熱工自動(dòng)控制技術(shù)
1. 溫度計(jì)如何分類的
溫度計(jì)的分類 | 工作原理 | 常用測(cè)溫范圍(℃) | 主要特點(diǎn) | |
接 觸 式 儀 表 | 膨脹式溫度計(jì): (1)液體膨脹式 (2)固體膨脹式 | 利用液體(水銀、酒精等)或固體(金屬片)受熱時(shí)產(chǎn)生熱偏差的特性 | -200~700 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,一般用作就地測(cè)溫。 |
壓力式溫度計(jì): (1)氣體式 (2)液體式 (3)蒸汽式 | 利用封閉在一定容積中的氣體、液體或某些液體的飽和蒸汽受熱時(shí)其體積或壓力變化的性質(zhì) | 0~300 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具有防爆性,不怕振動(dòng),可作遠(yuǎn)距離傳示,準(zhǔn)確度低,滯后性較大。 | |
熱電阻溫度計(jì) | 利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體受熱后電阻值變化的性質(zhì) | -200~650 | 準(zhǔn)確度高,能遠(yuǎn)距離傳送,適于低、中溫測(cè)量;測(cè)點(diǎn)溫較困難。 | |
熱電偶溫度計(jì) | 利用物質(zhì)的熱電特性 | 0~1600 | 測(cè)溫范圍廣,能遠(yuǎn)距離傳送,適于高、中溫測(cè)量;需進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償;低溫段測(cè)量準(zhǔn)確度較低。 | |
非 接 觸 式 儀 表 | 輻射式溫度計(jì): (1)光學(xué)式 (2)比色式 (3)紅外式 | 利用物體輻射能隨溫度變化的性質(zhì) | 600~2000 | 測(cè)溫范圍廣,能遠(yuǎn)距離傳送,適于高溫測(cè)量且不能直接測(cè)溫的場(chǎng)合,準(zhǔn)確度受環(huán)境影響較大,對(duì)結(jié)果需進(jìn)行修正 |
2. 熱電阻的測(cè)溫原理是什么?熱電阻的結(jié)構(gòu)如何?
熱電阻是基于金屬導(dǎo)體(半導(dǎo)體)的電阻值隨溫度的變化而變化,并與溫度呈一定的函數(shù)關(guān)系的特性制成的溫度測(cè)量元件。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的溫度發(fā)生變化時(shí),溫度計(jì)的電阻值也相應(yīng)的變化。從而測(cè)定介質(zhì)的溫度。絕大多數(shù)金屬的電阻值隨溫度的升高而增加,半導(dǎo)體的電阻值則隨溫度的升高而減少。
熱電阻的結(jié)構(gòu)有普通型結(jié)構(gòu)和鎧裝型結(jié)構(gòu)兩種。它們都是由感溫元件、引出線、保護(hù)套管、接線盒、絕緣材料等組成。
3. 熱電阻的典型用途是什么
熱電阻的典型用途是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量-200℃一+900℃的液體、氣體和物體表面的溫度。其他用途有:測(cè)量發(fā)電機(jī)電樞繞組和激磁繞組、管子、聯(lián)箱等位置狹小場(chǎng)合的點(diǎn)溫度;測(cè)量室內(nèi)、空間、容器和工業(yè)生產(chǎn)裝置中的平均溫度;測(cè)量表面溫度;測(cè)量相對(duì)濕度(利用干、濕球溫度計(jì))。
鉑熱電阻在校驗(yàn)工作中作為溫度標(biāo)準(zhǔn)用。
4. 工業(yè)熱電阻常用有哪幾種
工業(yè)上常用的熱電阻有兩種:鉑熱電阻和銅熱電阻。
名稱 | 代號(hào) | 分度號(hào) | R0值及允許誤差(?) | W100及允許誤差(?) | 測(cè)溫范圍 | ||
R0名義值 | 允許誤差 | W100名義值 | 允許誤差 | ||||
鉑熱電阻 | IEC | Pt10 | 10 | * ±0.006 | 1.3850 | ±0.0010 | 0~850℃ |
B級(jí) ±0.012 | |||||||
