第2章 测量仪表概述及选用
第一节 压力测量
压力是油气集输、储运工作中需要经常测量和控制的重要工艺参数之一。如油气分离器、脱水器、加热炉都必须在一定压力下工作，压力的变化会影响处理效果，过高会危及设备安全。例如，稳定塔须在一定的负压下工作，压力波动会影响轻油产量和质量；外输管线的压力大小及变化还是调节外输流量、判断管线事故(穿孔、堵塞)的重要手段与依据。因此，压力测量是直接关系到生产过程能否优质、安全、高效运行的重要条件，对压力的测量与控制具有十分重要的意义。
一、 压力的定义和种类
（1） 压力的定义
在油气生产中，通常所称的压力，就是指均匀垂直作用在单位面积上的力，即由受力的面积和作用力的大小而决定，用数学式表示为：
S
F P
(2-1) 式中F —垂直作用力，N ； S ——受力面积，2m ；
P ——压力，Pa 。
这里所讲的压力和物理学中所讲的压强，其定义和单位是相同的，但它和物理学中的压力概念是截然不同的，这一点大家要有所了解。在物理学中，测量压强的仪器叫做压强计，但在工业生产中，习根上都不叫压强计，而称为压力表。
（2）压力的种类
在压力测量中，压力有以下几种不同的概念。
大气压力 就是围绕地球的气层，对地球表面的单位面积上所产生的力。它随着海拔高度、纬度和气象情况而改变。
表压力 用仪表测出的高于大气压的压力，叫做表压。工业上所使用的压力表，大部分都是当被测设备内的压力，超过大气压力时压力表的指针才开始移动，也就是它所指示的压力是表压。所以，压力表一般测到的压力，就是表压力。
绝对压力 表压力加上大气压，叫做绝对压力。它的测量比较麻烦，但它反映了实际压力，如对于气体和蒸气等介质一放都是用绝对压力来表示的。
真空度 绝对压力低于大气压的压力，叫做负压或真空度。
在工程技术上，应用的压力是多种多样的，有时也需要知道各种不同的压力量值。在一般情况下，有的需要知道绝对压力，有的则是表压力，或真空度，而在另一种情况下，要找出相对于大气压力的压力量值，因为在很多自然现象中和许多问题中都与大气压有关。但在生产现场中使用比较多的压力计是压力表，真空表和压力一真空两用表。显示方式一般采用指针机械位移和数字形式显示。
二、压力的单位及其换算
在国际单位制中，定义1牛顿力垂直作用在1平方米的面积上的所形成的压力为1“帕斯卡”(Pascal)，简称“帕”，用符号Pa 表示。此外还有千帕(kPa)、兆帕(MPa)。我国规定压力的法定单位为帕斯卡。
除了上面的基本压力单位外，在工业上和科学实验中很久以来就采用并保持了一系列实用单位。这些单位之所以能得到比较长时期的广泛的应用是由于它的概念明确、简单、容易
机械复制和直接应用在许多测量仪器中。目前主要有以下几种实用单位。
（1）工程大气压
一个工程大气压等于1平方厘米的面积上均匀分布着1公斤力作用时的压力，用公斤力／厘米2(kgf/cm2)表示，习惯上一般简写为公斤力/厘米2表示。它是生产中和科学技术上用得到最广泛的一种压力单位。
（2）物理大气压(atm)
一个物理大气压等于0℃时，水银密度为13.5951克/厘米2和重力加速度为980.665厘米／秒2时，高度为760毫米的水银柱在海平面上所产生的压力。因为它是地球大气圈的大气柱在海平面上的压力，是一个随时间和地点而变化的量。
（3）毫米汞柱(mmHg)
1毫米汞柱等于在标准重力加速度为980.665厘米/秒2时，l毫米高的水银往在0℃时的密度所产生的压力。
（4）毫米水柱(mmH2O)
1毫米水柱等于在标准重力加速度980.665厘米/秒2下，1毫米水柱高在4℃时的压力。在4℃时水的密度为1.0克/厘米3。
除以上几种压力单位外，还有米水柱、磅/英寸等压力单位。压力单位之间的换算见下表2-1。
三、压力测量仪表的分类
在油气储运过程中要测量的压力的范围，根据工艺生产条件不同．所测的压力各有不同，常把压力测量范围按阶段分类：高真空(10-1Pa) 、中真空(102~10-1Pa) 、低真空(105~102Pa) 、微压(5kPa以下) 低压(5—1.6Mpa) 、中压(1.6-10Mpa) 、高压(10MPa以上) 。
为了适应生产的需要，压力测量仪表品种规格很多，分类方法也不同，常用而又比较合理的分类是按其仪表的转换原理来分，大致可分四类：
(1)液柱式压力计将被测压力转换成液柱高度差进行测量。
(2)弹性式压力计将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量。
(3)电气式压力计将被测压力转换成各种电量进行测量。
(4)活塞式压力汁将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重力进行测量。
日前生产中使用单元组合仪表的压力变送器的测压部分，仍以弹性元件为基础。
四、压力量值传递
压力量值传递的目的，是保证压力测量值的准确和一致。我国的压力量值传递是从国家基准器复现压力单位量值开始，通过各级标准器和核定手段，逐级传递到工作用的各种类型的压力仪器仪表。传递的过程是：基准器→工作基准器→一等标准器→二等标准器→三等标准器→工作用器(各种工作用压力仪器仪表)。对于基准、标准器的名称、测量范围、精度和检定方法可参照国家计量部门颁发的有关规程。
五、压力计选用及安装
为使油气储运过程中的压力测量和控制达到经济、合理和有效，正确选用、安装压力测量仪表是十分重要的。
1.压力计选用
压力计的选用应根据工艺生产过程对压力测量的要求，被测介质的性质，现场环境条件等来考虑仪表的类型、量程和精度等级。并确定是否需要带有远传、报警等附加装置。这样才能达到经济、合理和有效的目的。
（1）类型的选用仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如是否需要远传变送、自动记录或报警；被测介质的物理化学性质(如腐蚀性、温度高低、粘度大小、脏污程度、易燃易爆等)是否对仪表提出特殊要求；现场环境条件(如高温、电磁场、振功等)对仪表有否特殊要求等。例如普通压力表的弹簧管材料多采用铜合金，高压的也有采用碳钢的，而氨用压力计的弹簧管材料都采用碳钢，不允许采用铜合金。因为氨气对铜的腐蚀极强，所以普通压力计用于氢气压力测量很快就要损坏。
（2）测量范围的确定仪表的测量范围是根据被测压力的大小来确定的。对于弹性式压力计，为保证弹性元件能在弹性变形的完全范围内可靠地工作，量程的上限应高于工艺生产中可能的最大压力值。根据“化工自控设计技术规定”，在测量稳定压力时，最大工作压力不应超过测量上限的2/3；测量脉动压力时，最大工作压力不超过量程的1／2；测量高压力时，最大工作压力不应超过量程的3／5。
为了保证测量的准确度，所测的压力值不能太接近于仪表的下限值，亦即仪表的量程不能选得太大，一般被测压力的最小值不低于量程的1／3。
（3）精度级的选取仪表的精度主要是根据生产上允许的最大测量误差来确定的。此外，在满足工艺要求的前提下，还要考虑经济性，即尽可能选用精度较低、价廉耐用的仪表。因为精度等级高的压力计，要求加工精密，价格较高，并且精度高的压力计使用维护条件要求较高。一般生产现场难于做到，很难发挥应有的效果。
2.压力表的安装
当选用了一台合格的压力表后，能否在现场正常运行，与其安装是否正确关系极大，它包含了测压点的选择，导压管的敷设和仪表本身的安装等内容。
（1）测压点的选择选择测压点的原则是应使所选测压点能反映被测压力的真实情况。具体要求如下：
（a）测压点要选在被测介质作直线流动的立管段上，不可选在拐弯、分岔、死角或能形成游涡的地方。
（b）测量流动介质的压力时，取压管应与介质流动方向垂直，管口与器壁平齐，并不应有毛刺。
（c）测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管内不积存气体；测量气体压力时，取压点应在管道上方，使导压管内不会积存液体。
（2）导压管的敷设敷设导压管应按如下要求进行。
(a)导压管的粗细要合适，一般内径为6—10mm，长度应尽可能短，最长不超过50m，以减少压力指示的迟延。
(b)水平安装的导压管应保持有1:10~1:20的倾斜度，以利于积存于其中之液体气体的排出。
(c)如果被测介质易冷凝或冻结时，应加装保温伴热管。
(d)当测量被体压力时，在引压管路的最高处应装设集气器；当测量气体压力时，在引压管路的最低处应装设气液分离器；当被测介质可能产生沉淀物析出时，在仪表前应加沉降器。
（3）压力表的安装压力表的安装要求如下：
(a)压力表应安装在易观察和检修的地方。安装地点应力求避免振动。
(b)测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防高温蒸汽直接与测压元件接触，见图2-19(a)；对于有腐蚀性介质的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐，图2-19(b)表示被测介质密度大于和小于隔离液密度的两种情况。总之，针对被测介质的不同性质，要采取相应的防热、防腐、防冻、防堵等措施。
(c)当被测压力较小，而压力表与取压口又不在同一高度时，见图2-19(c)，对由此高度差而引起的测量误差应按△P＝土ρgH进行修正。式中H为高度差，P为导压管中介质的密度，g为重力加速度。
(d)压力表的连接处，应根据被测压力高低和介质性质，选择适当材料，作为密封垫片，以防泄漏。一般低于80℃及2MPa时，用牛皮或橡胶垫片；350-450℃及5MPa以下用石棉或铝垫片；温度及压力更高(50MPa以下)用退火紫铜或铅垫片。但测量氧气压力时，不能使用浸油垫片及有机化合物垫片；测量乙炔压力时，不能使用铜垫片，因它们均有发生爆炸的危险。
(e)取压口到压力表之间应装有阀门，以备检修压力表时能切断通路。阀门应装设在靠近取压口的地方。
(f)为安全起见，测量高压的仪表除选用表壳有通气孔外，安装时表壳应靠墙地或无人通过之处，以防发生意外。
第二节流量测量
在油气储运过程中输送的介质为是流体，它们通过动力设备如压缩机、泵等，在管道中输送。把用于测量流体流量的仪表，叫做流量计或流量表。流量不但是油气储运过程中监督设备工况的重要参数，也是物料流动工况特征参数之一，它的测量对确保安全生产，有很大意义。同时也是企业经济核算的基本依据。
一、流量的定义和单位
对于物料数量的测量，特别在能源计量方面，流量仪表起着举足轻重的作用，无论一次能源（石油、天然气、煤炭）或二次能源（成品油、人工燃气、石油气、矿井气及蒸汽）和含能工质（压缩空气、氧、氮、氢和水等）皆使用数量极其庞大的流量仪表，它们是能源管理及贸易结算的必备工具。
流量就是单位时间内(如秒、分、小时)所流过管道，或设备某一断面的流体数量，或称瞬时流量。流体是液体和气体的总称。
(1)体积流量若单位时间内流过管道的流体数量，是按体积计算的，叫做体积流量，常用符号Q表示。如设备或管道某处的横截面积为A，该处流体的平均流速为v，则有
Q (3-1)
Av
工程上常用的体积流量单位有：米3／秒，米3
／小时，升／小时等。
由于气体重度γ是随温度、压力等状态参数变化的，所以气体的流量，通常以温度为20℃，压力为760毫米汞柱下气体的体积(如标准立方米)来表示。
(2) 重量流量 若单位时间内流过管道的流体数量，是按重量计算的，叫做重量流量，常用符号G 表示。设流体重度为γ，则有
γQ G = (3-2)
在工程中常用的重量流量单位有如下几种：公斤/小时，吨／天，吨／小时等。
如果已知被测介质重度γ，则体积流量Q 和重量流量G 之间可进行换算。
(3)流体总流量 某—段时间内流过管道或设备某一横断面的流体总体积或总重量称为
