第一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

常見儀表的原理◎溫度類◎壓力類◎流量類◎液位類◎分析儀表類◎閥門類第二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六一、溫度1、根據(jù)電阻的熱效應原理測溫：熱電阻（常用的有Cu50、Pt100、熱敏電阻等）第三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六2、應用Pt100。熱電效應測溫：熱電偶第四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

3、其它溫度儀表雙金屬溫度計、壓力式溫度計、水銀溫度計等（熱膨脹原理）另外有非接觸的有輻射式和紅外線如光學溫度計、比色溫度計、輻射溫度計等；第五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六熱電阻是根據(jù)電阻體的阻值隨溫度的升高而增加或減少的原理，熱電阻測溫主要應用于非高溫場合。一般：⑴測溫范圍在：-50～150℃時選擇銅熱電阻（WZG），分度號為Cu50；Cu100。⑵測溫范圍在：-200～850℃時選擇鉑熱電阻（WZP），分度號為Pt100；Pt10；Pt1000；Pt46等。第六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六熱電偶（不同導體或半導體的組合）測溫主要應用于高溫場合，其熱電勢值隨溫度變化而變化。通常：⑴測溫范圍在：0～600℃時選擇鎳鉻-銅鎳熱電偶（WRE），分度號為E；⑵測溫范圍在：0～1000℃時選擇鎳鉻-鎳硅熱電偶（WRK），分度號為K；⑶測溫范圍在：0～1300℃時選擇鉑銠10—鉑熱電偶（WRS），分度號為S，或選擇鉑銠13-鉑熱電偶（WRR），分度號為R；銅-銅鎳熱電偶分度號為T；鐵-銅鎳熱電偶分度號為J；第七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六⑷測溫范圍在：0～1600℃時選擇鉑銠90—鉑銠6熱電偶（WRB），分度號為B。選定了測溫元件的分度號后，還必須確定：a)安裝方式，主要有無固定裝置、固定螺紋、活動法蘭、固定法蘭、錐形固定螺紋等幾種。如安裝在鍋爐爐墻上測爐膛溫度的熱電偶常采用無固定裝置的方式，第八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

安裝在管道上的測溫元件常采用固定螺紋的方式，安裝在開口容器頂上的測溫元件常采用活動法蘭的方式，安裝在設備和容器上的測溫元件采用固定法蘭的方式，安裝在蒸汽管道上的測溫元件常采用錐形固定螺紋的方式（防止因振動而導致松動，產(chǎn)生測溫不準）。b）接線盒的形式，條件較好的場所普通式，潮濕或露天的場所應選防水式、防濺式，易燃易爆的場所應選防爆式。第九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

c）保護管的選擇，保護管的選擇是很重要的一環(huán)，它分為保護管的直徑、保護管的材質及保護管的插入深度。保護管的直徑基本上是由測溫元件的類型和安裝方式?jīng)Q定的，主要有Φ8mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ20mm等幾種；保護管的材質分為碳鋼20#、不銹鋼1Cr18Ni9Ti、黃銅、Cr25Ti高鋁管、剛玉管、氧化鋁管、瓷管等，選定材質主要是根據(jù)測量介質是否有腐蝕性、測溫范圍是多少等；第十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

d）安裝注意事項：1、垂直與管道安裝時，取源部件軸線應與管道軸線垂直相交；2、在管道拐角安裝時，宜逆著物料的流向，取源部件軸線應與管道軸線相重合；3、與管道呈角度傾斜安裝時，宜逆著物料的流向，取源部件軸線應與管道軸線相交。4、多粉塵的要注意防磨損和保護，表面式溫度計要與被測對象表面緊密接觸，等等。第十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六關于保護管的插入深度，熱電阻及熱電偶均有數(shù)檔的標準長度，要結合測量對象的實際情況、安裝方式等因素綜合考慮。Pt100熱電阻和熱電偶可根據(jù)實際需要選擇單支或雙支，但象Cu50熱電阻只有單支產(chǎn)品。一體化溫變模塊第十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六第十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六第十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六第十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六二、壓力類有以下幾種：電容式氣膜式電位器式差動變壓器式霍爾式壓電式壓阻式振頻式光導纖維壓力等；第十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六壓變式是把壓力的變化轉化成電阻的變化來進行測量的。BPS擴散硅壓力變送器工作原理是：介質壓力通過不銹鋼隔離膜片、密封硅油，傳輸?shù)綌U散硅膜片上。第十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六在膜片兩邊因差壓產(chǎn)生一個應力，使膜片的一側壓縮，另一側拉伸，兩個應變電阻片位于壓縮區(qū)內，另兩個應變電阻位于拉伸區(qū)，它們連接成一個全動態(tài)惠斯登電橋，惠斯登電橋檢測出電阻的變化后，經(jīng)過放大、變換，輸出與輸入信號成線性關系的4-20mADC標準信號。第十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六壓電式是基于某些壓電材料的壓電效應進行測量的。

