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仪器仪表分类
发布时间:2016-09-26   点击次数:949次

 

 

仪表基础知识——仪表分类 

  检测与过程控制仪表(通常称自动化仪表)分类方法很多,根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类,可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表(很少见);按仪表组合形式,可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形式,可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表;随着微处理机的蓬勃好燕尾服,根据仪表有否引入微处理机(器)又可分为智能仪表与非智能仪表。根据仪表信号的形式可分为模似仪表和数字仪表。    显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能,又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表,其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录(指示亦可以有单点和多点),其中又有在纸记录或无纸记录,若是有纸记录又分笔录和打印记录。  

  调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。由于微处理机引入,又有可编程调节器与固定程序调节器之分。 

  执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分有气动执行器、电动执行器和液动执行器,按结构形式可以分为薄膜式、活塞式(气缸式)和长行程执行机构。调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类,按结构特点分通常有直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒(笼式)、阀体分离等,按流量特性分为直线、对数(等面分比)、抛物线、快开等。  

  这类分类方法相对比较合理,仪表覆盖面也比较广,但任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序,它们中间互有渗透,彼此沟通。例如变送器具有多种功能,温度变送器可以划归温度检测仪表,差压变送器可以划归流量检测仪表,压力变送器可以划归压检测仪表,若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表,很难确切划归哪一类,中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。 

压力的解释:   

1 大气压:地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。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:介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。   

绝对压力是相对零压力而言的压力。   

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=仪器仪表基础知识  

 

仪表基础知识——仪表分类 

  检测与过程控制仪表(通常称自动化仪表)分类方法很多,根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类,可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表(很少见);按仪表组合形式,可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形式,可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表;随着微处理机的蓬勃好燕尾服,根据仪表有否引入微处理机(器)又可分为智能仪表与非智能仪表。根据仪表信号的形式可分为模似仪表和数字仪表。    显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能,又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表,其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录(指示亦可以有单点和多点),其中又有在纸记录或无纸记录,若是有纸记录又分笔录和打印记录。  

  调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。由于微处理机引入,又有可编程调节器与固定程序调节器之分。 

  执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分有气动执行器、电动执行器和液动执行器,按结构形式可以分为薄膜式、活塞式(气缸式)和长行程执行机构。调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类,按结构特点分通常有直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒(笼式)、阀体分离等,按流量特性分为直线、对数(等面分比)、抛物线、快开等。  

  这类分类方法相对比较合理,仪表覆盖面也比较广,但任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序,它们中间互有渗透,彼此沟通。例如变送器具有多种功能,温度变送器可以划归温度检测仪表,差压变送器可以划归流量检测仪表,压力变送器可以划归压检测仪表,若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表,很难确切划归哪一类,中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。 

 压力的解释:   

1 大气压:地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。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:介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。   

绝对压力是相对零压力而言的压力。   

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   

6 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”。   

7 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—流体密度;v—流体运动速度。”   

HART协议和现场总线技术有哪些异同?   

HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。同时,两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。HART和现场总线都采用设备描述,实现设备的互操作和综合运用。所以,它们之间有一定的相似之处。   

它们之间的不同有以下四点:   

1)现场总线采用真正的全数字通信,而HART是以FSK方式叠加在原有的420mA模拟信号上的,因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态;   

2)现场总线多采用多点连接,HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式;   

3)用现场总线组成的控制系统中,设备间可以直接进行通信,而不需要经过主机干预;   

4)现场总线设备相对HART设备而言,可以提供更多的诊断信息。   

所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中,而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。   

智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性?  

 智能化仪表的优越性主要有:   

对仪表制造过程——简化调校过程、补偿传感器缺陷(如线性化、环境因素补偿等)、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。   

对仪表安装调试过程——简化安装调试过程(如对线、清零)、降低安装调试成本。   

对仪表运行过程——提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理(需要系统和设备管理软件的支持)。   

压力/差压变送器有哪些选型原则?   

在压力/差压变送器的选用上主要依据:以被测介质的性质指标为准,以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合,必须选用隔离型变送器。   

在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。   

在选型时要考虑被测介质的温度,如果温度高一般为200℃~400,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准。   

在选型时要考虑设备工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设在它量程的1/43/4段,这样精度会有保证,对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合(液位测量)需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,迁移有正迁移和负迁移之分。   

为何变送器输出固定在20.8mA?如何解决?   

变送器输出固定在20.8mA,表示当前主过程变量大于传感器的设定量程上限,仪表处于输出饱和状态。可以进行以下几项检查:   

1)检查设定的传感器量程上限或传感器极限量程是否大于或等于当前被测信号,确定所选的传感器型号和设定量程的正确性;   

2)检查导压管是否存在泄漏或堵塞,如果使用引压阀,检查阀门是否完全打开;   

3)确认引入的被测信号是稳定的输入量;如果被测量是液体,确认不存在残留气体;如果被测量事干燥气体,确认不存在液体;   

4)检查传感器法兰测是否存在沉淀,法兰是否有被腐蚀现象;   

5)如果是远传法兰型变送器,检查两个被测信号间是否存在位差,计算由位差所引起的差压是

 

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   

6 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”。   

7 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—流体密度;v—流体运动速度。”   

HART协议和现场总线技术有哪些异同?   

HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。同时,两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。HART和现场总线都采用设备描述,实现设备的互操作和综合运用。所以,它们之间有一定的相似之处。   

它们之间的不同有以下四点:   

1)现场总线采用真正的全数字通信,而HART是以FSK方式叠加在原有的420mA模拟信号上的,因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态;   

2)现场总线多采用多点连接,HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式;   

3)用现场总线组成的控制系统中,设备间可以直接进行通信,而不需要经过主机干预;   

4)现场总线设备相对HART设备而言,可以提供更多的诊断信息。   

所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中,而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。   

智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性?   

智能化仪表的优越性主要有:   

对仪表制造过程——简化调校过程、补偿传感器缺陷(如线性化、环境因素补偿等)、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。   

对仪表安装调试过程——简化安装调试过程(如对线、清零)、降低安装调试成本。   

对仪表运行过程——提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理(需要系统和设备管理软件的支持)。   

压力/差压变送器有哪些选型原则?   

在压力/差压变送器的选用上主要依据:以被测介质的性质指标为准,以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合,必须选用隔离型变送器。   

在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。   

在选型时要考虑被测介质的温度,如果温度高一般为200℃~400,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准。   

在选型时要考虑设备工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设在它量程的1/43/4段,这样精度会有保证,对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合(液位测量)需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,迁移有正迁移和负迁移之分。   

为何变送器输出固定在20.8mA?如何解决?   

变送器输出固定在20.8mA,表示当前主过程变量大于传感器的设定量程上限,仪表处于输出饱和状态。可以进行以下几项检查:   

1)检查设定的传感器量程上限或传感器极限量程是否大于或等于当前被测信号,确定所选的传感器型号和设定量程的正确性;   

2)检查导压管是否存在泄漏或堵塞,如果使用引压阀,检查阀门是否完全打开;   

3)确认引入的被测信号是稳定的输入量;如果被测量是液体,确认不存在残留气体;如果被测量事干燥气体,确认不存在液体;   

4)检查传感器法兰测是否存在沉淀,法兰是否有被腐蚀现象;   

5)如果是远传法兰型变送器,检查两个被测信号间是否存在位差,计算由位差所引起的差压是

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