总流量，其计量单位常用吨(T)、立方米(m 3)表示。即总量为瞬时平均流量对时间的积累(或
叫积分)，是一个累积流量，以数学表示为： t G G ?=-总或t Q Q ?=-
总 (3-3)
式中 总G 、总Q 一一流体总重量、总体积；
-
G —一在累积时间t 内的平均重量流量；
-Q ——在累积时间t 内的平均体积流量，
t ——累积时间。
二、 流量仪表的分类
流量测量与仪表可以按不同原则分类。
(1)按测量对象分类
按测量对象可分为封闭管道流量计和敞开流道（明渠）流量计两大类。封闭管道的流体靠压力输送，而明渠是依据高位差自由排放。一般明渠流动为不满管状态，所以此两类流量计有不同的特性。由于油气储运生产过程中测量对象均为管道流量，故本书主要介绍封闭管道流量计。
(2)按测量目的分类
按测量目的可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称为总量表和流量计。总量表用于测量一段时间内流过管道（流道）的流体总量，在能源计量中一般需采用总量表。流量计用于测量流过管道的流量，在过程控制系统中需要检测与控制管道中的流体流量。
实际上流量计通常亦备有累积流量的装置，可作为总量表使用，而总量表亦带有流量发信装置，因此用严格意义来划分流量计和总量表已无实际意义。
(3)按测量原理分类
各种物理原理是流量测量的理论基础，流量测量原理可按物理学科分类。
（a ）力学原理 应用伯努力定理的差压式、浮子式；应用动量定理的可动管式、冲量式；应用牛顿第二定律的直接质量式；应用流体阻力原理的靶式；应用动量守恒原理的叶轮式；应用流体振动原理的渴街式、旋进式；应用动压原理的皮托管式、均速管式；应用分割流体体积原理的容积式等。
（b ）热学原理 应用热学原理的热分布式、热散效应式和冷却效应式等。
（c ）声学原理 应用声学原理的超声式、声学式（冲击波式）等。
（d ）电学原理 应用电学原理的电磁式、电容式、电感式和电阻式等。
（e ）光学原理 应用光学原理的激光式和光电式等。
（f ）原子物理原理 应用原子物理原理的核磁共振式和核辐射式等。
（g ）其他 标记法等。
(4)按测量方法和结构分类
封闭管道流量计可分为推理式流量计和容积式流量计两大类，然后再细分为各种类型。一般流量计由传感器、转换器和显示仪几部分组成。分类是以传感器的特征为依据。目前显示仪的主流产品是以微处理器为基础的。所谓灵巧式（或智能式）流量显示仪，它可以涵盖全部流量计（模拟信号和脉冲信号），只要输出信号转换为标准信号即可与之接口。
(5)按测量体积流量和质量流量分类
按流量计检测信号反映的是体积流量或质量流量可分为体积流量计和质量流量计。 （a ）体积流量计 流量计检测件的输出信号反映体积流量，有以下几类：电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声流量计、标记法流量计及容积式流量计。这些流量计的输出信号与管道中流体的平均流速或体积流量成一定关系，是反映真实体积流量的流量计，用这些流量计测量流体的质量流量必须配以密度变送器（通常为压力、温度变送器），然后求体积流量和流体密度的乘积，即质量流量。
（b ）质量流量计 质量流量计可分为两大类；直接式质量流量计和间接式（亦称推导式）质量流量计。
①直接式质量流量计。流量计检测件的输出信号直接反映流体的质量流量，此类流量计发展历史悠久，种类繁多，但作为商品大量销售却不多，只是近年来国内外出现名为科里奥利质量流量计和热式质量流量计，制造厂家已有数十家。产品销量亦急剧增加。
直接式质量流量计代表性种类如下。
a ．差压式质量流量计。利用孔板（或文丘里管）和定量泵组合起来的直接测量质量流量的仪表。
b ．热式质量流量计。利用流体与热源（流体中外加热的物体或仪表测量管管壁外加热体）之间热量交换的关系测量流量的仪表。
c.双涡轮式质量流量计。在传感器内安装两个叶片角不同的叶轮，用弹簧把它们连接起来为一个整体，它与平均流速成比例转动，两个叶轮间旋转一个偏移角所需要的时间t 是与管道中流体的质量流量成正比，因此测出此时间t 即可求得质量流量。
d ．科里奥利质量流量计。利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量计。
②间接式（推导式）质量流量计。间接式质是流量计的检测件输出信号并不直接反映质量流量的变化，而是通过检测件与密度计组合或者两种检测件的组合而求得质量流量。它有以下几种形式：
a ．动能（2
v q ρ）检测件和密度计（ρ）的组合方式。差压式流量计的检测件是动能检测件，它们与密度计组合起来通过运算器计算即可求得质量流量。压力温度补偿式是此类流量计用得最广泛的一种类型，其计算式为v m q q ρ=。
b ．体积流量计和密度计的组合方式。体积流量计（v q ）和密度计（ρ）组合起来通过运算器计算即可求得质量流量，通过压力、温度补偿也是常用的方法。
c ．动能检测件和体积流量计的组合方式。由差压式流量计检测件和任何一种体积流量计的组合可求得质量流量，其计算式为v m q q ρ=。
三、流量测量仪表选用
(1)选型步骤
各类流量仪表都有各自的特点，选型的目的就是在众多品种中扬长避短，选择最适宜的仪表。要正确地选择流量测量方法和仪表，必须熟悉仪表和被测对象两方面的情况。
首先要确认是否真正需要安装流量仪表，如果仅希望知道流体是否在管道中流动和大致的流量值，采用价格便宜的流量指示器即可。
确定必须安装流量仪表后，首先按照流体特点及应用范围初选流量测量方法和仪表。剔除显然不合适的方法与仪表，余下几种方案再进行下一步深人的分析比较。分析主要按五个方面进行，即仪表性能方面，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，各方面考虑因素。
选型步骤大致力：
①依据流体种类及五个方面因素初选可用仪表类型；
②依据用户要求逐步淘汰，余下仪表类型排出次序；
③按五个方面因素再次进行仔细评比，最后淘汰至一种仪表类型。
(2)按仪表性能方面
不同测量对象有各自测量目的，仪表性能各因素选择有不同侧重点，例如商贸结算和储运测量，对准确度要求较高，而过程控制连续监测一般要求有良好的可靠性及重复性（精密度）。
应该针对使用目的确定准确度要求，如在较宽流量范围保持准确度，还是在某一特定范围即可？所选仪表的准确度能保持多久？是否易于周期校验？校验的方式及代价如何？这些因素都影响仪表的选择。
重复性是由仪表本身工作原理及制造质量决定的，它与仪表校验所用基准高低无关。应用时要求重复性好，如使用条件变化大，则虽然仪表重复性高亦不会达到目的。
范围度常是选型的一个重要指标，速度式流量计（涡轮，涡街，电磁，超声）的范围度比平方型（差压）大得多，但是目前差压式流量计亦在采取各种措施，如开发宽量程差压变送器或同时采用几台差压变送器切换来扩大范围度。要注意有些仪表范围度宽是尽量把上限流量提高，如液体流速为7～10 m/s，气体为50～75m/s，实际上高流速意义不大，重要的是下限流速为多少？能否适应测量的要求。
压力损失关系到能量消耗，对于大口径其意义较大，它可能大大增加泵功率消耗。选用价格较高而压损较小的仪表，从长期运行费用看更合算。
(3)流体特性方面
初选品种是按照流体种类选定的，而流体特性对仪表应用有很大影响，如流体物性参数与流体流动特性（这部分在安装条件方面考虑）对测量精确度的影响，流体化学性质，脏污结垢等与使用可靠性的关系等。物性参数对仪表精确度的影响程度机仪表工作原理而异，目前最常用的几类流量计（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参数为密度（包括气体压缩系数及湿度）、粘度、等熵指数、电导率、声速、比热容和导热系数等，其中尤以密度和粘度的影响最为重要。
密度是影响流量计特性的最主要的参数，其数据准确度直接影响计量精度。如速度式流量计测量的是体积流量，但是物料平衡或能源计量皆需用质量流量计算，因此这些流量计除检测体积流量外，尚需检测流体的密度，只在密度为常数或变动不影响计量精度时才可不必检测。涡街流量计的优点是其检测信号不受物性的影响，但在使用时如果密度是变动的，同样会影响其计量精度，这是因为它需把体积流量换算为质量流量。差压式流量计在流量方程中差压和密度两个参数处于同等地位，有同样的作用，如果选用高精度差压计，而流体密度却确定得不准，则测量结果亦不会是高精度的。只有直接式质量流量计，如科氏质量流量计
或热式质量流量计，它们的信号直接反映密度的变化，因此无需另外检测密度参数。
粘度对流量计特性影响有两种情况。其一为直接影响。两种精确度最佳的涡轮流量计和容积式流量计，它们的流量特性深受粘度的影响，现场需要采用在线粘度补偿。一般来说，涡轮流量计只适用于低粘度介质，而容积式流量计较适于高粘度介质。但是对某些测量对象，如原油（高粘度）大流量测量，希望采用涡轮流量计。其二为间接影响。粘度是判别流体性质的重要参数，牛顿流体或非牛顿流体就是视其粘度关系式不同而定。目前国内外已颁布的流量测量标准及规程都只适用于牛顿流体，这是一个重要的使用条件。粘度是影响管道内流速分布的重要参数，流速分布对流量计特性的影响是流量计使用时的主要问题之一。
各种类型流量计应用不同的物理原理构成，而各种物理原理皆有其特殊的物性参数需考虑。如临界流流量计的等熵指数，超声流量计的声速，电磁流量计的电导率，热式流量计的比热容、导热系数等。
由于流体物性为压力、温度及介质组分的函数，使用时压力、温度的变化使密度发生改变，需进行压力、温度补偿（修正）。在某些场合，当流体组分亦发生变化时，就不能采用压力、温度补偿，而应采用密度补偿。现场压力、温度波动是不可避免的，由此引起的物性参数的变动是使用时产生附加误差的主要原因之一，在高精度测量时应特别注意。
流体的化学机械性质，如腐蚀、磨蚀、结垢等，对于仪表长期可靠使用也有很大影响，它亦是选型的一个重要考虑因素。流量计的检测件可分为三种情况：可动部件，固定部件与无阻碍件。对于上述情况，当然选取无阻碍件较好，但是选型还需综合其他情况决定。
(4)安装条件方面
各种类型流量计对安装要求差异很大。例如有些仪表（如差压式，涡街式）需要长的上游直管段，以保证检测件进口端为充分发展的管流，而另一些仪表（如容积式，浮子式测无此要求或要求很低。流体流动特性主要决定于管道安装状况，而流体流动特性是影响流量特性的主要因素之一，故选型时应弄清所选仪表对流动特性的要求。
安装条件考虑的因素有仪表的安装方向，流动方向，上下游管道状况，阀门位置，防护性辅属设备，非定常流（如脉动流）情况，振动，电气干扰和维护空间等。
对于推理式流量计，上下游直管段长度的要求是保证测量准确度的重要条件，目前许多流量计要求的确切长度尚无可靠依据，在仪表选用时可根据权威性标准（如国际标准）或向制造厂咨询决定。
管道中非定常流（脉动流）对仪表特性有复杂的影响，至今全部流量计标准皆要求在稳定流中测量，因为核准流量计实验室的工作条件是稳定流的，如果流量计工作于非定常流（非稳定流．）条件下、即使能够使用，其仪表系数的偏离亦会使测量误差增大，因此在安装流量计时最好选择在远离脉动源管流较稳定之处。
管道振动对流量计的影响亦是不可忽视的因素，大部分流量计皆要求在无振动场所使用。但是现场绝对不振动较少，这就要视其影响采取一些措施，如管道加固支撑，加装减振器等，以降低其影响。
防备电磁干扰亦是安装中应予考虑的重要方面。
(5)环境条件方面
流量仪表一般由检测件、转换器及显示仪组成，后两部分受环境条件影响较大，特别是目前转换器及显示大都配备微处理器等电子器件。环境条件的影响因素有环境温度、湿度，大气压，安全性，电气干扰等.