第十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

2、電容式壓力/差壓變送器被測介質的兩種壓力進入高、低兩壓力室，作用在敏感元件兩側的隔離膜片上，通過隔離膜片和敏感元件內的填充液傳送到預張緊的測量膜片兩側。測量膜片與兩側絕緣體上的電極各組成一個電容器，在無壓力進入或兩側壓力相第二十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六等時，測量膜片處于中間位置，兩側電容器的電容量相等。當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，兩側電容量不等，通過檢測、放大，轉換成4～20mADC標準信號。第二十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

3、單晶硅諧振壓力/差壓變送器單晶硅諧振變送器是九十年代中期最新推出的產(chǎn)品，采用真正的數(shù)字化傳感器—單晶硅諧振式傳感器，產(chǎn)品具有更高的精度（可達0.075%）和穩(wěn)定性，溫度、靜壓的影響和零漂可忽略不計，還可實現(xiàn)雙向通訊功能(BRAIN/HART協(xié)議，F(xiàn)F現(xiàn)場總線)，是第二十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六其它壓力儀表：壓力計、真空壓力表、壓力表、吸力計等。

第二十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六三、流量電磁流量計；差壓式流量計；可變面積式流量計（轉子流量計）；速度式流量計；容積式流量計；質量流量計；楔形流量計；明渠流量計等。第二十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六1、差壓式流量計差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。按檢測件的型式，差壓式流量計可分為：1）標準孔板；2）標準噴嘴；3）經(jīng)典文丘里管；4）文丘里噴嘴；5）非標孔板；6）道爾管；7）羅洛斯管；

8）彎管；9）可換孔板節(jié)流裝置；10）臨界流節(jié)流裝置等。第二十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

典型的差壓式流量計有：⑴孔板流量計孔板流量計由環(huán)室、節(jié)流孔板、導壓管、三閥組和差壓變送器等主要部件組成，適用于一般流體的流量測量，也是應用得最普遍的一種流量計。

一體化孔板流量計第二十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

標準節(jié)流孔板是國際通用的，結構易于復制，簡單，牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長，價格低廉，流量值毋需進行標定。但它的最大弱點是壓損比較大，而且因為環(huán)節(jié)較多，影響了孔板流量計測量精度的提高。⑵文丘里管流量計在各類節(jié)流裝置中，孔板和噴嘴是壓損較大的節(jié)流件，各種流量管（文丘里管、道爾管、羅洛斯管等）則是低壓損第二十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

的節(jié)流裝置，它們壓損僅為孔板的20%，甚至低達5%-10%。文丘里管流量計應用在要求低壓損下的精確測量，被測介質必須是干凈的氣體或液體。但是因為廓形節(jié)流件(如噴嘴，文丘里管等)的加工復雜，批量生產(chǎn)比較困難，結構笨重、價格高，所以未能大量應用。第二十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

⑶阿牛巴流量計阿牛巴流量計則以低壓損著稱。它是根據(jù)皮托管測速原理發(fā)展起來的一種新型差壓流量檢測元件，其輸出為差壓信號，與差壓變送器等配套使用。第二十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六第三十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

其最大特點是使用過程中的磨損、腐蝕以及粘附的油污灰塵等因素對阿牛巴流量計系數(shù)影響不大，能夠保持長期輸出非常穩(wěn)定的差壓信號，保證輸出差壓信號與管道流量的映射關系。阿牛巴不僅適用于圓形管道，也適用于矩形管道及埋設在地面以下任何深度的管道。第三十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

總的來說，差壓式流量計的應用范圍極廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比，全部單相流體，包括液、氣、蒸汽皆可測量。差壓式流量計主要存在以下缺點：

1)測量的重復性、精確度在流量計中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復雜，精確度難以提高。

2)范圍度窄，由于儀表信號(差壓)與流量為平方關系，一般范圍度僅3:1-4:1。第三十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六3)現(xiàn)場安裝條件要求較高，如需較長的直管段(指孔板，噴嘴)。

4)檢測件與差壓變送儀表之間的引壓管為薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生泄漏、堵塞、凍結及信號失真等故障。

5)壓損大(指孔板，噴嘴)。第三十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六2、轉子流量計（可變面積式流量計）轉子流量計作為直觀流動指示或測量精度要求不高的中低等精度儀表。被測流體可以是單相液體或氣體，通常不適用于液體中含有磁性物資、纖維、微粒固體或氣體中含有液滴的場合。第三十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六3、速度式流量計⑴靶式流量計靶式流量計是速度式流量計的一個品種，它是應用杠桿原理通過測應力的方法，經(jīng)高精度的傳感器獲取與流量變化一致的測量信號。第三十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六靶式流量計的應用范圍和適應性也很廣泛，一般工業(yè)過程中的流體介質，包括液、氣和蒸汽，口徑范圍（DN15以上），各種工作狀態(tài)（高、低溫，常壓、高壓）皆可應用。

