过程检测与控制仪表日常维护

过程检测与控制仪表日常维护

一、 保温伴热

检查仪表保温伴热，是仪表工日常维护工作的内容之一，它关系到节约能源， 防止仪表冻坏，保证仪表测量系统正常运行，是仪表维护不可忽视的一项工作。

这项工作的地区性、季节性比较强。冬天，仪表工巡回检查应观察仪表保温状况， 检查安装在工艺设备与管线上的仪表，如椭圆齿轮流量计、电磁流量计、旋涡流量 计（涡街流量计）、涡轮流量计、质量流量计、法兰式差压变送器、浮筒液位计和 调节阀阀等保温状况，观察保温材料有否脱落，有否被雨水打湿造成保温材料不起 作用。个别仪表需要保温伴热时，要检查伴热情况，发现后要及时处理。还要检查差压变送器和压力变送器导压管线保温情况，检查保温箱保温情况。差压 变送器和压力变送器导压管内物料由于处在静止状态，有时除保温以外尚需伴热， 伴热有电伴热和蒸汽伴热。对于电伴热应检查电源电压，保证正常运行。蒸汽伴热 是化工企业最常见的伴热形式。对于蒸汽伴热，由于冬天气温变化很大，温差可达 20℃左右，仪表工应根据气温变化调节伴热蒸汽流量。蒸汽流量大小可通过观察伴 热蒸汽管疏水器排汽状况决定，疏水器连续排汽说明蒸汽流量过大，很长时间不排 汽说明蒸汽流量太小。蒸汽流量调节裕度是很大的，因为蒸汽伴热是为了保证导压 管内物料不冻。要注意的是伴热蒸汽量不是愈大愈好，有些仪表工为了省事，加大 伴热蒸汽量，天气暖和了也不关小蒸汽流量，这样一是造成不必要的能源浪费，增 加消耗，有时反而造成测量故障。因为化工物料冰点和沸点各不相同，对于沸点比 较低的物料保温伴热过高，会出现汽化现象，导压管内出现汽液两相，引起输出振 荡，所以根据冬天天气变化及时调整伴热蒸汽量是十分必要的。

三、巡回检查

仪表工一般都有自己所辖仪表维护保养责任区，根据所辖责任区仪表分布情况， 选定最佳巡回检查路线，每天至少巡回检查一次。巡回检查时，仪表工应向当班 工艺人员了解仪表运行情况。 1、查看仪表指示、记录是否正常，现场一次仪表（变送器）指示和控制室显示 仪表、调节仪表指示值是否一致，调节器输出指示和调节阀阀位是否一致（通常 需两位仪表工同时观察。若工艺生产变化不大，生产现场和控制室观察有一个时 间差是正常的）。 2、 查看仪表电源（若电动Ⅲ型仪表用24V DC电源，要检查电源电压是否在规定 范围内）、气源（0.14MPa）是否达到额定值。

3、 检查仪表保温、伴热状况。

4、 检查仪表本体和连接件损坏和腐蚀情况。

5、 检查仪表和工艺接口泄漏情况。

6、 查看仪表完好状况。仪表完好状况可参照化学工业部颁发的《设备维护检修 规程》进行检查。举例如下。

根据HG 25359-91《涡街流量计维护检修规程》，涡街流量计（旋涡流量计）完好 条件如下。

（1）零部件完整，符合技术要求，即：

a. 铭牌应清晰无误；

b. 零部件应完好齐全并规格化；

c. 紧固件不得松动；

d. 插接件应接触良好；

e. 端子接线应牢靠；

f. 可调件应处于可调位置；

g. 密封件应无泄漏。

（2）运行正常，符合使用要求，即：

a. 运行时，仪表应达到规定的性能指标； b. 正常工况下，仪表示值应在全量程的20%～80%；

c. 累积用机械计数器应转动灵活，无卡涩现象。 （3）设备及环境整齐、清洁，符合工作要求，即：

a. 整机应清洁，无锈蚀，漆层应平整、光亮、无脱落；

b. 仪表管线、线路敷设整齐，均要做固定安装；

c. 在仪表外壳的明显部位应有表示流体流向的永久性标志；

d. 管路、线路标号应齐全、清晰、准确。

（4）技术资料齐全、准确，符合管理要求，即：

a. 说明书、合格证、入厂检定证书应齐全；

b. 运行记录、故障处理记录、校准记录、零部件更换记录应明确无误；

c. 系统原理图和接线图应完整、准确；

d. 仪表常数及其更改记录应齐全、准确；

e. 防爆型仪表生产厂必须有防爆鉴定机关颁发的防爆合格证；

f. 应有完整的累积器的设定（或编程）数据记录。

三、定期排污

定期排污主要有两项工作，其一是排污，其二是定期进行吹洗。这项工作应因 地制宜，并不是所有过程检测仪表都需要定期排污。 1．排污

排污主要是针对差压变送器、压力变送器、浮筒液位计等仪表，由于测量介质含有 粉尘、油垢、微小颗粒等在导压管内沉积（或在取压阀内沉积），直接或间接影响 测量。排污周期可由仪表工根据实践自行确定。 定期排污应注意事项如下：

排污前，必须和工艺人员联系，取得工艺人员认可才能进行；

流量或压力调节系统排污前，应先将自动切换到手动，保证调节阀的开度不变； 对于差压变送器，排污前先将三阀组正负取压阀关死；

排污阀下放置容器，慢慢打开正负导压管排污阀，使物料和污物进入容器，防止 物料直接排入地沟，否则，一来污染环境，二来造成浪费；

由于阀门质量差，排污阀门开关几次以后会出现关不死的慰问，应急措施是加盲 板，保证排污阀处于不泄漏，以免影响测量精确度。 开启三阀组正负取压阀，拧松差压变送器本体上排污（排气）螺丝进行排污，排 污完成拧紧螺丝；

观察现场指示仪表，直至输出正常，若是调节系统，将手动切换与自动。 2．吹洗 吹洗是利用吹气或冲液使被测介质与仪表部件或测量管线不直接接触，以保护测量 仪表并实施测量的一种方法。吹气是通过测量管线向测量对象连续定量地吹入气体。 冲液是通过测量管线向测量对象连续定量地冲入液体。