环境温、湿度对机电一体化流量计的影响主要在电子部件及某些流量检测部分。如果有严重影响应考虑选用分离型，或者在现场安装场所采取防护性措施，如管道包装绝热层等。应用于爆炸性危险场所应按照安全要求选用防爆型仪表。
(6)经济方面
经济因素是仪表选型要着重考虑的问题之一。一般选表时经常来深入考虑各种费用，进行仔细的计算，如仅考虑仪表本身的购置费，其实全部费用应包括仪表购置费、附件费、安装费、运行费、维护费、校验费和备用件费等等。当然不是每种类型流量计都必须包括上述全部费用。
各种类型流量计安装费用可能差别很大，如有的流量计需安装旁路管以便维修，有的流量计可采用不断流取出型，无需安装旁路管，而旁路管加截止阀等的费用或许远超过仪表购置费。对于运行费用，特别是大口径的，由于压力损失产生的泵送能耗费可能是一笔大数目，甚至一年的能耗费就已超过仪表购置费，这时采用压损小、价格高的流量计反而合算。对于商贸结算和储运发放的仪表，其准确度至关重要。为了提高及维持准确度，在仪表校验费上需花费大笔资金，例如配备一套在线校验装置，其费用就很可观。
四、流量仪表的选型设计探讨
在油气储运的测量与控制中，对流量测量的精确度、可靠性要求越来越高。但面对国内外十几类、上百个品种的流量仪表，如何根据流体的各种物性、流态、安装要求与环境条件、经济性等合理选型，正确设计是应用好流量仪表的前提和基础。
流量计是少数使用比制造艰难很多的仪表之一，这是因为流量测量仪表受到众多因素，如:管道、口径大小、形状(圆形、矩形) ，介质的物性(温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性、多组分等) ，流体的流动状态(紊流状况、速度分布等) ，以及安装条件与水平的影响，而且流体的流动状态既看不见也摸不着，加上流量的复现困难，更缺乏现场应用中的分析、研究。因此，流量仪表的选型与设计就显得更为重要，其设计的水平的高低很大程度上决定了该仪表的应用状况甚至于其发展。
(1)节流式流量计
节流式流量计目前在世界上应用于密闭管道流量测量历史最长、用量最多，但纵观国内外的应用情况仍有许多问题。据美国对装用的1000 台流量仪表的调查，约有60 %系选型设计问题。国内许多设计单位与用户的选型设计也确实存在某些问题。
（a）节流件选型不当
如高温、高压、大流量蒸汽采用标准孔板，不仅压力损失大，有碍经济运行，而且锐角磨损严重，易发生变形，严重影响精确度，密封性也差，应采用长径喷嘴(径距取压法) 为宜，其长期运行精度较高。又如高粘度介质的测量，过去习惯采用容积式流量计，但其转动、传动件多，易出现部件磨损、卡滞、啮合不良等诸多影响运行的问题，故而采用1/ 4圆孔板和锥形入口孔板，但这两种节流件廓形复杂、加工精度要求高、取压方法只能是角接和法兰取压法，而且近几年国外研究发现:1/ 4 圆孔板流出系数恒定时的最小雷诺数有不下五、六种之多，且差别也较大。对此类测量难题可选用楔型流量计，它具有无滞流区、无可动部件、边缘要求不高、可测下限雷诺数低(Remin = 500) 等特点，而且其取压可采用远传双法兰变送器，从而避免了取压、导压管路因固体杂质堵塞和伴热保温问题。
（b）取压方法的选择不当
如标准孔板环室取压法测量饱和蒸汽，如果企业环境差、腐蚀严重，则前后环室之间的密封面极易泄漏。又如含杂质的脏污煤气测量，有些单位采用环室取压法，尽管环室有均压、稳压的作用，但同时也加快了环室槽与取压口的堵塞，并使疏通变得困难，宜改用钻孔取压法。根据国际上取压方式的研究与发展，今后将采用受取压口位置偏差小、孔板脏污后影响小的径距取压法。
（c）刻度差压的确定
设计时不能一味强调高差压以提高测量精度，缩短直管段要求等。因为β过小，不仅不可恢复压力损失大，而且测量脏污介质时还易堵塞管道，严重时影响正常生产；对于低静压力气体，流量变化时△P/ P 变化也大；对某些液体如液氮，若不能满足△P/ P ≤0. 25 ，
还会产生汽化，造成不可容许的误差。而且，仪表检修人员现场校检仪表也困难。
（d）设计数据的失误
较典型的是范围度，因差压式流量计属非线性仪表，通常范围度为3∶1 ，而设计人员却不太考虑，致使实际流量长期处于刻度流量的1/ 3 以下或降低了系统应有的运行精度。故对于确实范围度大、测量要求较高的场合，宜设计采用宽量程差压变送器并配套采用微机技术以修正因范围加大后流出系数等带来的误差，使范围度由3∶1 扩大至10∶1 。还有些设计则未详细了解工艺过程，对饱和蒸汽不提供干度值，对混合气体不提供组分和体积比，或者提供的工作温度、压力、密度值等参数与实际工况偏离太大，如未采用温度、压力修正等措施则会造成较大的附加误差。除此之外，设计时还应注意附件(冷凝器、取压管、取压阀、法兰等) 齐全，要注明节流装置的安装方式(水平、垂直) ，联接法兰标准等。
(2)均速管流量计
均速管流量计是基于皮托管测速原理、最先由美国Dietrich 公司推出的，目前已成为差压式流量计的一大分支。选型设计要注意以下问题。
（a）检测杆截面形状
以前主要采用圆柱形，它加工方便但因流体分离点欠稳定而使流量系数漂移大，目前国内以正菱形为主。为改善某一特征还诞生了一些其它截面形状，如卵形可再降低压损，但成本增加；对称翼形可提高差压输出但结构复杂、扰流严重；美国VERIS公司于1995 年研制的“子弹头”形截面在性能等方面均有所提高，但是否为最佳的外形尺寸(影响压力分布及流动分离状况) 仍有待再实验研究。
（b）引压管
据重庆工业自动化仪表研究所在充分发展紊流和非充分发展紊流条件下对流量系数的
影响因素的研究表明，检测杆内腔总压力引压管作用较重要，随意去掉会引起较大的误差。但这种结构的流量计如JLS 系列，因其内部为两独立腔体，且采用多负压孔方式，故相对而言适宜测量脏污介质如发生炉煤气、污水等。
（c）适用管径
尽管均速管可用管径为25～9600mm ，但据某企业应用表明:如果带不断流检修用球阀的话，其适用管径应为200～800mm。因为管径太小，流量系数受管壁等影响大；管径太大，则清洗检修等操作实为不便。
（d）适用流速
测一般气体如鼓风流量等，应考虑下限流速(即差压变送器可测下限差压) 问题，以FC 系列变送器为例，其下限差压为89Pa 。若测量脏污介质如发生炉煤气，则还应注意流速不应过高，否则总压孔易堵塞。一般推荐流速范围为3～10m/s 。
（e）关于阿牛巴浮子流量计
80 年代曾因安装方便、价格便宜而一度流行，但不宜选型设计。原因在于:均速管所产生的动压转变成为浮子的位移信号，由于铁芯容易受冲击卡滞在顶部、机械摩擦易引起变差、电子元器件在高温下易老化等造成可靠性差；其测量精确度、通用性较差而且难以从根本上提高；工况变化所引起的密度变化仅依靠电阻远传压力表难以精确补偿。
(3) 电磁流量计
电磁流量计自50 年代末国外首次工业应用以来经历了直流励磁、工频交流励磁、低频矩形波励磁等阶段，目前仍是浆液流量测量的主流产品。其选型设计主要应从以下几个方面综合考虑。
(a)励磁方式
70 、80 年代国内使用较多的工频交流励磁因存在电磁感应、静电耦合等难以消除的工频干扰，零点稳定性、可靠性差等缺点已较少采用。目前选型设计主流为低频(1/ 4～1/ 32
工频) 矩形波励磁，它改变了工频干扰的形态特征，利用工频同步采样、动态校零等技术提高了抗干扰能力和零点稳定性。对于电导率较低或存在较严重液固两相流浆液干扰的对象，宜采用有双频矩形波(高频为75Hz 的矩形波，外包络是1/ 8 工频的矩形波) 励磁技术的产品，如日本横河公司的ADMAG系列产品。
(b)内衬材料与结构
近年除仍采用以前的聚四氟乙烯系列高分子化合物、各类橡胶、玻璃钢以外，还可选用耐磨、耐蚀性能更好的无机材料如Al2O3 陶瓷衬里。应使电极处的泄漏可能减至最低。衬里的工艺结构宜选用加温加压、灌注特氟隆PFA 或铂电极与金属陶瓷直接烧结的产品，而对一般性介质从经济性考虑才可采用常用工艺(涂覆、模压、喷涂、粘贴等) 。
(c)电极、结构与清洗问题
主要根据介质的腐蚀性而定。常用材料有耐酸钢(1Cr18Ni9Ti) 和含钼不锈钢，对腐蚀性介质可用哈氏合金、钛、铂铱合金和耐酸钢涂覆黄金等，应注意电极对应介质的年腐蚀率在0. 1mm 以下。对混酸等成分复杂的强腐蚀性介质，应作挂片试验或选用无电极式结构。电极结构视管径、耐压、介质特性而定。内插式用于中等口径、耐压；外插式适于小口径、高耐压；倒锥型适用于磨损严重时；尖头式电极可用于易粘附、结垢类介质。电极的清洗问题除因采用污染影响小的衬里、电极外，还可视情况选用清洗装置，如机械清洗、直流电法(对带负电的沉积物) ，可更换电极(大口径、断续测量时) 和超声波清洗，以稳定测量过程中的零点和示值。
(d)口径与量程选择
即确定传感器内流体的流速范围，要实现可靠、准确测量则不可忽视。测量上限由内衬的耐磨性、传感器结构尺寸及流体速度等因素决定，测量下限由信噪比决定，因为较强的静电感应、电磁感应和工频干扰均影响其下限的扩展。一般常用流速取1～4m/ s 为宜，常用流量最好能超过刻度流量的50 %。在量程确定的情况下，口径的选择通常与工艺管径一致，但还根据不同对象、管内流速大小等最终确定。对于含颗粒、磨损性的流体，常用流速≤
3m/s ，但也不能太低以免信号太小或形成水平管道中颗粒物沉积、流速分布不对称现象。对于易沉降、粘附、结垢的流体，常用流速应为≥2m/ s 。
(e)特殊介质的测量
如低电导率(0. 09μS/ cm) 、附着性绝缘物质、强腐蚀性及一些油水混合乳化状流体，宜选用无电极式传感器。它采用平面状信号电极(在衬里外表面) ，由电容耦合方式检出流体产生的电动势。典型产品有美国Fisher 的COPA - CK型、德国Krohne 的CX - 1000 型，其可靠性主要决定如衬里材料的性能，且流体导电率不匀、电位变化噪声、速度剖面的影响均有所减弱。
(4)涡街流量计
80 年代中期发展较快，旋涡检测方式从热丝式、热敏式逐步发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式，但许多企业应用情况不如人意，这除了其本身处于发展阶段，欠成熟外，较大程度上是有选型设计问题。
(a)中高温介质的测量
以前主要采用压电应力式涡街流量计，但不能设计长期应用在300 ℃状态下，因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ至100MΩ，急剧下降至1MΩ甚至10kΩ，输出信号也变小，导致测量特性恶化，对此宜选用磁敏式或电容式结构。除此以外，其传感器与转换器宜采用分离安装方式，以免长期高温影响仪表可靠性和寿命。
(b)测量环境问题
工业现场环境条件复杂，设计时除应注意温湿度、气氛等条件外，还应特别注意电磁干扰情况。常见的电磁辐射源有射频源、工频电磁场、静电场等，在强干扰如高压输电电站、
大型整流所等场合，不仅仅是磁敏式，压电应力式等仪表也不能正常工作或不能适时准确测量。
此外，振动也是该类仪表的一大劲敌。因此，要特别注意避免机械振动，尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动) ，这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响(稳定性、规则性) 同样敏感，故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时，是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式，保证流体为充分发展的单相流，也是不可忽略的。
(c)流速范围
尽管涡街流量计的测量范围较大，一般10∶1 ，但测量下限受许多因素限制:Re > 104 是涡街流量计工作的最基本条件，但仅此条件仍不够，它还受旋涡能量的限制，介质流速较低，旋涡的强度，旋涡旋转速度低，难以引起传感元件产生相应信号。过低的旋涡频率信号还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz) 和电路的频率限制，因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算。
(d)适用介质问题
涡街流量计可测量气体、蒸汽、液体，但因不同介质特性复杂，而传感器检测方法结构不同，其适应性也不同，如热敏式灵敏度高，适宜较低温、低密度气体测量，但易受流体中污物、有害物影响或损坏；压电应力式应用较广，但抗振性相对较差，信噪比较低(如低密度、低流速、环境振动大) 的场合不宜适用；磁敏式只能测427 ℃以下的蒸汽或较洁净的液体、气体；电容式膜片也存在破损的可能。
(5)明渠流量计
明渠流量测量有别于封闭管道流量的测量，它有其自身的特点。以污水为例，水处理场大都在市区，建筑面积、直渠段有限；有腐蚀性，且含有大量泥砂和木片等漂浮物；下雨与晴天，排水高峰与低谷时的流量差异大，均造成测量上的困难。
(a)堰板流量计
具有结构简单，加工方便的特点，但只宜用于窄渠、固体杂质少或无沉积物的流体流量测量，因为测量过程中，堰前易沉积泥砂等。设计时还要注意，虽然部分堰已标准化，但原理是非线性的，比例堰可实现线性化但未标准化，缺乏设计的必要数据，目前只能参考薄壁堰的国际标准，确定堰板开孔尺寸与堰槽结构尺寸等，国内也尚无厂家批量制造。