IEC | Pt100 | 100 | * ±0.06 | -200~+850℃ | |||
B級(jí) ±0.12 | |||||||
銅熱電阻 | WZC | Cu50 | 500 | ±0.05 | 1.4280 | ±0.0020 | -50~+150℃ |
WZC | Cu100 | 100 | ±0.10 |
5. 工業(yè)熱電阻測(cè)溫有哪些特點(diǎn)
工業(yè)熱電阻測(cè)溫有以下特點(diǎn):
(1)測(cè)量度高;
(2)輸出信號(hào)大,靈敏度高,容易測(cè)量顯示和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送;
(3)電阻溫度關(guān)系具有較好的線性度,測(cè)溫穩(wěn)定性好;
(4)不需要冷端溫度補(bǔ)償;
(5)測(cè)溫元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積較大,熱響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng);不利于動(dòng)態(tài)測(cè)溫,不能測(cè)點(diǎn)溫。
6. 對(duì)制做工業(yè)熱電阻的材料有何要求
對(duì)制做工業(yè)熱電阻的材料有以下要求:
(1)電阻溫度系數(shù)要大,即每變化1℃時(shí)電阻值的相對(duì)變化量要大。電阻溫度系數(shù)越大,靈敏度越高,測(cè)溫月;
(2)電阻值與溫度的變化關(guān)系應(yīng)盡可能呈線性;
(3)電阻率要大,則繞在骨架上的電阻絲就短,電阻體積就小,熱慣性和熱容量就小,測(cè)溫速度就快,測(cè)溫準(zhǔn)確度就高;
(4)在測(cè)溫范圍內(nèi)要有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì);
(5)容易得到較純凈的物質(zhì),其純度用(W100=R100/R0)表示;
(6)易于加工,價(jià)格便宜。
7. 什么是鎧裝熱電阻?鎧裝熱電阻有什么特點(diǎn)?
鎧裝熱電阻是把金屬保護(hù)套管、絕緣材料和電阻體三者組合在一起拉制而成,也稱套管熱電阻。
鎧裝熱電阻有以下特點(diǎn):
(1)熱惰性小,反應(yīng)迅速;
(2)具有良好的機(jī)械性能,可耐強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊;
(3)除熱電阻頭部外,其它部分可以任意彎曲,適宜安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備上進(jìn)行測(cè)溫;
(4)使用壽命長(zhǎng)。
8. 熱電阻元件使用中常見的故障有哪些?
熱電阻元件使用中常見的故障有:
(1)熱電阻阻絲之間短路或接地;(2)熱電阻阻絲斷開;(3)保護(hù)套管內(nèi)積水;(4)電阻元件與接線盒間引出導(dǎo)線斷路。
9. 工業(yè)熱電阻使用的注意事項(xiàng)有哪些?
(1)注意熱電阻zui高使用溫度和工作壓力不可超過(guò)它的額定值;
(2)如在腐蝕性、易損性的介質(zhì)中使用,應(yīng)采用合適的保護(hù)套管;
(3)根據(jù)配接顯示儀表的種類選擇不同的接線方法;
(4)連接銅導(dǎo)線的電阻值應(yīng)按顯示儀表技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)據(jù)選配,一般為2?~5?;
(5)不能把一個(gè)熱電阻與兩個(gè)顯示儀表并聯(lián)使用;
(6)用來(lái)測(cè)量熱電阻測(cè)溫元件的電橋度必須滿足要求,并且電橋工作電流不得大于5mA;
(7)若熱電阻值不正確時(shí),應(yīng)從下部端點(diǎn)電阻絲交叉處增減電阻絲,而不應(yīng)從其它處調(diào)整;調(diào)整后的電阻絲應(yīng)排列整齊,不得有碰接現(xiàn)象。
(8)改變熱電阻長(zhǎng)度時(shí),只允許改變引線長(zhǎng)度,不得改變熱電阻的長(zhǎng)度。
10. 熱電阻的引出線除采用二線制外,還采用三線制和四線制,其目的是什么?
