各种仪表工作原理、安装使用、故障维修知识

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1、一、 基础知识1、 测量误差（1） 概念：在实际测量中由于测量本身性能、安装使用环境、测量方法及操作人员的疏忽等客观因素的影响，使得测量结果与被测量的真实值之间存在一些偏差，这个偏差就称为测量误差。（2） 分类：按误差出现的规律分：系统误差、偶然误差、疏忽误差按仪表使用的条件分：基本误差、附加误差按被测量值随时间变化的关系分：静态误差、动态误差按与被测变量的关系分：定值误差、累计误差按误差数值的表示分：绝对误差、相对误差、引用误差（3） 定义：基本误差：仪表出厂时，制造厂保证该仪表在正常条件下的最大误差，可以用最大绝对误差、最大相对误差、最大引用误差来表示，一般用最大绝对误差来表示，以基本误差

2、判断生产出来的仪表是否合格。允许误差：根据仪表的使用要求，规定一个在正常条件下允许的最大误差，可以用最大绝对误差、最大相对误差、最大引用误差来表示，一般用最大引用误差来表示，以允许误差来选择安装哪个等级的仪表。 绝对误差：测量值与真实值之差，测量值-真实值，有正负之分。相对误差：某点的绝对误差与真实值之百分比，（某点的绝对误差/真实值）100%，有正负之分。引用误差：某点的绝对误差与量程百分比，（某点的绝对误差/量程）100%，有正负之分。精度： 最大引用误差除去“+、-”号和百分号。精度等级：我国工业仪表精度等级有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。回程差： 某点的上行程

3、示值与下行程示值之差的绝对值，也称变差。（4） 质量指标：主要质量指标：基本误差、允许误差、相对误差、精度等级、变差、灵敏度、稳定度、动态性能。灵敏度：需要加多少信号表才动作，即反应能力。灵敏度与变差都是由相同的原因引起的，即由于仪表传动机构的间隙、运动部件的摩擦、弹性元件的弹性滞后等因素引起的。稳定度：抗震能力。注：根据仪表使用要求，规定一个允许误差，从而知道需要使用哪个精度等级的仪表；根据精度等级生产出仪表后校验仪表是否合格，需从精度等级算出此仪表的最大引用误差，从而得到此精度等级的允许基本误差（一般用绝对误差表示），若校验得到的最大基本误差在允许基本误差的范围内则仪表合格，若超出基本误差

4、则表不合格。例：某一管道的流量测量根据工艺生产要求，流量量程为035 L/h，它的测量误差不可以超过0.1L/h，则0.1L/h是允许误差，根据允许误差用引用误差来表示时有允许误差最大引用误差且允许误差最大变差，从而得到最大引用误差为（0.1L/h）/35100%=0.28% L/h，则精度为0.28，从而选择的精度等级为0.2级，由此可知，此处应该选择精度等级为0.2的流量表。生产出相应精度等级为0.2的流量表后，要进行校验，由精度等级知精度为0.2，可知最大引用误差为0.2% L/h，从而可知基本误差为0.07 L/h，最大回程差为0.07 L/h，即只要校验得到的最大绝对误差在0.07

5、L/h范围内仪表合格。2、 基本仪表：1) 变送器：（1）定义：工业上普遍需要测量各类电量与非电物理量，例如电流(AD)、电压(VD)、功率(WD)、频率(FD)、温度(TT)、重量（LD）、位置、压力(PT)、转速(RT)、角度等，都需要转换成可接收的直流模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。而变送器（transmitter）就是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号（或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源）的转换器，即将传感器测到的物理量信号转换成标准信号进行远传。其中差压变送器原理：来自双侧导压管的差压直接作用于变送器的传感器双侧隔离膜

6、片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理转变为标准的420mA电信号输出。请预览后下载！（2）种类：A、按被测量分：主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。例如流量变送器与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量，压力变送器直接测量不同管道、罐体液体的压力差值，差压液位计利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。B、按输出电信号分：变送器的传统输出直流电信号有0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等，目前最广泛采用的是用420mA电流来传输模拟量。

7、采用电流信号的原因是不容易受干扰，并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯；下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0；常取2mA作为断线报警值。C、按线制分：4线制的无源变送器（不可自己供电）和2线制的有源变送器（可自己供电）。电流型变送器将物理量转换成420mA电流输出，必然要有外电源为其供电，则需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为4线制变送器。当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称

8、之为3线制变送器。其实4-20mA电流本身就可以为变送器供电，变送器在电路中相当于一个特殊的负载，其特殊之处在于变送器的耗电电流在420mA之间根据传感器输出而变化，因此显示仪表只需要串在电路中即可，这种变送器只需外接2根线，因而被称为2线制变送器。2) 传感器：传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。国家标准定义：“能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。”3)

9、 定位器：将DCS送出的420mA的AO信号或I/O的DO信号转换成气源信号使执行机构作用。3、 标准仪表：1）726量电流时，4线制变送器用有源档（MEASURE LOOP）测量；2线制变送器用无源档（MEASURE）测量；电流档不可测电压，不可带电压测电阻；726可加信号也可测信号。2）万用表量通断、量电流、电阻、电压。4、 仪表设备的防护由于化工厂具有易燃、易爆、高温、高压和有毒等特点，仪表的一次元件、变送器、调节阀、连接管线等直接与被测介质接触，受到各种化学介质的侵蚀，必须采取相应的防护措施，才能确保仪表正常运行。1) 防爆基本原理：采取有效措施阻止产生爆炸的三个条件同时出现。爆炸条件