(b)槽式流量计
1994 年改用了文丘利槽加超声波液位计加微机化仪表的整套装置，设计时应注意的是:若流量扩大，造成原测流水槽溢流时，仅加高P 槽这部分是不恰当的(在ASME 标准中，P 槽已有定型尺寸) ，该法水路结构复杂，安装空间大，施工费用高，而且上游直渠段要求为10 倍以上喉口宽，故选用时要慎重；超声波液位计应选用可靠性高、盲区小、精度高的仪表，这是实现良好应用的关键所在。
(c)潜水型电磁流量计
要求直渠道短(3 倍渠宽) ，可在任意形状水路安装，下游水位变化时对测量无影响，故宜设计用于易涨水的河口和有潮汐的海口。但选型时也要注意其缺陷之处:水头损失比流速面积法大；因降雨等流量增加时会使其溢流或要打开闸门。相反地，若流量过小，上游水位不能满过传感器上游段时，就应设计成把水渠底部挖深安装或者在下游侧安装堰板；测量炼油厂含油污水的场合，因电极可能被油沾污，应慎重选用。
(d)流速面积法
适用于水路条件平直，流量变动小的大流量测量场合，但最大的问题是没有一个定义的平均流速点。其流速测量可采用插入式涡轮、插入式电磁流量计或超声波流量计。超声波流量计的应用设计应考虑在超声波的对面壁上安装反射板，也可采用V型法，以避免流动偏离
渠道对称轴时所产生的偏流影响。若用多普勒方式超声波流量计，则宜采用一点法，以免多台超声波仪表互扰，同时须预先求出各水位相对应的平均流速与点流速的关系。为简化该法对明渠流量的测量，也可设计选用美国Marsh 、英国Redland 公司研制的流速- 液位复合传感器(内有两个敏感元件，一个为测流速的电磁流量元件，另一个为固态扩散硅应变元件) ，其适用介质温度为
(6)智能流量演算仪
众所周知，智能流量演仪采用了单片微机和软件代替一部分硬件功能，可用来配套各种流量传感器，以实现积算、显示、运算等诸多功能，但因一般适用设计人员对智能化仪表缺乏了解，故有的因选型不当而应用状况不佳，甚至不能满足要求。该类仪表选型设计应从以下几方面综合评价确定。
(a)单片机型与组态能力
单片机是其核心，应注意考察芯片字长、运算速度、编程灵活性及周边电路的设计制造，考察硬件与软件的设计是否灵活，便于改写、扩充、组合和自组态。如目前仍选用测量不同流体(要进行自动修正时) 需要更换EPROM 是不适宜的。
(b)输入信号类型及处理
仪表不仅可接收0～10mA、4～20mA 等标准信号，最好还可接收频率、电阻或mV 信号，并通过辩识而采用不同的采样计算方法，如信号不同需跳线或拨码甚至大改电路是不太适宜的。前向通道信号的处理应有滤波、转换、限幅、选通、A/ D、隔离等功能。某些仪表采用
8 位ADC (分辩率为1/ 256) ，其整机精度是难以达到或稳定在0. 5 级的。
(c)数据保护与抗干扰
数据保护包括组态数据的加密与仪表掉电情况下的保护问题。加密应可分级别进行，而数据的保护最好采用E2PROM ，甩开任何电池。现场抗干扰问题不可轻视，因为有些仪表设计制作工艺差，自身产生干扰源；有些仪表无数据滤波，对信号噪声抑制不够；有些电源过于简单，对电源中高频脉冲干扰无抑制能力，程序易跑飞且无自恢复能力。
(d)数据的显示与再输出
有些仪表显示内容丰富，除可显示常规的流量、温度、压力以外，还可显示前向通道零点值、放大系数值、差压值、热量流量等。对于多通道仪表还应注意通道号的显示以及量程倍率与单位的显示、变换等，仪表还应具有再输出电流或数据通信功能，以便连接后续仪表或构筑计量网络，而不应选用将智能仪表作为“显示终端”的产品。
(e)操作使用的简易性
这包括仪表的接线、复位、参数的计算、送入、检查、修改、显示内容的切换，累计值的读数与清零以及仪表的检定和自诊断情况。有些仪表要实现某一修正需提供或计算节流装置的有关参数，有些仪表未采用组态字方式。还有些仪表的检定仍象常规模拟仪表一样很复杂，而不是自动校正零点和满度或自动确认；有些仪表具有程序出错自诊断，RESET自动恢复，输入输出口运行诊断，前向通道值显示等，这无疑有利于仪表的运行和检修。
第三节温度测量
温度测量在油气生产中是一个关键性的参数，尤其是在大批量销售原油、成品油或天然气的场合更是如此。在这些输送监测现场，为了把毛(重)容积换算成在标准温度状态下的净容积，必须对温度作准确的测量。除了低温液化天然气和利用天然气水合物储存天然气外，管道油气温度测量并不需要很宽的温度范围，几乎全部都在0-150℃围之内。
一、温度测量的基本概念
1.温度与温标
温度就是用来表示物体受热程度的。但是，温度却不能直接加以测量，而是利用冷热不同的物体之间的热交换，以及某些物体随冷热程度不同而变化的物理性质进行间接测量。例如两个受热程度不同的物体相接触时，热量必从温度高的物体传给温度低的物体，直到这两个物体的温度相平衡时为止。当物体温度变化时，它的某些物理性质(如热膨胀、电阻、热电势和热辐射强度等)会随着温度变化。利用物体的这些特性，既能测量出物体的温度。日常生活中常用的体温计，就是通过体温的变化使表中的水银柱膨胀或缩短，从而指示出体温的高低。
衡量温度高低的标尺称为温度标尺，简称为温标。它是利用数值来表示温度的一种方法。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。各种温度计上的刻度数值均由温标确定。在国际上，温度的种类比较多，常用的有摄氏温标和开氏温标（热力学温标）。
（1）摄氏温标用符号℃表示
摄氏温标(℃)是把在标准大气压下，冰的融点定为零度(0℃)，将水的沸点定为100度(100℃)的一种沮标，并在0-100℃之间划分一百等分，每一等分为1摄氏度。
（2）开氏温标(K)
热力学温标规定物体的分子运动停止(即没有热存在)时的温度，称为绝对零度或称最低理论温度。它是以热力学第二定律为基础的，与物体任何物理性质无关的理想温标，因此已为国际统一的基本温标。
2.温度测量仪表
温度测量仪表种类繁多，若按测量方式的不同，测温仪表可分为接触式和非接触式两大类。前者的感温元件与被测介质直接接触，后有的感温元件却不与被测介质相接触。接触式测温仪表简单、可靠、测量精度较高。但是，出于测温元件需要与被测介质接触进行充分的热交换，才能达到热平衡，因而产生了滞后现象，而且可能与被测介质产生化学反应；另外由于受到耐高温材料的限制，接触式测温材料不能应用于很高温度的测量。非接触式测温仪表，由于测温元件不与被测介质接触，因而其测温范围很广，其测温上限原则上不受限制；由于它是通过热辐射来测量温度的，所以不会破坏被测介质的温度场，测温速度也较快；但是，这种方法受到被测介质至仪表之间的距离以及辐射通道上的水汽、烟雾、坐埃等其它介质的影响，因此测量精度较低。
常用温度计，机械式的大多只能就地指示，辐射式的精度校差，只有电的测温仪表精度高，且测温元件很容易与温度变送器配用，转换成统一标准信号进行远传，以实现对温度的自动记录和自动调节。因此，生产过程控制中应用最多的是热电偶和热电阻温度计。
二、测温仪表的选用与安装
温度测量和流量、压力、液位测量一样，常常受到被测介质各种复杂性质及环境条件的约束，接触式测温方法尤其如此。温度测量涉及测温元件与被测对象之间的热量交换，因此传热好坏、热损失、热惯性以及温度场分布都会影响到测温结果。
但对于温度测量，生产工艺及流体特性对测量方法的影响，比起流量、液位测量要小。温度测量方法在大部分场合中都是能工作的。因此，诸如价格、精度、响应时间、可维护性，甚至某些传统习惯都成为选择温度测量方法的考虑因素。
表4-6列出各种温度计的特点。根据温度计的特点及被测介质的条件，可以按下列温度计选用原则进行选择。
1. 各种温度测量方法的比较
（1）玻璃温度计
优点：①结构简单；②使用方便；③测量精度较高；④价格低廉。
缺点：①测量上限和精度受玻璃质量的限制；②易碎；③不能远传。
（2）压力式测温系统（压力式温度计）
这是最早应用于生产过程温度测量的方法之一。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。带电接点的压力式测温系统作为电路接点开关，用于就地温度位式控制。
压力式测温系统适用于对铜或铜合金不起腐蚀作用的场合。
优点：①结构简单，机械强度高，不怕震动；②价格较低；③不需要外部能源。
缺点：①测温范围有限制，-80～＋400℃；②热损性大，响应时间较慢；③仪表密封系统（温包，毛细管，弹簧管）损坏难于修理，必须更换；④测量精度受环境温度、温包安装位置影响较大；⑤毛细管传送距离有限制。
（3）双金属温度计
双金属温度计也是用途十分广泛的就地温度计。
优点：①结构简单，价格低；②维护方便；③比玻璃温度计坚固、耐震、耐冲击；④示值连续。
缺点：测量精度较低。
（4）热电阻
热电阻测量精度高，可作标准仪器用。热电阻广泛用于生产过程各种介质的温度测量，输出信号可远传监视、控制用。
优点：①测量精度高；②再现性好，可保持多年稳定性、精确度；③响应速度快；④与热电偶测量相比它不需要冷点温度补偿。
缺点：①价格较热电偶贵；②需外接电源；③热惯性较大；④避免使用在有机械振动的场合。
铠装热电阻是将温度检测元件、绝缘材料、导线三者封焊在一根金属管内，因此它的外径可以做得很小，具有良好的机械性能，不怕振动。同时具有响应快、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成缆状结构，具有可挠性，可任意弯曲，适应各种复杂结构场合中的温度测量。
（5）热电偶
热电偶在工业测温中占了很大比重。生产过程远距离测温很大部分使用热电偶。
优点：①体积小，方便地安装；②信号可远传作指示，控制用；③与压力式温度计相比响应速度快；④测温范围宽；⑤价格低；③精度高；③再现性好；③校验容易。
缺点；①热电势与温度之间呈非线性关系；②精度比热电阻低；③在同样条件下，热电偶接点容易老化。
（6）光学高温计
光学高温计结构较简单，轻巧便携，使用方便作为一种简易仪表使用在金属冶炼、玻璃熔融、热处理等工艺过程中实现非接触温度测量。主要缺点是测量靠人眼比较，容易引人主观误差。
（7）辐射温度计
辐射温度计包括采用热电堆为检测元件的全辐射温度计和采用光敏元件、热敏元件以及光电池为检测元件的部分辐射温度计。它常用来测量移动或转动的物体温度；也可用于热电偶不能安装测量场合中的温度测量。
全辐射温度计结构较简单、牢固且价低，不需外接电源，输人信号可远传指示记录。
优点：①不需要与度测目标接触；②适合高温测量；③重量轻，便于携带；④精度较高。
缺点。①价格较高；②靠人眼比较，有人为误差；③被测物体的辐射率会影响测量结果。
（8）辐射高温计
辐射高温计主要用于热电偶无法测量的超高温场合。
优点；①测量高温；②响应速度快；③非接触测温；④价格适中。
缺点：①非线性刻度；②被测对象辐射率、辐射通道中间介质吸收率会对测量造成影响。
部分辐射温度计测量精度较高，稳定性也好，可测温下限较低。缺点是结构较复杂，同样辐射通道中间介质吸收也会影响测量示值。
（9）比色温度计
比色温度计按它的结构可分为单通道和双通道两种。单通道比色温度计精度高，但结构复杂，双通道比色温度计结构较简单但精度低。它主要应用于测量表面发射率低、测量精度要求较高的场合。
2. 温度仪表的选择
（1）就地温度仪表选择
在满足测量范围、工作压力、精确度要求下，应优先选用双金属温度计。
对于-80℃以下低温，无法近距离观察，有振动以及对精确度要求不高的场合可以选择压力式温度计。
玻璃温度计由于易受机械损伤造成汞害，一般不推荐使用（除作为成套机械，要求测量精度不高的情况下用外）。
（2）温度检测元件的选择
热电偶适合一般场合，热电阻适合要求测量精度高、无振动场合。
根据对测量响应速度的要求选择：
热电偶 600s，100 s，20 s；
热电阻 90～180 s，30～90 s，10～30 s，<10 s
（3）根据环境条件选择温度计接线盒
普通式——条件较好场所。
防溅式——条件较好场所（防水式）
防爆式——易燃、易爆场所。
（4）特殊场合下的温度计选择
温度＞870℃，氢含量大于5％的还原性气体、惰性气体及真空场所宜选用吹气热电偶或钨铁热电偶。设备、管道外壁、转动物体表面温度测量可选择表面热电偶、热电阻或铠装热电偶、热电阻。测量含坚固体颗粒场所可选择耐磨热电偶。
3. 测温仪表的选用与安装
为了经济、有效地进行温度测量，正确选用和安装测温仪表也是十分重要的。
（1）测温仪表的选用
首先要分析被测对象的特点及状态，然后根据现有温度计的特点及技术指标确定选用的类型。一般应考虑以下几个方面：
（a）仪表的可能测温范围及常用测温范围，是否符合被测对象的温度变化范围的要求。
（b）仪表的精度、稳定性、响应时间是否适应测温要求。
（c）根据测量场所有无冲击、振功及电磁场，来考虑仪表的防震是否良好。
（d）仪表输出信号是否自动记录和远传。
（e）仪表的防腐性、防爆性和连续使用期限，是否满足被则对象的要求。
（f）电源电压、频率变比及环境温度变化对仪表示值的影响程度。
（g）测温元件的体积大小是否适当。
（h）仪表使用是否方便、安装维护是否容易。