工業(yè)熱電阻測(cè)溫采用三線制的目的是為了減少熱電阻與測(cè)量?jī)x表(測(cè)量橋路)之間連接導(dǎo)線電阻的影響,以及導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而變化所帶來(lái)的測(cè)量誤差。工業(yè)熱電阻測(cè)溫采用四線制的目的是可以消除連接導(dǎo)線電阻的影響。
11. 工業(yè)熱電阻測(cè)溫的主要誤差來(lái)源有哪些?
工業(yè)熱電阻測(cè)溫的主要誤差來(lái)源有:
(1)分度引入的誤差;(2)電阻測(cè)溫元件的自熱效應(yīng)引入的誤差;(3)外線路電阻引入的誤差;(4)熱交換引起的誤差;(5)動(dòng)態(tài)誤差;(6)配套顯示儀表的誤差;(7)熱電阻絲的純度引起的誤差。
12. 熱電偶的測(cè)溫原理是什么?熱電偶的結(jié)構(gòu)如何?
熱電偶測(cè)溫的基本原理是熱電效應(yīng)。把任意兩種性質(zhì)不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路,如果兩接點(diǎn)的溫度不同,在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),形成熱電流,這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是用兩種性質(zhì)不同的金屬材料一端焊接而成的。焊接的一端叫做熱端(測(cè)量端),未焊接的一端叫做冷端(參考端)。如果冷端(參考端)溫度恒定不變,則熱點(diǎn)勢(shì)的大小和方向只于兩種材料的特性和熱端(測(cè)量端)有關(guān),且熱點(diǎn)勢(shì)與溫度之間有一固定的函數(shù)關(guān)系,利用這個(gè)關(guān)系及相關(guān)顯示儀表即可測(cè)量出溫度。
熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管、接線盒等主要部分構(gòu)成。
13. 制做熱電偶的材料應(yīng)具備什么條件?
用來(lái)制做熱電偶的材料應(yīng)具備下列基本條件:
(1)應(yīng)有較高的熱點(diǎn)勢(shì)和熱點(diǎn)勢(shì)率,且此熱點(diǎn)勢(shì)與溫度之間成線性關(guān)系或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系;(2)物理、化學(xué)性能穩(wěn)定,能在較寬的溫度范圍內(nèi)和各種條件下使用,其熱電特性不隨時(shí)間變化;在高溫下不易被氧化和腐蝕;(3)材料的電導(dǎo)率高,電阻溫度系數(shù)及熱容量??;(4)熱電性能穩(wěn)定,便于加工和復(fù)制;(5)材料成分均勻,有剛性價(jià)格便宜。
14. 熱電偶的熱電特性由哪些元素決定的?熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)必須具備什么條件?
熱電偶的熱電特性是由電極材料的化學(xué)成分和物理性質(zhì)決定的。熱點(diǎn)勢(shì)的大小只于熱電偶的材料和兩端的溫度有關(guān),與熱電偶的長(zhǎng)短和粗細(xì)無(wú)關(guān)。
熱電偶必須具備下面兩個(gè)條件才能產(chǎn)生熱電勢(shì):
(1) 電偶必須是由兩種性質(zhì)不同但符合一定要求的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)材料構(gòu)成。
(2) 熱電偶測(cè)量端和參考端之間必須有溫差。
15. 熱電偶按結(jié)構(gòu)形式分為哪幾類?
熱電偶按結(jié)構(gòu)形式可分為:
(1) 普通型工業(yè)用熱電偶;
(2) 鎧裝熱電偶;
(3) 多點(diǎn)式熱電偶;
(4) 小慣性熱電偶;
(5) 表面熱電偶。
16. 我國(guó)常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶有那幾種?
