【正文】 位一樣高，從而實現(xiàn)了差壓的準確測量。 ② 測量蒸汽的流量時，要實現(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測量精度的影響，最常用的接法見圖 3—24所示。 b．引壓導管最好垂直向上，至少亦應向上傾斜一定的坡度，以便引壓導管中不滯留液體。盡管在引壓導管的連接方式上有些不同，其目的仍是要保持兩根導管內流體的密度相等。這樣，即使有少量氣泡，對差壓 Δp的測量仍無影響。 c．在引壓導管的管路中，應有排氣的裝置。 a．取壓點應該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角 α應為 00—450，如圖 3—21所示 (如果從底部引出，液體中夾帶的固體雜質會沉積在引壓管內．引起堵塞，亦屬不宜 )。 下面列舉一些造成測量誤差的原因，以便在應用中注意。 3．差壓式流量計的測量誤差 差壓式流量汁的應用是非常廣泛的。此外，為保證流體在節(jié)流裝置前后為穩(wěn)定的流動狀態(tài)，在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管段。 環(huán)室取壓結構如圖 3—20(a)所示，單獨鉆孔結構如圖 3—20(b)所示。 所謂角接取壓法，就是在孔板 (或噴嘴 )前后兩端面與管壁的夾角處取壓。如圖 3—19所示，其中 d／ D應在 ~；最小孔徑應不小于 ；直孔部分的厚度 h＝ ( )D；總厚度 H＜；錐面的斜角 α=300一 450等等，需要時可參閱設計手冊。標準化的具體內容包括節(jié)流裝置的結構、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。 2. 標準節(jié)流裝置 差壓式流量計，由于使用歷史長久，已經積累了豐富的實踐經驗和完整的實驗資料。應用時可查閱有關手冊而得。它是根據(jù)流體力學中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導而得的，即 pFQ ??102???(3—23) pFM ?? 10 2 ???（ 3—24） 式中 α——流量系數(shù)。 因此實際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化的。管道中流動的流體流量越大，在節(jié)流裝置前后產生的壓差也越大，我們只要測出孔板前后兩側壓差的大小，即可表示流量的大小，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理。 節(jié)流裝置前流體壓力較高，稱為正比，常以“十”標志；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負壓 (注意不要與真空混淆 )，常以“一”標志。這兩種形式的能量在一定的條件下可以互相轉化，但是，根據(jù)能量守恒定律，流體所具有的靜壓能和動能，再加上克服流動阻力的能量損失，在沒有外加能量的情況下，其總和是不變的。下面以孔板為例說明節(jié)流現(xiàn)象。 1. 節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 (1)節(jié)流現(xiàn)象 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。 通常是由能將被測流量轉換成壓差信號的節(jié)流裝置和能將此壓差轉換成對應的流量值顯示出來的差壓計以及顯示儀表所組成。 二、差壓式流量計 差壓式 (也稱節(jié)流式 )流量計是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經節(jié)流裝置時產生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。間接式質量流量計是用密度與容積流量經過運算求得質量流量的。質量流量計分直接式和間接式兩種。例如橢圓齒輪流量計、活塞式流量計等。 1．速度式流量計 一種測量流體在管道內的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表，例如差壓式流量計、轉子流量計、電磁流量汁、渦輪流量計、堰式流量計等。 常用的流量單位有噸每小時 (t/h)、千克每小時 (kg/h)、千克每秒(kg/s)、立方米每小時 (m3/h)、升每小時 (L／ h)、升每分 (L／ min)等。若流體的密度是 ρ，則體積流量與質量流最之間的關系是： ?QM ? 或 ?MQ?（ 3—21） 如以 t表示時間，則流量和總量之間的關系是： ?? tT QdtQ 0 和 ?? tT MdtM 0（ 3—22 ） 測量流體流量的儀表 —般叫流量計；測量流體總量的儀表常稱為計量表。單位時間內流過的流體以質量表示的稱為質量流量，常用符號 M表示。 