化工仪表及自动化资料

图 双金属片
原理：温度越高产生的膨胀度长度差就 越大，引起的弯曲角度就越大
双金属温度计是用双金属片制成螺旋形 的感温元件，外加金属保护套管，当温 度变化时，螺旋的自由端变围绕着中心 轴旋转，同时带动指针在温度盘上指出 相应的温度数值。
-80 ～600 -30 ～600 -20 ～350
0 ～250 0 ～1600 -50 ～1000 -50 ～600
-200 ～600 -50 ～150
400 ～2000 700 ～3200 900 ～1700 0 ～3500 200 ～2000
优点
缺点
结构简单，使用方便，测量准确， 价格低廉
结构紧凑，牢固可靠
料位检测
1—金属电极棒；2—容器 壁
电容量变化与料位升降的关系为
CX
2 0 H
ln D
d
优点
电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
缺点
需借助较复杂的电子线路。 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要发生变化
这种情况。
二、核辐射物位计
射线的透射强度随着通过介质层厚度的增加而减弱，具 体关系见式。
结构简单，耐震，防爆能记录、报 警，价格低廉
测量上限和精度受玻璃质量的 限制，易碎，不能记录远传
精度低，量程和使用范围有限
精度低，测 需冷端温度补偿，在低温段测
多点、集中测量和自动控制
量精度较低
测量精度高，便于远距离、多点、 不能测高温，需注意环境温度
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。
按测量范围 高温计、温度计
分 按用途
标准仪表、实用仪表
类 按工作原理 膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶
温度计、热电阻温度计和辐射高温计
按测量方式 接触式与非接触式
表 常用温度计的种类及优缺点
化工仪表
三 物位检测 四 温度检测
第三部分 物位检测及仪表
☆物位检测的意义及主要类型 ☆压差式液位计
工作原理 零点迁移问题 用法兰式差压变送器测量液位
☆其他物位计
电容式物位计 核辐射物位计 称重式液罐计量仪
物位检测的意义及主要类型
• 几个概念
液位 料位 液位计 料位计 界面计
• 测量物位的两个目的 • 按其工作原理分为
集中测量和自动控制
的影响
测温时，不破坏被测温度场
低温段测量不准，环境条件会 影响测温准确度
1测 破坏温被范测围温大度，场适，于响测应温快度分布，不 9
易受外界干扰，标定困难
1.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温度计。
化学工业出版社
测温方式 接 触 式 测 温 仪 表
非接 触式 测温 仪表
温度计种类
膨 玻璃液体 胀 式
双金属
压 液体 力 气体 式 蒸汽
热 铂铑-铂 电 镍铬-镍 偶硅
镍铬-考 铜
热铂 电铜 阻
辐 辐射式 射 光学式 式 比色式
红 光电探测 外 热电探测 线
测温范围／℃ -50～600
ln D
d
当 D 和 d 一定时，电容量 C 的大 小与极板的长度 L 和介质的介电 常数ε的乘积成比例。
2 液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
当液位为零时，仪表调整零点，其
零点的电容为
C0
2 0L
ln D
d
非导电介质的液位 测量
1—内电极；2—外电极； 3—绝缘套；4—流通小孔
法兰式差压变送器 按其结构形式
➢ 单法兰式
法兰式差压变送器测量液位示意图 1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器
➢ 双法兰式
二 其他物位计
一、电容式物位计 1.测量原理 通过测量电容量的变化可以用来检测液位、
料位和两种不同液体的分界面。
电容器的组成 1—内电极；2—外电极
两圆筒间的电容量C
C
2 L
2、零点迁移问题
在使用差压变送器测量液位时，一般来说
p Hg
实际应用中，正、负室压力p1、p2分别为
p1 h12 g H1g p0
p2 h22 g p0
则 p1 p2 H1g h12 g h22 g
负迁移示意图
p H1g h2 h12g
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黏度大、 易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应 使用法兰式差压变送器，如下图所示。
I I0eH
特点
适用于高温、高压容器、强腐 蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、 易结晶或沸腾状态的介质的物 位测量，还可以测量高温融熔 金属的液位。
可在高温、烟雾等环境下工作。
但由于放射线对人体有害，使用 范围受到一些限制。
核辐射物位计示意图 1—辐射源；2—接受器
三 称重式液罐计量仪
既能将液位测得很准，又能反映出罐中真实的质量储量。 称重仪根据天平原理设计。
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
一 差压式液位计
1 工作原理 利用容器内的液位改变时，由液柱产 生的静压也相应变化的原理制成。
将压差变送器的一端接气相，另一端接气相。
因此
p pB pA Hg
差压式液位原理图
当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口的,气相压力 为大气压,只需将差压计的负压室通大气即可,这时也可以用压力计来 直接测量液位的高低。若容器是受压的,则需将差压计的负压室与容器 的气相相连接。以平衡气相压力 pA的静压作用。
当液位上升为H时，电容量变为
C 2H 2 0L H
ln D
ln D
d
d
电容量的变化为
CX
C C0
2 0 H
ln D
KiH
d
3.料位的检测
用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于 固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组 成电容器的两极来测量非导电固体料位。
左图所示为用金属电极棒插入 容器来测量料位的示意图。
称重式液罐计量仪
1—下波纹管；2—上波纹管；3—液相引压管；4—气相引压管；5— 砝码；6—丝杠；7—可逆电机；8—编码盘；9—发讯器
第四部分 温度检测及仪表
一 温度检测方法 二 热电偶温度计 三 热电阻温度计 四 电动温度变送器 五 一体化温度变送器 六 智能式温度变送器 七 测温元件的安装
一、温度检测方法