第5章物位检测仪表

第四章 物位检测1、某贮罐内的压力变化范围为12~15MPa,要求远传显示,试选择一台DDZ-Ⅱ型压力变送器 (包括准确度等级与量程)。

如果压力由12MPa 变化到15MPa,问这时压力变送器的输出变化了多少?如果附加迁移机构,问就是否可以提高仪表的准确度与灵敏度?试举例说明之。

解:如果已知某厂生产的 DDZ-Ⅱ型压力变送器的规格有:0～10,16,25,60,100 (MPa)精度等级均为0、5级。

输出信号范围为0～10mA 。

由已知条件,最高压力为15MPa,若贮罐内的压力就是比较平稳的,取压力变送器的测量上限为若选择测量范围为0～25MPa 、准确度等级为0、5级,这时允许的最大绝对误差为由于变送器的测量范围为0～25MPa,输出信号范围为0～10mA,故压力为12MPa 时,输出电流信号为压力为15MPa 时,输出电流信号为这就就是说,当贮罐内的压力由12MPa 变化到15MPa 时,变送器的输()MPa 5.222315=⨯()MPa 125.0%5.020=⨯()mA 8.4102512=⨯()mA 6102515=⨯出电流只变化了1、2mA 。

在用差压变送器来测量液位时,由于在液位H=0时,差压变送器的输入差压信号Δp 并不一定等于0,故要考虑零点的迁移。

实际上迁移问题不仅在液位测量中遇到,在其她参数的测量中也可能遇到。

加上迁移机构,可以改变测量的起始点,提高仪表的灵敏度 (只不过这时仪表量程也要作相应改变)。

由本例题可知,如果确定正迁移量为7MPa,则变送器的量程规格可选为16MPa 。

那么此时变送器的实际测量范围为7～23MPa,即输入压力为7MPa 时,输出电流为0mA;输入压力为23MPa 时,输出电流为10mA 。

这时如果输入压力为12MPa,则输出电流为输入压力为15MPa 时,输出电流为由此可知,当输入压力由12MPa 变化到15MPa 时,输出电流变化了1、875mA,比不带迁移机构的变送器灵敏度提高了。

自动化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ131—90目录第一章总则第二章质量检验评定方法与质量等级的划分第三章取源部件的安装第一节检验数量第二节温度取源部件第三节压力取源部件第四节流量取源部件第五节物位取源部件第六节分析取源部件第四章仪表盘(箱、操作台)的安装第一节检验数量第二节仪表盘(操作台)型钢底座第三节单独仪表盘(操作台)第四节成排仪表盘(操作台)第五节仪表箱(板)、保温箱、保护箱第五章仪表设备的安装第一节检验数量第二节温度、湿度仪表第三节压力仪表第四节流量仪表第五节物位仪表第六节分析仪表第七节调节阀、执行机构和电磁阀第八节盘装仪表第六章仪表供电设备及供气、供液系统的安装第一节检验数量第二节供电设备第三节供气系统第四节供液系统第七章仪表用电气线路的敷设第一节检验数量第二节支架、汇线槽、桥架制作及安装第三节电线(缆)保护管敷设第四节电缆敷设、电缆头制作和接线第五节电线和补偿导线的敷设第六节仪表盘(箱、操作台)内配线第八章防爆和接地第一节检验数量第二节防爆第三节接地第九章表用管路的敷设第一节检验数量第二节管路敷设第三节仪表盘(箱、操作台)内配管第十章脱脂和防护第一节检验数量第二节脱脂第三节防护第十一章仪表调校第一节检验数量第二节单体调校第三节系统调试附录一检验工具和仪器附录二仪表安装分项工程质量检验评定表附录三仪表安装分部工程质量检验评定表附录四本标准用词说明附加说明主编部门：中华人民共和国化学工业部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1991年3月1日关于发布国家标准《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》的通知（90）建标字第242号根据国家计委计综〔1986〕250号文的要求，由化学工业部会同有关部门共同修订的《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》，已经有关部门会审，现批准《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131—90为国家标准，自1991年3月1日起施行。