總量：在某一段時間內流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量 在某一段時間內的累計值。所以，介質流量是控制生產過程達到優(yōu)質高產和安全生產以及進行經濟核算所必需的一個重要參數(shù)。 作業(yè)： 26（ ） 26．現(xiàn)有一臺測量范圍為 0—，精度為 壓力表，校驗后，其結果為： 試問這臺表合格否 ?它能否用于某空氣貯罐的壓力測量 (該貯罐工作壓力為 —，測量的絕對誤差不允許大于 )? 第三節(jié) 流量檢測及儀表 一、概述 在化工和煉油生產過程中，為了有效地進行生產操作和控制，經常需要測量生產過程個各種介質 (液體、氣體和蒸汽等 )的流量，以便為生產操作和控制提供依據(jù)。 Hρg進行修正。 ④ 壓力計的連接處，應根據(jù)被測壓力的高低和介質性質，選擇適當?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。 ② 安裝地點應力求避免振動和高溫影響。 ④ 取壓口到壓力計之間應裝有切斷閥，以備檢修壓力計時使用。 ② 導壓管水平安裝時應保證有 1： 10一 1： 20的傾斜度．以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。 ③ 測量液體壓力時，取壓點應在管道下部，使導壓管內不積存氣體；測量氣體壓力時，取壓點應在管道上方，使導壓管內不積存液體。 ① 要選在被測介質直線流動的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。 (1)測壓點的選擇 所選擇的測壓點應能反映被測壓力的真實大小。精度等級為 。 另外，根據(jù)測量誤差的要求，可算得允許誤差為 %%100601 ?? 所以，精度等級為 。 解 由于往復式壓縮機的出口壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為 M P app 562282m a x1 ????? 根據(jù)就地觀察及能進行高低限報警的要求，由本章附錄一，可查得選用 YX150型電接點壓力表，測量范圍為 0一 60MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警。 (3) 儀表精度級的選取 儀表精度是根據(jù)工藝生產上所允許的最大測量誤差來確定的。 根據(jù)被測參數(shù)的最大值和最小值計算出儀表的上、下限后，應根據(jù)國家主管部門的規(guī)程或標淮規(guī)定進行園整。 根據(jù)“化工自控設計技術規(guī)定”： 在測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的 2/3； 在測量脈動壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的 1/2； 在測最高壓壓力時，最大工作壓力不應越過測量上限值的 3／ 5。 (2) 儀表測量范圍的確定 儀表的測量范圍是指該儀表可按規(guī)定的精確度對被測量進行測量的范圍，它是根據(jù)操作中需要測量的參數(shù)的大小來確定的。 五、壓力計的選用及安裝 1. 壓力計的選用 (1)儀表類型的選用 儀表類型的選用必須滿足工藝生產的要求。簡化了調整、校準與維護過程。通過編制各種程序，使變送器具有自修正、自補償、自診斷及錯誤方式告警等多種功能。 智能型變送器的特點是可進行遠程通信。 四、智能型壓力變送器 智能型壓力或差壓變送器就是在普通壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表。 電容式差壓變送器的結構可以有效地保護測量膜片， 當差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易損壞，過載后的恢復特性很好，這樣大大提高了過載承受能力。 電容式壓力變送器是先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后進行測量的。 如果將以上壓力變送器的測壓彈性元件稍加改變，就可以用來連續(xù)測量差壓或絕村壓力，其工作原理基本上是一樣的。 如圖所示，調節(jié)量程調整螺釘 5，可改變矢量機構的夾角 θ，從而能連續(xù)改變兩杠桿間的傳動比，也就是能調整變送器的量程。 通過推倒，可以得到輸出電流與被測壓力之間的關系： ?Kp tgI ?0 （ 3—20） 其中， K為轉換比例系數(shù)，當變送器的結構及電磁特性確定后，K為一常數(shù)。 下面以 DDZ—Ⅲ 型電動力矩平衡壓力變送器為例加以介紹 。 壓阻式壓力傳感器不僅可以用來測量壓力 ， 稍加改變 ， 就可以用來測量差壓 、 高度 、 速度 、 加速度等參數(shù) 。 