【正文】 于 50mm、低雷諾數(shù)的流體的測(cè)量精度是不高的。 由式 (3—25)可得 在 Δp一定的情況下，流過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量和轉(zhuǎn)子與錐形管間環(huán)隙面積 F0有關(guān)。 若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子與差動(dòng)變壓器的鐵心連結(jié)起來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)鐵心 —起運(yùn)動(dòng)，那么，就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成輸出感應(yīng)電勢(shì)的大小。 當(dāng)已知儀表顯示刻度 Q0，要計(jì)算實(shí)際的工作介質(zhì)流量時(shí)，可按下式修正。 如圖 3—30(a)、 (b)、 (c)所示，橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)了 1／ 4周，其所排出的被測(cè)介質(zhì)為一個(gè)半月形容積。為此，橢圓齒輪流量計(jì)的入口端必須加裝過濾器。 它主要由下列幾部分組成。這個(gè)電信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后，送往子計(jì)數(shù)器或電子頻率計(jì)，以累積或指示流量。 六、電磁流量計(jì) 在流量測(cè)量中，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)是具有導(dǎo)電性的液體介質(zhì)時(shí)，可以應(yīng)用電磁感應(yīng)的方法來測(cè)量流量。 特點(diǎn)：電磁流量計(jì)的測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無可動(dòng)部件或突出于管內(nèi)的部件 ，因而壓力損失很小 。 在使用中要注意維護(hù) ， 防止電極與管道間絕緣的破壞 。 測(cè)量料位的儀表叫料位計(jì) 。 (3)浮力式物位儀表 利用浮子高度隨液位變化而改變或液體對(duì)浸沉于液體中的浮子 (或稱沉筒 )的浮力隨液位高度而變化的原理工作 。 所以聲波式物位儀表可以根據(jù)它的工作原理分為聲波遮斷式 、 反射式和阻尼式 。 2） 負(fù)遷移 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 往往 H與 Δp之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不那么簡(jiǎn)單 。 這里遷移彈簧的作用 ， 其實(shí)質(zhì)是改變變送器的零點(diǎn) 。 它維持原來的量程 (5000Pa)大小不變 ， 只是向負(fù)方向遷移了一個(gè)固定壓差值 [（ h2一 h1） ρ2g = 2022Pa ]。 三 、 電容式物位傳感器 1． 測(cè)量原理 在電容器的極板之間 ， 充以不同介質(zhì)時(shí) ， 電容量的大小也有所不同 。 式 (3—60)中的 Ki為比例系數(shù) 。 圖 3—49所示為用金屬電極棒插入容器來測(cè)量料位的示意圖 。 液體次之 ， 氣體則最弱 。 測(cè)量高溫液體 (指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況 )時(shí) ， 經(jīng)常在負(fù)壓管上裝有冷凝罐 （ 見圖 3— 77） ， 問這時(shí)用差壓變送器來測(cè)量液位時(shí) ， 要不要遷移 ? 如要遷移 ， 遷移量應(yīng)如何考慮 ？ 第五節(jié) 溫度檢測(cè)及儀表 一 、 溫度檢測(cè)方法 溫度是表征物體冷熱程度的物理量 ,是各種工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中最普遍而重要的操作參數(shù) 。 若按用途分 ， 可分為標(biāo)準(zhǔn)儀表 、 實(shí)用儀表 。 這樣寬的測(cè)量范圍 ， 需用各種不同的測(cè)溫方法和測(cè)溫儀表 。 但由于放射線對(duì)人體有害 ， 它的劑量要加以嚴(yán)格控制 ， 所以使用范圍受到一些限制 。 入射強(qiáng)度為 I0， 的放射源 ,隨介質(zhì)厚度增加其強(qiáng)度呈指數(shù)規(guī)律衰減 ,其關(guān)系為 不同介質(zhì)吸收射線的能力是不一樣的 。 由于固體間磨損較大 ， 容易 “ 滯留 ” ， 所以一般不用雙電極式電極 。 它由內(nèi)電極 1和一個(gè)與它相絕緣的同軸金屬套筒做的外電極 2所組成 ， 外電極 2上開很多小孔 4， 使介質(zhì)能流進(jìn)電極之間 ， 內(nèi)外電極用絕緣套 3絕緣 。 法蘭式差壓變送器按其結(jié)構(gòu)形式又分為單法蘭式及雙法蘭式兩種 。 當(dāng)有遷移時(shí)假定固定壓差為 （ h2一 h1） ρ2g = 2022Pa， 那么 H=0時(shí) ，根據(jù)式 (3—56)有 Δp＝ —（ h2一 h1） ρ2g = —2022Pa ， 這時(shí)變送器的輸出應(yīng)為 4mA； H為最大時(shí) ， Δp＝ Hρ1g一 （ h2一 h1） ρ2g ＝ 5000一2022＝ 3000Pa， 這時(shí)變送器輸出應(yīng)為 20mA． 如圖 3—44中曲線 b所示 。 為了使儀表的輸出能正確反映出液位的數(shù)值 ， 也就是使液位的零值與滿量程能與變送器輸出的上 、 下限值相對(duì)應(yīng) ， 必須設(shè)法抵消固定壓差 (h2一 h1)ρ2g 的作用 ， 使得當(dāng) H＝ 0時(shí) ， 變送器的輸出仍然回到4mA， 而當(dāng) H＝ Hmax時(shí) ，、 變送器的輸出能為 20mA。 2 零點(diǎn)遷移問題 1） 無遷移 一般來說 ， 差壓 Δp與液位高度 H之間有如下關(guān)系 這就屬于一般的 “ 無遷移 ” 情況 。 目前應(yīng)用較多的是 γ射線 。 (1)直讀式物位儀表 這類儀表中主要有玻璃管液位計(jì) 、 玻璃板液位計(jì)等 。 