原《建筑安装工程质量检验评定标准（自动化仪表安装工程）》TJ308－77同时废止。

中华人民共和国国家标准GB50093-2002自动化仪表工程施工及验收规范Codeforconstructionandacceptanceofautomationinstrumentationengineering主编部门：中国石油和化学工业协会批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2003 年3 月1 日中华人民共和国建设部公告建设部关于发布国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》的公告现批准《自动化仪表工程施工及验收规范》为国家标准，编号为GB50093 —2002 ，自2003 年3 月1 日起实施。

其中，第1.0.3、4.1.3 、4.5 、6 、5.2.11 、5.5.1 （3 ）（4 ）、5.5.2 、6.1.7 、6.1.15 、6.1.17 、7.1.3 、7.2.4 、7.6.5 、8.1.1 、8.1.4 、8.1.5 、8.1.6 、8.1.7 、8.1.9 、8.1.10 、8.1.11 、8.2.5 、8.3.1 、9.1.2 、9.1.6 （12 ）、9.1.7 、9.1.8 （2 ）（4 ）、9.1.9 、9.1.11 、9.2.1 、10.1.2 、11.1.5 、11.1.10 条（款）为强制性条文，必须严格执行。

原《自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93 —86 同时废止。

本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国建设部二○○三年一月十日前言本规范是根据建设部建标[1997]108号文《关于印发一九九七年工程建设国家标准制订、修订计划的通知》的要求，由原化工部为主编部门，会同冶金、机械、中石化部门的所属单位，对原国家标准《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93 —86进行修订而成。

本规范包括总则、术语、施工准备、取源部件的安装、仪表设备的安装、仪表线路的安装、仪表管道的安装、脱脂、电气防爆和接地、防护、仪表试验以及工程验收等十二章。

《第六册自动化控制仪表安装工程》册说明一、《第六册自动化控制仪表安装工程》(以下简称本册定额)适用于工业自动化仪表不适用于建筑智能化。

内容包括过程检测仪表，过程控制仪表，机械量监控装置，过程分析及环境监测装置，安全、视频及控制系统，工业计算机安装与试验，仪表管路敷设、伴热及脱脂，自动化线路、通信设备，仪表附件安装制作，仪表盘、箱、柜、附件安装与制作等工程。

二、本册定额编制的主要技术依据有：1.《自动化仪表工程施工及质量验收规范》GB 50093－2013；2.《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493－2009；3.《全国统一安装工程基础定额》GJD-209-2006；4.《自控安装图册》HG/T 21581－2012；5.《石油化工仪表接地设计规范》SHT 3081—2003；三、本册定额不包括下列内容:1.本册定额施工内容只限单体试车阶段，不包括无负荷和负荷试车；不包括单体和局部试运转所需水、电、蒸汽、气体、油（脂）、燃料等，以及化学清洗和油清洗及蒸汽吹扫等。

2.电气配管、支架制作与安装、接地系统，供电电源、UPS执行《第四册电气设备安装工程》相应项目。

3.管道上安装流量计、调节阀、电磁阀、节流装置、取源部件等，及在管道上开孔焊接部件，管道切断、法兰焊接、短管加拆等执行第八册《工业管道工程》相应项目。

4.仪表设备与管路的保温保冷、防护层的安装及保温保冷层、防护层的防水、防腐工作，执行第十一册《刷油、防腐蚀、绝热工程》相应目。

四、下列费用可按系数分别计取：1.脚手架搭拆费按定额人工费的5%，其费用中人工费占35%。

2.垂直运输：（1）垂直运距取定为±20m以内。

垂直运距超过±20m的子目，其安装人工、机械（不含校验仪器仪表）乘以系数1.06。

（2）施工高度以平台、楼平面为基准，施工超高降效在±3～±6m以内已进入定额。

超过部分（±6m）工程量人工乘以系数1.05。

第5章 液位测量液位的高低对核电厂来说是个重要的参数，例如反应堆冷却剂液位，蒸汽发生器水位、稳压器内液位等直接反映了核电厂的运行工况，关系到核电厂能否安全而经济地运行。