对于腐蚀性、粘稠性、结晶性、熔融性、沉淀性介质进行测量，并采用隔离方式难 以满足要求时，才采用吹洗。

典型吹洗方式如图6-1-1所示。

吹洗应注意事项如下：

① 吹洗气体或液体必须是被测工艺对象所允许的流动介质,通常它应满足下列要求:

a. 与被测工艺介质不发生化学反应；

b. 清洁，不含固体颗粒；

c. 通过节流减压后不发生相变；

d. 无腐蚀性；

e. 流动性好。

②吹洗液体供应源充足可靠，不受工艺操作影响。

③吹洗流体的压力应高于工艺过程在测量点可能达到的最高压力，保证吹洗流体 按设计要求的流量连续稳定地吹洗。

④采用限流孔板或可调阻力的转子流量计测量和控制吹洗液体或气体的流量。

⑤吹洗流体入口点应尽可能靠近仪表取源部件（或靠近测量点），以便使吹洗流 体在测量管线中产生的压力降保持在最小值。 ⑥为了尽可能减小测量误差，要求吹洗流体的流量必须恒定。根据吹洗流体的种 类、被测介质的特性以及测量要求决定吹洗流量，下列吹洗流体数值供参考：

a. 流化床： 吹洗流体为空气或其他气体时，一般为0.85 ~ 3.4Nm3/h。

b. 低压储槽液位测量： 吹洗流体为空气或其他气体时，一般为0.03~0.045Nm3/h。

c. 一般流量测量： 吹洗流体为气体时，一般为0.03~0.14Nm3/h；吹洗流体为液 体时，一般为0.014 ~ 0.036m3/h。

四、开停车注意事项

生产企业开车、停车很普遍。短时间停车对仪表影响不大，工艺人员根据仪表进行停车或开车操作，需要仪表工配合的事不多，仪表自身需要处理的事也不多。本文要闸述的开停车主要是由于全厂大检修，全厂范围内的停车和开车，或者某个产品由于产品滞销、原材料供应不上等原因需要较长一段时间停车然后再开车的情况。 新建项目投产开车不在此范围之中。

1．仪表停车 仪表停车相对比较简单，应注意事项如下：

①和工艺人员密切配合。

② 了解工艺停车时间和化工设备检修计划。

③ 根据化工设备检修进度，拆除安装在该设备上的仪表或检测元件,如热电偶、热电阻、法兰差压变送器、浮筒液位计、电容液位计、压力表等，以防止在检修化工设备时损坏仪表。在拆卸仪表前先停仪表电源或气源。

④ 根据仪表检修计划，及时拆卸仪表。拆卸储槽上法兰差压变送器时,一定要注意确认储槽内物料已空才能进行。若物料倒空有困难，必须确保液面在安装仪表法兰口以下，待仪表拆卸后，及时装上盲板。 ⑤ 拆卸热电偶、热电阻、电动变送器等仪表后,电源电缆和信号电缆接头分别用绝缘胶布、粘胶带包好，妥善放置。

⑥拆卸压力表、压力变送器时,要注意取压口可能出现堵塞现象,造成局部憋压；物料（液和气）冲出来伤害仪表工。正确操作是先松动安装螺栓，排气，排残液，待气液排完后再卸下仪表。 ⑦ 对于气动仪表、电气阀门定位器等，要关闭气源，并松开过滤器减压阀接头。 ⑧ 拆卸环室孔板时，注意孔板方向,一是检查以前是否有装反,二是为了再安装时正确。由于直管段的要求,工艺管道支架可能少,要防止工艺管道一端下沉,给安装孔板环室带来困难。 ⑨ 拆卸的仪表其位号要放在明显处,安装时对号入座,防止同类仪表由于量程不同安装混淆，造成仪表故障。 ⑩ 带有联锁的仪表，切换置手动然后再拆卸。 2．仪表开车

仪表一次开车成功或开车顺利,说明仪表检修质量高,开车准备工作做得好。反之,仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱,有的难以应付,甚至直接影响工艺生产。由于仪表原因造成工艺停车、停产，是仪表工作的忌讳的事。 仪表开车注意事项如下：

①仪表开车要和工艺密切配合。要根据工艺设备、管道试压试漏要求,及时安装仪表，不要因仪表影响工艺开车进度。

② 由于全厂大修，拆卸仪表数量很多，安装时一定要注意仪表位号，对号入座。否则仪表不对号安装，出现故障很难发现（一般仪表工不会从这方面去判断故障原因或来源）。 ③ 仪表供电。仪表总电源停的时间不会很长,这里讲仪表供电是指在线仪表和控制室内仪表安装接线完毕,经检查确认无误后,分别开启电源箱自动开关，以及每一台仪表电源开关，对

仪表进行供电。用24VDC电源，要特别注意输出电压值， 防止过高或偏低。

④气源排污。气源管道一般采用碳钢管，经过一段时间运行后会出现一些锈蚀,由于开停车的影响，锈蚀会剥落。仪表空气处理装置用干燥的硅胶时间长了会出现粉末，也会带入气源管内。另外一些其他杂质在仪表开车前必须清除掉。

排污时，首先气源总管要进行排污，然后气源分管进行排污，直至电气阀门定位器配置的过滤器减压阀，以及其他气动仪表、气动切断球阀等配置的过滤器减压阀进行气源排污，控制室有气动仪表配置的气源总管也要排污。待排污后再供气，防止气源不干净造成恒节流孔堵塞等现象，使仪表出现故障。

⑤孔板等节流装置安装要注意方向,防止装反。要查看前后直管段内壁是否光滑、干净，有脏物要及时清除，管内壁不光滑用锉、砂布打光滑。环室里要管道中心，孔板垫和环室垫要注意厚薄，材料要准确，尺寸要合适。节流装置安装完毕要及时打开取压阀，以防开车时没有取压信号。取压阀开度建议手轮全开后再返回半圈。

⑥调节阀安装时注意阀体箭头和流向一致。若物料比较脏,可打开前后截止阀冲洗后再安装（注意物料回收或污染环境），前后截止阀开度应全开后再返回半圈。

⑦采用单法兰差压变送器测量密闭容器液位时,用负压连通管的办法迁移气相部分压力。这种测量方法是在负压连通管内充液，因此当重新安装后，要注意在负压连通道内加液，加液高度和液体密度的乘积等于法兰变送器的负迁移量。加液一般和被测介质即容器内物料相同。

⑧ 用隔离液加以保护的差压变送器、压力变送器，重新开车时,要注意在导压管内加满隔离液。

⑨ 气动仪表信号管线上的各个接头都应用肥皂水进行试漏，防止气信号泄漏,造成测量误差。

⑩当用差压变送器测量蒸汽流量时,应先关闭三阀组正负取压阀门,打开平衡阀,检查零位。待导压管内蒸汽全部冷凝成水后再开表。防止蒸汽末冷凝时开表出现振荡现象,有时会损坏仪表,也有一种安装方式,即环室取压阀后一个隔离罐,在开表前通过隔离罐往导压管内充冷水,这样在测量蒸汽流量时就可以立即开表,不会引起振荡

⑾热电偶补偿导线接线注意正负极性,不能接反。热电阻A.B.B三级注意不要混淆.