作業(yè)： 39題（ ） 用水刻度的流量計(jì)，測(cè)量范圍為 0—10L/min，轉(zhuǎn)子用密度為7920kg／ m3的不銹鋼制成，若用來測(cè)量密度為 0. 831kg／ L苯的流量，問測(cè)量范圍為多少 ?若這時(shí)轉(zhuǎn)子材料改為由密度為 2750kg／ m3的鋁制成，問這時(shí)用來測(cè)量水的流量及苯的流量，其測(cè)量范圍各為多少’ 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 一 、 概述 在容器中液體介質(zhì)的高低叫液位 ， 容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度叫料位 。 不能測(cè)量氣體 、 蒸汽及石油制品等的流量 。當(dāng)導(dǎo)電液體流過管道時(shí)，因流體切割磁力線而產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì) (根據(jù)發(fā)電機(jī)原理 )。安裝時(shí)，必須保證前后有一定的直管段，以使流向比較穩(wěn)定。 整個(gè)渦輪流量計(jì)安裝在外殼 4上，外殼 4是由非導(dǎo)磁的不銹鋼制成、兩端與流體管道相連接。在規(guī)定的流量范圍和一定的流體粘度下，轉(zhuǎn)速與流速成線性關(guān)系，因此，測(cè)出葉輪的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)，就可確定流過管道的流體流量或總量。測(cè)量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。 1. 工作原理 橢圓齒輪流量計(jì)的測(cè)量部分是由兩個(gè)相互嚙合的橢圓形齒輪 A和 B、軸及殼體組成。 轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來測(cè)量氣體時(shí)，制造廠是在工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài) (293K，）下用空氣進(jìn)行標(biāo)定的。 根據(jù)鐵心處在差動(dòng)變壓器線圈中的位置不同，次級(jí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) e e2不同。這就是說，在轉(zhuǎn)子流量計(jì)中，流體的壓降是固定不變的。最常用的方法是用某種與被測(cè)介質(zhì)不互溶且不起化學(xué)變化的中性液體作為隔離液，同時(shí)起傳遞壓力的作用。 ② 測(cè)量蒸汽的流量時(shí)，要實(shí)現(xiàn)上述的基本原則，必須解決蒸汽冷凝液的等液位問題，以消除冷凝液液位的高低對(duì)測(cè)量精度的影響，最常用的接法見圖 3—24所示。 c．在引壓導(dǎo)管的管路中，應(yīng)有排氣的裝置。此外，為保證流體在節(jié)流裝置前后為穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長(zhǎng)度的直管段。標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。 因此實(shí)際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn)，來測(cè)量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化的。下面以孔板為例說明節(jié)流現(xiàn)象。間接式質(zhì)量流量計(jì)是用密度與容積流量經(jīng)過運(yùn)算求得質(zhì)量流量的。 常用的流量單位有噸每小時(shí) (t/h)、千克每小時(shí) (kg/h)、千克每秒(kg/s)、立方米每小時(shí) (m3/h)、升每小時(shí) (L／ h)、升每分 (L／ min)等。所以，介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。 ② 安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。 ① 要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。 解 由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以選擇儀表的上限值為 M P app 562282m a x1 ????? 根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄一，可查得選用 YX150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為 0一 60MPa。 根據(jù)“化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”： 在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過測(cè)量上限值的 2/3； 在測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過測(cè)量上限值的 1/2； 在測(cè)最高壓壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)越過測(cè)量上限值的 3／ 5。通過編制各種程序，使變送器具有自修正、自補(bǔ)償、自診斷及錯(cuò)誤方式告警等多種功能。 電容式壓力變送器是先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量的。 下面以 DDZ—Ⅲ 型電動(dòng)力矩平衡壓力變送器為例加以介紹 。 由于傳感器的固有頻率在 25000Hz以上 ， 故有較好的動(dòng)態(tài)性能 ． 適用于快速變化的壓力測(cè)量 。 2． 應(yīng)變片式壓力傳感器 應(yīng)變片式壓力傳感器是利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成的 。 如圖 3—9所示 ， 在霍爾片的 Z軸方向加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的恒定磁場(chǎng) 、 在 Y軸方向加一外電場(chǎng) (接入直流穩(wěn)壓電源 )。 