10、：存在爆炸性物质；爆炸性物质与空气相混合后，其浓度在爆炸限以内；存在足以点燃爆炸性混合物的火花、电弧、热量。防爆措施：a、控制易爆气体，典型代表：正压型防爆方法Ex p，工作原理是在一个密封的箱体内充满不含易爆气体的洁净空气或惰性气体（如氮气），并保持箱体内气压略大于箱外气压，并将仪表安装在箱体内。常用于在线分析仪表的防爆，和将检测仪表、PLC、电磁阀等置于现场的正压型防爆仪表盘。b、控制爆炸范围，典型代表：隔爆型防爆方法Ex d，工作原理是为仪表设计一个足够坚固的外壳，或将仪表及电器安置在一个足够坚固的壳体内，严格按标准设计、制造和安装所有的界面，使在壳体内发生的爆炸不至于引发壳外危险性气体

11、的爆炸。c、控制引爆源，典型代表：本质安全防爆方法Ex ia、Ex ib，工作原理是利用安全栅技术，将提供现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。本质安全电路设计方法:通过安全栅可以将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内的作用，把安全栅接在本质安全电路和非本质安全电路间，从而防止非本质安全电路的危险能量串入本质安全电路中。2) 防腐蚀：合理选材、加保护层、采取隔离液、膜片隔离、吹气法。3) 防冻：伴热保温（有蒸汽伴热、电伴热）。4) 防热：绝热保温。5) 防尘：罩上防护罩、放密封箱内。6) 绝缘电阻：绝缘电阻是电气设备和电气线路

12、最基本的绝缘指标，是指带电部分与外露非带电金属部分（外壳）之间的绝缘电阻，绝缘电阻一般数值较高（一般为兆欧级）。如热电阻的绝缘电阻是测量引出线与电阻体的阻值，应大于1兆欧。7) 防震：对于因被测介质脉动引起的内部震动，可增设缓冲器（如压力测量）、节流器（如流量测量），和加入阻尼装置请预览后下载！的方法；对于因动力运转引起的外部震动可安装橡皮软垫吸收震动；也可以在设计选型时选用耐震的仪表从根本上解决震动问题。二、 测量仪表的工作原理、安装、维修经验1、 液位测量：液位计（气体与液体分界面）、界位计（密度不同且不相容的液体分界面）、物位计（固体或颗粒体）1) 液位计分类：磁翻板液位计、浮筒液位计、

13、玻璃管液位计、差压液位计2) 液位计原理：现场指示的磁翻板液位计、浮筒液位计（液位计底部连接一浮筒，一般从罐顶、塔顶放入测液位）、均使用了重力与浮力的合力使浮子移动，再利用磁原理进行模拟显示，而玻璃管液位计直接利用U形连通器原理通过物料直观进行显示，此液位计不耐压、不耐寒、忌高温。远传的差压液位计利用容器内液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理工作，即液位改变时，变送器的正负压室受到的压力也会相应变化，通过正负压室的压差可以通过P=gh得到液位，通过变送器进行现场数字显示和远传回控制室。3) 界位计原理：利用差压式原理测量，与液位计差压测量原理一样，不一样的是液位计上部是气相，而界位计上

14、部是液相，它的测量零点是界面的最低位置。模拟显示：指用仪表指针（或记录笔）的线性位移或角位移来显示被测参数的连续变化。数字显示：直接以数字的方式显示被测参数。4) 零点迁移：对密闭容器液位测量，差压液位计指示值除了与液位高度有关外，还与液体密度和差压变送器的安装位置有关，但是双法兰液位计的安装位置与液位测量无关，属负迁移，迁移量为P=（硅油）hg。一般要求测量零位(一般是正取压口的位置)与检测仪表（变送器）的入口在同一水平高度，使得当H0时，作用在正、负压室的压力相等，否则会产生附加静压误差，但实际安装时不一定能满足这个要求，且采用双法兰式差压变送器时，无论在什么高度，压力传递介质密度的变化一

15、般也会产生附加静压误差，这种情况下，为了使仪表的输出能正确反映出液位的数值，必须设法抵消固定差压，使得H=0时，变送器的输出为4mA，这种方法称为零点迁移。实质就是改变测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，但它不改变量程的大小。（注；零点飘移一般都是指的电子元器件，受温度的影响，导致测量时输入为零而输出不是零，影响因素有受杂散电流等外界干扰传感器接地不完善 、电极污染等问题、信号回路绝缘下降。）判断：当H=0时，计算P=P正-P负，P0 为正迁移。迁移量处理：根据P=gh，当液位H=0时，根据实际情况计算变送器正负压室的压差即可得到迁移量，采用法兰式差压变送器时，现场安装好后，松开正负压室

16、法兰，让法兰面为常压，此时用475读取变送器所测得的差压值就是迁移量。得到迁移量后，按照迁移量的大小对测量范围进行平移即可得到正确的量程范围。5) 液位计安装要求如下：（1）物位测量仪表的仪表连接头(管嘴)位置应避开进入设备物流的冲击。（2）仪表的观测面应朝向操作通道，周围不应有妨碍维修仪表的物件，物位测量仪表宜安装在平台一端，或加宽平台。（3）物位测量仪表的仪表连接头(管嘴)如在设备的底部，应伸入设备l00mm。（4）测量界位时，物位测量仪表的上部仪表连接头(管嘴)必须位于上部液相层内，即上部取压口不可低于最低界面位置（测量零位），下部取压口不可高于最低界面位置。（5）数个液位计组合使用时，

17、宜采用连通管安装型式。（6）玻璃板(管)液位计的安装要求如下：a、用玻璃板(管)液位计和浮球(浮筒)液位计测量同一液位时，玻璃板(管)液位计的测量范围应包括浮球(浮筒)液位计的测量范围。b、数个液位计组合使用时，相邻的两个液位计在垂直方向应重迭150-250mm，其水平间距宜为200mm.c、数个液位计组合使用时，宜采用外接连通管安装，连通管两端应装切断阀，玻璃板(管)液位计装在此管上，可不另装切断阀。（7）外浮筒液位计的安装要求如下：a、液位计两端应装切断阀。b、液位计测量范围的中间位置。c、顶底式法兰式液位计，上下仪表连接头(管嘴)的间距应至少比测量范围多500mm。（8）内浮筒液位计的安