⑿检修后仪表开车前应进行联动调校,即现场一次仪表(变送器.检测元件等)和控制二次仪表(盘装、架装、计算机接口等)指示一致，或者一次仪表输出值和控制室内架装仪表(配电器、安保器、DCS输入接口）的输出值一致。检查调节器输出,DCS输出、手操器输出和调节阀阀位指示一致（或与电气阀门定位器输入一致）。 ⒀有联锁的仪表，在仪表运行正常，工艺操作正常后再切换到自动(联锁)位置。

⒁金属管转子流量计开车时，由于检修停车时间长,工艺动火焊接法兰等因素，在工艺管道内可能有焊渣、铁锈、微小颗粒等杂物,应先打旁路阀,经过一段时间后开启金属管转子流量计进口阀，然后打开出口阀,最后关闭旁路阀， 避免新安装的金属管转子流量计开表不久就出现堵的故障。 另外要注意开关阀门的顺序,对于离心泵为动力输送物料的工艺路线,开关顺序要求不高；若是活塞式定量泵输送物料，阀门开关顺序颠倒(先关旁路阀,再开进口阀与出口阀。面且开关阀门时间间隙又大一些, 即关闭旁路阀后没有立即开启金属管转子流量计出口阀），往往引起管道压力增加，损坏仪表，出现一些其他故障。 流量检测和仪表 一 流量测量的应用领域

（一）为什么在国民经济中如此广泛采用流量测量和仪表？

流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，量是事物所固有的一种规定性，它是事物的规模、程度、速度以及它的构成成份在空间上的排列组合等等可以用数量表示的规定性，因此其测量对象不限于传统意义上的管道流体，凡需掌握量

变的地方都有流量测量的问题，例如城市交通的调度，需掌握汽车的车流量的变化，它是现代化城市交通管理需检测的一个参数。 流量和压力、温度并列为三大检测参数，对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数，而能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力温度仪表得到最广泛的应用。

（二）流量测量技术和仪表的应用领域

1. 工业生产过程 流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛应用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，它是发展工农业生产、节约能源、改进产品质量、提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要的地位。 在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。 据统计，流量仪表的产值约占全部过程自动化检测仪表与装置产值的五分之一。 2. 能源计量 能源分为一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）、二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。1998年1月1日公布中华人民共和国节约能源法，说明我国的能源政策开发与节约并重，把节约放在优先的地位。由于我国产业结构，产品结构不合理，生产设备和工艺落后，管理不善，能源的利用率只有32%，比国际先进水平平均低10%，每消耗一吨标准煤创造的国内生产总值，只有发达国家的二分之一到四分之一，我国每生产一吨钢综合煤耗为976公斤，而国际先进水平为650公斤。风机、水泵、锅炉等应采用高效节能的先进设备。能耗是考核企业管理水平的一个重要指标，要节能除采用先进设备与工艺外，主要是加强管理的问题，而管理必须配备计量系统才能进行定量的管理。每个企业，对进厂、出厂、自产自用的能源进行计量，对生产过程中的分配、加工、转换、储运和消耗，生活和辅助部门的能耗进行计量。目前我国流量计量系统正常工作的百分率比较低，除仪表质量外，尚有许多复杂原因影响正常运转，这些原因如介质条件恶劣、维修困难、校验问题大等。现分别对几种主要能源的流量计量情况简介如下。

水

我国水资源人均只有世界的四分之一，且分布不均衡，北方严重缺水，全国有100多大中城市缺水，日缺水达1000万立方米以上，21世纪可能发生水危机，如大连从120公里碧流河引水，天津从230公里滦河引水，青岛从240公里黄河引水。近年来黄河下游断流时间不断延长，断流处向上游延伸。北京日高峰时日缺水达30万吨。 城市庞大的水管网进行输配，从水厂到用户水表种类繁多，大口径水表的计量精度一直存在问题，水表种类大致有孔板、电磁、超声、插入式流量计等，除孔板外，其它类型大口径水表的校验不断困扰着用户。家用水表是个非常庞大的数目，我国家用水表年产量估计在1000万只以上，家用水表为叶轮式，不但精度低，计量抄表需大量人工亦是个问题。福利型的水价导致水的严重浪费已引起国家的重视，亟需制订合理的水价以促进节约，但水价的提高如计量精度不相应提高亦会产生新的矛盾。故家用水表型式性能的改进已提到议事日程。 煤气、天然气 城市气化率是现代化城市的标志之一，1985年全国城市煤气工作会议确定直辖市、省会、重点旅游城市、沿海开放城市及环保重点城市1990年气化率为40%，2000年气化率为70%，煤气的流量计量由于介质脏、含湿高、大口径、低流速、宽范围度等为困难的测量问题，几十年来一直未能很好的解决，去年制订的煤气主管道流量测量国家标准可望为解决此问题提供一些可能性。由于环保的原因国家不鼓励更多地发展煤气而尽量用天然气。 天然气是高效、清洁的燃料，优质的化工原料，并有望成为城市汽车的清洁燃料。发展天然气是我国今后能源发展的重点。我国天然气蕴藏量丰富，但目前产量很低，每年仅约200亿立方米，不及西欧小国荷兰的产量，美俄两国天然气年产量皆在5000亿立方米左右。急剧增加产量以适应

国民经济的需要已经势在必行。国家制订计划到廿一世纪初天然气产量要比90年代初翻两番。目前我国陆上已探明储量约1.3万亿立方米，主要分布在重庆、四川、陕甘宁、新疆等地。1998年5月28日我国发表《中国海洋事业的发展》白皮书，其中关于石油资源内容如下：我国海域有30多个沉积盆地，面积近70万平方公里，石油资源量约250亿吨，天然气蕴藏量约为8.4万亿立方米。天然气从气井开采经处理（脱硫、脱水）集输到城市要经过许多复杂的工艺过程，从计量角度对被测介质可分为三种类型：第一种类型：气井到集气站、脱硫厂及脱水厂称为原料气，具有多相、高压、腐蚀、中小口径等特点；第二种类型：处理厂出来后称为净化气，经长输管线送到城市，具有单相、中压、大口径、要求高精度计量的特点；第三种类型：城市广大用户使用的天然气，具有单相、低压或常压、中小口径、计量精度适中等。 一般气田纵横数百公里，几百口井，几十个集气站及处理厂用管网连在一起，输送到城市更是庞大的管网覆盖广大地区，这些管网中的气量分配，调度、经济核算皆需设置天然气计量站，装备大量的流 流量测量系统。目前第一种类型尚无合适流量计可用，第二种类型采用孔板、涡轮、超声等，第三种类型除上述仪表外还有涡街、腰轮、膜式气量计（家用煤气表）等。我国城市家用煤气表年产量在百万只以上。 蒸汽 蒸汽分过热蒸汽和饱和蒸汽。前者为单相介质，在火力发电厂中过热蒸汽做为推动汽轮机带动发电机发电，蒸汽流量测量对于电厂的生产质量及安全极为重要，现代火力发电厂机组为高压高温状态，过热蒸汽流量采用喷嘴测量，有国际标准或国家标准做为依据。饱和蒸汽是由工业锅炉生产的一般为低压中温状态，它是汽水混合物，锅炉出口处为饱和蒸汽，但输送到用户处，由于管道热散耗含水量大的汽水混合物，它的流动为两相流，对于测量混相流是个困难的测量问题，至今尚无成熟的仪表可用．据估计我国煤产量１／３～１／４用于工业锅炉燃料，全国有几十万台工业锅炉，需配备数量巨大的蒸汽流量计，目前常用的仪表为孔板、涡街、均速管及分流旋翼式流量计，这些流量计在低干度下使用都不能令人满意，是急待解决的问题。 油品