當壓力發(fā)生變化時 、 單品硅產生應變 ， 使直接擴散在上面的應變電阻產生與被測壓力成比例的變化 ， 再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信導 。 3． 壓阻式壓力傳感器 壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應而構成 、 其工作原理如圖 3—12所示 。 由于傳感器的固有頻率在 25000Hz以上 ， 故有較好的動態(tài)性能 ． 適用于快速變化的壓力測量 。 由于 r1和 r2的阻值變化而使橋路失去平衡 ， 從而獲得不平衡電壓ΔU作為傳感器的輸出信號 ， 在橋路供給直流穩(wěn)壓電源最大為 10V時 ，可得最大 ΔU為 5mV的輸出 。 應變片阻值的變化 ， 再通過橋式電路獲得相應的毫伏級電勢輸出 ， 并用毫伏計或其他記錄儀表顯示出被測壓力 ， 從而組成應變片式壓力計 。 被測壓力使應變片產生應變 。 2． 應變片式壓力傳感器 應變片式壓力傳感器是利用電阻應變原理構成的 。 但兩者都有一定限度 ， 一般 I為 3—20mA，B約為幾千高斯 ， 所得的霍爾電勢 UH約為幾十毫伏數(shù)量級 。 由式 (3—12)可知 ， 霍爾電勢與磁感應強度和電流成正比 。 電子在霍爾片中運動時 ， 由于受電磁力的作用 ， 而使電子的運動軌道發(fā)生偏移 ， 造成霍爾片的一個端面上有電子積累 ， 另一個端面上正電荷過剩 ， 于是在霍爾片的 X軸方向上出現(xiàn)電位差 ， 這一電位差稱為霍爾電勢 ， 這樣一種物理現(xiàn)象就稱為 “ 霍爾效應 ” 。 如圖 3—9所示 ， 在霍爾片的 Z軸方向加一磁感應強度為 B的恒定磁場 、 在 Y軸方向加一外電場 (接入直流穩(wěn)壓電源 )。 1． 霍爾片式壓力傳感器 霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應制成的 ， 即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉換成霍爾電勢 ， 從而實現(xiàn)壓力的測量 。 我國還有一些變送器以直流電流 0一 10mA DC為輸出信號 。 標準信號是指物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國際標準的信號 。 圖 3—8是電氣式壓力計的組成方框圖 。 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所組成 。 這種儀表的測量范圍較廣 ， 分別可測 7 105 Pa至 5 102 MPa的壓力 ， 允許誤差可至 ％ 。 將普通彈簧管壓力表稍加變化 ， 便可成為電接點信號壓力表 ， 它能在壓力偏離給定范圍時 ， 及時發(fā)出信號 ， 以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實現(xiàn)壓力的自動控制 。 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． 彈簧管壓力表 彈簧管壓力表的測量范圍極廣 ， 品種規(guī)格繁多 。 (3)波紋管式彈性元件 波紋管式彈性元件是一個周圍為波紋狀的薄壁金屬筒體 ， 如圖 3—5(e)所示 。 圖 3—5(c)為膜片式彈性元件 ， 它是由金屬或非金屬材料做成的具有彈性的一張膜片(有平膜片與波紋膜片兩種形式 )， 在壓力作用下能產生變形 。 (2)薄膜式彈性元件 薄膜式彈性元件根據(jù)其結構不同還可以分為膜片與膜盒等 。 單圈彈簧管是彎成圓弧形的金屬管子 ， 它的截面做成扁圓形或橢圓形 ， 如圖 3—5(a)所示 。常用的幾種彈性元件的結構如圖 3—5所示 。 1． 彈性元件 彈性元件是一種簡易可靠的測壓敏感元件 。 若增加附加裝置 ， 如記錄機構 、 電氣變換裝置 、 控制元件等 ， 則可以實現(xiàn)壓力的記錄 、 遠傳 、 信號報警 、 自動控制等 。 二、彈性式壓力計 彈性式壓力計是利用各種形式的彈性元件 ， 在被測介質壓力的作用下 ， 使彈件元件受壓后產生彈性變形的原理而制成的測壓儀表 。 但結構較復雜 ， 價格較貴 。 4． 活塞式壓力計 它是根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理 ， 將被測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質量來進行測量的 。 例如彈簧管壓力計 、 波紋管壓力計及膜式壓力計等 。 缺點：精度受工作液的毛細管作用 、 密度及視差等因素的影響 ，測量范圍較窄 ， 一般用來測量校低壓力 、 真空度或壓力差 。 結構形式： U型管壓力計 、 單管壓力計 、 斜管壓力計等 。 測量壓力或真空度的儀表 ， 按照其轉換原理的不同 ， 可分為四大類 。 所以 ， 工程上經常用表壓或真空度來表示壓力的大小 。