热工测量仪表(压力流量液位等)讲义.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑热工测量仪表(压力流量液位等)讲义 　热工测量及仪表 一 一. 　概述 1.热工测量的意义：在热力发电厂中，通过热工参数的测量，可以实时反映热力设备的运行工况，为运行人员供给运行操作供给运行操作依据；为热工自动打扮置切实实时的供给信号；为运行的经济性计算供给数据 　2.热工测量：是指压力、温度等热力状态参数的测量，通常还包括一些与热力生产过程紧密相关的参数的测量，如测量流量、液位、振动、位移、转速和烟气成分等 　3.测量方法：直接测量和间接测量两种 直接测量如：压力表测量介质压力，温度计测量介质温度 间接测量如：流量 4.热工仪表的组成： 　（１） 　感受件：感受件直接与备测对象相联系，感受被测量的量值，并将感受到的被测信号转换成相应的信号输出如热电偶将被测温度转换成相应的热电势 （２） 　显示件：仪表最终是通过它的显示件向查看者反映被测量的变化按显示件的功能不同仪表有以下几种（ａ）显示被测量瞬时值的称为显示仪表按显示方式不同又有模拟显示，数字显示和屏幕显示ｂ）记录被测量随时间变化的，称为记录仪表，这种仪表除了以记录笔的运动来反映被测量变化外，还要有一小电机带 　动记录纸。

　（ｃ）显示被测量对时间的积分结果的，称为积算仪表或积算器（ｄ）回响被测量是否超过允许限值的称为信号式仪表如现场的声光报警等 （３）传送件：其作用是将感受件输出的信号，根据显示件的要求传输给显示件如信号导管和电缆 　5.仪表的质量指标： 　（１） 　切实度 （２）线性度 （３）回差即变差 （４）重复性和重复性误差 （５）辨识率 （６）灵敏度 （７）漂移 6.仪表的检定 举行检定过程中务必遵循国家法定性技术文件，国家计量检定规程 二．测量误差的分析 1. 测量误差的分类： 　误差按性质可分为：①系统误差；②偶然误差（或称随机误差）；③粗大误差 　粗大误差是指明显歪曲测量结果的误差如测量对错了标志、读错了数以及在测量时因操作不提防而引起的过失性误差等 　展现粗大误差的理由有：测量者的主观过失，如读错记错测量值，操作失误这类误差应尽量制止 　系统误差是指在同一条件下，屡屡测量同一量值是时，十足值和符号保持不变，或在条件变更时，按确定规律变化的误差系统误差是由于测量仪表本身的理由，或仪表使用不当，以及测量环境条件发生较大变更等理由引起的 　系统误差可通过校验仪表，求得与该误差数值相等、符号相反的校正值，加到测量值上来消释。

　随机误差：是指在同一条件下，屡屡测量同一量值时十足值和符号以不成预定方式变化着的误差 　随机误差是屡屡测量同一被测量时，不成预知的产生的误差，是不成制止的 　2.测量过程中，产生误差的因素有哪几种？ 产生误差的因素有以下四种：①测量装置误差；②环境误差；③方法误差；④人员误差 　测量装置误差分标准器误差和仪器本身的误差，此两种装置误差都不成制止 环境误差是由于各种环境因素与要求的标准状态不一致而引起的测量装置和被测量本身的变化而造成的误差 方法误差是由于采用近似的测量方法而造成的误差 人员误差是指由于测量者受辨识才能的限制，疲乏引起的感官变化等 　3.误差的表示方法 　表示误差的两种根本形式：十足误差和相对误差 （１） 　十足误差简称为误差，它等于测量结果减去被测量的真值，假设被测量的真值 　用 X 0 表示，测量结果用 X 表示，那么十足误差为＝X－X 0 　（2）相对误差： 　三． 压力测量仪表 在生产过程中，压力是工质状态的一个参数在火电厂中，压力是热力过程的重要参数如要使锅炉、汽轮机以及辅机设备等安好、经济地运行，就务必对生产过程中的水、汽、油、空气等工质的压力举行检测，以便于对火电生产过程的监视和操纵。

