化工仪表基础知识

刘洪福

化工仪表基础知识

（一）、基本概念及单位换算
1、什么是软水？
即软化水。是指除去Ca2+、Mg2+离子的水， 要求水质硬度≤0.02mmol/t。
2、什么是脱盐水？
脱盐水即指用离子交换法除去水中阴、阳离子的水。
指标为：导电率≤10 s/cm SiO2≤100g/t
3、什么叫汽化？
物质从液态变成汽态的过程称为汽化。
4、什么叫节流？
介质在管内流动时，由于通道截面突然缩小，使介质流速突然增加，压力降低的现象称为节流。
5、什么是压力？
压力是指垂直作用在单位面积上的力。
6、什么叫表压？绝对压力？真空度？三者的关系如何？
绝对真空度下的压力叫绝对容压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。测量流体压力用的压力表上的读数值称为表压，它是流体绝对压力与该处大气压力的差值。如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表测得的压力为负值，其值称为真空度。 P表压＝P绝压－P大气压力
P真空度＝P大气压力－P绝对压力
1 Pa＝1 N/m2        1 MPa＝106 Pa        1 mmHg＝133 Pa      1 mmH2O＝9.81 Pa
1 kgf/cm2＝9.8066×104 Pa     1 atm＝1.013×105 Pa    1 psi＝6.9 kpa    1bar=105 N/m2
7、常用温标有三种，分别为：摄氏温标（℃）华氏温标（?F）、凯氏温标（K）。
三者的关系是：℃ =5/9（?F-32）； ℃=K-273.15
（二）、压力测量仪表
1、如何选用压力表？
压力表的选用应根据生产工艺要求，合理地对压力表的种类、型号、量程、精度等级等进行选择。选择时主要考虑以下方面：
(1)根据被测介质压力是否稳定而区别对待。测稳定压力时介质的最大压力值应不超过压力表全量程的2/3。为了保证压力表的测量精度，被测介质的压力值应不小于压力表全量程的1/3为宜。
(2)根据生产工艺指标所允许的最大测量误差确定压力表的精度。在满足生产需求的前提下，不要选用精度过高的仪表。
(3)选择时需考虑被测介质的性质而分别选用通用型压力表和专用型压力表。
2、如何检查氧气压力表内有无油脂？
在进行氧气压力表示值检定时，应先检定氧气压力表内有无油脂，方法是：先将纯净的温水注入弹簧管内，经过摇荡，再将水倒入盛有清水的器皿内。如水面上没有彩色的油影，即可认为没有油脂。
3、氧气压力表的校验工作与普通压力表的一样，但氧气压力表是禁油的，因此校验它时应使用专用校验设备和工具。氧气压力表校验常用的设备是油水隔离装置。
4、测压仪表按转换原理分为哪几大类？其测量原理是什么？
测压仪表大致分为四大类：
⑴液柱式压力计，它是根据流体静力学原理，将被压力转换成液柱高度进行测量的。
⑵弹性式压力计，它是将被测压力转换成弹性元件变形位移进行测量的。
⑶电气式压力计，它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量的仪表。
⑷活塞式压力计，它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加砝码的质量来进行测量的。
5、液柱式压力计的测量原理是什么？常用的有哪几种？
工作原理基于流体静力学原理，用于测量小于200kpa的低负压或压差，常用的有U型管式、单管式、斜管式三种。
6、电接点压力表的组成是什么？
电接点压力表由：静触点、动触点、指示灯及压力表本体组成。
7、电接点压力表的工作原理是什么？
电接点压力表由动触点指示实测压力，静触点指示设定值。当实测压力（动触点）与设定值（静触点）接触时，就会使气源接通，发出相应的报警信号或引起相应的联锁动作。
8、压力开关是一种简单的压力控制装置，其工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，送出报警或控制信号，达到控制被测压力的目的。
（三）、温度测量仪表
1、测温仪表按测量方式分为哪两大类？
按测量方式分接触式和非接触式两大类。
2、接触式测温仪表分为哪几类？
分为膨胀式、压力式、热电偶、热电阻四大类。
3、非接触式测温仪表分为哪几类？
非接触式测温仪表有辐射式和红外线两大类。
4、什么叫热电偶温度计？
热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。
5、热电偶温度计的测温原理是什么？
热电偶温度计的测温原理基于热电偶的热电效应。热电偶产生的电势差，会随被测温度的变化而变化，因此，可以用热电偶作为测温元件。
6、什么叫热电阻温度计？
热电阻温度计是用热电阻作为测温（感温）元件的温度计。
7、热电阻温度计的测温原理是什么？
热电阻温度计时利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。
8、温度仪表最高使用指示值一般为满量程的90%。正常的指示值为满量程的1/2～3/4。
（四）、流量测量仪表
1、什么叫流量和总量？有哪几种表示方法？
流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。总量是指在某一段时间内流过管道的流体流量的总和。
流量分为体积流量、质量流量。体积流量是指单位时间内流过的流体的体积数，常用Q表示；质量流量是指单位时间内流过的流体的质量数，常用M表示。二者之间的关系是：
M=Q?P或Q=M/P （P—流体的密度）
2、常用流量单位
体积流量： m?/h、L/h、N m?/h
质量流量： kg/h、t/h
3、单位换算
2英寸（2〞）=50.8mm 1m?=1000L        1磅=0.4536kg 1L/min=0.06 m?/h
4、流体的密度与（温度）和（压力）有关。其中，气体的密度随（温度）的升高而减小，随（压力）的升高而增大；液体的密度则主要随（温度）的升高而减小，而与（压力）的增大关系不大。
5、常用流量检测仪表大致可分为：
(1)速度式流量计。通过检测流体在管道内的流速，从而获知流体的流量。如：差压式流量计、转子式流量计、电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计等。
(2)容积式流量计。检测出单位时间内流过固定体积的数量的流量计。如：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、旋转活塞式流量计、刮板流量计等。
(3)质量流量计。质量流量计以检测流过流体的质量为依据的流量计。如：直接式质量流量计、间接补偿式质量流量计等。
6、超声波流量计是一种非接触式流量计，可测量液体、气体介质的体积流量，除具有电磁流量计的优点外，还可测量非导电介质的流量。
7、椭圆齿轮流量计是一种（容积）式流量计，特别适用于（高粘度）液体的流量测量。它对被测液体的粘度变化（不敏感）。其测量精度高，可达±0.2％。