常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶有:
熱電偶名稱 | IEC 分度號(hào) | 允許誤差 | ||
等級(jí) | 測(cè)溫范圍(℃) | 允許誤差(℃) | ||
鉑銠10-鉑 | S | Ⅰ | 0~1100/1100~1600 | ±1℃/±〔1+(t-1100)×0.003〕℃ |
Ⅱ | 0~600/600~1600 | ±1.5℃/±0.25%t℃ | ||
鉑銠30-鉑銠6 | B | Ⅱ | 600~1700 | ±0.25%t℃ |
Ⅲ | 600~800/800~1700 | ±4℃/±0.5%t℃ | ||
鎳鉻-鎳硅 (鎳鉻-鎳鋁) | K | Ⅰ | -40~1100 | ±1.5℃或±0.4%t℃ |
Ⅱ | -40~1200 | ±2.5℃或±0.75%t℃ | ||
Ⅲ | -200~40 | ±2.5℃或±1.5%t℃ | ||
銅-銅鎳(康銅) | T | Ⅰ | -40~350 | ±0.5℃或±0.4%t℃ |
Ⅱ | -40~350 | ±1℃或±0.75%t℃ | ||
Ⅲ | -200~40 | ±1℃或±1.5%t℃ | ||
鎳鉻-銅鎳(康銅) | E | Ⅰ | -40~800 | ±1.5℃或±0.4%t℃ |
Ⅱ | -40~900 | ±2.5℃或±0.75%t℃ | ||
Ⅲ | -200~40 | ±2.5℃或±1.5%t℃ | ||
鐵-銅鎳(康銅) | J | Ⅰ | -40~750 | ±1.5℃或±0.4%t℃ |
Ⅱ | -40~750 | ±2.5℃或±0.75%t℃ |
17. 什么是鎧裝熱電偶?鎧裝熱電偶有什么優(yōu)點(diǎn)?
鎧裝熱電偶是由熱電極、絕緣材料、金屬套管三者組合經(jīng)拉伸加工而成的堅(jiān)實(shí)組合體,也稱套管熱電偶。
鎧裝熱電偶具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)測(cè)量精度高;(2)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單;(3)熱容量小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快;(4)可作遠(yuǎn)距離測(cè)量;(5)使用壽命長(zhǎng),測(cè)溫范圍廣。
18. 熱電偶測(cè)溫的誤差來(lái)源主要有哪些方面?
熱電偶測(cè)溫的誤差來(lái)源主要有:
(1)分度誤差:由于熱電偶材料不符合要求和材料均勻性差等原因,使熱電偶的熱電性質(zhì)與統(tǒng)一的分度表之間存在分度誤差;
(2)補(bǔ)償導(dǎo)線所致誤差:由于補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶材料在100℃以下的熱電性質(zhì)不同將產(chǎn)生誤差;
(3)參比端溫度變化引起的誤差:在利用補(bǔ)償電橋法進(jìn)行參比端溫度補(bǔ)償時(shí),由于不能*補(bǔ)償而產(chǎn)生的誤差;
(4)由于熱電偶變質(zhì)使熱電性質(zhì)變化而產(chǎn)生的誤差。
19. 熱電偶分度的定義是什么?分度的方法有哪些?
答:熱電偶分度就是將熱電偶的熱端(測(cè)量端)置于若干個(gè)給定的溫度下,熱電偶的冷端(參考端)置于恒定溫度或0℃的冰點(diǎn)瓶?jī)?nèi),測(cè)定其熱電勢(shì)值。通過(guò)各溫度點(diǎn)上測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)值來(lái)確定被測(cè)電動(dòng)勢(shì)與其對(duì)應(yīng)的溫度關(guān)系。
熱電偶的分度方法通常采用純金屬定點(diǎn)法、比較法、黑體空腔法、恒溫槽內(nèi)分度和整套分度法。
20. 什么叫熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線?熱電偶測(cè)溫為什么常采用補(bǔ)償線?
熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線是兩根材料不同的金屬絲,在一定溫度范圍(一般為0-100℃)內(nèi),它具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能,其材料相對(duì)于熱電偶是廉價(jià)金屬而制成的。
使用熱電偶測(cè)溫時(shí),要求熱電偶的冷端溫度必須保持恒定。由于熱電偶一般做的比較短,以節(jié)約貴金屬材料費(fèi)用。這樣,熱電偶的冷端就處在環(huán)境溫度較高的地方,而且溫度波動(dòng)也比較大,對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生較大影響。補(bǔ)償導(dǎo)線在100℃以下有同所配熱電偶相同的熱電特性,且熱電偶的冷端一般處在100℃以下的范圍內(nèi),這樣就可以使用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶的冷端從高溫處移到低溫處,同時(shí)節(jié)約大量較貴的貴金屬材料,也便于安裝和敷設(shè),用較粗直徑和導(dǎo)電系數(shù)大的補(bǔ)償線代替熱電極,可以減少熱電偶測(cè)溫回路的電阻,以利于動(dòng)圈式顯示儀表的正常工作和自動(dòng)控制溫度。所以熱電偶測(cè)溫時(shí)通常都要連接補(bǔ)償導(dǎo)線。
21. 熱電偶測(cè)溫使用補(bǔ)償線應(yīng)注意什么?
