化工常見的四大類儀表原理及特點
發(fā)布時間:2023-11-04
你想知道常見的測量儀表嗎?溫度、壓力、流量以及液位這四類儀表你需要知道,現(xiàn)在我們一起來學(xué)習(xí)一下吧。
溫度測量儀表
1膨脹式溫度計
原理:物質(zhì)的熱膨脹(體膨脹或線膨脹)性質(zhì)與溫度的物理關(guān)系。
按制造溫度計的材質(zhì)可分為:
液體膨脹式
固體膨脹式
氣體膨脹式
1.1、玻璃液體溫度計(液體膨脹式)
原理:感溫液體(水銀、酒精、煤油等)在透明玻璃感溫泡和毛細(xì)管內(nèi)的熱膨脹作用。
特點:
(1)、廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等部門,是最常用的測溫儀器。
(2)、具有結(jié)構(gòu)簡單,讀數(shù)直觀、使用方便、價格便宜測溫范圍為-100~600℃。
1.2、固體膨脹式溫度計
固體膨脹溫度計主要是指雙金屬溫度計。
原理:利用不同金屬膨脹系數(shù)不同的原理。用繞制成螺旋管狀的雙金屬片一端被固定,另一自由端與指針連接,隨著溫度的變化而轉(zhuǎn)動,并帶動指針旋轉(zhuǎn)。指針則隨之指在刻度盤上的不同位置,從刻度盤上的讀數(shù),便可知其溫度。
特點:
(1)、具有結(jié)構(gòu)簡單,牢固可靠,維護(hù)方便,抗振性好
(2)、價格低廉,無汞害及讀數(shù)指示明顯
(3)、準(zhǔn)確度不高使用范圍一般為:-80~600℃
1.3、壓力式溫度計(氣體膨脹式)
原理:密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)溫度與壓力的關(guān)系
特點:
(1)、結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜
(2)、抗震性好,防爆性好,除電接點式外,一般壓力式溫度計不帶任何電源。故常應(yīng)用在飛機、汽車、拖拉機上, 也可將它作為溫度控制裝置
(3)、讀數(shù)方便清晰,信號可以遠(yuǎn)傳
(4)、熱慣性較大,動態(tài)性能差,示值的滯后較大,不易測量迅速變化的溫度
(5)、測量準(zhǔn)確度不高,只適用于一般工業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量測量范圍為:-80~600℃
(6)、適用于生產(chǎn)過程中20米之內(nèi)的非腐蝕性液體、氣體和蒸氣的溫度測量
2熱電阻溫度計
熱電阻溫度計是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)來測量溫度的。
特點:
優(yōu)點:(1)、工業(yè)上廣泛用于測量-200~850℃內(nèi)的溫度,其性能價格比高;在少數(shù)情況下,低 溫可測至 1K,高溫達(dá)1000℃;
(2)、同類材料制成的熱電阻不如熱電偶測溫上限高,但在中、低溫區(qū)穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高,且不需要冷端溫度補償,信號便于遠(yuǎn)傳;
(3)、與熱電偶相比,同樣溫度下,靈敏度高、輸出信號大,易于測量;
(4)、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的準(zhǔn)確度最高,并作為國際溫標(biāo)中 961.78℃以下內(nèi)插用標(biāo)準(zhǔn)溫度計。
缺點:(1)、不適于測量高溫物體;
(2)、不同種類的電阻式溫度計個體差異較大
3熱電偶溫度計
原理:帕爾帖效應(yīng)
即:由于兩種不同的導(dǎo)體接觸時,自由電子由密度大的導(dǎo)體向密度小的擴散,直至達(dá)到動態(tài)平衡為止而形成的熱電勢。
特點:
熱電偶傳感元件是由兩根不同材質(zhì)的金屬線組成,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,精確度高,量程范圍寬,抗振,適用于中高溫溫區(qū)。輸出信號線性好,方便實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化。
優(yōu)點:
①測量精度高
②測量范圍廣。
③構(gòu)造簡單,使用方便。
壓力測量儀表
1液柱式壓力計
測量原理:
根據(jù)流體靜力學(xué)原理,將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測量。
工作液:一般采用水銀或水
應(yīng)用:常用于實驗室或科學(xué)研究的低壓、負(fù)壓或壓力差的測量