18、装要求如下：a、正常液位应在浮筒的中间位置。b、液位波动较大时，应加防波管。请预览后下载！（9）内浮球液位计的安装要求如下：a、液位计安装法兰的水平中心线应与正常液位一致。b、在浮球活动范围内不应有障碍物，在物流冲击较大的场合应加防冲板。（10）磁致伸缩式液位计的安装要求如下：a、磁致伸缩式液位计宜安装于容器顶部或容器侧面引出的连通管顶部。b、安装于拱顶罐或球罐顶部的磁致伸缩液位计宜采用法兰安装方式，法兰式仪表连接头(管嘴)的内径应大于浮子直径。c、当安装于容器外的连通管上时，连通管内径应大于浮子外径，连通管应采用非导磁材料(如不锈钢、铝或合金)制作。（11）超声波及微波(雷达)液(料)位计的

19、安装要求如下:a、测量液位的场合，宜垂直向下检测安装。b、测量料位的场合，超声波或微波的波束宜指向料仓底部的出料口。c、超声波或微波的波束中心距容器壁的距离应大于由束射角、测量范围计算出来的最低液(料)位处的波束半径。e、超声波或微波的波束途径应避开容器进料流束的喷射范围。f、超声波或微波的波束途径应避开搅拌器及其它障碍物。g、超声波或微波液(料)位计的安装，还应符合制造厂的要求。（12）导波雷达与电容式液位计的安装应符合下列要求：a、液位计应安装于储罐的顶部，避免与设备内的可动部件相碰;当设备内介质波动剧烈时，应对导波杆(探头)加透孔式保护管固定。b、液位计在设备外连通管上安装时，应符合下列

20、规定:A、导波杆(探头)的长度应包括上部和下部测量死区，其端部应低于连通管下部连接口中心至少50 mm ;B、采用双杆式探头的导波雷达液位计时，连通管直径不小于80mm;采用单杆式探头的导波雷达液位计时，连通管直径不少于50mm。c、采用电缆探头式导波雷达液位计测量大液位时，应在设备底部对电缆探头进行拉直固定液面波动剧烈的场合应加透孔式保护管固定。d、被测介质温度高时，宜将变送器分离安装。e、导波雷达与电容式液位计的安装还应符合制造厂的要求。（13）静压式液位测量仪表的安装应符合以下规定：a、单法兰式液位计的仪表连接头(管嘴)距罐底距离应大于300mm，且处于易于维护的方位。b、双法兰远传式差

21、压液位计的安装高度不宜高于容器上的下取压法兰口，并精确计算出零点和负迁移量:对传导毛细管应用角钢或钢管进行固定，环境温度变化大的场所应采取绝热保温措施。c、采用差压变送器测液位的安装应符合以下要求:A、上下取压仪表连接头(管嘴)之间距离应大于所需测量范围;下取压仪表连接头(管嘴)距罐底距离不小于200mm，且避开液体抽出口:上取压仪表连接头(管嘴)应避开气相喷入口，无法避开时应采取防冲措施:B、测量易挥发或易冷凝介质液位时，应在负压侧(气相)加隔离罐或在正负压两侧均加隔离罐，并精确计算出零点和负迁移量;C、测量蒸汽锅炉汽包液位时，应安装温度自补偿式平衡容器，并宜对导压管进行伴热和隔热保温。d、

22、采用插入式反吹法测量液位时，插入导压管的端部距罐底距离至少200mm，并切削成斜坡状。（14）放射性物位仪表的安装应严格按照制造厂的要求进行，并符合中华人民共和国有关卫生和安全防护的规范。（15）钢带液位计和浮标液位计的安装应符合制造厂的要求。6) 仪表常见故障及处理办法：a、 浮子卡，需清洗。b、 浮子被冻结，磁翻板液位计测低温液体的液位时，如有水在磁翻板测量管内便形成水结冰冻住浮子，此时需拆下排水并清空水分。c、 高温环境浮子易退磁，对于高温介质可用差压式液位计，现场磁翻板测量6米以上要分两段测量。d、 现场变送器的量程与DCS组态量程设置不同。请预览后下载！e、 变送器未进行迁移或迁移量

23、算错或量程算错。f、 出现IOP-、IOP报警，IOP报警：可能实际液位超程，可能现场表设的量程与罐的量程不对应，可能是负压室法兰膜盒坏；IOP-报警：低程、开路，可能变送器设的下限大于罐的测量零位，可能正压法兰膜盒坏。7) 克罗尼液位计（磁翻板液位计、浮筒液位计）：a、 浮力原理：磁浮子在（连通器）设计密度的液面上浮动，当浮子的重力和浮力达到平衡时，浮子的位置补偿代表相应的液位值。磁浮子通过磁耦合带动磁翻板或磁浮筒翻转或上升，经密度补偿后模拟指示相对应的液位值。同时经过磁耦合使相对应液面的某一磁敏元件动作，通过转换器转换为对应的420mA输出进行远传。磁耦合可以达到腐蚀隔离、压力隔离（可以高