熱電偶測(cè)溫使用補(bǔ)償線時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):
(1)補(bǔ)償導(dǎo)線必須與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶配用;(2)補(bǔ)償導(dǎo)線在與熱電偶、儀表連接時(shí),正、負(fù)極不能接錯(cuò),兩對(duì)連接點(diǎn)要處于相同的溫度;(3)補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶連接點(diǎn)溫度不得超過(guò)規(guī)定使用的溫度范圍;(4)要根據(jù)所配儀表的不同要求選用補(bǔ)償導(dǎo)線的線徑。
22. 什么是熱電偶的均勻性?
熱電偶的均勻性是指熱電偶材料的均勻程度。熱電偶的熱電極材料是均勻的,則熱電偶回路的熱點(diǎn)勢(shì)只與冷、熱兩端的溫度有關(guān),而與沿?zé)犭姌O長(zhǎng)度的溫度分布無(wú)關(guān)。若熱電極材料不均勻,熱電偶回路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加電勢(shì),該電勢(shì)將會(huì)影響熱電偶回路的總熱點(diǎn)勢(shì)。所以,不均勻熱點(diǎn)勢(shì)的存在會(huì)使熱電偶的熱電特性發(fā)生變化,產(chǎn)生測(cè)量誤差,從而降低熱電偶測(cè)溫的準(zhǔn)確性。
23. 什么叫熱電偶的穩(wěn)定性?影響熱電偶穩(wěn)定性的主要因素有哪些?
熱電偶使用一定時(shí)間后,熱電偶的熱電特性會(huì)發(fā)生某些變化,如果變化顯著,所測(cè)溫度將偏離真實(shí)值,產(chǎn)生測(cè)量誤差,從而降低熱電偶測(cè)溫的準(zhǔn)確性。所以熱電偶的熱電特性必須在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。
影響熱電偶穩(wěn)定性的主要因素有:熱電極在使用中氧化,特別是某些元素在使用中選擇性的氧化和揮發(fā);熱電極受外力作用引起變形所產(chǎn)生的應(yīng)變應(yīng)力;在高溫下晶粒長(zhǎng)大;熱電極的沾污和腐蝕等。
24. 熱電偶測(cè)溫元件的安裝要求有哪些?
(1)熱電偶的安裝地點(diǎn)要選擇在便于施工維護(hù),而且不易受到外界損傷的位置;(2)熱電偶的安裝位置應(yīng)盡可能保持垂直,以防止高溫變形;熱電偶的熱端應(yīng)處于管道中心線上,且與介質(zhì)的流體方向相對(duì);(3)承受壓力的熱電偶,其密封面必須密封良好;(4)熱電偶的插入深度可按實(shí)際情況決定,但浸入被測(cè)介質(zhì)中的長(zhǎng)度應(yīng)大于保護(hù)套管外徑的8~10倍。(5)熱電偶露在外面的部分要盡量短并應(yīng)加保溫層,以減少熱量損失和測(cè)量誤差;(6)熱電偶安裝在負(fù)壓管道或容器上時(shí),安裝處要密封良好;(7)熱電偶接線盒的蓋子應(yīng)盡量向上,防止被水浸入;(8)熱電偶裝在具有固體顆粒和流速很高的介質(zhì)中時(shí),為防止長(zhǎng)期受沖刷而損壞,可在其前加裝保護(hù)板;(9)熱電偶保護(hù)套管的材料要與管道材料一致。
25. 什么是動(dòng)圈式溫度儀表?由那幾部分組成?