燃料油从炼油厂生产后经油库到发油站供给汽车、船舶、飞机等交通工具使用油品计量涉及巨大经济利益，全国有数十万个计量站在工作着，油流量计更是一个极为庞大的数目。目前大量使用的类型为容积式和涡轮流量计，容积式流量计类型很多，如椭圆齿轮、腰轮、刮板、旋转活塞、螺杆双转子，圆盘等等。 3．环保工程 人口剧增，工业生产迅猛发展使得环境严重恶化，已经达到危险的程度，国家把可持续发展列为国策，它将是二十一世纪的的最大课题。空气污染、水污染要得到控制必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万的烟囱日夜不停地向大气排放浓烟，烟气排放控制成为根治污染的重要项目。美国已经立法规定烟废气排放标准，每个烟囱必须安装烟气分析仪和流量计，组成连续排放监视系统（CEMS）。烟废气流量测量属于困难的测量问题，它的难度有：

口径大，如烟囱不规则形状，几米周长； 气体组分变化不定；

流速范围大，从极低速到高速；

脏污、灰尘、腐蚀；

流道为非圆截面，无相似性，通道内流速分布复杂；

无直管段，阻流件形状复杂，速度畸变与旋转流；

无法个别标定确定流量计仪表系数；

静压，要求仪表低压损；

高温（200℃以上）； 废液、污水排放已严重污染江河湖泊，使本来已经严重缺乏的水资源遭到破坏，已很紧张的水资源更是雪上加霜。废液、污水排放的管理控制已是刻不容缓的任务。但是废液污水流量计由于被测介质脏污、口径大、形状特殊、压头低、流速范围宽、不满管流等亦是流量测量的困难问题。工厂企业及人民生活需要的流量计数量极

为庞大，种类需多样化才能适应广泛需求。 环保工程所需的流量计随着工程的深入发展将不断提出新的要求，如大规模的废水再生设备、城市垃圾处理设备、工矿企业的水循环利用系统等都需种类繁多的流量计。 4．交通运输 交通运输有五种方式：铁路、公路、航空、水运和管道输送。在五种方式中管道输送虽早已有之，但应用尚不普遍。随着环保问题的突出，管道输送的特点引起人们的重视。例如煤炭一直由铁路水运输送，装卸及敞开运输污染环境不容忽视，采用管道水力输送，不但迅速高效，密闭卫生是很大优点。管道输送的物料有：原油、天然气、水、压缩空气、煤炭、谷物、水泥、矿物……。世界管道运输主干线已达230万公里，我国1996年底仅为1.9万公里，处于落后状态。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配调度的眼睛，亦是安全性（监视物流堵塞）的监测系统。管道运输流量计除传统的流量计如孔板、电磁、容积式外，近年出现的相关流量计是极具潜力的的新型流量计，国内已有用于混相流测量的实例。

5．生物技术

据说二十一世纪是生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展，生物技术中需监测的物质很多，如血液、尿液、药液、营养液等等，其被监测对象很多为混相流、脉动流、非牛顿流体，亦是流量测量的难点。 6．科研实验

科研实验需要的流量计不但数量多，品种极为繁杂，据统计流量计有100多种，其中很大一部分是应科研实验之需，它们并不批量生产在市面出售。我国有很多科研单位或大型企业有专门小组研制自己需要的流量计，特别是国防部门更是常事。

■ 化工中间试验工厂 它是化工生产的一个中间环节，一种化工产品从实验室研制到大批量生产必须经中间试验，这种实验工厂可以说是生产实验数据的工厂，数据的准确可靠是第一位，这里流量计是必备的仪表，它是监测物料数量的仪表，由于规模小，大都是小、微流量的测量。 ■ 发动机效率试验 发动机种类繁多，泵、风机、压缩机、动力机械等，发动机效率试验必须检测三个参数：温度、压力和流量。一般认为流量测量比较困难，原因是其使用条件特殊，测量对象阻流件复杂，无直管段安装条件，流体组分变化，流动为脉动流等。

7．海洋气象，江河湖泊 这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速（流量）计一般所依据的物理原理及流体力学基础理论与密封管道虽有共通之处，但仪表原理及结构以及使用条件有很大差别，国际标准化组织（ISO）有专门技术委员会制订此类流量计的国际标准。国际流量学术会议一般皆包括此部分内容。 我们列举了七类应用领域，它遍及国民经济各部门，ISO、IEC及OIML等国际标准化组织设有众多技术委员会制订有关国际标准。 国际标准化组织（ISO）有9个技术委员会涉及流量或流速的测量，它们是： TC（技术委员会）30（封闭管道）、TC113（明渠）、TC28（石油产品）、TC115（泵）、TC117（工业风机）、TC118（压缩机）、TC131（液压）、TC112（真空技术）、TC116（采暖）。国际电工委员会（IEC）有3个委员会：TC4（水轮机）、TC5（汽轮机）、TC65（流程测控）。国际法制计量组织（OIML）有十余个国际建议或国际文件涉及流量测量。

二 流量测量的困难问题

流量测量的困难分为两方面：流体特性和测量特性。 1． 流体特性 脏污流：流体脏污、沉积和堵塞，如煤气、烟废气、污水等；

腐蚀流：管道腐蚀严重因而带来脏污流，仪表耐蚀要求高；

高参数流：高温、高压、真空及低温极端工作条件下的流量测量；

脉动流：发动机、压缩机、泵出口流体脉动、石油天然气井喷流脉动等；

大流量：管径达数米，液体流量达108kg/h，气体流量达106kg/h；

微流量：流量下限极低，液体为10-2kg/h，气体为10-4kg/h；

高粘性流：流体粘度极高，雷诺数很低，粘度可达数帕斯卡?秒； 混相流：如气液、液固、

气固及气液固多相流；

质量流：被测介质工作时状态及组分变化很大，体积测量法无法准确测量；

蠕动流：流速极缓慢，雷诺数极低，大小口径皆有，如沥青、浆液等。

前面介绍各应用领域皆有一些实例。 2． 测量特性 现场工作条件恶劣，检测件可靠性差； 流量为动态量，难以获得高准确度； 仪表结构大都为法兰连接，只在停流时才允许拆卸维修，有些生产过程连续 进行，只在大修时才能停流，中间仪表有故障无法检修； 仪表实验室校验的工作条件与现场工作条件相差很大，准确度偏离无法确定； 校验设备庞大昂贵，校验费用亦不菲，周期校验是个难题。

三 流量仪表的种类 有商品的流量计可分十大类，约100种：

1． 差压式流量计：2.浮子流量计；3.容积式流量计；4.涡轮流量计；5.电磁流量计；6.涡街流量计；7.超声流量计；8.质量流量计；9.插入式流量计；10.其他流量计

按1992年出版《中国仪器仪表企事业大全》及1996/1997出版《中国计量器具制造单位及产品信息指南》初续集辑录我国共有流量仪表企业229家，国外产品代理商及合资企业约50家。我国已拥有一个相当规模开发和制造流量仪表的行业，各种企业所有制皆有，近年来私营与合资企业在增加，行业的特点为：