24、压测量）。b、 安装：（1）注意远传测量管的位置，下部红色三角与远传管下部平齐，没特殊情况不要松开固定螺钉。（2）测量管定位如果错位（包括上下错位或者转动），输出会有偏差，定位严重偏移很可能出现在一定范围内电流固定输出现象。（3）安装时，要保证测量管垂直。（4）常用的双侧法兰安装方式，两个双侧法兰中心线间距离就是仪表的量程测量范围。（5）如需要清理浮子时，先确认浮子的方向，有通用浮子（磁钢在浮子的下方） 浮子一定密度范围通用，通过翻板上下移动进行密度补偿，所以一般情况下翻板的零点和下法兰中心线不是平齐的，通用浮子现场显示与罐内、玻璃管液位计等液面不在一个水平面，不能水平相比，还有同位浮子（磁钢

25、在浮子的上方）通过浮子的重量对密度进行补偿，翻板的零点和下法兰中心线是平齐的，即翻板显示和实际液面是在一个水平面上，浮子是不能通用的。注意：调节零点输出时，一般要推动浮子上升，使第一个全翻的翻板上沿与翻板零位对齐后，才能检查零点输出，特别注意带四氟衬里在空罐状态时，浮子的位置低于实际零点更多，可能出现输出电流2mA甚至出现电流输出跳动，在液位达到零位后才能正常。c、 接线： 1、420mA输出接线： （a） 电源：1430VDC。 （b）24VDC最大负载500欧姆。（c）干簧管链端子从左到右H.C.B分别对应导线颜色为红、兰、黄。（注意：不能虚接） （d）测量管干簧管链检测接线：三根线颜色与

26、线号对应关系为:端子从左到右 H.C.B 分别对应导线颜色为红,兰和黄，重点检查有无接线虚接问题。（e）测量管干簧管链电阻检测：将 H、C、B 三根线拆下，测量管内部(三根线以下部分)电阻与液位对应关系： （1）H-B 间电阻为固定电阻,阻值与 L（量程液位，以下同）对应：i. L0.8 m ，则 HB 间电阻为：11 千欧/米。ii. L0.8 m 则 HB 间电阻为 5 千欧/米。 （2）C-B 间电阻和液位对应,零点为2.2 千欧,以后液位每增加 20mm,增加一个电阻 R220欧姆（L0.8 m）或者R=100 欧姆（L0.8 m） ，即每间隔 20mm 有一个干簧管和电阻。 （3）H

27、-C 间电阻为 H-B 间电阻减去 C-B 间电阻加 4.4 千欧。 （4）可以理解为:三根线下检测部分为一个电位器,H.B 为固定端,C 为滑动端(随液位变化)。d、 电流输出检测与调整：（1）BM26 磁翻板以全翻过来第一个翻板上沿为标准标定输出电流。BM26 磁浮筒一浮筒中心划线为准。（2）远传测量管如果错位，要重新定位后再调整 4mA 和 20mA 电位器，否则可能：l 如果红色三角箭头在，请以红色箭头顶端与测量管底部对齐为标准对测量管粗定位。l 如果红色定位箭头丢失，在没有调整电位器前，可以用量程中间点（12mA）粗定位。即推动浮子使全翻过来第一个翻板上沿（或磁浮筒中心）指示 50%

28、位置后，上下调整测量管，使输出电流，为 12mA。l 如果红色定位箭头丢失，且现场已经在没有准确定位前对电位器进行了调整，现场相当于出厂前重新调整状态，可以调整测量管，使刻度零点水平线对应到测量管上，位置与测量管底部距离约为10 公分（100mm） ，然后粗定位。 （3）4mA 调整：注意浮子原始位置一般低于零位，要将浮子推上来使全翻过来第一个翻板上沿（或磁浮筒中心）指示零刻度后，调整 4mA 电位器（远离接线端子的电位器） ，使输出电流为 4mA。请预览后下载！ （4）20mA 调整：注意不一定到最大位置，而是量程刻度位置调整为 20mA。将浮子推上来使全翻过来第一个翻板上沿（或磁浮筒中心）

29、指示到满量程后，调整 20mA 电位器（靠近接线端子的电位器），使输出为 20mA。 （5）零点和满度电位器都是顺时针调节（相当于关阀）电流下降，逆时针调节（开阀）电流上升。 （6）推动浮子，使指示上升到中间点（同样全翻过来的第一个翻板上沿或浮筒中心指示 50） ，测量输出电流， 如果偏差较大， 则重新调节测量管位置 （细定位） ， 通过上下调节测量管， 使输出电流达到 12mA，然后重新定位。 （7）如调整电流，4mA、20mA、中间点三个需要反复调整几次。 （8）检测中间电流线性：推动浮子到中间各个指示值（全翻第一翻板上沿为准），检测输出电流是否在偏差范围以内。各点电流正常偏差：【10mm

30、/满度值（mm）16（mA） 】 。举例说明：如果测量满度为 1米，则电流正常偏差为0.16mA，如 50电流输出在 11.8412.16mA 范围内均为正常。8) 差压液位计：（1）原理：来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。差压液位计利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。 （2）分类：横河川仪的EJA118W为隔膜密封式差压变送器，此型号专测液位；罗斯蒙特的3051L为双法兰变送器，也是专测液位的。（3）安装：带毛细管的双法兰差压变送

31、器，安装位置只受毛细管的长度限制，要求正负室连接正确，且正负室保证标高一致，安装过程中注意毛细管的保护，不可过度弯折，容易损坏毛细管导致漏硅油，使测量不准确。（4）差压变送器故障诊断方法：变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说 至关重要的。我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和 分析流程。 A、调查法。回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。B、直观法。观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。C、检测法。a断路检侧：将怀疑有故障的部分与其他部分分割开来，查看故障是否消失，如果消

32、失，则可确定故障在此处。否则可进行下一步查找，如：智能差压变送器不能正常 HART 性远程通讯，可将电源从仪表本体中断开用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否叠加有约2kHZ 的电磁信号而干扰通讯。 b替换检测：更换怀疑有故障的部分，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。 c分部检侧：将测量回路分割成几个部分（如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测），按各部分分别检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。（5）差压变送器常见故障检修：a、量程是否正确，迁移量是否正确。一是计算迁移量，而是松开正负压室法兰，悬空挂在取压口处，此时的差压值