　（一）、压力的概念与表示方法 　1. 压力的概念 　工程技术中的压力是物理学中的压强，即垂直作用在物体单位面积上的力的大小 　 2. 压力的表示方法 　压力的表示方法以其参考零点压力的不同而不同，可以分为十足压力和表压力 　(1)十足压力 　以参考零点０所表示的压力称为十足压力 　(2)表压力 　以大气压力为参考零点所表示压力称为表压力 　3． 压力的单位：Pａ，KPａ，MPａ，ｍｍH2O,ｍｍHｇ，ｐｓｉ 　4. 分类：在生产过程中和测验室里使用的压力仪表种类好多对压力仪表可以从不同的角度举行分类如按被测压力可分为：压力表、真空表、十足压力表、真空压力表等如按压力表使用的条件可分为：普遍型、耐震型、耐热型、耐酸型、禁油型、防爆型等压力表如按压力表的功能可分为；指示式压力表、压力变送器如按压力表的工作原理可分为：液柱式压力计、弹性式压力计、物性式压力计、活塞式压力计等弹性式压力计是生产过程中使用最为广泛的一类压力计 　（二）弹簧管压力表 三、弹簧管压力表弹簧管压力表是生产过程中和测验室应用分外普遍的测压仪表它可以测量压力，也可以测量真空。

按照使用的弹簧管的种类可分为单圈和多圈弹簧管压力表按照适用的条件可分为耐振型、耐热型、耐腐蚀型、抗冲击防爆型以及专用压力表等它们的工作原理是一致的1.单圈弹分管压力表的布局及工作原理布局组成如下图，它主要由弹簧管、传动机构、游丝、指针、表盘等组成扇形齿轮、中心齿轮、游丝安装在彼此平行的夹板之中中心齿轮和扇形齿轮能以各自的轴转动并相互啮合；指针固定在中心齿轮上，夹板固定在仪表的支架上，从自由端到扇形齿轮的尾端由拉杆连接单圈弹簧管压力表1 1 一表盘面；2 2 一弹簧管；3 3 一拉杆；4 4 一扇形齿轮；5 5 一指针；6 6 一中心齿轮；7 7 一接头；8 8 一表壳；9 9 一调整螺丝；10 一曲柄； 11 一游丝 　1.. 特点：它的布局简朴，使用操作便当，性能稳当，价格低廉，可以直接测量气体、油、水、蒸汽等介质的压力其 　测量范围很宽，可以从几十帕到数吉帕它可以测量正压、负压和差压 　2.切实度：目前金属弹性式压力计的精确度可达成 0.16 级、0.25 级、0.4 级工业生产过程中使用的弹性压力计，其精确度大都是 1.5 级、2.0 级、2.5 级 弹性式压力计中的弹性元件主要有膜片、膜盒、弹簧管、波纹管等。

　3.弹簧管压力表的工作原理：弹簧管在压力的作用下，其自由端产生位移，并通过拉杆带动放大传动机构，使指针偏转并在刻度盘上指示出被测压力值 4.弹簧管压力表的组成：压力表接头、表壳、弹簧管、指针、游丝、扇形齿轮轴、曲臂杠杆、拉杆组成 5.弹簧管压力表分为普遍压力表和细致压力表切实度等级有 4，2.5，1.5，1，0.4，0.25，0.16，0.1 等现场普遍压力表切实度等级为 1.5（1.6），细致压力表切实度等级 0.25 6.现场压力表种类：普遍压力表，耐震压力表（仪表内灌充阻尼液，指针传动机构弹簧管都泡在油中隔膜压力表（耐腐蚀）真空表（测量真空和压力的连成型压力表），禁油型压力表， 7.压力表常用的敏感元件：弹簧管，膜片，膜盒及波纹管 8.压力表在投入前应做好以下工作：a，检查一二次门，管道及接头处应连接正确坚韧：二次门，排污门应关闭，接头不 　渗漏，操作手轮和紧固螺丝与垫圈齐全完好b，压力表及固定卡子应坚韧C，电接点压力表应检查和调整信号装置片面 　9.现场压力表的检查：外观：表盘明显无破损，表针无弯曲现象，所测压力在允许范围内，接头无渗漏现象，检定日期有无过期等 　10.校验工程：零位示值误差、示值根本误差、回程误差、小扣表壳后指针示值变动量、耐压检定等 11.弹簧管压力表量程的选取：当被测压力接近仪表的上限时，虽然测量误差小，但仪表长期处于上限压力工作时会降低仪表的寿命。