（2）测温元件的安装
温度测量过程中，如何保证测温元件能感受到被测物体的真实温度是一个很重要的问题。所谓测温元件，就是测温仪表的敏感元件。如前述的热电偶、热电阻等，它们直接安装
在设备上感受被测温度的变化，并转换成电信号。这个转换信号的准确度与测温元件安装是否正确关系很大。
下面就热电偶与热电阻的安装要求作一简单介绍。
（a）测温点应具有代表性，不应把测温元件插到被测介质的死角区域；测温点应尽量避开具有电磁场干扰的场合，否则，应采取抗干扰措施。
（b）测温元件的插入深度，应使感温元件能够充分地感受到被测介质的实际温度。例如，当保护套管与工艺管道将管壁垂直或成45℃安装时，保护管的端部应处于管道的中心区域内。保护管的端部应对着工艺管道中介质的流向。
（c）如果安装测温元件的工艺管径过小时（ D＜80mm），应接装扩大管。
（d）应尽量避免测温元件外露部分的热损失而引起的测量误差。为此，一是保证有足够的插入深度；二是对外露部分加装保温层进行保温。
（e）用热电偶测量炉膛温度时，应避免热电偶与火焰直接接触，否则必然会使测量值偏高。同时，应避免把热电偶装在炉门旁或与加热物体过近处，其接线盒不应靠到炉壁，以免使热电偶的冷端温度过高。
（f）热电偶、热电阻的接线盒出线孔应向下，以防因密封不良而使水汽、灰尘与脏物落入接线盒中而影响测量。
（g）测温元件安装在负压管或设备中时，必须保证安装孔密封，以免外界冷空气袭入，而使指示值偏低。
（h）当工作介质压力超过10MPa时，还必须另外加装保温套管。此则，为减少测温的滞后，可在套管之间加装传热良好的充填物。如温度低于150℃时可充入变压器油，当温度高于150℃时可充铜屑或石英砂，以保证传热良好。
第四节液位测量
液位和压力，流量一样，都是油气生产中常碰到的被测工艺参数，它在生产中同样占有重要的地位，并且随着生产过程不断发展的需要。因此，要了解和掌握液位测量的基本知识。
一、液位测量的基本概念
一般常把生产过程中的储罐、贮槽所存在的液体高度或表面的位置叫做液位。用来对液位进行测量、报警、控制的自动化仪表，总称为液位测量仪表。
在油气储运过程中，精确测定储油大罐中的液位高度，是正确计算储油量、确定库存、计算输量的重要措施。在油气生产中，特别是在油气集输储运系统中，石油、天然气与伴生污水要在各种生产设备和罐器中分离、存储与处理，物位的测量与控制，对于保证正常生产和设备安全是至关重要的，否则会产生重大的事故。例如油罐液位测量控制不好，会出现抽空或溢油“冒顶”事故；油气分离器液位偏高或偏低会出现“跑油”、“窜气”事故，严重影响后序设备的生产和安全；电脱水器中油水界面高了会破坏电场．低了会使放水中带油，影响生产。这都需要准确、迅速、可靠地对液面、界面高度进行有效的测量。
可见，液位测量具有两种不同的目的：其一是借测量液位来确定容器或储罐中的原料、半成品或成品的数量。譬如，储油罐油位的测量。另一种目的是用液位来反映连续生产过程是否正常，以便可靠地控制生产。例如，锅炉汽包内水位的测量和控制，是保证安全生产的必不可少的条件。
由于液位是表示某一液体高度或表面的位置，因此可以用来测量液位的方法很多，本章只讨论油气储存与生产中比较常用的几种液位的测量方法：玻璃液位计、浮力式液位计、静压式液位计、差压式液位计、其它物位计。
直到目前为止，玻璃液位计，浮力式液位计，静压式液位计和差压式液位计，仍然在大量普遍的使用，这因为它们具有直观、结构简单、可靠等优点，同时还可以与显示仪表配套
使用，在相当程度上可以满足油气储存与生产对液位测量和控制的需要。
二、常用油罐液位计的性能特点及选用
油罐是油田炼油厂、油库、油品码头及石化企业普遍需要使用的储存设备，对罐内液体介质（石油化工产品）而言，主要是要测量其液位、温度、密度和压力（带压储罐）等参数，据以计算出储液的体积及质量储量。油罐一般分为中间罐和贸易罐两大类，中间罐仅对液位、温度和压力（带压储罐）等参数进行监测，以防止油罐发生冒顶、抽真空等事故，并不需要交接监控计量；对贸易罐内介质的液位、温度、密度、体积、质量则必须经常监测和计量，且精度要求很高。不同的大小和种类的油罐，所用液位计的性能特点也不一样，因此，根据用户的需要及投资要求，合理选用液位计，以便达到最合理的性能价格比。
1 常见液位计的性能特点
（1）人工测量尺
利用浸入式刻度钢皮尺测量液位，取样来测量油温和比重，通过计算得到罐内储液体积和重量。这是一种古老的也是至今仍被全世界广泛使用的储罐计量方法，它可以用作现场检验其它测量仪表的参考手段。人工液位测量的精确度一般认为是使用的刻度钢尺精度加上±2 m的人为读数误差。
（2）浮子式钢带液位计
这种液位计国外从三十年代就开始使用，至今仍有比较高的市场占有率，其优点是观测比较直观、价格便宜，其缺点是传动部件比较多，易发生机械故障，日常维护量大，对安装要求也比较高，需要生产厂家现场指导安装。
对于投资有限的项目，中、小型罐仍可考虑选用该液位计，但高度在16m 以上的油罐不宜采用，因为油罐越高，对安装平行度、垂直度以及盘簧的质量要求也越高；外浮顶罐也不宜采用此种液位计，因为容易受到风的影响，使指针不停摆动，导致出现指示不稳定并且容易破环衡力盘簧。另一种光导液位计也属于这一行列。这两种液位计适用于中小炼厂、小油库及中间原料油罐区。
（3）伺服式液位计
伺服式液位计被广泛用于储罐液位的高精度测量，它是一种多功能仪表，既可以测量液位也可以测量界面、密度和罐底。该液位计基于浮力平衡的原理，用一台伺服电机驱动体积较小的浮子，使浮子随液位或介面变化，能够精确测量出液位等参数。这种液位计的特点是：由于不存在滑轮、齿轮的摩擦力，测量精度比较有保证（±0.9mm）；由于几乎没有传动机械部件，可靠性高，同时故障率比较低；可以测量液位、界位、介质比重等参数。其与计算机联网，具有很强的数据处理能力，经运算处理可以给出油罐计量所需要的各种参数，如液位、界位、体积、密度、水尺、质量等；
（4）雷达液位计
雷达液位计是一种智能型测量仪表，采用了模块化结构和现场总线技术，实现了全数字化处理（DSP），具有良好的兼容性和开放性，并且具有自校正能力和自诊断能力，其原理是应用微波入射到液面后的反射波回来，测量电磁波从发射到反射的时间差计算电磁波传播的距离来测量液位的，是一种新型的非接触式液位测量仪器，其使用特点是：液位计与介质不接触，无可动部件，工作十分可靠，故障率低，适应范围广，尤其适合高粘度、高腐蚀性介质的液位测量；测量精度高，安装简单，但与下方不得存在遮挡物体，否则会影响微波的发射和接收，只能安装在罐顶；被测介质的相对介电常数、液位的湍流状态、介质中气泡的大小，均会对测量结果产生影响。一般重油只需考虑罐内油气及安装位置的影响即可，轻油则需要着重考虑介质的介电常数，雷达液位计对介电常数的要求比较高；价格普遍偏高。
（5）静压式液位计
静压式液位计的工作原理是：利用压强是液位高度和液体密度的乘积来测量压强而得到液位，因此可测介质的质量、体积、密度和液位，其中设计最简单的HTG系统只有一个变送器，将测量的压强乘以储罐的面积就可以得到液体的重量。早期的静压变送器测量精度低，受环境温度影响比较大，所以早期这种液位计并不被多采用，近些年由于变送器和计算机技术的发展，目前受到一定程度的欢迎。其使用具有以下特点：安装简单，可无动部件，工作可靠，日常使用维护量小；测量介质的密度、质量精度较高，测量液位精度一般；有大风引起的气压变化将影响测量精度；不能用于测量介质分层储罐；尤其适用于远传信号和监控。
（6）磁致式液位计
磁致式液位计是一种新型的非接触式的液位计，是目前精度最高的选择，可以安装在油罐的顶部或侧面，其工作原理是利用磁场脉冲波，测量时液位计的头部发出电流“询问脉冲”，此脉冲同时产生磁场，沿波导管内的感应线向下运行，在液位计管外配有浮子，浮子可随液位沿侧杆上下移动，浮子内设有一组永久磁铁，其磁场与脉冲产生的磁场相遇则产生一个新的变化磁场，随之产生新的电磁“返回脉冲”，测定“询问脉冲”和“返回脉冲”的周期便可知道液位的变化。因此，磁致式液位计是以浮子为测量元件通过磁耦合的变化传递到指示器，使指示器能够清晰地指示出液位的高度，液位计配备有液位报警器和液位变送器。报警器可实现液位的上下限控制及极限报警，液位变送器可以将液位的变化转换成一定强度的电流信号。该液位计使用特点如下：可动部分只有浮子，故维护量小，安装比较简单，精度也比较高；可测量介质的液位和温度，但不适合重质（粘度大）油品的测量；在工程实际安装时，经常出现安装时的底部固定问题，而且越长的测量范围，实际安装越复杂；价格非常高昂。
（7）超声波液位计
罐外用超声波液位计由主机、探头、金属结构件部分组成，它主要是用于对铁路罐车、汽车罐车及卧式罐等的液位测量。超声波液位计原理是采用了超声波在罐外穿透罐壁及液体的方法，通过接收液体表面回波信号，测出液面高度。这种液位计采用712mhz晶振和专制晶闸管，发射功率大，接收灵敏度较高，能接收到2次穿透金属罐壁与液体后反射回的超声波信息；具有液位超上限和低于下限的声光报警，防震、防腐、防雷、防爆性能良好；主机电源设计先进，保证主机工作电流为1mA，防止多出电压共用地线出现对液晶屏幕干扰现象发生，超声波液位计通过了高低温、振动、运输进程和防电磁干扰试验，保证在我国地理环境复杂的条件下正常使用。罐外用超声波液位计尤其适用于铁路罐车液体充装过程中的充装量多少的监督控制，保证用户向罐内充装的液体容量控制在铁路罐车安全运输容量，但是其高昂的价格目前很难实现普及应用。
2 常见液位计性能比较和适用介质
液位计性能比较见表5-1和适用介质表5-2。
表5-1 几种常见液位计性能比较
（1）油罐容积
对大型罐（10000~100000m3）及比较大液化气罐可选用性能较高液位计，中小罐可选用一般液位计；
（2）油罐用途
贸易罐应选用高精度液位计，中间罐可用一般液位计；
（3）介质特性
储存粘度大的介质（如重油）时，应尽量采用与被测介质不接触或少接触类型的液位计，如雷达式、超声波式和磁致式液位计，轻油可采用一般液位计；
（4）用户实际需要
如果用户要求计量精度高而投资限制少，可以采用性能好的液位计，一般情况下，老罐区改造或更新可结合原有液位计使用维护情况考虑选型，尽量统一选型。
常用流量计的选型与比较 由于商业用户的种类庞杂，不同企业的燃气用量都大小不一，因此需要根据企业的不同的情况合理的选用燃气计量表，以达到准确计量和节约成本的目的。目前计量燃气用户的燃气计量表主要包括涡轮流量计、超声波流量计、腰轮（罗茨）流量计、膜式流量计这4种，下面从这4种计量表各自的特点分析商业用户燃气计量表的选用。一．涡轮流量计 涡轮流量计属于间接式体积流量计，当气体流过管道式，依靠气体的动能推动透平叶轮作旋转运动，其转动速度与管道的流量成正比，是一种速度式流量计。 涡轮流量计由涡轮流量变速器（传感器）、前置放大器、流量显示积算仪组成，并可将数据远传到上位流量计算机。 气体涡轮流量计具有结构紧凑、精度高、重复性好、量程比宽、反应迅速、压力损失小等优点，但轴承耐磨性及其安装要求较高。涡轮流量计始动流量比较大，在一些单一的用气设备如燃气锅炉、燃气空调等大流量用气设备中。涡轮流量计有着量程范围大、计量精度很高、可以计量大流量燃气（可以达到6000m3/h 以上）等优点，国产的涡轮流量计价格也比较合理。但是在使用涡轮流量计的时候必须要求始动流量也要大，当用气设备小流量的使用燃气对其精度有很大的影响。且涡轮流量计必须有足够长度的前后直管段，以及带温压补
偿的体积修正仪。 主要适用于液化石油气及天然气的计量上，因此，大多运用在工矿企业的炉、窑等热负荷相对恒定的用气设备上。 二．超声波流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用，测量体积流量的速度式测量仪表，天然气超声波流量计的测量原理是传播时间差法。在测量管内安装一组超声波传感器；同时测量彼此之间的声波到达时间。 由于是全电子式，无机械部分，不受机械磨损、故障影响，产品的可靠性和精度进步很多。体积小、重量轻，重复性好，压损小，不易老化，使用寿命长；智能化，全电子式的结构，可以扩展为预支费表或无线抄表功能。特殊功能是微小流量可测，有管道泄漏感知功能，压力损失为零。 主要特点：1.能实现双向流束的测量； 2.过程参数（压力，温度等）不影响测量结果； 3.无接触测量系统，流量计量过程无压力损失； 4.可精确测量脉动流； 5.重复性好，速度误差≤5mm/s； 6.量程比很宽，qmin/qmax=1/40~1/60； 7.可不考虑整流，只在上游100mm，下游50mm余留安装间隙即可；