圖 3—8是電氣式壓力計(jì)的組成方框圖 。 按其用途水同 ， 除普通彈簧管壓力表外 ． 還有耐腐蝕的氨用壓力表 、 禁油的氧氣壓力表等 。 (2)薄膜式彈性元件 薄膜式彈性元件根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同還可以分為膜片與膜盒等 。 若增加附加裝置 ， 如記錄機(jī)構(gòu) 、 電氣變換裝置 、 控制元件等 ， 則可以實(shí)現(xiàn)壓力的記錄 、 遠(yuǎn)傳 、 信號(hào)報(bào)警 、 自動(dòng)控制等 。 例如彈簧管壓力計(jì) 、 波紋管壓力計(jì)及膜式壓力計(jì)等 。 所以 ， 工程上經(jīng)常用表壓或真空度來表示壓力的大小 。 根據(jù)國(guó)際單位制 (代號(hào)為 SI)規(guī)定 。 國(guó)產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表以 “ 電 ” 、 “ 單 ” 、 “ 組 ” 三字的漢語拼音字頭為代號(hào) ， 簡(jiǎn)稱 DDZ儀表；同樣 ， 氣動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱 QDZ儀表 。 (5)執(zhí)行器 執(zhí)行器可以接受控制儀表的輸出信號(hào)或直接來自操作人員的指令 ， 對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行操作或控制 。 (2)氣動(dòng)儀表 氣動(dòng)儀表的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 、 直觀；工作比較可靠；對(duì)溫度 、 濕度 、 電磁場(chǎng) 、 放射性等環(huán)境影響的抗干擾能力較強(qiáng)；能防火 、 防爆；價(jià)格比較便宜 。 如 —臺(tái)儀表的有效數(shù)字位數(shù)為三位 ， 其分辨率便為千分之一 。 值得注意的是 、 上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表 。 ， 常用來作為標(biāo)準(zhǔn)表 ， 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量?jī)x表 ，其精度大多是 。 由于國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有 ， 同時(shí) ， 該儀表的誤差超過了 ， 所以 ， 這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為 。 稱為相對(duì)百分誤差 δ， 即 儀表的測(cè)量范圍上限值與下限值之差 ， 稱為該儀表的量程 。 絕對(duì)誤差在理論上是指儀表指示值 xi和被測(cè)量的真值 xt之間的差值 ,可表示為： Δ=xi—xt (3—1) 所謂真值是指被測(cè)物理量客觀存在的真實(shí)數(shù)值 ， 它是無法得到的理論值 。 用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號(hào) (例電信號(hào)或氣壓信號(hào) )的儀表通常稱為傳感器 。 第一節(jié) 概 述 一 、 測(cè)量過程與測(cè)量誤差 測(cè)量過程在實(shí)質(zhì)上都是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程 ， 而測(cè)量?jī)x表就是實(shí)現(xiàn)這種比較的工具 。 相對(duì)誤差等于某一點(diǎn)的絕對(duì)誤差 Δ與標(biāo)準(zhǔn)表在這一點(diǎn)的指示值 xo之比 。 國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的儀表精確度 (精度 )等級(jí)：將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉 “ 177。 7 oC,試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足工藝要求 ? 解 根據(jù)工藝上的要求 ， 儀表的允許誤差為 如果將儀表的允許誤差去掉 “ 177。 變差的大小 ， 用在同一被測(cè)參數(shù)值下 ， 正反行程間儀表指示值的最大絕對(duì)差值與儀表量程之比的百分?jǐn)?shù)表示 ， 即 必須指出 ， 儀表的變差不能超出儀表的允許誤差 ， 否則 ， 否則應(yīng)及時(shí)檢修 。 如數(shù)字電壓表顯示器末位一個(gè)數(shù)字所代表的輸入電壓值 。 儀表的反應(yīng)時(shí)間有不同的表示方法 。 在生產(chǎn)過程中 ， 檢測(cè)儀表主要用來測(cè)量某些工藝參數(shù) ， 如溫度 、壓力 、 流量 、 物位以及物料的成分 、 物性等 ， 將被測(cè)參數(shù)的大小成比例地轉(zhuǎn)換成電的信號(hào) (電壓 、 電流 、 頻率等 )或氣壓信號(hào) 。 3． 按儀表的組成形式分類 (1)基地式儀表 這類儀表的特點(diǎn)是將測(cè)量 、 顯示 、 控制等各部分集中組裝在一個(gè)表殼里 、 形成一個(gè)整體 。 第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表 在工業(yè)生產(chǎn)過程中 ， 特別是在化工 、 煉油等生產(chǎn)過程中 ， 壓力是重要的操作參數(shù)之一 。 帕與兆帕之間的關(guān)系為； 1MPa＝ l 106 Pa (3—11) 過去使用的壓力單位比較多 ， 根據(jù) 1984年 2月 27日國(guó)務(wù)院 “ 關(guān)于在我國(guó)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令 ” 的規(guī)定 ， 這些單位將不再使用 。 1． 液柱式壓力計(jì) 根據(jù)流體靜力學(xué)原理 ， 將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量 。 它的測(cè)量精度很高 ， 允許誤差可小到 ％ 一 ％ 。 它不僅是彈性式壓力計(jì)的測(cè)壓元件 ， 也經(jīng)常用來