靶式流量計可解決困難的流量測量問題，如測量含有雜質（微粒）之類的臟污流體、原油、污水、漿液、燒堿液，瀝青等。第三十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六⑵渦輪流量計渦輪流量計是葉輪式流量計的主要品種，在各種流量計中，渦輪流量計、容積式流量計和科氏質量流量計是三類重復性、精確度最佳的產(chǎn)品，而渦輪流量計又有自己的特點，如結構簡單、加工零部件少、重量輕、第三十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過的流量大）和可適應高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。

渦輪流量計廣泛應用于以下一些測量對象：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。對流體的要求為潔凈(或基本潔凈)、單相或低粘度的，對于腐蝕性介質，使用材質選擇要注意，含雜質多及磨蝕性介質不推薦使用，如循環(huán)冷卻水、河水、排污第三十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

水、燃油等；也不能用于流量急劇變化的場所，如鍋爐供水系統(tǒng)、有空氣錘的供氣系統(tǒng)等。一般，渦輪流量計多用于因經(jīng)濟關系重大而要求高精確度的場合，例如作為大口徑輸油（輸氣）管線的貿易結算儀表，至于輸送量不大或作為過程控制用的流量測量，選用中等精度儀表即可。第三十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六⑶渦街流量計渦街流量計是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體,

流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦，在一定的流量范圍內旋渦分離頻率正比于管道內的平均流速，通過第四十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

采用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率，從而推算出流體的流量。渦街流量計適用的流體種類多，如液體、氣體、蒸氣和部分混相流體。但對于流體的臟污性質要注意，含固體微粒的流體會對旋渦發(fā)生體造成沖刷，磨損旋渦發(fā)生體；不適用于高粘度、低流速、小口徑及強振動的場合。渦街流量計的基本性能處于中等偏上水平，購置費低于質量式、電磁式、容第四十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

積式等流量儀表，但由于應用時間短，尚屬發(fā)展中的流量計，無論其理論基礎或實踐經(jīng)驗尚較差。第四十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六4、電磁流量計電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。電磁流量計的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞，適用于測量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、礦漿、泥漿和污水等，第四十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

也可測量各種強酸、強堿、鹽、氨水等。電磁流量計不產(chǎn)生壓力損失，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的，它不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含較多較大氣泡的液體。

通用型電磁流量計由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于較高溫度的液體。第四十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六選用電磁流量計時，電極對測量介質的耐腐是選擇材料首先考慮的因素，其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應。電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬耐酸Icr18Ni12Mo2Ti，哈氏合金（耐蝕鎳基合金）B、C、鈦、鉭、鉑銥合金，幾乎可覆蓋全部化學液。第四十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六5、超聲波流量計超聲波流量計，是利用超聲波脈沖在通過流體的順逆兩方向上傳播速度之差的原理，來測量管內流體流量的儀表。

超聲流量計可作非接觸測量，可實現(xiàn)對水、污水、油等各種導電或不導電的均質流體進行非接觸測量。第四十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

超聲波流量計無需停流截管安裝，只要在既設管道外部安裝即可，這是它在工業(yè)用流量儀表中具有的獨特優(yōu)點。超聲波流量計適用于大型圓形管道和矩形管道，可測量非導電性液體，用于大口徑、超大口徑時有明顯價格優(yōu)勢，在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計的一種補充。超聲波流量計多數(shù)情況下測量精度不第四十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六高，國內生產(chǎn)現(xiàn)有品種不能用于管徑小于DN25mm的管道，小口徑儀表價格較貴。第四十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六6、質量流量計質量流量計是利用流體在直線運動的同時處于一旋轉系中，產(chǎn)生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表，有很高的測量精確度?？蓽y量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物第四十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。質量流量計不能用于測量低密度介質和低壓氣體，不能用于較大管徑，壓力損失較大，大部分型號的重量和體積較大，價格昂貴，國內價格約為電磁流量計的2～8倍。第五十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

另外，粘度較高的液體，要求較準確的流量測量，可采用橢圓齒輪流量計；潔凈的氣體或液體，特別是有潤滑性的油品，要求較高精度的測量時，可采用腰輪流量計或刮板流量計等。

第五十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六四、液位⑴單法蘭液位變送器一種直接安裝在管道或容器上的現(xiàn)場變送器。由于隔離膜片直接與液相介質相接觸，無須將正壓側用導壓管引出，因此可以測量非密閉場合下高溫、高粘度、易結晶、易沉淀和強腐蝕性等介質的液位。第五十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六⑵雙法蘭液位變送器第五十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