33、就是迁移量，根据迁移量正确迁移量程上下限，但量程不变。b、变送器的电气连接。检查变送器的传感器组件连接情况，保证接插件接触处清洁，检查8号插针是否可靠接表壳地。c、变送器电路故障。用备用电路板代换检查、判断有故障的电路板及更换有故障的电路板。d、检查电源的输出是否符合所需的电压值。e、变送器的正负压室是否有漏，取压口有漏或有异物。f、接线回路。检查回路是否有间歇性短路、开路或多点接地现象；检查加到变送器上的电压是否合适。g、被测液体波动。调整电路的阻尼作用的大小。 请预览后下载！2、温度测量 1）分类：其中工业常用的有双金属温度计、热电阻温度计、热电偶温度计。温标是为了统一和准确温度量值而建立

34、的一个衡量标准尺度，其中常用的有摄氏温标和热力学温标。热力学温标（开氏温标）用T表示，单位为开，记为K；摄氏温标用t表示，单位为摄氏度，记为；热力学温标与摄氏温标的关系为t=T-273.15。2）双金属温度计：（1）原理：双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测仪表，可以直接测量各种生产过程中的-80500范围内液体、蒸汽和气体介质温度。工业用的双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压焊接在一起组成的多层金属片，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量情况不同，使得螺旋卷卷起或松开，由于螺旋卷的一端固定，另一端和自由转动的指针相连，因此

35、，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。即利用两种膨胀系数不同的金属片焊接（自由端）在一起，由于受热膨胀情况不同，产生弯曲，弯曲程度与温度成比例，自由端弯曲产生角位移，经齿轮放大后在面板直接模拟指示。仪表精度等级达到1.0级，仪表上壳采用防腐材料，其耐温性可以高达200，最低为-40，双金属温度计有轴向型（表盘向上），径向型（表盘在正面），135向型，万向型（表盘可调）等表头型号选择。 （2）常见问题：保护套管断裂、从保护套管螺纹连接处进水，卡针或表壳破损，出现此类情况需要更换新的温度计。3）热电阻温度计： （1）原理：基于金属导体或半导体的电阻值与温度成一定函数

36、关系的原理实现温度测量。热电阻输出的是电阻信号。热电阻元件绝大多数采用三线制，因为三线制接法可以减小或消除因引线电阻变化所引起的测量误差。a、由于铂丝纯度越高其稳定性越高、复现性越好、测温精度也越高，故铂热电阻是采用高纯度的铂丝绕制而成，铂的纯度用R0和R100表示，R100代表水在沸点时铂电阻的电阻值，R0代表水在冰点时铂电阻的电阻值，使用温度范围为-200850。国家规定的分度号有Pt10和Pt100两种，即0时相应的电阻值分别为R0=10和R0=100。Pt10的热电阻温度计电阻丝较粗，主要应用于600以上的温度测量。不同分度号的铂电阻因为R0不同，在相同温度下的电阻值也不同，因此电阻与

37、温度对应的关系（即分度表）也不同。b、铜热电阻的电阻值与温度近于呈线性关系，电阻温度系数也较大，且价格便宜，所以在一些测量精度要求不是很高的情况下，就常采用铜热电阻。但其在高于100的气氛中易被氧化，故多用于测量50150温度范围，国内工业用铜热电阻的分度号有两种：Cu50,Cu100，即0时相应的电阻值分别为R0=50和R0=100。 （2）故障与修理：请预览后下载！A、电阻体断路（输出阻值无限大，用万用表量通断，不通为断路）、短路（阻值为零）为电阻体坏；B、475进不去，提示无设备为温变坏；C、475检测到温度为9999.9digc(表示测到的电阻信号无限大)为温变坏或电阻体断路或线性（2

38、线制、3线制、4线制）设置不对；D、总是出现IOP-、IOP报警，但线路、温变、电阻体均无问题时，为受干扰情况，如电缆绝缘不好，或屏蔽断开；E、温度总是偏低为插入深度不够；F、注意保护套管的保护，不可进水或物料，查看是否断裂或扭不紧。4）热电偶温度计： （1）工作原理：两种不同的导体或半导体材料A和B组成闭合回路，如果A和B所组成回路的两个焊接点（T0、T）处的温度不相同，则回路中就有电流产生，说明回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。也称为塞贝克效应。由此效应所产生的电动势，通常称为热电势。热电势是由两部分电势组成的，即接触电势和温差电势。其中接触电势为A、B两种电子密度不同的导体相互接

39、触（焊接）而产生的热电势，温差电势为同一导体的因两端温度不同而产生的热电势；即热电偶回路总电势包括A、B导体产生的温差电势，还包括焊点在冷端和热端产生的接触电势，其中接触电势远大于温差电势，故此时电势只与两端温度有关，若固定T0，则电势只与温度T有关，T为被测介质温度，故利用热电偶测得电势大小即可得到温度T。因此要对冷端进行温度补偿，恒定冷端温度T0，就使冷端接触电势为一个固定常数，也避免因环境温度变化而产生的温差电势，可使用温变将热端接触电势转换成标准信号进行远传，或者使用热电偶冷端温度补偿法：补偿导线法、冰浴法、冷端温度修正法、补偿电桥法。热电偶元件绝大多数采用二线制，注意接线分正负极。热