国外已商品化的产品国内皆有相应厂家生产，但产品品种规格及技术含量差距较 大； 几个五年计划引进产品生产技术，对国内产品制造技术起到促进作用，但消化吸

收进而自主创新不够，在产品不断更新情况下，单靠引进已不能解决问题；

生产厂厂家数远大于国外，但产品低水平重复多，几乎找不到名牌产品； 流量仪表科研单位经费投入少，无力进行有份量的产品开发； 企业开发力量薄弱，产品更新换代缓慢； 普遍欠缺流量校验设备，全国流量量值传递系统尚未真正建立起来，影响全国流

量量值传递的准确一致。 四 流量测量与仪表的主要问题 主要问题有两个：仪表的可靠性和准确度

1． 可靠性

可靠性包括仪表质量及可维修性，流量仪表是现场仪表，检测件与被测介质直接接触，面临恶劣的工作条件，要求仪表有百分之一百的可靠是不现实的，但在发生故障时如能方便维修，维修代价不大，应该说亦是仪表可靠的一个方面。流量仪表工作的特点： 仪表要能经受被测介质化学腐蚀、结垢、磨蚀、堵塞、相变、耐温、耐压、

……的影响； 由于仪表与管道用法兰连接成一体，有时拆卸维修更换非常困难，特别是高温高压大口径管道，给周期检验造成很大困难； 对于连续生产过程,不允许中间停流拆卸,检测件发生故障无法拆卸检修，如

何处理是个棘手问题； 国内因设备工艺落后,管理不善,流体介质一般比国外要脏污，如天然气、煤

气、水等，这样对流量计使用性能提出更高要求。 提高流量计可靠性可采用

以下办法： 提高仪表质量； 改变结构形式，如采用不断流型插入式结构，亦可在测量系统上想办法，如

多管并联管道便于清洗及更换； 加强现场维护管理。

2． 准确度

仪表的重复性是仪表本身的特性，而准确度是外加的特性。一台流量计准确度高，首先要重复性高，然后用高准确度的量值传递系统进行校准求得高准确度的仪表系数（或流出系数）。

对于流量计的准确度要注意这种仪表的特点，英国著名的流量专家F.C.Kinghom说得好：流量计是使用比制造要艰难得多的少数仪表之一，在实验室它可以得到极高的准确度，但是在使用现场，一旦条件变化，一切全都白废。

仪表制造厂产品说明书上列举的准确度是指实验室校准的准确度，它称为基本误差，仪表在现场工作由于使用条件与实验室工作条件不同会产生附加误差，现场的准确度是基本误差与附加误差的合成，合成不一定为简单的代数和，要视具体情况而定。因此，现场仪表误差估计是一项复杂的工作，只有既熟悉仪表特性和被测对象，又掌握误差理论的人才能做出正确的估计。 流量计的准确度涉及流量量值传递的知识，这里做点简介：

流量是自然界不存在实物标准的导出量，它由基本量（长度、质量、时间和温度）在特定条件下综合得出，量值的实物标准（称为原始标准）实际上就是一座流量标准装置，在装置上把各基本量综合为导出量，然后把量值传递给一台或一组流量计，它称为工作基准或传递标准，用传递标准（量值的载体）向下一级标准（亦为流量标准装置）传递流量量值。籍助于传递标准把全国的流量量值统一（一致）起来。国际间的流量量值的统一是用国际间的装置比对来达到的。 在各类检测参数量值传递系统中流量的量值传递系统是较困难建立的一类，因为流量量值有以下特点： （1）流量是自然界不存在实物标准的导出量，需在特定条件下由基本量（长度、质量、时间、温度等）合成； （2）流量是一个动态量，它是一个只有当流体发生运动时才实际存在的物理量，因此它不仅是基本量的静态组合，又由于其动态性质，流量量值受到许多复杂因素的影响，例如流体内微观分子之间的相互作用，宏观的湍流、旋涡运动等，在具体的管道中还受到边界条件（管壁）的制约。 （3）流量量值需通过流体介质的物理变化得以反映，因此用于校验的介质最好就是使用介质，但介质有千万种，不可能按此原则办，只好采用模似媒介，然后通过介质换算把流量量值传递到工作介质； （4）存在于不同工作状态的流体介质表现出不同的物理性质，因此流量量值在不同工作状态时必须考虑该因素的影响； （5）流量量值基准与工作仪表的准确度差别不可能太大（如目前基准为10-4，而工作仪表有达10-3的），它们的数量级差别不像基本量或其他导出量那么大，量值传递时标准的误差一般不能忽略，校准流量计时，误差的估算较复杂； （6）由基准向工作仪表传递量值由于参比工作条件难以维持，影响量渐趋复杂，误差估算困难程度逐渐加大； （7）流量量值准确度不高（目前最高准确度不高10-4）原因在于其导出动态的和综合的性质。 五、流体的物理性质（物性参数）

(一)为什么需要研究流体的物性参数？

流体物性对流量计特性的影响是流量计开发和使用的主要问题之一，物性对流量计物性的影响程度视工作原理而异，目前最通用的几类流量计（差压、浮子、容积、涡轮、涡街、电磁、超声、热式等）影响流量计特性的主要物性为密度（包括气体压缩系数、湿度等）、粘度、等熵指数、电导率、声速、比热容、导热系数等。其中尤以密度和粘度的影响最为重要。

掌握流体物性参数在流量计制造与使用中有三方面用途：

（1） 选型的依据 流量计的选型主要需了解仪表性能和被测对象的情况两方面，所谓知己知彼，百战不殆。在现场使用中，不乏因流体物性参数掌握不足或不准而使测量达不到要求的实例； （2） 流量计的设计计算 在流量方程中物性参数是主要参数之一，要使设计计算准确可靠，基本数据的提供是不可缺少的； （3） 现场使用与维护 流体物性变化是使用中产生测量附加误差的主要来源之一，要降低测量的附加误差应深入探讨它对流量计特性的影响。

(二)关心哪些物性参数？

1 密度；2 粘度；3 导电率；4 声速；5 导热系数；6 等熵指数；7 比热容；

8 化学腐蚀；9 结垢；10 润滑性；11 相变；12 磨蚀性。

(三)物性参数存在的问题

1.物性参数数据准确度低，置信度差及数据不统一 流量测量用的物性参数数据一般取自各种物理、化学及工程手册，由于来源混杂，数据不一致，各种手册使用对象要求不同，难以满足流量测量高准确度及需明确准确度数值的要求，许多流体的物性数据不足，甚至完全没有，特别如高参数（高压、高温、低温、高真空度等）流体及多元流体（流体混合物）的物性参数，不但置信度差，甚至完全缺少；

2.在线物性测量仪器缺乏，质量差、应用范围窄 为了提高流量测量的准确度，急需开发在线物性测量仪器，以使在测量过程中进行在线的修正，目前密度和粘度在线测量仪器（变送器）不但技术复杂，价格昂贵，且应用范围窄，因此无法大量推广应用；