《电子测量与仪器》习题参考答案 习题1 一、填空题 1．比较法；数值；单位；误差。 2．电子技术；电子技术理论；电子测量仪器。 3．频率；电压；时间。 4．直接测量；间接测量；时域测量；频域测量；数据域测量。 5．统一性；准确性；法制性。 6．国家计量基准；国家副计量基准；工作计量基准。 7．考核量值的一致性。 8．随机误差；系统误差；粗大误差。 9．有界性；对称性。 10．绝对值；符号。 11．准确度；精密度。 12．2Hz ；0.02%。 13．2/3；1/3～2/3。 14．分组平均法。 15．物理量变换；信号处理与传输；测量结果的显示。 16．保障操作者人身安全；保证电子测量仪器正常工作。 二、选择题 1．A 2．C 3．D 4．B 5．B 6．D 7．A 8．B 9．B 10．D 三、简答题 1．答：测量是用被测未知量和同类已知的标准单位量比较，这时认为被测量的真实数值是存在的，测量误差是由测量仪器和测量方法等引起的。计量是用法定标准的已知量与同类的未知量（如受检仪器）比较，这时标准量是准确的、法定的，而认为测量误差是由受检仪器引起的。 由于测量发展的客观需要才出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，才能在国民经济中发挥重要作用。 2．答：量值的传递的准则是：高一级计量器具检定低一级计量器具的精确度，同级计量器具的精确度只能通过比对来鉴别。 3．答：测量误差是由于电子测量仪器及测量辅助设备、测量方法、外界环境、操作技术水平等多种因素共同作用的结果。 产生测量误差的主要原因有：仪器误差、影响误差、理论误差和方法误差、人身误差、测量对象变化误差。按照误差的性质和特点，可将测量误差分为随机误差、系统误差、粗大误差三大类。误差的常用表示方法有绝对误差和相对误差两种。 四、综合题 1．解：绝对误差 ΔX 1＝X 1－A 1＝9－10＝－1V ΔX 2＝X 2－A 2＝101－100＝1V 相对误差 1111 1%100100%A X A γ-=-?=?= 2 22 1 1%100 100%A X A γ=?=?= 2．解：ΔI m1＝ 1m γ× X m1 ＝± 0.5％×400＝±2mA ，示值范围为100±2mA ；
各类流量计选型 涡轮流量计发展前景 随着科学的不断发展, 当今涡轮变送器已发展成小型化、高集成度的模块,设计,有强大的功能软件,并设有RS232标准计算机通信接口, 对维护检修提供了方便。可与DCS连接通信,DCS替代了显示仪表,如HOFFER流量计在工业临近生产过程中更方便实用。 总之,涡轮流量计是一种速度式流量仪表,由于具有测量精度高,反应速度快, 测量范围广, 价格低廉,安装方便等优点,被广泛应用于化工生产中。 1 涡轮变送器的工作原理 涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。 被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,即流量大,涡轮的转速也大, 再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲, 经前置放大器放大后,送入显示仪表进行计数和显示, 根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。 涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动, 并冲击涡轮叶片时便有与流量qv、流速V和流体密度ρ 乘积成比例的力作用在叶片上,推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时, 叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线, 改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理, 在线圈内将感应出脉动的电势信号, 此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。 涡轮变送器输出的脉冲信号,经前置于放大器放大后,送入显示仪表,就可以实现流量的测量。 2 涡轮流量计的选型
(1) 流量计本体最好选区用316不锈钢材料以防腐, 如是防爆区还必须是防爆结果。 (2) 轴承一般有炭化钨,聚四氟乙烯,碳石墨三种规格:碳化钨的精度最高,它作为工业控制的标准件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,一般在化工场所优先考虑。轴承的寿命流速的平方成正反比, 故流速最好的在最大流速的1/3 速度比较好。 (3) 感应探头是检测转动体的运动并把它转化为脉冲数字电信号, 它电磁线圈电压输出值接近正弦曲线,脉冲信号的频率范围随测量的流量大小成线性变化, 典型的范围为10:1,25:1 和100:1 三种规格。电磁线圈的电阻一般小于2000Ω , 大于该值可能损坏。 3 涡轮流量计的安装 (1) 变送器的电源线采用金属屏蔽线, 接地要良好可靠。电源为直流 24V,650Ω 阻抗。 (2) 变送器应水平安装,避免垂直安装, 并保证其前后有适应的直管段, 一般前10D,后5D。 (3) 保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致, 不得装反。 (4) 被测介质对涡轮不能有腐蚀,特别是轴承处,否则应采取措施。 (5) 注意对磁感应部分不能碰撞。 4 涡轮流量计的组态与校正 标准的标定方法是十点水标定法, 但黏度不同标定的值不同, 故通常要做黏度标定曲线。 5 涡轮流量计的显示仪表 显示仪表的任务是将单位时间输出脉冲数和输出脉冲总数转换成瞬流量和总
压力表工作原理及结构 用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压 (习惯上称真空)和差压。 图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕(Pa)。压力的其他单位还有：工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。 压力是工业生产中的重要参数。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。 弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽(-0.1～1500兆帕)，是压力测量仪表中应用最多的一种。 一、压力表 1.1、压力表的工作原理 弹簧管压力表又称为波登管压力表。压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。弹簧管压力表带有隔离装臵时，尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。在精确度较高（如0.25级以上）的弹性式压力测
实验一常用电子测量仪器 使用 Prepared on 24 November 2020
实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 一、数字示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。 示波器面板介绍
单踪示波模式 注意下列几点： 8. 频率显示 显示当前触发通道波形的频率值。UTILITY 菜单中的“频率计”设置为“开启”才能显示对应信号的频率值，否则不显示。 10.触发位移 使用水平 POSITION 旋钮可修改该参数。向右旋转使箭头（初始位置为屏幕正中央）右移，触发位移值（初始值为 0）相应减小；向左旋转使箭头左移，触发位移值相应增大。按下该键使参数自动恢复为 0，且箭头回到屏幕正中央。 11. 水平时基 表示屏幕水平轴上每格所代表的时间长度。使用 S/DIV 旋钮可修改该参数，可设置范围为～50S。 根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或cm）与“水平时基”指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。 13. 电压档位 表示屏幕垂直轴上每格所代表的电压大小。使用 VOLTS/DIV 旋钮可修改该参数，可设置范围为 2mV～10V。
重油流量计如何选型 重油流量计可选用的流量计主要种类：1、HKT智能涡轮流量计2、HKB系列靶式流量计3、HK-CMF科里奥利质量流量计4、HKLC椭圆齿轮流量计 用户应该如何选用重油流量计呢?下面小编就来具体介绍一下重油流量计的选用步骤，希望可以帮助到大家。 1、HKT重油流量计 HKT重油流量计是采用涡轮流量计，涡轮流量计是目前应用比较广泛的一款流量计，它的性价比高，一般用于食品，医药，油类等的介质测量。 HKT重油流量计产品特点：压损小，精度高、重复性好，防腐防锈材质，适用于制药、食品等行业的成分配比、贸易结算、流量定量控制等 HKT重油流量计测量原理 在管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑．当流体通过管道时，冲击涡轮流量计叶片，对涡轮流量计产生驱动力矩，使涡轮流量计克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转。在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮流量计的旋转角速度与流体流速成正比。由此，流体流速可通过涡轮流量计的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量。 HKT重油涡轮流量计的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。当涡轮流量计叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化。传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值。 重油就是主要用涡轮流量计来测量的，因为油类不导电，不能用电磁流量计来测量。加上重油的PH值呈弱碱性，涡轮流量计的叶片采用不锈铁2Cr13，马氏体不锈钢，也叫不锈铁。它完全可以达到用于重油的测量要求，不会产生化学反应。 涡轮流量计的管道都是采用304不锈钢材质的，也适用于重油的测量。 那么涡轮流量计用于测量重油有哪些优点呢：计量精确，稳定性能好，一般精度可以达到1%，特殊要求加工出来的精度为0.5%；可以液晶显示瞬时和累计流量；可以带脉冲或者4-20ma输出，或者是485通讯都可以。 如果重油中含有一些杂质，必须配过滤器，防止叶轮的损坏。 注：用户在定购HKT系列重油涡轮流量传感器时要注意根据流体的公称口径、工作压力、工作温度、流量范围、流体种类和环境条件选择合适的规格。当有防爆要求时必须选防爆型传感器，并严格注意防爆等级。需要我公司的显示仪表配套时，请参阅相应的说明书，选用合适的型号，或由我公司技术人员根据您提供的资料替您设计选型。需要传输信号用的电缆时注明规格长度。 2、HKB重油流量计 HKB重油流量计（重油靶式流量计）是采用传统的电容靶式重油流量计原理，保证重
膜片和膜盒 diaphragm and diaphragm capsule 压力测量仪表中的测压弹性元件。由金属或非金属材料制成、周边固定而受力后中心可移动的、具有一定型面的薄片称为膜片。按型面的形状不同膜片可分为平膜片、波纹膜片和球形膜片。型面平坦无波纹的膜片为平膜片；型面具有同心环形波纹的膜片为波纹膜片。将两个膜片的外边缘密封而构成的盒体称为膜盒（见图）。 在压力、轴向力作用下，膜片、膜盒均能产生位移。膜片、膜盒主要用作压力测量仪表的测量元件。膜盒用于测量微小压力。膜片用于测量不超过数兆帕的低压；也可用作隔离元件。在相同的条件下，平膜片位移最小，波纹膜片次之，膜盒最大。如需更大位移，可将数个膜盒串联成膜盒组。 弹簧管 bourdon tube 一端封闭的特种成型管，当管内和管外承受不同压力时，则在其弹性极限内产生变形。弹簧管是压力测量仪表中的一种压力检出元件。它是用弹性材料制作的、弯成C形、螺旋形和盘簧形等形状的中空管。 最早的弹簧管弯成C形，因为法国人E.波登所发明，故又称波登管，现代仍大量应用。它的自由端可移动，开口端固定。管中通入流体，在流体压力作用下，弹簧管发生变形，自由端产生线位移或角位移。 弹簧管的测量范围可由数十千帕至一吉帕以上。常见的截面形状有椭圆形、扁形、圆形（见图）。其中扁管适用于低压，圆管适用于高压，盘成螺旋形弹簧管可用于要求弹簧管有较大位移的仪表中。