40、电偶的测量原理是热电效应，它同其他传感器最大的区别就是不需要加任何激励电源就可以产生信号，输出的是电压值,在一定温度下会输出一般为几至几十毫伏的电压信号,可用万用表的电压档来测量电压，对照分度表减去环境温度产生的电势即可得知介质温度。 （2）分度号：热电偶可以测量-501800范围的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面的温度。分度表如下：（型号后加“K”字即为铠装式热电偶）名称型号分度号测温范围镍铬-镍硅WRNK0900镍铬-铜镍WREE0600铂铑10-铂WRPS01300铂铑30-铂铑6WRRB01600铜-铜镍WRCT-40350铁-铜镍WRFJ-40750 （3）常见故障： A、热电偶引出

41、线与温变端子正负接反，导致温度偏低，接线为2线制； B、保护管进水，导致示值低； C、温变坏（475检测不到设备，或检测到温度为9999.9digc）、热电偶断路（输出电势为0，用万用表量通断，不通为断路）； D、接线盒内接线端子接触不良，导致控制站上的温度示值为无显示或显示值超量程； E、信号屏蔽系统DCS柜内接地不良，导致电荷在信号线上积累，引起信号漂移或晃动，通常的处理方法是解开信号线，对其进行对地放电处理。5）温度表安装 （1）温度计安装一般采用法兰连接或螺纹连接。对下列情况应采用法兰连接:a、管道和设备中介质工作压力大于5.0 MPa。b、管道和设备中介质工作温度大于370；c、测量

42、结焦、颗粒、粉状或胶粘介质；d、合金或衬里的管道和设备；e、测量苯酚、苛性碱、无机酸或其它腐蚀介质；f、测量有毒介质；请预览后下载！g、加热炉。（2）温度测量元件安装应符合以下规定:a、测量点应设在能灵敏、准确地反映介质温度的位置，不应位于介质不流动的死角处。b、在直管段上安装时，可垂直或倾斜45插入管道内，在弯头处或倾斜45安装时，应与介质逆向。c、温度计的感温体应全部伸入管道内。温度计的插入深度(L)按下式计算：L= L1+U式中L1仪表连接头长度(mm)；管壁厚度(mm)；U浸没长度(mm)。测量液体时: UL=LS+40mm 测量气体时: UG=LS+25mm 式中UL液体的浸没长度(

43、mm)；UG一气体的浸没长度(mm)；LS一温度计敏感段的长度(mm)。注：热电偶的敏感段长度约为20mm，热电阻和双金属温度计约为40mm，压力式温度计的敏感段长度为温包长度。 d、对于直径较小的管道，温度计可在弯头处安装，或扩大管径后再安装。对热电偶、热电阻和双金属温度计，管道直径应扩大为80mm或l00mm；压力式温度计的扩管管径根据计算后的浸没长度决定：扩大管径部分的长度为250-300mm。e、测炉膛温度的热电偶保护管末端超过炉管的长度应为50100mm；水平安装的热电偶插入炉内的悬臂长度不宜超过600mm；安装在回弯头箱内的热电偶的接线盒应在回弯头箱的隔热层外面。f、炉管测温用表面

44、热电偶的安装应符合以下要求：A、热电偶与炉膛之间应采用法兰或螺纹连接；B、热电偶的长度应充分考虑炉管的受热膨胀因素；C、热电偶的刀刃状端部应紧密焊接固定于炉管上，刀刃长度不少于50mm，靠近刀刃处应用适当的金属卡子将热电偶焊接固定于炉管上。g、设备上热电偶或热电阻的安装要求：A、不同标高的热电偶或热电阻宜按同一方位安装；B、设备本体上的热电偶或热电阻宜水平安装，亦可45安装，但不应与设备内构件碰撞或插入流体死角处 ；C、热电偶或热电阻插入设备内的长度不得小于150mm；D、分馏塔顶温度的测温点宜位于气相流出线上;其他部位的热电偶或热电阻，应位于液相，或根据工艺要求确定其安装位置。h、耐磨热电偶

45、保护管末端露出设备上外套管的长度应为100150mm。j、储罐上温度计的插入深度不宜小于500mm，安装位置应高于罐内加热盘管600mm，在浮顶罐上安装的温度计不应妨碍浮顶移动。（3）温度测量元件安装于下列场合时，应外加温度计套管:a、流动的可燃介质；b、压力较高的非可燃流体；c、压力较高的储罐；d、高速流动的非可燃流体；e、大口径管道。（4）温度计套管的使用应符合下列规定:a、套管的工作压力不应超过相应工作温度下套管的允许最大工作压力。b、套管的工作流速不应超过套管在相应的工作温度下可承受的最大流速。请预览后下载！3、压力测量1）定义：压力是指均匀而垂直作用于单位面积上的力，物理学中也称之为

46、“压强 ”。 压力用P表示：即P=F/A，式中P为压力，单位Pa；F为垂直作用力，单位N；A为受力面积，单位m2 。2）压力相关值：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。 （1）大气压力：指地球表面的空气因自重所产生的压力。大气压力用Pb表示 （2）表压力：表压力是指用一般压力检测仪表所测得的压力，以大气压力为参考零点的压力，用p表示。（3）绝对压力：以绝对真空为参考零点的压力，绝对压力是指物体所受的实际压力，用Pa表示。（4）三者之间的关系：P= Pa- Pb 绝对压力表压力大气压力 表压力绝对压力大气压力 高于大气压的表压力叫正压，反之叫负

47、压，负压的绝对值也称真空。由于各种设备与检测仪表通常处于大气之中，本身就承受着大气压力，因此一般的压力检测仪表所指示的压力是表压或真空度。3）压力单位换算：过去采用的压力单位：工程大气压力（kgf/cm2）、毫米汞柱（mmHg）、毫米水柱（mmH2O）、物理大气压（atm）、巴（bar）、PSI等均应改成法定计量单位帕（Pa）1Pa=1N/m2;1kPa=103Pa; 1MPa=106Pa 1 kgf/cm2 = 0.9807105Pa 1 mmH2O = 0.980710Pa 1 mmHg = 1.332102Pa 1 atm = 1.01325105Pa 1 bar=1公斤=105Pa=1