3.缺少专用的物性手册 考虑到物性参数对测量准确度的影响，国外已有对少数物性参数制订物性国家标准，但是对于大量物性参数急需编纂一本流量测量物性参数专用手册较为现实，手册可以提供较齐全与统一的数据。尤其随着计算机使用的普及，物性参数仅用图表已不能满足要求，急需提供各种计算式便于使用。

六、流体的流动特性

为什么关心流体的流动物性？首先看一下实验室的参比工作条件，按照GB9248-88 《不可压缩流体流量计性能评定方法》实验室的工作条件可分为：

1 环境条件，2 动力条件，3 流体条件。 1.环境条件 （1） 标准大气条件：温度20℃，相对湿度65%，大气压力101．3kPa； （2） 参比大气条件：温度20℃±2℃，相对湿度60%-70%，大气压86-106kPa； （3） 一般大气条件：温度15-35℃，相对湿度45%-75%，大气压力86-106kPa； （4） 其他：磁场和机械振动可忽略不计。

2.动力条件 电源电压公称值的±1%，频率公称值的±1%，谐波含量小于5%（交流电源），纹波含量小于0.2%（直流电源）。

3.流体条件 （1） 具有充分发展的湍流速度分布、无旋涡、速度轴对称分布； （2） 充满圆管的单相流体； （3） 牛顿流体； （4） 定常流。 我们前面已谈过，工作条件遵守上述条件校验得到的误差为基本误差，而偏离这些条件将产生附加误差。在现场流体流动特性中的具有充分发展的湍流速度分布、无旋涡、速度轴对称分布及定常流常是难以满足的，它们将造成测量误差的增大，有时增大多少难以定量确定，因此在现场使用中必须密切注意流动特性的情况，以下我们对流速分布畸变、旋转流及非定常流的影响作一简介。 1.流速分布畸变及旋转流 流速分布畸变及旋转流对流量计特性的影响因工作原理而异，有的很严重，有的无甚影响，一般来说，推理式流量计（差压、涡轮、涡街、超声、电磁等）都要受影响，而容积式流量计不受或基本不受影响。速度分布畸变对流量计特性的影响非常复杂，难以掌握，其困难问题有： （1） 不同的速度分布畸变及旋转流对各种类型流量计的影响是不一样的； （2） 由于仪表壳体内流场的复杂性，很难预测（难以用理论计算）速度分布畸变及旋转流对各种类型流量计的影响程度，基本上要依靠实验方法来确定； （3） 要进行各种类型流量计在各种速度分布畸变及旋转流下的流量物性影响试验，不但工作量太大，经济上耗费亦很难承担； （4） 用户难以满足流量检测件上下游直管段所需要的作业空间，因此速度分布畸变及旋转流具有普遍性。 2.非定常流 在现场使用中非定常流并不少见，非定常流可分为二大类：周期性脉动和随机性波动。在发动机、泵、风机等出口的流动可见周期脉动，而管道中的流动受阻流件及管道系统的干扰一般都存在随机性波动。至今还没有明确规定流量所需要的定常流条件的定量指标。在流量测量标准中只是含糊地规定：管道内的流量应该不随时间而变化，或实际上只随时间有微小和缓慢的变化。至今国际标准化组织(ISO)只颁布一个技术报告ISO/TR3313《用孔板、喷嘴或文丘里管测量管道中的脉动流》，它不是正式标准，并且只适用于标准节流装置，其他类型流量计在非定常流中会产生多大附加误差至今尚缺少可靠的试验数据。

七、理想流量计试探

用户选表总想找到一种理想的流量计以解决它的问题，而流量计制造厂都力图制造出一种理想流量计以适应更广泛的需要。总结千百种流量计的所有优点可以提出理想流量计的条件如下。 1．检测件无阻碍物； 2．检测件可夹装在管道外部，可随意移动在任何地点测量而无须截断管道与流体； 3．仪表的流量计算方程简单明确，可外推到未知领域而无须实流校验； 4．频率脉冲输出信号，数字式仪表，便于远传抗干扰及与计算机联网； 5．仪表输出信号不受流体介质物性的影响； 6．仪表输出信号不受流体流动特性的影响； 7．仪表复现性高； 8．仪表范围度宽，线性好； 9．仪表可靠性高，价格适宜，维修技术不复杂； 10.无须个别实流校验，或只须"干校"，或在一、二种介质中校验可推广到各种介质； 11.检测件输出信号直接反映质量流量。 可以说至今并没有出现上述的理想流量计，所有流量计都多少具备一些上述条

件，只不过有的多些，有的少些。所有流量计制造厂试制新产品都力图能更多地具备上述条件。 八、流量仪表的选用

流量仪表的选型对仪表能否成功使用往往起着很重要的作用，由于被测对象的复杂状况以及仪表品种繁多，产品质量难以掌握等情况，使得仪表的选型感到困难。没有一种十全十美的流量计，各类仪表都有各自的特点，选型的目的就是在众多的品种中扬长避短，选择自己最合适的仪表。 一般选型可以从五个方面进行考虑，这五个方面为仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面。五个方面的详细因素如下：

1.仪表性能方面 准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等； 2.流体特性方面 流体、温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、堵塞、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容，等熵指数；

3.安装条件方面 管道布置方向，流动方向，检测件上下游侧直管段长度、管道口径、维修空间、电源、接地、辅助设备（过滤器、消气器）、安装、脉动等； 4.环境条件方面 环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等； 5.经济因素方面 仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。 仪表选型的步骤如下： 1. 依据流体种类及五个方面考虑因素初选可用仪表类型(要有几类型以便进行选择); 2. 对初选类型进行资料及价格信息的收集,为深入的分析比较准备条件; 3. 采用淘汰法逐步集中到1-2种类型,对五个方面因素要反复比较分析最终确定预选目标。

温度检测与仪表 一、温度测量的基本概念 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

华氏温标（oF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报氏1度，符号为oF。

摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报氏1度，符号为℃。

热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K。

国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》，记为：IPTS-68（Rev-75）。但由于IPTS-68温示存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS-90，

ITS-90温标替代IPTS-68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。 1990年国际温标（ITS-90）简介如下。 1．温度单位

热力学温度（符号为T）是基本功手物理量，它的单位为开尔文（符号为K），定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。由于以前的温标定义中，使用了与273.15K（冰点）的差值来表示温度，因此现在仍保留这各方法。

根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。

国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)

2．国际温标ITS-90的通则

ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-90是这样制订的，即在全量程中，任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的最佳估计值，与直接测量热力学温度相比，T90的测量要方便得多，而且更为精密，并具有很高的复现性。

3． ITS-90的定义

第一温区为0.65K到5.00K之间, T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。 第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间T90是用氦气体温度计来定义.

第二温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度.

银凝固点(961.78℃)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计。

二、温度测量仪表的分类 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式

测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质

需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温

的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触

式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，

测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度

一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影

响，其测量误差较大。

三、热电偶

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：

①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。

③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1．热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导

体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势因而在 回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效

来工作的。 2．热电偶的种类及结构形成 （1）热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国

家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电 偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上

均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。 标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、

B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ① 组成热电偶的两个热电极的焊

接必须牢固； ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3．热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵 金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热 电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。 四、热电阻

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

1．热电阻测温原理及材料

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。 热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。

2．热电阻的结构

（1）精通型热电阻 工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节.