動(dòng)圈式溫度儀表是與熱電偶、輻射感溫器或熱電阻配合使用,用來(lái)測(cè)量和控制溫度的一種磁電式顯示儀表。其核心部分是處于磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,也叫動(dòng)圈式儀表。動(dòng)圈式溫度儀表按所配感溫元件的不同可分為毫伏計(jì)式(配熱電偶)和不平衡電橋式(配熱電阻)兩大類型。
動(dòng)圈式溫度儀表根據(jù)形式不同結(jié)構(gòu)也有所不同。指示調(diào)節(jié)型儀表由動(dòng)圈測(cè)量機(jī)構(gòu)、測(cè)量電路、和調(diào)節(jié)電路三部分組成;指示型只有動(dòng)圈測(cè)量機(jī)構(gòu)、測(cè)量電路組成;配熱電偶的動(dòng)圈儀表和配熱電阻的動(dòng)圈儀表只在測(cè)量電路上有所不同,前者是一個(gè)磁電式動(dòng)圈電流表與測(cè)量電路組成毫伏計(jì),后者是一個(gè)直流不平衡電橋,將磁電式動(dòng)圈電流表連在橋路的對(duì)角線上,其它部分與熱電偶動(dòng)圈儀表相同。
26. 數(shù)字顯示儀表的工作原理是什么?它有什么特點(diǎn)?
用數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果的儀表稱為數(shù)字顯示式儀表,簡(jiǎn)稱數(shù)顯表。
數(shù)字顯示式儀表的工作原理:由測(cè)溫元件等送來(lái)的電信號(hào),通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大處理、非線性校正后,經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管,顯示測(cè)量值;另一路與設(shè)定值進(jìn)行比較,控制繼電器動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)位式控制。
數(shù)字顯示式儀表的特點(diǎn):
(1)用數(shù)碼管和光柱顯示,直觀醒目,讀數(shù)方便。(2)采用集成電路和半導(dǎo)體發(fā)光器件,線路簡(jiǎn)單,工作可靠,壽命長(zhǎng)、耗電小,維護(hù)方便。(3)配置靈活,可輸入不同類型的測(cè)量信號(hào);輸出多種控制、報(bào)警信號(hào)。(4)與熱電偶、熱電阻溫度計(jì)配套的儀表均具有線性化電路,前者還具有冷端溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。?)可作為變送器,輸出標(biāo)準(zhǔn)的0~10mA或4~20mA直流電流信號(hào)。
第二節(jié) 壓力測(cè)量
27. 測(cè)量壓力和真空的儀表,按照信號(hào)轉(zhuǎn)換原理的不同可分為那幾類?
測(cè)量壓力和真空的儀表,按照信號(hào)轉(zhuǎn)換原理的不同,大致可分四大類:
(1)液柱式壓力計(jì):可以將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度差進(jìn)行測(cè)量,如:U形管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)、斜管壓力計(jì)等。
(2)彈性式壓力計(jì):可以將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形位移而進(jìn)行測(cè)量,如:彈簧管壓力計(jì)、波紋管壓力計(jì)、膜盒式壓力計(jì)等。
(3)電氣式壓力計(jì):可以將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行測(cè)量,如:電容式變送器、振弦式變送器、霍爾變送器、力平衡變送器等。
(4)活塞式壓力計(jì):可以將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的重量進(jìn)行測(cè)量,如:壓力校驗(yàn)臺(tái)等。
28. 簡(jiǎn)述彈簧管壓力表的工作原理?它的結(jié)構(gòu)如何?各部件的作用是什么?
