原理和应用，以及对废气排放、废水处理等环保工作的监测和控制也是重要的内容。
这些是化工仪表的重要基础知识点，掌握这些知识将有助于理解化工过程的监测和控制，并能够在实际工作中有效应用。
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纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送， 并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系 统稳定性。
齐纳式安全栅安装要求
要求三：
齐纳式安全栅对电源影响较大，同时也易因电源的 波动而造成齐纳式安全栅的损坏，因此使用齐纳式安全 栅的场所对电源的稳定性要求较高。
车间代号（可以1位也可以两位）
功能字母代号
被测变量字母代号
化工仪表基础知识和现场仪表
仪表基础知识
信号传递形式
信号传递形式 AI：模拟量输入（电流、电压信号） AO：模拟量输出（电流、电压信号） DI：数字量输入（开关量） DO：数字量输出（开关量） PI：脉冲量输入（频率信号） PO：脉冲量输出（频率信号 其它
要求四： 由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的
能量，所以易造成输出不稳定。
隔离式安全栅
定义定义 带有电流隔离
功能的安全栅，称 为隔离式安全栅， 简称隔离栅。
化工仪表基础知识和现场仪表
隔离式安全栅原理
危险场 所接 线端
能量限制
危险场 所电路
安
认证的元件Leabharlann 全 安全场 所电路隔
安全场所 接线端
离
化工仪表及自动化 装置包含自动检测 、自动保护、自动 控制三方面，主要 由各类仪表、联锁 装置、PLC及DCS 控制系统等硬件及 相应软件来完成上 述功能。
LOGO
仪表基础知识
仪表定义
化工仪表，对化工、炼油等生产过程中的各种变量 (P、T、L、F、A等)进行自动检测、显示和控制的仪 表
仪表基础知识
仪表基础知识
化工仪表基础知识和现场仪表
安全栅定义
定义
安装
结构
限制回路电能 量，从而实现本 质安全防爆功能 的回路限能关联 设备，通常被称 为安全栅。
安装位安置装：位安置全：
安全栅的结
安栅全安栅装安于装安于全安场 构形式：常见的
全所场，所接，收接来收自来危 分为齐纳式和隔
自险危区险的区信的号信,输号, 离式安全栅。
输出出安安全全信信号号到到安
安全全区区或或危危险险区区。。
化工仪表基础知识和现场仪表
齐纳安全栅
定义
电路中采用快速熔 断器、限流电阻或 限压二极管以对输 入的电能量进行限 制，从而保证输出 到危险区的能量。
化工仪表基础知识和现场仪表
齐纳式安全栅安装要求
要求一：
必须有非常可靠的接地系统，并且齐纳式安全栅的 接地电阻必须小于1欧姆，否则便失去防爆安全保护性能， 显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用 中难以保 证。
化工仪表基础知识和现场仪表
仪表基础知识
仪表设备与DCS或PLC控制系统要通讯的话，必须要经过一定的 物理连接来实现（除无线信号外），即各种网络通讯，才能与系统通 讯。简单的说，一般的DCS控制系统的接线为：首先控制层（各种现 场测量的仪表、或控制阀），通过仪表上的信号线接线到端子柜，然 后由端子柜接到把信号接到各种控制卡件（AI、AO、DI、DO），各 卡件的信号通过通讯网络把信号传到DCS控制器上，然后控制器通过 交换机把信号传到以太网上，以太网上的各种信号再与服务器通讯， 服务器的数据就可以传到操作员站或工程师站，通过工程师站就可以 对现场进行组态，通过操作员站就可以对现场进行监控或属于本权限 内的区域进行操作。不过一些特殊的场合，需要防爆或隔离，就要用 到隔离器或安全栅进行信化号工仪处表理基础知识和现场仪表
LOGO
仪表基础知识
仪表工能 温度
指示
TI
指示调节 TIC
指示报警 TIA
指示联锁报警 TISA
控制变送 TCT
报警
TA
联锁报警 TSA
记录
TR
记录控制 TRC
记录报警 TRA
记录联锁报警 TRSA
温差
TdI TdZTC TdIA TdISA TdCT TdA TdSA TdR TdRC TdRA TdRSA
化工仪表基础知识和现场仪表
认证的 变压器
电源
隔离式安全栅接线
KFD2-STC4-Ex1接线
压力或真 压差
空
PI
PdI
PIC PdIC
PIA PdIA
PISA PdISA
PCT PdCT
PA
PdA
PSA PdSA
PR
PdR
PRC PdRC
PRA PdRA
PRSA PdRSA
流量
FI FIC FISA FISA FCT FA FSA FR FRC FRA FRSA
物位
LI LIC LISA LISA LCT LA LSA LR LRC LRA LRSA
S
速度、频率 安全
后继字母 读出功能
输出功能
指示
操作器
记录、DCS趋势 记录
开关、联锁
V
振动
阀门
W
重量、力
套管
X
X轴
Y
事件、状态 Y轴
继电、计算、转 换器
Z
位置、尺寸
Z轴化工仪表基础知识和现场仪表 驱动器、执行元
件
LOGO
仪表基础知识
添加二级标题
现场应用
示例
其它(图纸 标号）
DCS
化工仪表基础知识和现场仪表
分析
AI AIC AISA AISA ACT AA ASA AR ARC ARA ARSA
化工仪表基础知识和现场仪表
仪表基础知识
1、仪表位号组成 在检测、控制系统中，构成一个回路的每个仪表（或
元件）都应有自己的仪表位号，仪表位号由字母代号组合 和回路编号两部分组成
示例：T RC-1 01
序号（一般由两位数字， 也可用三位）
仪表参数
温度、压力、流量、液位、 分析
化工仪表基础知识和现场仪表
LOGO
仪表基础知识
变 差
精 确 度
性能 指标
灵 敏 度
稳 定 性
重
可
复
靠
性
性
化工仪表基础知识和现场仪表
仪表基础知识
首位字母 字 被测变量或引发 母 变量
修饰词
后继字母 读出功能
输出功能
修饰词
P
压力、真空
连接或测试 点
F
流量
比率（比值）
化工仪表基础知 识和现场仪表
化工仪表基础知识和现场仪表
目录
仪表基础知识 现场仪表
LOGO
仪表基础知识
仪表概述
化工生产过程中，往往是 在密闭的管道和设备中， 连续的进行着物理或化学 变化，具有高温、高压、 易燃易爆等特点，必须借 助于各类仪表及自动化装 置进行自动化生产，才能 确保生产稳定、可靠、安 全
T
温度
传送或变送
L
物位
灯
低限、低值
A
分析
报警
C
电导率
控制
D
密度
差
设备
G 毒性气体或可燃 气体（E）
观察
H
手动
E 电压或电动势
检测元件
化工仪表基础知识和现场仪表
高限、高值
LOGO
仪表基础知识
首位字母 字 母 被测变量或引发
变量
修饰词
I
电流
J
功率
扫描
K 时间、时间程序 变化速率
Q
数量
计算、累计
R
核辐射