核电厂常用的液位检测仪表有下列几种：差压式的，浮子式的，指针式的，液位信号式等。

5.1 液体静力液位计我们通常见到的水位标尺玻璃管就是一种最简单的液体静力液位测量仪表, 如图5.1-1所示就是一种水位标尺管测量液位的示意图。

ρH жg h g T ρ=(5.1-1) 即ρ(=h жH T )/ρ(5.1-2)式中ρж——容器中液体的密度；T ρ——管子中流体的密度。

若*ρ和T ρ有差别。

则容器和管子中的液位就会不一致。

这是由于容器和管子中的温差引起的。

图5.1-1 用水位标尺管测量液位的示意图5.2 差压式液位计差压式液位计的工作原理是把液位高度的变化转换成差压的变化，因此其测量仪表就是差压计（差压变送器）。

差压式液位计准确测量液位的关键是液位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器实现的，常用的平衡容器是双室平衡容器。

要求不高的场合是直接用差压变送器液位变化引起的差压。

因此，采用平衡容器的差压式液位仪表的工作原理是：用被测液柱高度与保持液位不变的平衡容器中液柱高度所造成的压差来进行液位测量，平衡容器和与差压计的连接管线充满了被测液体。

差压式液位计（变送器）具有统一的输出信号，即0~5mA 的电流信号。

5.1.1 加热器的液位测量图5.2-1所示为高压加热器中加热蒸汽冷凝水液位测量的示意图，这里使用了单室平衡容器，由于它与脉冲管相比具有较大的截面，因而可使液位保持不变。

图5.2-1 高压加热器中加热蒸汽冷凝水液位测量的示意图由图可见，g H P B ρ=1g h H g h P K ∏-+=ρρ)(2∴g h H h H P P P K B ])([21∏---=-=∆ρρρ(5.2-1)或g h H P K B )]()([∏∏---=∆ρρρρ(5.2-2)式中 h ——被测冷凝水位；H ——平衡容器水柱的高度； K ρ——冷凝水的密度；B ρ——平衡容器水柱的密度； ∏ρ——蒸汽的密度；P ∆——差压计的压差。

化工仪表及自动化总复习第一章自动控制系统基本概念一、基本要求1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；2. 掌握自动控制系统中常用术语，了解方块图的意义及画法；3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义；4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。

二、常用概念1. 化工自动化的主要内容:自动检测，自动保护，自动操纵，自动控制系统2. 自动控制系统的基本组成: 被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。

3. 被控对象：对其工艺参数进行控制的机器或设备4. 被控变量：生产过程需保持恒定的变量5. 操纵变量：具体实现控制作用的变量6. 干扰作用：在生产过程中引起被控变量偏离给定值的外来因素7. 设定值：被控变量的期望值，可固定也可以按程序变化8. 偏差：给定值与测量值之间的差值9. 闭环系统：系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统10.开环系统：系统的输出被反馈到输入端，执行器只根据输入信号进行控制的系统11. 控制系统的过渡过程:系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程12. 反馈:把系统的输出直接或经过一些环节后送到输入端，并加入到输入信号中的方法13. 负反馈：反馈信号的作用方向与给定信号相反，即偏差信号为两者之差（e=x—z）14. 正反馈：反馈信号的作用方向与原来的信号相同，使信号增强（e=x+z）三、问答题1. 控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

答：定值控制系统：给定值为常数随动控制系统：给定值随机变化程序控制系统：给定值按一定时间程序变化2.在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式? 其中哪些形式能基本满足控制要求？答：1.非周期衰减过程2.衰减振荡过程3.等幅振荡过程4.分散振荡过程1,2能基本满足控制要求，但1进程缓慢，只用于系统不允许震振荡时3. 试述控制系统衰减振荡过程的品质指标及其含义。

第三章物位测量仪表第一节：概述在化工生产中，对某些设备内的物位进行测量和调节也是十分重要的。

它能为正常生产和质量管理以及经济核算，提高经济效益提供可靠的依据。

在连续生产过程中，维持某些设备内的稳定（如锅炉、蒸发器、吸收塔)等,对保证生产安全、优质、高产等也是必不可少的。

一、物位测量的概念我们把存在于罐、塔、槽以及自然界中的江、湖、水库等中的液体或水积存的相对高度或表面位置叫做液位；把存在于料斗、罐、储仓，堆场等处的固体块、颗粒、粉料等堆积的相对高度或表面位叫做料位；把在同一容器中，两种密度不同且互不相溶的液体之间或液体和固体之间的分界面（亦称相界面）位置叫做界位。