48、00 kPa =0.1 MPa 1 PSI=6.89103Pa4）压力表分类： （1）压力检测方法： 1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力。 2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小。 3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化。（2）测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为四类： 液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度。 机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移。 电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据

49、电量的大小实现压力的间接测量。 活塞式：根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量。（3）液体压力计：利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力的大小。种类有U型管压力计、 杯型压力计、斜管式微压计等。（4）弹性压力计：根据弹性元件受压后产生变形和压力大小有确定关系的原理制成。包括金属膜片式（包括膜片式）、波纹管式和弹簧管式。请预览后下载！ 弹性元件：弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形，变形大小与被测压力成正比关系。常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒和波纹管。弹簧管是横截面呈非圆形(椭圆形或扁圆形)，弯成圆弧状(中心角常为

50、270)的空心管子，管子的一端为封闭，另一端为开口，闭口端作为自由端，开口端作为固定端，单圈弹分管压力表的结构及工作原理结构组成如图所示，主要由弹簧管、齿轮传动系统（包括拉杆、扇形齿轮、中心齿轮等）、指针、刻度盘和外壳等。膜式压力计有膜片压力计和膜盒压力计两种。（5）压力变送器：电阻式、电感式、电容式、应变式、力平衡式、霍尔式、振弦式、光纤式的传感器将压力变换为相应的电信号，变送器将传感器测到的电信号转换成420mA标准信号进行远传。 电容式压力变送器的工作原理：以弹性元件膜片为电容器的可动极板，它与固定极板之间形成一个可变电容。随被测压力的变化，膜片产生位移，使电容器的可动极板与固定极板之间

51、的距离改变，从而改变了电容器的电容量，完成压力信号与电容量之间的变化。将激励电压加于电容器，产生交变电流，经整流、控制、放大，输出420mA标准信号。电容器的电容量由它的两个极板的大小、形状、相对位置和电介质的介电常数决定。5）压力仪表的选用与安装： （1）压力仪表包括普通压力表、氧压表、乙炔表、真空表、压力真空表、防震压力表、耐腐蚀压力表、电接点压力表或带有指示、记录、调节、报警、远传等特殊功能的压力表。 （2）压力表选用： 一般根据被测介质的性质，比如状态(气体、液体)、温度、粘度、腐蚀性、玷污程度、易燃和易爆程度等来选择压力仪表的类别。如：a、测量液体介质的压力时，压力变化缓慢的多选用普

52、通压力表，压力波动较大的多选用防震压力表；b、测量易燃易爆气体介质的压力时，多选用带有“禁油”标志的氧压表、乙炔表；c、测量气体负压时多选用真空表或压力真空表；d、测量粘稠或酸碱等特殊介质的压力时，应选用不锈钢弹簧管、不锈钢机芯的压力表；e、有定点报警要求时可选用电接点压力表；f、当有其它特殊要求时可选用远传压力表、压力圆图记录仪或其它仪表。 对仪表输出信号的要求。如：a、对于只需要观察压力变化的情况，应选用如弹簧管压力表那样的直接指示型的仪表；b、需将压力信号远传到控制室或其他电动仪表，则可选用电气式压力检测仪表或其他具有电信号输出的仪表；c、要检测快速变化的压力信号，则可选用电气式压力检测

53、仪表，较常用的是压阻式压力传感器。 使用的环境。如对爆炸性较强的环境，在使用电气压力仪表时，应选择防爆型压力仪表；对于温度特别高或特别低的环境，应选择温度系数小的敏感元件以及相应的变换元件。 表径的选择。压力仪表的表径指仪表外壳的直径，常用的有60mm、 l00mm、 150mm、200mm、250mm等规格。一般根据检测，仪表所处位置和照明情况来选用适合的表径，以能便于观察清楚为宜。在远距离和较暗处，适于用中l00mm 以上直径的仪表。 （3）量程选择：一般根据生产过程中需测量压力值的高低来选择压力仪表的测量上限。 一般在被测压力较稳定的情况下，工作压力应在1/22/3的量程范围； 在被测压

54、力波动较大或测脉动压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的12。 使用压力表测量高压时，最大工作压力不应超过量程的3/5，为了保证测量准确度最小工作压力不应低于满量程的13。 当被测压力变化范围大，最大和最小工作压力可能不能同时满足上述要求时，选择仪表量程应首先要满足最大工作压力条件。请预览后下载！（4）压力表的安装：系统安装包括取压口位置的选择、引压管的铺设和压力表的安装。a、取压口的选择原则 v 取压口要选在被测介质作直线流动的直管段上，不可选在管路拐弯、分岔、死角或易形成漩涡的地方。v 水平管道: 测量液体时，取压点方位应在管道中、下侧部； 测量气体时，取压点应在管道上部； 测量蒸气时，

55、取压点在管道两侧中部；v 测量流动介质时，导压管应与介质流动方向垂直，管口与管壁应平齐，且不能有毛刺。v 塔和容器上的取压口宜设在气相段，对于宽广容器，取压应处于流体流动平稳和无涡流的区域。v 现场指示用压力表的设置位置，最适宜的高度为13001800 mm ，过高时(2200 mm)应设平台或直梯，以便检查和维护。v 当管路中有突出物体(如测温元件)时，相当有阻流元件，易形成不满管，使压力测量不准，故取压口应取在其前面。v 当必须在调节阀门附近取压时，若取压口在其前，则与阀门距离应不小于2倍管径；若取压口在其后，则与阀门距离应不小于3倍管径。v 取压口的位置要注意工艺管道分叉、阀前、阀后，要