（2）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。

与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。

（3）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。

（4）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

3．热电阻测温系统的组成

热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点： ①热电阻和显示仪表的分度号必须一致

②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。具体内容参见本篇第三章。

（2）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。

与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。

（3）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。

（4）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影 电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此

更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用。

压力变送器使用注意事项 变送器在工艺管道上正确的安装位置与被测介质有关，为获效得最佳的测量果，应注意考虑下列情况： 1．防止变送器与腐蚀性或过热的介质接触；

2．防止渣滓在导管内沉积； 3．测量液体压力时，取压口应开在流程管道侧面，以避免沉淀积渣。

4．测量气体压力时，取压口应开在流程管道顶端，并且变送器也应安装在流程管道上部，以便积累的液体容易注入流程管道中。

5．导压管应安装在温度波动小的地方；

6．测量蒸汽或其它高温介质时，需接加缓冲管（盘管）等冷凝器，不应使变送器的工作温度超过极限。

7．冬季发生冰冻时，按装在室外的变送器必需采取防冻措施，避免引压口内的液体因结冰体积膨胀，导至传感器损坏。 8. 测量液体压力时，变送器的安装位置应避免液体的冲击（水锤现象），以免传感器过压损坏。

9．接线时，将电缆穿过防水接头（附件）或绕性管并拧紧密封螺帽，以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。

压力变送器就地校准方法 就地校准也就是安装现场校准。大量的仪表安装在生产现场，对这些仪表进行现场校准是经常进行的。

概述

对仪表进行现场校准是仪表日常维修工作的范畴， 一般说现场校准仪表只是对示值误差的确认。按校准定义，校准工作虽然可以包括对仪表其他计量性能的确认但多数情况下只是对示值误差的确认。

差压变送器就地校准

差压变送器分为气动、电动两大类，炼油、化工、冶金、医药等行业广泛采用差压变送器，大多用来与节流装置配用测量流量，也有的用来测量液位或其他参数。大量的差压变送器服务在生产现场，多数情况校准都在现场进行。

一、 工具与仪器

现场校准差压变送器一般不南非要将变送器拆下，先关闭引压管正、负压阀，打开平衡阀，卸下正、负压排气孔堵头，气压信号可以从变送器正压侧经校表接嘴进入，负压侧通大气。校准用的工具无特殊要求，有常用扳手150mm、200 mm（6、8英寸）及仪表工配用的工具即可。作校准用的标准器，其误差限应是被校表误差限的1/3~1/10。

校准新式压变送器需用的器具如下： 名称

规格及型号

单位

数量

备注

数字压力计

0~160kpa或0~250kpa

台

2

精密电流表

0~30mA

台

1

气源减压阀

只

1

气动定值器

只

1

气源管三通

φ6(φ8)

只

1

胶管

φ6(φ8)

米

电线

若干米

校表接嘴

二、 接线

本章提供的仪表校准接线是仪表从运行状态取下的接线。现场不取下仪表校准时可结合实际情况连接，如气动表可不另接气源，电动表可不另接电源等。

1． 气动差压变送器校准接线原理图（图4-2-1）

2． 电动差压变送器校准接线原理图（图4-2-2）

对于高差压的差压变送器，输入信号可由活塞压力计提供。 现场校表时直接用现场的电源。

三、 操作步骤

1．气动差压变送器的校准步骤

（1）基本误差校准

a.关闭引压管正、负压阀，打开平衡阀。

b.按图4-2-1接好校准线路

c.卸去正、负侧排气堵头。

d.用气源钭正、负压室内的残液从排气堵头经放空堵头吹净。

e.打开气源阀供气。

f.经校表接嘴向正压侧排气孔加输入信号。选差压变送器测量范围的0%、25%、50%、75%、

100%五个点为标准值进行校准。

g.平移增加信号压力，读取输出各点相应的实测值。

h.使输出信号上升到上限的105%处，停留2分钟左右，使输出信号平稳地减少到最小，读取各点相庆的实测值。

i.计算基本误差：

正行程误差： 反行程误差： 式中： --正行程基本误差，%；

pz-正行程输出实侧值，kpa;

p0-输出信号公称值，kpa;

--反行程基本误差，%；

pF-反行程输出实侧值，kpa;

80-输出上限与下限之差，kpa。

气动差压变送器的允许基本误差不得超过变送器规定的精度等级。 图4-2-2 电动差压变送器校准接线原理图

1- 气动定值器；2-被校表；3-数字压力计；

4-精密电流表；5-数字电压表；6-数字压力计；7-供电电源；X-输入；S-输出

（2）回程误差的校准 在同一点测得正、反行程实测值之差的绝对值，即为气动气动差压变送器的回程误差。

回程误差的计算： 式中：AH-气动差压变送器的回程误差，kpa;

pZ-正行程时输出信号的实测值，kpa;

pF-反行程时输出信号的实测值，kpa。

气动差压变压器的回程误差不得超过变压器规定允许基本误差的绝对值。

例 兰州炼油厂仪表厂QBC型气动差压变送器的校准。

（一）准备及接管连接

① 关闭三阀组的正、负压阀，并打开平衡阀。

② 取下正、负压侧的排气堵头，在正压侧排气堵头上接上校表接嘴。

③ 打开下方放空堵头，用气源从校表接嘴处向放空堵头吹热扫残物、残液，然后堵好放空堵头。

④ 接上压力信号源及数字压力表（可用手动加压泵，亦可用气源经定值器加压）。 ⑤ 卸开输出端接头，然后接上数字压力计。

此时，仪表呈图4-2-3状态。

（二）校准

① 基本误差及变差的校准

a. 将差压测量值分别置于规定测量值的0%、20%、40%、60%、80%、100%各点。 b. 记录下实际输出压力在各个点的对应值。

c. 计算基本误差。实际输出压力与计算值之间的差对输出压力的范围（80kpa）的百分率即是基本误差。

②变差的校准

a. 使测量值略超过测量范围(如105%),然后

使测量值分别置于100%、80%、60%、40%、20%、0%。

b. 记录下实际输出压力在各个点的对应值。

c. 计算变差。变送器各点正、反行程输出压

力的差对输出压力范围（80kpa）的百分率即为变差。

③静压试验。现场校表一般不校静压误差。

④气源波动影响

图4-2-3QBC型气动差压变送器校准图 a．使测量置于0。

b.使气源压力变化±14kpa。

c.使测量置于最大100%.