上述液位、料位、界位总称为物位。

用来对物位进行测量、报警和自动调节的自动化仪表称物位测量仪表。

二、物位测量仪表的分类按工作原理分，物位测量仪表可分成直读式（包括玻管式、玻板式两类，而玻板式又可分为透光式和折光式两种），浮力式（包括恒浮力式，变浮力式两类，而恒浮力式又可分为浮标式与浮球式，其中浮球式还可分为内浮式和外浮式）、静压式（包括压力式和差压式）、电磁式（包括电阻式、电容式、电感应式等）、声波式、核辐射式等。

第二节：浮力式液位计浮力式液位计分为恒浮力式液位计和变浮力式液位计，以飘浮在液面上的浮子（浮标）将跟随液位的变化而产生位移来测量液位制成的仪表为恒浮力式液位计。

未完全浸沉于液体中的浮筒（沉筒）所受的浮力将随液位的变化来进行液位测量的而标志的仪表称变浮力式液位计。

浮力式或浮筒是这类仪表的敏感元件，它能将液位的变化转换成位移或力的变化，然后通过机械或电气或其它形式将液位的变化进行就地或远传显示，以实现对液位的测量。

浮力式液位计的主要特点是结构简单，工作可靠，不易受外界环境的影响，维修也较简便。

一、恒浮力液位计恒浮力式液位计是利用浮子本身的重力和所受的浮力均为定值，浮子始终漂浮在液面上，并跟随液面的变化而变化来进行测量液位的。

常见的浮子式液位计可分为带有钢丝绳（或钢带）的浮子式液位计、杠杆带浮子式液位计和依靠浮子电磁性能传递的液伴计（如：磁翻板式液位计）。

第五章一、选择题1．超声波频率越高，(A)。

A．波长越短，指向角越小，方向性越好 B．波长越长，指向角越大，方向性越好C．波长越短，指向角越大，方向性越好 D．波长越短，指向角越小，方向性越差2. 超声波传播速度最快的介质是（ D ）A．水Ｂ．空气Ｃ．氧气Ｄ．钢铁3. 超声波在以下介质中传播时强度会发生衰减，其中衰减最大的是（ C ）A．半导体Ｂ．石油Ｃ．空气Ｄ．水4．电涡流式传感器激磁线圈的电源是（ C ）。

A．直流 B．不需要电源 C．高频交流 D．低频交流5. 电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出( C )的靠近程度。

A. 人体B. 水C. 黑色金属零件D. 塑料零件6. 超声波频率越高，( A )。

A. 波长越短，指向角越小，方向性越好B. 波长越长，指向角越大，方向性越好C. 波长越短，指向角越大，方向性越好D. 波长越短，指向角越小，方向性越差7. 超声波在有机玻璃中的声速比在水中的声速( A )，比在钢中的声速( B )。

A. 大B. 小C. 相等伏，从而产生电火花。

8.物位是指（ D ）。

（A）液位（B）料位（C）界位（D）以上都是9.按（ A ）区分，物位测量仪表可分为直读式、浮力式、静压式、电磁式、声波式等。

（A）工作原理（B）仪表结构（C）仪表性能（D）工作性质10.静压式液位计是根据流体（ A ）原理工作的，它可分为压力式和差压式两大类。

（A）静压平衡（B）动压平衡（C）能量守恒（D）动量平衡11.吹气式液位计测量液位的前提条件是使导管下端有（ C ）气泡逸出。

（A）大量（B）少量（C）微量（D）没有12.用吹气法测量液位时，液位上升时（ C ）。

(A)导压管口的静压力升高，因而从导管中逸出的气泡数随之增多(B)导压管口的静压力降低，因而从导管中逸出的气泡数随之增多(C) 导压管口的静压力升高，因而从导管中逸出的气泡数随之减少(D) 导压管口的静压力降低，因而从导管中逸出的气泡数随之减少13.用差压法测量容器液位时，液位的高低取决于（ D ）。