適用于密閉場合下的下列工況：

1、被測介質對變送器接頭和敏感元件有腐蝕作用時；

2、需要將高溫被測介質與變送器隔離時；3、被測介質由引壓管引出，由于環(huán)境溫度變化，易固化或結晶時；

4、被測介質中有固體懸浮物或高粘度易堵塞變送器接頭和壓力容室時；

5、被測介質易冷凝或揮發(fā)，以致第五十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

導管內的液柱經(jīng)常變化，從而使變送器的零點漂移不定等。

⑶電動浮筒液位變送器被測介質液位的變化引起內筒位置的變化，該變化被傳遞到扭力管組件上，使扭力管與芯軸同步轉動，同時固定在扭力管芯軸上的磁鐵發(fā)生旋轉位移，改變了由霍爾效第五十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六應傳感器檢測的磁場，該傳感器將磁場信號轉換為電信號。浮筒液位（界位）變送器可用來測量液位、界位或密度，輸出4～20mA標準直流信號。浮筒液位變送器適用于真空對象和易汽化的液體，不適用于液位波動大而頻繁的場合，也不宜安裝在有劇烈震動的環(huán)境中。第五十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

⑷浮球液位變送器浮球液位變送器是以磁浮球為測量元件，通過磁耦合（干簧管吸合斷開）作用，使傳感器內電阻成線性變化，再由轉換器將這個電阻變化轉化成4～20mA標準電流信號輸出。浮球液位變送器適用于污水處理及各類常壓和承壓容器內介質液位第五十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

的測量，尤其對于地下貯槽、貯罐的液位測量最為理想。⑸投入式液位變送器非密閉場合液體液位的檢測。適用介質：與316不銹鋼兼容

的液體及模糊狀物。第五十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

⑹超聲波（雷達）液位變送器超聲波液位計是利用壓電陶瓷產(chǎn)生超聲波，超聲波遇到物體或液體的界面產(chǎn)生反射，液位計測量反射時間來計算液、物位，實現(xiàn)對物位和液位的非接觸測量和控制。適用于各種惡劣和危險環(huán)境下的液體和漿體。第五十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六⑺重錘探測料位計特別適用于水泥、冶金、煤炭、化工、飼料、碼頭、糧食等行業(yè)各種料倉的粉末狀、塊狀、顆粒狀的物位檢測與控制。

第六十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六五、濃度常見的在線濃度測量儀表有：⑴氧化鋯氧分析儀氧化鋯氧分析儀是一種以氧化鋯電池作為傳感器的在線分析儀器，用于連續(xù)測量溫度范圍在0～1800℃的各種工業(yè)鍋爐、窯爐、加熱爐煙氣中的氧含量，進而控制最佳空燃比，第六十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

實現(xiàn)優(yōu)化燃燒，達到節(jié)能、延長爐齡、保護環(huán)境的目的，可廣泛應用于電力、冶金、建材、輕工、石化等行業(yè)。第六十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

⑵pH計酸堿度對氧化、還原、結晶、生化等過程都有很重要的影響，所以許多工業(yè)生產(chǎn)都涉及到酸度的測定。工業(yè)pH計主要用于化工、氯堿、造紙、環(huán)保、水質處理以及制藥等部門的pH在線測量。第六十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六⑶氫分析器主要用于大型氮肥廠測量合成氨生產(chǎn)流程中的氫氣濃度。第六十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六☆一次儀表：壓力、物位、流量、溫度等現(xiàn)場測量變送儀表和執(zhí)行單元類?！疃蝺x表：調節(jié)、操作、顯示、報警、運算、轉換、隔離、配電等控制室儀表。氣動儀表氣動儀表早在二、三十年代就已經(jīng)問世了，四十年代以后在工業(yè)過程中得到廣泛應用，使用的是0.2～1.0kgf/cm2的統(tǒng)一氣信號。第六十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六氣動單元有：◎氣動變送單元（氣動差壓變送器、氣動沉筒式液位變送器、氣遠傳轉子流量計等）◎氣動調節(jié)單元（氣動調節(jié)器）◎氣動顯示單元（氣動記錄儀、氣動色帶指示儀、氣動積算器）◎氣動計算單元和其它單元（氣動加減器、氣動乘除器、氣動比值器、電－氣轉換器等）第六十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六◎氣動執(zhí)行器（氣動閥、氣動調節(jié)閥、閥門定位器）第六十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

至今，氣動儀表除了氣動執(zhí)行器（氣動閥、氣動調節(jié)閥、閥門定位器）仍在使用外，其余已基本不選用。電動儀表電動儀表經(jīng)歷了DDZ-I型、DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型的發(fā)展。第六十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期六

DDZ-I型采用分立元件，儀表笨重，體積大，使用的時間不長，但為其后的Ⅱ型儀