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、準(zhǔn)確度較高
缺點:(1)、量程受液柱高低的限制
(2)、玻璃管易損壞
(3)、只能就地指示,不能遠(yuǎn)傳
2彈簧式壓力計
原理:基于各種形式的彈性元件,在被測介質(zhì)的表壓力或真空度作用下 產(chǎn)生的彈性變形與被測壓力呈一定函數(shù)關(guān)系的原理制成的。
優(yōu)點:
(1)、結(jié)構(gòu)簡單、堅實牢固、價格低廉 準(zhǔn)確度高、測量范圍廣
(2)、便于攜帶和安裝使用 可以配合各種變換元件作成各種壓力計
(3)、可以安裝在各種設(shè)備上或用于露天作業(yè)場合
(4)、可在各種惡劣的環(huán)境(如高溫、低溫、振動、沖擊、腐蝕、粘 稠、易堵和易爆)條件下工作
(5)、是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室中應(yīng)用最廣的一種壓力計
缺點:由于其頻率響應(yīng)低,不宜用于測量動態(tài)壓力
3負(fù)荷式壓力計
負(fù)荷式壓力計包括活塞式壓力計和浮球式壓力計。
優(yōu)點:
(1)、應(yīng)用范圍廣
(2)、結(jié)構(gòu)簡單
(3)、穩(wěn)定可靠、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好
(4)、可測正、負(fù)及絕對壓力
4電氣式壓力計
原理:電氣式壓力計是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。 通常把將彈性元件感受到的位移變化轉(zhuǎn)換為與壓力相對應(yīng)的電信號輸出。
優(yōu)點:
(1)、具有較好的靜態(tài)和動態(tài)性能 量程范圍大
(2)、線性好 便于進(jìn)行壓力的自動控制
(3)、尤其適合用于壓力變化快和高真空、超高壓的測量
電氣式壓力計一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置組成。
電氣式壓力計的種類有壓電式壓力計、電阻式壓力計和振頻式壓力計。
流量測量儀表
1差壓式流量計
差壓式(節(jié)流式)流量計,是最成熟、最常用的方法之一。
流束收縮使流速加快、靜壓力降低,在阻力件前后產(chǎn)生較大的壓差(節(jié)流現(xiàn)象)。
使用特點:
(1)、具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便的特點,適于大流量的測量
(2)、孔板測量的壓損大,當(dāng)不允許有較大的管道壓損時,便不宜采用
(3)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和文丘里管的壓損較孔板為小,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,不易加工
(4)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適于管道D大于50mm,雷諾數(shù)在104~105以上的流體
2皮托管流量計
特點:
(1)、具有壓損小,價格低廉,體積小,便于攜帶、安裝和測量等優(yōu)點
(2)、適用于中、大管徑管道的流量測量,以及風(fēng)管、水管和礦井中任意—點的流體流速和流速分布測量
(3)、測量結(jié)果受流速分布影響嚴(yán)重,計算復(fù)雜,準(zhǔn)確度也較低,測量時間長難以實現(xiàn)自動測量,不適于測量流速變化很快的氣流速度
3轉(zhuǎn)子流量計
浮子流量計又稱轉(zhuǎn)子流量計,通過量測設(shè)在直流管道內(nèi)的轉(zhuǎn)動部件的 (位置 )來推算流量的裝置。是變面積式流量計的一種。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計。
特點:
①主要適合檢測中小管徑、較低雷諾數(shù)的中小流量;
②結(jié)構(gòu)簡單, 工作可靠,儀表前直管段長度要求不高;
③流量計的精度土2%,量程比可達(dá)10:1;
④流量計的測量精度易受被測介質(zhì)密度、粘度、溫度、壓力、安裝質(zhì)量等的影響。
4靶式流量計
靶式流量計于六十年代開始應(yīng)用于工業(yè)流量測量,主要用于解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測量,先后經(jīng)歷了氣動表和電動表兩大發(fā)展階段。