波纹管 bellows 压力测量仪表中的一种测压弹性元件。它是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体，波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十 兆帕。 另外，波纹管也可以用作密封隔离元件，将两种介质分隔开来或防止有害流体进入设备的测量部分。它还可以用作补偿元件，利用其体积的可变性补偿仪器的温度误差。有时也用作为两个零件的弹性联接接头等。波纹管按构成材料可分为金属波纹管、非金属波纹管两种；按结构可分为单层和多层。 单层波纹管（见图）应用较多。多层波纹管强度高，耐久性好，应力小，用在重要的测量中。波纹管的材料一般为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因康镍 尔合金等。 【电测式压力测量仪表】 这类仪表利用金属或半导体的物理特性直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有由压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不 等。 图4为压阻式压力传感器的原理示意。它是利用半导体材料硅受压后电阻率改变与所受压力有一定关系的原理制做的。用集成电路工艺在单晶硅膜片的特定晶向上扩散一组等值应变电阻，将电阻接成电桥形式。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，应变使电阻值发生与被测压力成比例的变化，电桥失去平衡，输出 一电压信号至显示仪表显示。
一、流量计选型得原则 选择流量计得原则首先就是要深刻地了解各种流量计得结构原理与流体特性等方面得知识,同时还要根据现场得具体情况及考察周边得环境条件进行选择。也要考虑到经济方面得因素、一般情况下,主要应从下面五个方面进行选择: ①流量计得性能要求; ②流体特性; ③安装要求; ④环境条件; ⑤流量计得价格、 1、流量计得性能要求 流量计得性能方面主要包括:测量流量(瞬时流量)还就是总量(累积流量);准确度要求;重复性;线性度;流量范围与范围度;压力损失;输出信号特性与流量计得响应时间等。 (1)测流量还就是总量 流量测量包括两种,即瞬时流量与累积流量,比如对分输站管道得原油属于贸易交接或石油化工 管道进行连续配比生产或生产流程得过程控制等需要计量总量,间或辅以瞬时流量得观察、在有得工作场所对流量进行控制则需配备瞬时流量测量。因此,要根据现场计量得需要进行选择、有些流量计比如容积式流量计,涡轮流量计等,其测量原理就是以机械计数或脉冲频率输出直接得到总量,其准确度较高,适用于计量总量,如配有相应得发讯装置也可输出流量。电磁流量计、超声流量计等就是以测量流体流速推导出流量,响应快,适用于过程控制,如果配以积算功能后也可以获得总量。 (２)准确度 流量计准确度等级得规定就是在一定得流量范围内,如果使用在某一特定得条件下或比较窄得流量范围内,比如,仅在很小得范围内变化,此时其测量准确度会比所规定得准确度等级高。如用涡轮流量计计量油品装桶分发,在阀门全开得情况下使用,流量基本恒定,其准确度可能会从０。5级提高到０。2５级、 用于贸易核算、储运交接与物料平衡如果要求测量准确度较高时,应考虑准确度测量得持久性,一般用于上述情况下得流量计,准确度等级要求为0、2级。在这样得工作场所一般就是现场配备计量标准设备(比如体积管),对所使用得流量计进行在线检测。近几年由于原油得日趋紧张与各单位对原油计量得高要求,对原油计量提出实行系数交接,即除了每半年对流量计进行一次周期检测后,贸易交接双方协商每１个月或２个月对流量计进行检定确定流量系数,每天根据流量计计量得数据与流量计流量系数计算出数据进行交接,以提高流量计得准确度,也称为零误差交接。 准确度等级一般就是根据流量计得最大允许误差确定得。各制造厂提供得流量计说明书中会给出。一定要注意其误差得百分率就是指相对误差还就是引用误差、相对误差为测量值得百分率,常用“％R”表示、引用误差则就是指测量上限值或量程得百分率,常用“％FS”。许多制造厂说明书中并未注明。比如,浮子流量计一般都就是采用引用误差,电磁流量计有得型号也有采用引用误差得。 流量计如果不就是单纯计量总量,而就是应用在流量控制系统中,则检测流量计得准确度要在整个系统控制准确度要求下确定、因为整个系统不仅有流量检测得误差,还包含有信号传输、控制调节、操作执行等环节得误差与各种影响因素。比如,操作系统中存在有２％左右得回差,对所采用得测量仪表确定过高得准确度(０.5级以上)就就是不经济与不合理得。就仪表本身来说,传感器与二次仪表之间得准确度也应该适当相配,比如说设计出来未经实际标定得均速管误差如在±２。５％~±4％之间,配上0.２％～0、5%高准确度得差压计就意义不大了、 还有一个问题就就是对于检定规程或制造厂说明书中对流量计所规定得准确度等级指得就是其流量计得最大允许误差。但就是由于流量计在现场使用时受环境条件、流体流动条件与动力条件等变化得影响,将会产生一些附加误差。因此,现场使用得流量计应就是仪表本身得最大允许误差与附加误差得合成,一定要充分考虑到这个问题,有时候可能现场得使用环境范围内得误差会超过流量计得最大允许误差。 (3)重复性
第三章压力检测仪表 压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。 1．压力概念和单位 压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。 单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。 (1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表， 称为绝对压力表。
(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象 条件而变化，其值用气压计测定。 (3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差， 称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。 (4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真 空度的仪表称为真空表。 (5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数，差压测量 还可作为流量和物位测量的间接手段。 压力检测的主要方法及分类： 根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。 （1）重力平衡方法 液柱式压力计基于液体静力学原理。被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2 Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。 负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。 (2)机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。
实验一常用电子仪器使用练习、用万用表 测试二极管、三极管 模拟电子技术基础实验常用的电子仪器有： 1、通用示波器20MHZ 2、低频信号发生器 HG1021型 3、晶体管毫伏表：DA-16 4、万用表（500型）或数字万用表 5、直流稳压电源+12V、500mA 为了在实验中能准确地测量数据，观察实验现象，必须学会正确地使用这些仪器的方法，这是一项重要的实验技能，因此以后每次实验都要反复进行这方面的练习。 一、实验目的 （一）学习或复习示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表及直流稳压电源的使用方法。 （二）学习用万用表辨别二极管、三极管管脚的方法及判断它们的好坏。 （三）学习识别各种类型的元件。 二、实验原理 示波器是一种用途很广的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等。 通用示波器的结构包括示波管、垂直放大、水平放大、触发、扫描及电源等六个主要部分，各部分作用见附录。YX4320型波器。 三、预习要求 实验前必须预习实验时使用的示波器、低频信号发生器，万用表的使用说明及注意事项等有关资料。 四、实验内容及步骤 （一）电子仪器使用练习 1、将示波器电源接通1至2分钟，调节有关旋钮，使荧光屏上出现扫描线，熟悉“辉度”、“聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等到旋钮的作用。 2、启动低频信号发生器，调节其输出电压（有效值）为1～5V，频率为1KHZ，
用示波器观察信号电压波形，熟悉“Y轴衰减”和“Y轴增幅”旋钮的作用。 3、调节有关旋钮，使荧光屏上显示出的波形增加或减少（例如在荧光屏上得到一个、三个或六个完整的正弦波），熟悉“扫描范围”及“扫描微调”旋钮的作用。 4、用晶体管毫伏表测量信号发生器的输出电压。将信号发生器的“输出衰减”开关置0db、20db、40db、60db位置，测量其对应的输出电压。测量时晶体管毫伏表的量程要选择适当，以使读数准确。注意不要过量程。 （二）用万用表辨别二极管的极性、辨别二极管e、b、c各极、管子的类型（PNP 或NPN）及其好坏。 1、利用万用表测试晶体二极管。 （1）鉴别正、负极性 万用表欧姆档的内部电路可以用图1-1(b)所示电路等效，由图可见，黑棒为正极性,红棒为负极性。将万用表选在R×100档，两棒接到二极管两端如图1-1(a)，若表针指在几KΩ以下的阻值，则接黑棒一端为二极管的正极，二极管正向导通；反之，如果表针指向很大（几百千欧）的阻值，则接红棒的那一端为正极。 （2）鉴别性能 将万用表的黑棒接二极管正极，红棒接二极管负极，测得二极管的正向电阻。一般在几KΩ以下为好，要求正向电阻愈小愈好。将红棒接二极管的正极，黑棒接二极管负极，可测量出反向电阻。一般应大于200KΩ以上。 2、利用万用表测试小功率晶体三极管 晶体三极管的结构犹如“背靠背”的两个二极管，如图1-2所示。测试时用R ×100档。
流量测量方法和仪表的 选择考虑因素 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
流量测量方法和仪表的选择考虑因素据有关资料报道：发现约有６０％流量仪表所选择测量方法是不合适或者使用不正确，其中一部分虽然采用适宜的测量方法，却错误地布置和安装。由此可见正确选择和使用流量仪表并非易事。 要正确和有效地选择流量测量方法和仪表，必须熟悉流量仪表和生产过程流体特性这两方面的技术，还要考虑经济因素，归纳起来有五个方面因素，即性能要求，流体特性、安装要求、环境条件和费用。 对某一应用场所可以采用的仪表可能有几种方案，如选择时只凭以往经验和单纯考虑初装费用贸然作出决定，从而失去了选择最适和仪表的机会。例如仪表的流量范围和实际流量不匹配、对测量要求不高的场所选用过于复杂和昂贵的仪表、仪表安装后就不能正常工作，这些情况是屡见不鲜的。如涡街波动剧烈，孔板超出量程范围。有时候还会产生事故，如易闪蒸液体烧毁涡轮流量计的涡轮，在负压下拉坏电磁流量计衬里等。 １．测量方法和仪表的选择步序 确定是否真正要安装流量仪表 如果仅希望知道管道中流体是否在输送流动，其大体流量，那么选用流动窥视窗或流动指示器就能以较低费用达到这一目标。他们是一些结构简单的器具，往往有一活动体（板、球、翼轮等）显示流体是否流动，有些能知识流动快慢的大体程度，精确度很低，误差一般在２０－３０％之间，或更大。 国内流量仪表制造业对窥视窗和流动指示器重视宣传不够，仅有几个企业提供产品，从而设计单位和直接用户忽视了这类简易器具，或想使用因品种单一，不能在多种形式中选择合用产品。反观从国外引进石化成套设置中，在较多的工位上装有流动窥视窗或指示器。 如果测量要求比上述高些，指示流量误差在2－10％之间，则安装一台流量仪表。若按后文选择步序认为选择差压式仪表,也不一定要专门安装孔板节流体等流量传感器，可利用弯管流量计或或用外夹装便携式超声流量计。
