化工仪表与化工自动化

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1、化工仪表与化工自动化在化工生产中，仅靠肉眼、感觉、经验来进行正确的操作和判断生产中的异常是不够的，还必需依靠大量的自动化仪表来实现对生产的控制。依照功能与测量的内容不同，大致可分为：温度计、流量计、压力计、物位计等。8．1温度计是我们温量温度的元件，在化工生产中起到非常重要的作用。依照其测量原理不同可分直接式和间接式，我们常用的大都是直接式，可分为玻璃管温度计、压力式温度计、双金属温度计、热电阻温度计、热电偶温度计等。间接式有光学温度计、辐射温度计等。直接式与间接式相比，优点是：简单、可靠、价廉，精

2、确度较高，一般能测得真实温度。缺点是：滞后时间长，易受腐蚀。不能测极高温度。玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同，所以我们常见的玻璃管温度计主要有：煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单，使用方便，测量精度相对较高，价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传，易碎。压力式温度计是利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三

3、部分组成。它是最早应用于生产过程温度控制的方法之一。压力式测温系统现在仍然是就地指示和控制温度中应用十分广泛的测量方法。压力式温度计的优点是：结构简单，机械强度高，不怕震动。价格低廉，不需要外部能源。缺点是：测温范围有限制，一般在-80~400℃；热损失大响应时间较慢；仪表密封系统（温包，毛细管，弹簧管）损坏难于修理，必须更换；测量精度受环境温度、温包安装位置影响较大，精度相对较低；毛细管传送距离有限制；双金属温度是利用两种膨胀系数不同，彼此又牢固结合的金属受热产生几何位移作为测温信号的一种固体膨胀

4、式温度计。优点：结构简单，价格低；维护方便；比玻璃温度计坚固、耐震、耐冲击；视野较大。缺点是：测量精度低，量程和使用范围均有限，不能远传。热电阻温度计是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。作为测温敏感元件的电阻材料，要求电阻与温度呈一定的函数关系，温度系数大，电阻率大，热容量小。在整个测温范围内应具有稳定的化学物理性质，而且电阻与温度之间关系复现性要好。常有的热电阻材料有铂、铜、镍。成型仪表是铠装热电阻。铠装热电阻是将温度检测原件、绝缘材料、导线三者封焊在一根金属管内，因此它

5、的外径可以做得较小，具有良好的机械性能，不怕振动。同时具有响应时间快、时间常数小的优点。铠装热电阻除感温元件外其他部分都可制缆状结构，可任意弯曲，适应各种复杂结构场合中的温度测量。热电阻在化工生产中应有最广泛。它的优点：测量精度高；再现性好，右保持多年稳定性、精确度；响应时间快；与热电偶相比不需要冷端补偿。缺点是：价格比热电偶贵阳市；需外接电源；热惯性大；避免使用在有机械振动的场合。热电偶温度计是由两种不同材料的导体A、B（热电极）焊接而成的。热端插入被测介质中，另一端与导线连接，形成回路。若两端温

6、度不同，回路中就会产生热电势，热电势两端的函数差即反映温度。热电偶在工业测温中占了较大比重，生产过程远距离测温很大部分使用热电偶。它的优点是：体积小，安装方便；信号可远传作指示、控制用；与压力式温度计相比响应时间少；测温范围宽，尤其体现在测高温；价格低，再现性好，精度高。缺点是：热电势与温度之间呈非线性关系；精度比热电阻低；在同样条件下，热电偶接点容易老化；冷端需要补偿。8．2流量仪表在化工生产中，往往要对介质的量进行计量，或者想确定介质的流速，这就需要流量仪表。通过流量计结构不同，大致可分为：转子

7、流量计；容积流量计；电磁流量计；压差式流量计；涡轮流量计；涡接式流量计；质量流量计。我们简要叙述一下他们的结构与适合的环境及选型的要求。转子流量计又称浮子流量计，是较简单的一种流量计，它主要用于中小口径流量测量且要求相对不高的地方。一般使用在口径小于ф50的范围，量程比较宽，一般为10：1，最低5：1。压损低。它的检测元件是一根由下向上扩大的垂直锥管和一只随着流体流量变化沿着锥管上下移动的浮子，流体自下而上流过浮子时，在浮子上作用有差压、流体动压及磨擦力等，它与浮子向下的重量相平衡。浮子在锥管中的不

8、同位置代表着不同的流量。常用转子流量计共有玻璃管转子流量计与金属管浮子流量计。玻璃管转子流量计结构简单，价格低廉，安装使用方便，是生产与科研实验用量较大的一种流量计。但由于玻璃管材料的限制，不能在易碎及高温高压场所使用。且不能远传。金属管子流量计与玻璃管子流量计相比，还有耐高压高温、结构牢固、不会破碎的特点。它可以适应恶劣的工作条件。并且可以远传，有标准信号输出。缺点就是价格较贵。容积式流量计是在全部流量计中属于最准确的一类流量计。主要有椭圆齿轮式、腰轮式、螺杆式（双