d.使气源压力变化±14kpa。

在两个测量点时，当气源压力变化为±14kpa时，输出变化都应小于30pa。

2．电动差压变压器的校准步骤

（1）基本误差校准

a. 关闭引压管正、负压阀，打开平衡阀。

b. 按图4-2-2接好校准线路。

c. 卸去正、负侧排气堵头。

d. 用空气将正、负压室内的残液从排气堵头经放空堵头吹净。

e. 检查确认后接通电源。

f. 经校表接嘴向正压侧排气孔加信号。选变压器测量范围或输出信号的0%、25%、50%、75%、100%五个点为标准值进行校准。

g. 平稳地输入差压信号，读取各点相应的实测值。

h. 使输出信号上升到上限值的105%保持1分钟，然后逐渐使输出信号养活到最小，读取各点相应的实测值。

i. 计算基本误差：

正行程误差 反行程误差 式中 --正行程基本误差，%；

--反行程时基本误差，%；

AZ-正行程时输出实测值，mA;

AF-反行程时输出实测值，mA;

A0-输出信号公称值，mA；

16-输出信号上、下限之差，mA。

（对Ⅱ型电动差压变送器应为10 mA）

电动差压变压器的允许基本误差不得超过变压器规定的精度等级。

（2）回程误差的校准确 在同一点测得正、反行程实测值之差的绝对值，即为电动差压变送器的回种误差。

回程误差的计算： 式中AH-电动差压变压器的回程误差，mA；

AZ-正行程时输出信号的实测值，mA；

AF-反行程时输出信号的实测值，mA。

电动差压变压器的回程误差不得超过变压器规定允许差绝对值。

（3）填写校准记录 气动、电动差压变压器的校准记录格式如下。

气动差压变压器校准记录表格形式如下：

单位 仪表名称

规格型号码 精度等级

测量范围 制造厂 出厂编号

输入信号

输出公称值，kpa

输出实测值

误差,kpa

回程误差，kpa

%

kpa

正

反

正

反

25

50

75

100

允许基本误差： 最大基本误差：

允许回程误差： 最大回程误差：

校准人： 审核人： 年 月 日

电动差压变压器校准表格形式如下：

单位 仪表名称

规格型号 精度等级

测量范围 制造厂 出厂编号

输入信号

输出公称值,kpa

输出实测值,kpa

误差,kpa

回程误差,kpa

%

kpa

正

反

正

反

25

50

75

100

允许基本误差： 最大基本误差：

允许回程误差： 最大回程误差：

校准人： 审核人： 年 月 日

例 西安仪表厂1151DP型差压变压器的校准

（一）准备及接管连接

①关闭三阀组正、负压阀，打开平衡阀。

②取下正压侧排气堵头，并在堵头位置接上校表接嘴。

③打开下方排气/排液阀，鼓气吹扫残物、残液后关死排气、排液阀。

④接上压力信号源及数字压力计。

⑤卸开二交表的输入端子（只卸一端），串上标准电流表。

此时仪表将呈图4-2-4接管状态。

（二）校准

①基本误差及回程误差的校准

a. 将差压测量值分别置于规定测量值的0%、25%、50%、75%、100%各点。

b. 记录下输出对应于各点的实际值。

c. 计算基本误差。实际输出值与公称输出值之差对输出值的范围（16 mA）的百分率即为基本误差。

②回程误差的校准

a. 使测量值略超过测量最高值（如105%），然后依次将商量输入值分别置于100%、75%、50%、25%、0%各点。

b. 记录下回程误差。变送器各正、反行程输出实测值之差的绝对值即为回程误差。 c. 计算回程误差。变压器各点正、反行程输出实测值之差的绝对值即为回程误差。 ③静压误差校准。现场校准一般不校静压误差，只确定是否存在静压误差。

压力检测与变送 一、概述

压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证生产政党运行，必须对压力进行监测和控制，但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。

在压力测量中，常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。所谓绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号pj表示。用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。地面上的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用符号pq表示。用来测量大气气压力的仪表叫气压表。绝对压力与大气压力之差。称为表压力，用符号pb表示。即pb=pj-pq。当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力），此负压力值的绝对值，称为真空度，用符号pz表示。用来测量真空度的仪表称为真空表。既能测量压力值又能测量真空度的仪表叫压力真空表。 二、压力的测量与压力计的选择

压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等等。压力计测量压力范围宽广可以从超真空如133×10-13Pa直到超高压280MPa。压力计从结构上可分为实验室型和工业应用型。压力计的品种繁多。因此根据被测压力对象很好地选用压力计就显得十分重要。

1．就地压力指示

当压力在2.6Kpa时,可采用膜片式压力表、波纹管压力表和波登管压力表。如接近大气压的低压检测时，可用膜片式压力表或波纹管式压力表。

2．远距离压力显示

若需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变压器，也可用电气压力传感器。当压力范围为140~280MPa时，则应采用高压压力传感受器。当高真空测量时可采用热电真空计。

3．多点压力测量

进行多点压力测量时，可采用巡回压力检测仪。

若被测压力达到极限值需报警的，则应选用附带报警装置的各类压力计。

正确选择压力计除上述几点考虑外，还需考虑以下几点。

（1）量程的选择 根据被测压力的大小确定仪表量程。对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3。最低测量压力值应不低于全量程的1/3。

（2）精度选择 根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。一

般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。

（3）使用环境及介质性能的考虑 环境条件恶劣，，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号。

（4）压力表外形尺寸的选择 现场就地指示的压力表一般表面直径为φ100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为φ200~φ250mm的，盘装压力表直径为φ150mm，或用矩形压力表。常用弹性式压力表规格见表2-1-13。

三、压力传感器

压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分,由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出,给显示仪表显示压力值,或供控制和报警使用。

1．应变式压力传感器

应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随压力所产生的应变而变化。

2．压电式压力传感器

压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应，目前广泛使用的压电材料有石英和钛酸钡等，当这些晶体受压力作用发生机械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷，这种现象称为"压电效应"。 3.光导纤维压力传感器

光导纤维压力传感器与传统压力传感器相比,有其独特的优点:利用光波传导压力信息,不受电磁干扰,电气绝缘好,耐腐蚀,无电火花,可以在高压、易燃易爆的环境中测量压力、流量、液位等。它灵敏高度，体积小，可挠性好，可插入狭窄的空间是进行测量，因此而得到重视，并且得到迅速发展。 四、压力变送器

需要在控制室内显示压力的仪表，一般选用压力变送器或压力传感器，对于爆炸危险场所，常选用气动压力变送器、防爆型电动Ⅱ型或Ⅲ型压力变送器；对于微压力的测量，可采用微差压变送器；对粘稠、易堵、易结晶和腐蚀强的介质，宜选用带法兰的膜片式压力变送器；在大气腐蚀场所及强腐蚀性等介质测量中，还可选用1151系列或820系列压力变送器。 压力变送器测量部分的测压敏感元件所产生的测量力的大小范围约为50~100，最高不超过150N。根据这一要求，敏感元件的选择依据由制成的波纹管，其结构原理如图2-1-12所示。当被测压力p进入测量室后，经测量波纹管转换成测量力，通过推杆用在主杠杆上，传递到气动转换部分。测量中、高压2.5~10MPa,10~60 MPa）的敏感元件一般采用铬钒钢制成的包端管,它的测量原理是利用包端管末端产生的径向分力,通过推杆2作用在主杠杆3的下端,带动变送器的气动转换部分动作。

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