8、涡街流量计又称为卡门旋涡流量计，它是利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计。其优点是压力损失（小），量程比（大），线性范围（宽），仪表常数及精度不受介质（温度）、（压力）、（密度）、（粘度）等变量影响，管道口径几乎不受限制，安装简便，维护量小，故障少。
9、差压式流量计的基本组成是什么？其测量原理是什么？
差压式流量计由节流装置和差压计两部分组成。节流装置的作用是：将被测流量转换成差压信号；差压计的作用是：将差压信号转换成对应的流量值。差压式流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差来实现流量测量的。
10、标准节流装置有（孔板）、（喷嘴）和（文丘利管）三种形式，都是利用流体流经节流装置时产生的（压力降）而实现流量测量的，它与流速成（平方）的关系。
11、节流孔板前的直管段一般要求10D，孔板后的直管段一般要求5D，孔板前的直管段最好30-50D，特别是孔板前有泵或调节阀时，更应如此。
12、孔板为什么装在调节阀前？
用节流装置测量流量的理论指导中，有两个假设，即流体流动是连续的，并且流体流动的过程中遵守能量守恒定律，这就告诉我们孔板不能安装在气液两相并存的地方，以免增大测量误差，有的液体经调节阀降压后，有时会有部分气化，形成两相并存，因此流量孔板应尽量安装在调节阀前。
13、转子流量计的测量原理是什么？
转子流量计是一种定压差流量计。根据锥形管内转子的上升高度来测量流量，它利用流体通过转子和管壁之间的间隙时产生的压差来平衡转子的重量。流量越大，转子被托起的越高，流道环截面越大，但压差不变。转子流量计属于恒压降流量计，特别适宜测量管径为（50mm）以下管道的流量。转子流量计必须垂直安装，流体流动方向是自下而上。
14、电磁流量计的测量原理是什么？
其原理是利用导电性液体通过磁场时切割磁力线产生感应电动势。选择适当的电极材料可适用于高温，强腐蚀性、悬浮液为介质的流量则两，并且它的阻力损失小。电磁流量计既不是（容积）式流量计，也不是（恒压降）式流量计，而是一种（速度）式流量计。输出电流不受流体的物理性质（温度）、（压力）、（粘度）和（流动状态）的影响；但它要求被测介质必须是导电性液体，不能用于气体、蒸汽、石油制品等非导电性流体；其变送器安装可垂直、水平、倾斜安装，但要保证满灌条件。

15、电磁流量计、文丘里流量计、孔板流量计的作用有何区别？
电磁流量计适用于含油酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒或纤维的流体；文丘里流量计适用于含有少量固体颗粒的流体；孔板流量计适用于洁净，不含固体颗粒的流体。