当被测压力接近仪表的上限的 1/3 以下时，虽然寿命延长了，但测量误差较大所以一般处境下被测压力值不应小于压力表测量上限的 1/3. 12.压力表使用中应留神的事项：ａ使仪表处于正常的工作位置ｂ仪表的温度湿度在允许的范围内ｃ在投入前应使压力表管排空，不允许憋压ｄ投入前检查其表针位置，务必回零，密封性合格ｅ定期举行校验 ） 　（三） 　．变送器 　1..变送器：输出标准信号的传感器，国际上压力变送器输出信号统一为 4-20ｍA 　2.压力变送器的组成：压力感受部件主要承受被测压力，产生与被测压力有关的非电物理量的器件 　转换片面：将压力感受部件产生的信号转换为与被测压力有关的电信号 放大输出片面：将电信号转换为 4－20ｍA 电流信号 　3..变送器的种类 　应变式、电容式、电阻式等 　（１）电容式变送器利用弹性敏感元件作为感受压力的元件，并作为一个活动板，与固定的定极板形成一个电容器当压力通过工作介质加到动极板上时，它将产生位移，使两极板之间的距离发生变化，经测量线路可测得压力的大小电容式压力变送器良好的动态相应才能，更加适用于低压、微压等的测量 　（２） 　压阻式变送器是利用单晶硅的压阻效应，采用集成电路工艺制成的。

　（３） 　智能性变送器 ａ）常见种类：横和，霍尼威尔，罗斯蒙特，EJA 等 ｂ）原理：当压力作用与传感器膜盒组件时，通过隔离膜片及密封的传压介质，将压力差传递到小型小型电容式感压膜片两侧，致使感压膜片产生与输入压力信号有确定比例关系的位移，通过检测电路检测并转换成统一的 4－20ｍA 电流信号输出 　（４） 　压力变送器切实度等级：0.2 ，（0.25） 　，0.5 1.0 1.5 2.5 级 （５） 　、特点：ａ）精度高 ｂ）有软件信号处理功能，线性度好 ｃ）有温度、压力补偿功能 ｄ）量程调理范围大 ｅ）远距离传输、诊断及通信 ｈ）稳当性高、维护量小 （６） 　变送器的的工作电源：24VDC （７） 　变送器管路的安装 i. 导压管的材料要耐压、耐腐蚀的材料 ii. 导压管内径不小于 6mm，长度在 16m 内，最大不应超过 50m iii. 导压管应垂直或倾斜敷设，倾斜度小于 1：12 iv. 取压口的选取：测量液体的水平管段，应在管道下部取压；测量气体的水平管段，应在管道上部取压 　v. 导压管应有固定的卡子 　（８）差压变送器的投入步骤：先开启平衡阀，再开启低压侧阀门，等上下压室压力平衡后，再关闭平衡阀，接着再开启高压侧阀门。

　关平衡阀 （9）变送器的检定 　 1、外观检查 　 2、压力检定设备的选择 　3、示值检定：不少于 5 点，分上行程、下行程，计算回 　程误差 　4、误差计算 5、填写检定记录 6、变送器贴合格证 　 连接如图： 　 （四） 　流量测量 1． 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截面流体的量，也称为瞬时流量在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量，也称作积分流或 累积流量总量除以得到总量的时间就称为该段时间内的平均流量 　2．流量测量方法：a．容积法 ； b．速度法；c．质量法 3. 流量测量系统组成：流量测量系统一般由传感器、信号传输、信号转换装置和流量显示及计算装置四片面组成 　4.节流式流量计是工业上最为广泛使用的一类流量测量仪表 　 工作原理：在管道中放置一节流元件，流体流经节流元件时发生节流，在节流元件的前后两侧产生压力差（差压）当流体、工况、管道、节流件、差压取出方式确定时，管道流量与差压有确定。