56、严格按工艺流程要求，同一处取压口，压力表和压力变送器可合用一个取压口。b、引压管的敷设 v 引压管应粗细合适，一般内径为610mm，长度不超过50m，并尽可能短。v 引压管水平安装时应保证有1：(1020)的倾斜度，以利于积存于其中的液体或气体排出，避免形成气堵、液堵现象导致测量不准确、不稳定；当被测参数为较小差压值时，倾斜度可再稍大一点。v 被测介质如果易冷凝或冻结，必须加装伴热管，并进行保温。v 测量液体压力时，导管应向测压仪表方向倾斜，并在引压系统最高处应装集气器；测量气体压力时，导管应向取压口方向低倾，并在引压管系统最低处应装气水分离器；可让介质测含杂质的介质或可能产生沉淀物的介质时，

57、在仪表前应装沉降器（沉降器就是利用重力的差别使流体(气体或液体)中的固体颗粒沉降的设备，即将气溶胶或悬浮液导入器内，经一定时间的静置或极慢的流动，然后将沉降物导出器外）。集气器和气水分离器不需要灌液，因为集气器和气水分离器只是为了收集液体中的气体和气体中的液体，且此类测量介质对变送器的膜盒等部件没有影响，可直接接触测量。以保证在相当长的时间内不致因在导管中积存冷凝液体或气体而影响测量的准确度，冷凝液体或气体要定期排放。v 测量高温、低温、腐蚀介质，还有差压测量要装隔离罐、冷凝罐，且隔离罐、冷凝罐要灌满液。v 差压测量时，两引压管必须平行，且在同一高度。c、压力表的安装 v 压力表应安装在满足规

58、定的使用环境条件和易予观察检修的地方。v 压力表连接头一般离取压口焊缝大于 100mm，距连接法兰小于300 mm。v 在水平或倾斜管道上，仪表连接头不应设在管道底部。v 压力表为了适用于不同的场合，可加装特殊装置，主要有以下情况。压力表应尽可能在常温下测量(65摄氏度以下)，在高温下压力表内的焊口会损坏。因此，避免温度变化对仪表的影响，测量高温气体或蒸汽压力时，应加装回转冷凝器测量有腐蚀性或黏度较大，有结晶，沉淀等物质的压力时，要对压力表采取相应的保护措施，以防腐蚀，堵塞等，安装适当的隔离器。使用于腐蚀性介质和重油时，可在压力表和阀门间装隔离器，隔离器内装隔离液(隔离液可为轻柴油或甘油水溶液

59、等)。在振荡环境中安装使用，应装减震器。振动设备的压力表，可装在墙上、柱上或仪表盘上，用软管与设备上的取压口连接。被测压力波动大、流体脉动处，可安装缓冲器以增加阻尼。v 压力表应靠近仪表连接头安装，如压力表安装位置离仪表连接头较远，除取源阀外还应在压力表处再加一个切断阀，并加以支撑，以备检修时使用。切断阀应装在靠近取压口的地方。其中清洁无腐蚀性介质用针形阀，有腐蚀性介质用闸阀，可免除突然的压力波动和消除脉动。v 仪表与取压口如不在同一水平上，应注意校正由于高度差对仪表造成的额外的读数误差，校正的方法为调节仪表的零点。请预览后下载！测量设备的微压(真空)或介质有沉淀物时，应使开口的标高低于且尽可

60、能靠近仪表，以减少附加误差或避免沉淀物进入压力表内。v 仪表的连接口，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料作为密封垫片。v 仪表的安装应垂直，如果装在室外，还应装保护罩。v 测量高压时选用表壳有通气孔的仪表，安装时表壳应面向墙壁或无人通过之处，以防意外事故的发生。v 测量湿气体或可凝气体压力，而压力变送器只能装在仪表连接头的下方时，应采取措施消除引压管内凝液对测量的影响。v 测液体时变送器不可高于取压口，防止有气泡，测量气体时变送器不可低于取压口，防止有液体，导致测量不准。v 测量脉冲、腐蚀、泥浆、易冻介质压力的压力仪表引压管道应有排放阀。v 测量高压的压力仪表引压管道应有泄压排放阀

61、。v 压力变送器宜装在仪表连接头的下方，但在下列情况时宜装在仪表连接头的上方:A、测量压力较低的湿气体或可凝性气体时；B、测量真空时 ；C、采用反吹气法测量含固体颗粒的气体压力时。6）压力表常见故障及维修：（1）当现场压力表出现以下情况时均要换表，并将出故障的压力表送设备部检修：a、压力表无指示，压力指示值偏低，压力指示值偏高。b、在使用中，示值不能稳定，压力明显下降。c、压力去除后指针不回零位。d、指针的指示端处于零位止销之后。e、在增减负荷过程，轻敲表壳后指针摆动不止。f、指针转动不平衡。g、指针快速抖动，指针在回转中有迟钝或跳动现象。h、指针指示达不到测量上限刻度位置。j、表盘上线条与数

62、字退色，读数困难。K、隔膜压力表漏油，一般漏硅油后不能再做隔膜压力表，只能将其修复做普通压力表。（2）压力变送器故障诊断方法：变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说 至关重要的。我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和 分析流程。 A、调查法。回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。B、直观法。观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。C、检测法。a断路检侧：将怀疑有故障的部分与其他部分分割开来，查看故障是否消失，如果消失，则可确定故障在此处。否则可进行下一步查找，如：智能差压变送器不能正常 HART 性远程通讯，可将电源从仪表本体中断开用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否叠加有约2kHZ 的电磁信号而干扰通讯。 b替换检测：更换怀疑有故障的部分，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。 c分部检侧：将测量回路分割成