一、流量计选型的原则 选择流量计的原则首先是要深刻地了解各种流量计的结构原理和流体特性等方面的知识，同时还 要根据现场的具体情况及考察周边的环境条件进行选择。也要考虑到经济方面的因素。一般情况下，主要应从下面五个方面进行选择： ①流量计的性能要求； ②流体特性； ③安装要求； ④环境条件； ⑤流量计的价格。 1、流量计的性能要求 流量计的性能方面主要包括：测量流量（瞬时流量）还是总量（累积流量）；准确度要求；重复性；线性度；流量范围和范围度；压力损失；输出信号特性和流量计的响应时间等。 （1）测流量还是总量 流量测量包括两种，即瞬时流量和累积流量，比如对分输站管道的原油属于贸易交接或石油化工管道进行连续配比生产或生产流程的过程控制等需要计量总量，间或辅以瞬时流量的观察。在有的工 作场所对流量进行控制则需配备瞬时流量测量。因此，要根据现场计量的需要进行选择。有些流量计比如容积式流量计，涡轮流量计等，其测量原理是以机械计数或脉冲频率输出直接得到总量，其准确 度较高，适用于计量总量，如配有相应的发讯装置也可输出流量。电磁流量计、超声流量计等是以测量流体流速推导出流量，响应快，适用于过程控制，如果配以积算功能后也可以获得总量。 （2）准确度 流量计准确度等级的规定是在一定的流量范围内，如果使用在某一特定的条件下或比较窄的流量范围内，比如，仅在很小的范围内变化，此时其测量准确度会比所规定的准确度等级高。如用涡轮流量计计量油品装桶分发，在阀门全开的情况下使用，流量基本恒定，其准确度可能会从级提高到级。 用于贸易核算、储运交接和物料平衡如果要求测量准确度较高时，应考虑准确度测量的持久性，一般用于上述情况下的流量计，准确度等级要求为级。在这样的工作场所一般是现场配备计量标准设备（比如体积管），对所使用的流量计进行在线检测。近几年由于原油的日趋紧张和各单位对原油计量的高要求，对原油计量提出实行系数交接，即除了每半年对流量计进行一次周期检测后，贸易交接双方协商每1个月或2个月对流量计进行检定确定流量系数，每天根据流量计计量的数据与流量计流量系数计算出数据进行交接，以提高流量计的准确度，也称为零误差交接。 准确度等级一般是根据流量计的最大允许误差确定的。各制造厂提供的流量计说明书中会给出。 一定要注意其误差的百分率是指相对误差还是引用误差。相对误差为测量值的百分率，常用“％R' 表示。引用误差则是指测量上限值或量程的百分率，常用“％FS'。许多制造厂说明书中并未注明。比如，浮子流量计一般都是采用引用误差，电磁流量计有的型号也有采用引用误差的。 流量计如果不是单纯计量总量，而是应用在流量控制系统中，则检测流量计的准确度要在整个系统控制准确度要求下确定。因为整个系统不仅有流量检测的误差，还包含有信号传输、控制调节、操作执行等环节的误差和各种影响因素。比如，操作系统中存在有2M右的回差，对所采用的测量仪 表确定过高的准确度（级以上）就是不经济和不合理的。就仪表本身来说，传感器与二次仪表之间的准确度也应该适当相配，比如说设计出来未经实际标定的均速管误差如在土％-± 4%之间，配上% % 高准确度的差压计就意义不大了。 还有一个问题就是对于检定规程或制造厂说明书中对流量计所规定的准确度等级指的是其流量计的最大允许误差。但是由于流量计在现场使用时受环境条件、流体流动条件和动力条件等变化的影响，将会产生一些附加误差。因此，现场使用的流量计应是仪表本身的最大允许误差和附加误差的合成，一定要充分考虑到这个问题，有时候可能现场的使用环境范围内的误差会超过流量计的最大允许误差。 （3）重复性
压力类仪表的工作原理 压力是工业生产过程中的重要参数之一。在许多生产过程中，要求系统只有在一定的压力条件下工作，才能达到预期效果，同时，压力也是监控安全生产的保证。因此，压力检测与控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。 在物理学中，垂直作用在单位面积上的力称为压强，在工程上称为压力。如下式： S F p 表示受力面积。表示垂直作用力；表示压力；式中，S F p 由于参照点不同，在工程技术中压力分为以下几种： 1.大气压：地球表面上的空气质量所产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。 2.差压（压差）：两个压力之间的相对差值。 3.绝对压力：绝对压力是相对零压力（绝对真空）而言的压力。 4.表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压>0。 5.负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压<0。 在工程上，按压力随时间的变化关系分为以下两类： 1、静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。
2、.动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/2ρν2计算。式中ρ为流体密度；v 为流体运动速度。” 压力单位换算关系见下表： 牛顿/米2 (帕斯卡) (N/m 2)(Pa) 公斤力/米2 (kgf/m 2) 公斤力/厘米2 (kgf/cm 2) 巴 (bar) 标准大气压 (atm) 毫米水柱 4o C (mmH 2O) 毫米水银柱 0o C (mmHg) 磅/英寸2 (lb/in 2,psi) 牛顿/米2 (帕斯卡) (N/m 2)(Pa) 1 0.10197 2 10.1972×10-6 1×10-5 0.986923×10-5 0.101972 7.50062×10- 3 145.038×10-6 公斤力/米2 (kgf/m 2) 9.80665 1 1×10-4 9.80665×10-5 9.67841×10-5 1×10-8 0.0735559 0.00142233 公斤力/厘米2 (kgf/cm 2) 98.0665×103 1×104 1 0.980665 0.967841 10×103 735.559 14.2233 巴 (bar) 1×105 10197.2 1.01972 1 0.986923 10.1972×103 750.061 14.5038 标准大气压 (atm) 1.01325×105 1033 2.3 1.03323 1.01325 1 10.3323×103 760 14.6959 毫米水柱 4o C (mmH 2O) 0.101972 1×10-8 1×10-4 9.80665×10-5 9.67841×10-5 1 73.5559×10-3 1.42233×10-3 毫米水银柱 0o C (mmHg) 133.322 13.5951 0.00135951 0.00133322 0.00131579 13.5951 1 0.0193368 磅/英寸2 (lb/in 2,psi) 6.89476×103 703.072 0.0703072 0.0689476 0.0680462 703.072 51.7151 1 压力测量系统根据测量的原理，分为如下几类： 一、净重式。净重式压力计包括液柱式压力计和活塞式压力计；
压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。液压式压力测量仪表常称为液柱式压力计，它是以一定高度的液柱所产生的压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的。大多是一根直的或弯成U形的玻璃管，其中充以工作液体。常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。因玻璃管强度不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过兆帕。 它的特点是。液柱式压力计灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。 弹性性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。 负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计。由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的误差很小，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十帕至2500兆帕。 电测式压力测量仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
常用流量计之间的比较 流量测量是四大重要过程参数之一（其他的是温度、压力和物位）。 差压流量计（DP）这是最普通的流量技术，包括孔板、文丘里管和音速喷嘴。DP流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。DP流量计没有移动部分，应用广泛，易于使用。但堵塞后，它会产生压力损失，影响精确度。流量测量的精确度取决于压力表的精确度。 容积流量计（PD）PD流量计用于测量液体或气体的体积流速，它将流体引入计量空间内，并计算转动次数。叶轮、齿轮、活塞或孔板等用以分流流体。PD 流量计的精确度较高，是测量粘性液体的几种方法之一。但是它也会产生不可恢复的压力误差，以及需装有移动部件。 涡轮流量计当流体流经涡轮流量计时，流体使转子旋转。转子的旋转速度与流体的速度相关。通过转子感受到的流体平均流速,推导出流量或总量。涡轮流量计可精确地测量洁净的液体和气体。像PD流量计，涡轮流量计也会产生不可恢复的压力误差，也需要移动部件。 电磁流量计具有传导性的流体在流经电磁场时，通过测量电压可得到流体的速度。电磁流量计没有移动部件，不受流体的影响。在满管时测量导电性液体精确度很高。电磁流量计可用于测量浆状流体的流速。 超声流量计传播时间法和多普勒效应法是超声流量计常采用的方法，用以测量流体的平均速度。像其他速度测量计一样，是测量体积流量的仪表。它是无阻碍流量计，如果超声变送器安装在管道外测，就无须插入。它适用于几乎所有的液体，包括浆体，精确度高。但管道的污浊会影响精确度。 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,游涡的速度与流体的速度成一定比例，从而计算出体积流量。涡街流量计适用与测量液体、气体或蒸汽。它没有移动部件，也没有污垢问题。涡街流量计会产生噪音，而且要求流体具有较高的流速，以产生旋涡。 热式质量流量计通过测量流体的温度的升高或热传感器降低来测量流体速度。热式质量流量计没有移动部件或孔，能精确测量气体的流量。热质量流量计是少数能测量质量流量的技术之一，也是少数用于测量大口径气体流量的技术。 科里奥利流量计这种流量计利用振动流体管产生与质量流量相应的偏转来进行测量。科里奥利流量计可用于液体、浆体、气体或蒸汽的质量流量的测量。精确度高。但要对管道壁进行定期的维护，防止腐蚀。
常见九大压力仪表工作原理、选型、安装注意事项 一、常见九大压力仪表工作原理 1、液柱式压力计 2、活塞式压力计 活塞式压力计是基于静压平衡的原理工作的，一般有单活塞和双活塞两种。活塞压力计根据其精度分为一等、二等、三等，精度等级误差分别为0.02级，0.05级，0.2级。活塞的有效面积一般取1cm2、0.5cm2或0.1cm2。传压介质常用的有变压器油和蓖麻油。 3、弹性式压力计 弹性式压力计有弹簧管式、膜片式、膜盒式和波纹管式等；工业上常用的弹性测压元件有弹簧管、波纹管及膜片三类。弹性式压力计是根据弹性元件的变形和所受压力成比例的原理来工作的。当作用于弹性元件上的被测压力越大时，弹性元件的变形也越大。常用的弹性式压力表有弹簧管式压力表、膜片式压力表、波纹管式压力表，其中弹簧管式压力运用最广。 弹性元件的钢度就是指弹性元件变形的难易程度。钢度大的弹簧管受压变形后形变小。用不锈钢、合金钢制作的钢度大，一般用来测量大于20MPa以上压力；磷铜、黄铜制作的钢度小，一般测量小于20MPa以下的压力。 弹簧压力表一般由弹簧管、连接杆、扇形齿轮、游丝、指针和刻度盘等几部分组成。 弹簧管压力表中弹簧管都是由一根弯成270°圆弧状、截面呈椭圆形的金属管制成。因为椭圆形截面在介质压力的作用下将趋向圆形，使弯成圆弧形的弹簧管随之产生向外挺直扩张的变形，使弹簧管的自由端产生位移，并通过连接带动扇形齿轮进行放大，带动指针转动，指针转动的角度和压力程线性关系，这样就通过刻度盘读出被测压力的大小。游丝的作用是产生一个反作用力。膜片式压力表一般由测量膜片、传动系统、指示系统和表壳接头几部分组成。 4、电远传式压力表
流量测量方法和仪表的选择考虑因素据有关资料报道：发现约有６０％流量仪表所选择测量方法是不合适或者使用不正确，其中一部分虽然采用适宜的测量方法，却错误地布置和安装。由此可见正确选择和使用流量仪表并非易事。 要正确和有效地选择流量测量方法和仪表，必须熟悉流量仪表和生产过程流体特性这两方面的技术，还要考虑经济因素，归纳起来有五个方面因素，即性能要求，流体特性、安装要求、环境条件和费用。 对某一应用场所可以采用的仪表可能有几种方案，如选择时只凭以往经验和单纯考虑初装费用贸然作出决定，从而失去了选择最适和仪表的机会。例如仪表的流量范围和实际流量不匹配、对测量要求不高的场所选用过于复杂和昂贵的仪表、仪表安装后就不能正常工作，这些情况是屡见不鲜的。如涡街波动剧烈，孔板超出量程范围。有时候还会产生事故，如易闪蒸液体烧毁涡轮流量计的涡轮，在负压下拉坏电磁流量计衬里等。 １．测量方法和仪表的选择步序 确定是否真正要安装流量仪表 如果仅希望知道管道中流体是否在输送流动，其大体流量，那么选用流动窥视窗或流动指示器就能以较低费用达到这一目标。他们是一些结构简单的器具，往往有一活动体（板、球、翼轮等）显示流体是否流动，有些能知识流动快慢的大体程度，精确度很低，误差一般在２０－３０％之间，或更大。 国内流量仪表制造业对窥视窗和流动指示器重视宣传不够，仅有几个企业提供产品，从而设计单位和直接用户忽视了这类简易器具，或想使用因品种单一，不能在多种形式中选择合用产品。反观从国外引进石化成套设置中，在较多的工位上装有流动窥视窗或指示器。 如果测量要求比上述高些，指示流量误差在2－10％之间，则安装一台流量仪表。若按后文选择步序认为选择差压式仪表,也不一定要专门安装孔板节流体等流量传感器，可利用弯管流量计或或用外夹装便携式超声流量计。