特點:
靶式流量計對介質(zhì)的要求條件很低,可測量高粘度的流體。結(jié)構(gòu)簡單,不需要切斷閥等輔助設(shè)施,而且靈敏度高。但是壓力損失較大,輸出信號受介質(zhì)密度的變化影響大。
5橢圓齒輪流量計
工作原理:轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周,排出四個由橢圓齒輪與外殼圍成的半月形空腔的流體體積(4V)。只要測出流量計的轉(zhuǎn)速n就可以計算出被測流體的流量。
特點:
(1)、計量精度高,一般可達(dá)0.2~0.5級,有的甚至能達(dá)到0.1級 一般只適用于10~150mm的中小口徑。
(2)、容積式流量計對被測流體的粘度變化不敏感,特別適合于測量高粘度的流體,甚至糊狀物的流量。
(3)、由于受零件變形的影響,一般不宜在高溫或低溫下使用。
(4)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工難,成本高。
6渦輪流量計
工作原理:流體沖擊葉片,使渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化。
特點:
(1)、流量與渦輪轉(zhuǎn)速之間成線性關(guān)系,量程比一般為10:1
(2)、渦輪流量計的測量精度較高,可達(dá)到0.5級以上
(3)、反應(yīng)迅速,可測脈動流量
(4)、輸出電頻率信號便于遠(yuǎn)傳,主要用于中小口徑的流量檢測
(5)、流量計水平安裝,前后需一定長度的直管段,一般上、下游側(cè)的直管段長度要求在10D和5D以上
7電磁流量計
電磁流量計是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理, 根據(jù)導(dǎo)電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。
特點:
(1)、導(dǎo)管內(nèi)無可動或突出部件,壓力損失極小
(2)、只要是導(dǎo)電的,被測流體可以是含有顆粒、懸浮物等,也可以是腐蝕性物質(zhì)
(3)、流量計的輸出電流與體積流量成線性關(guān)系,不受液體的T、P、ρ、粘度等參數(shù)的影響
(4)、測量口徑范圍大,特別適用于lm以上口徑的水流量測量
(5)、測量精度一般優(yōu)于0.5級
(6)、電磁流量計反應(yīng)迅速,可以測量脈動流量
液位測量儀表
1壓力式液位計
1、浮子式液位計
浮子式液位計是應(yīng)用浮力原理測量液位的。它是利用漂浮于液面上的浮子升降位移反映液位的變化,浮子在測量中所受浮力為恒定值,故稱為恒浮力法。
2、浮筒式液位計
浮筒式液位計利用浸沒在液體中的浮筒測量液位的變化,浮筒在測量中所受浮力隨液位浸沒高度而變化,因此稱為變浮力法。
2靜壓式液位計
1、壓力式液位計
壓力式液位計是基于測壓儀表所測壓力高低來測量液位的原理,主要用于敞口容器的液位測量 。
2、差壓式液位計
差壓式液位計主要用于密閉有壓容器的液位測量。由測量原理可知,凡是能夠測量差壓的儀表都可以用于密閉容器液位的測量。采用差壓式液位計測量液位時,由于安裝位置不同,一般情況下均會存在零點遷移的問題。
3電容式液位計
電容式液位計是電測式液位儀表的一種,電容液位計體積小,容易實現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié),適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測量。
4非接觸式液位計
1、超聲波物位計
超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。由于采用非接觸的測量,被測介質(zhì)幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。具有抗干擾性強的特點
2、光電式液位計
光電式液位計利用光的全反射原理實現(xiàn)液位測量。
發(fā)光二極管作為發(fā)射光源,當(dāng)液位傳感器的直角三棱鏡與空氣接觸時,由于入射角大于臨射角,光在棱鏡內(nèi)產(chǎn)生全反射,大部分光被光敏二極管接收,此時液位傳感器的輸出便保持在高水平狀態(tài);而當(dāng)液體的液位到達(dá)傳感器的敏感面時,光線則發(fā)生折射,光敏二極管接收的光強明顯減弱,傳感器從高電平狀態(tài)變?yōu)榈碗娖?,由此實現(xiàn)液位的檢測。
X
截屏,微信識別二維碼
微信號:
(點擊微信號復(fù)制,添加好友)
打開微信
微信號已復(fù)制,請打開微信添加咨詢詳情!