彈簧管式壓力表的工作原理是:彈簧管在壓力的作用下,其自由端產(chǎn)生位移,該位移量通過(guò)拉桿帶動(dòng)傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu),使指針偏轉(zhuǎn),并在刻度盤上指示出被測(cè)壓力值。
彈簧管式壓力表主要由帶有螺紋接頭的支持器、彈簧管、拉桿、調(diào)節(jié)螺釘、扇形齒輪、小齒輪、游絲、指針、上下夾板、表盤、表殼、罩殼等組成。
傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)中的各零部件的作用:
(1)拉桿――將彈簧管自由端的位移傳給扇形齒輪;
(2)扇形齒輪――將線位移轉(zhuǎn)換成角位移后,傳給小齒輪,并具有放大作用;
(3)小齒輪――帶動(dòng)同軸的指針轉(zhuǎn)動(dòng),在刻度盤上指示出被測(cè)壓力值;
(4)游絲――使扇形齒輪和小齒輪保持單向齒廓接觸,消除兩齒輪接觸間隙,以減小回差;
(5)調(diào)整螺釘――改變調(diào)整螺釘?shù)奈恢?,可以改變扇形齒輪短臂的長(zhǎng)度,達(dá)到改變傳動(dòng)比的目的;
(6)上下夾板――將上述部件固定在一起,組成一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又稱為機(jī)芯,是壓力表的心臟,它的作用是將彈簧管自由端的位移加以放大,達(dá)到易于觀察讀數(shù)的目的。
29. 如何調(diào)整彈簧管壓力表的線性誤差?
當(dāng)彈簧管式壓力表的示值誤差隨著壓力成比例地增加時(shí),這種誤差叫線性誤差。產(chǎn)生線性誤差的原因主要是傳動(dòng)比發(fā)生了變化,只要移動(dòng)調(diào)整螺釘?shù)奈恢?,改變傳?dòng)比,就可將誤差調(diào)整到允許的范圍內(nèi)。當(dāng)被檢表的誤差為正值,并隨壓力的增加而逐漸增大時(shí),將調(diào)整螺釘向外移,降低傳動(dòng)比。當(dāng)被檢表的誤差為負(fù)值,并隨壓力的增加而逐漸增大時(shí),應(yīng)將調(diào)整螺釘向里移,增大傳動(dòng)比。
30. 如何調(diào)整彈簧管壓力表的非線性誤差?
當(dāng)彈簧管式壓力表的示值誤差隨壓力的增加不成比例的變化,這種誤差叫非線性誤差。改變拉桿和扇形齒輪的夾角,可以調(diào)整非線性誤差。調(diào)小拉桿與扇形齒輪的夾角,指針在前半部分走得快,指針在后半部分走得慢。調(diào)大拉桿與扇形齒輪之間的夾角,指針在前半部分走得慢,指針在后半部分走得快。拉桿與扇形齒輪夾角的調(diào)整可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)心來(lái)達(dá)到。具體方法是:旋松底板固定螺絲,轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)心至合適位置,然后旋緊底板固定螺絲,加壓重新校驗(yàn)。
非線性誤差的具體調(diào)整,要視誤差的情況而確定。通常情況下應(yīng)先將儀表的非線性誤差調(diào)成線性誤差,然后再調(diào)整線性誤差,為此,一般情況下調(diào)整拉桿與扇形齒輪的夾角須與調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢门浜?,進(jìn)行多次調(diào)整。
31. 如何根據(jù)被測(cè)對(duì)象正確地選用壓力表?
壓力表的選用應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求,被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì),現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等元素來(lái)選擇。對(duì)壓力表的型式、精度、測(cè)量范圍等都必須從實(shí)際出發(fā),本著節(jié)育的原則,合理選用。為了保證彈性元件能在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠工作,一般在被測(cè)壓力較穩(wěn)定的情況下,大壓力值應(yīng)不超過(guò)量程的3/4。在被測(cè)壓力波動(dòng)較大的情況下,大壓力值應(yīng)不超過(guò)量程的2/3。為了保證測(cè)量精度,被測(cè)壓力小值應(yīng)不低于滿量程的1/3。
32. 壓力測(cè)點(diǎn)位置的選擇應(yīng)遵循什么原則?
壓力測(cè)點(diǎn)位置的選擇應(yīng)遵循以下幾點(diǎn):
(1) 取壓口不能處于管道的彎曲、分叉和能形成渦流的地方;
(2) 當(dāng)管道內(nèi)有突出物時(shí),取壓口應(yīng)選在突出物之前;
(3) 在閥門前附近取壓時(shí),則與閥門的距離應(yīng)大于管道直徑的2倍。若取壓口在閥門后,則與閥門距離應(yīng)大于3倍的管道直徑;
(4) 對(duì)于寬容器,取壓口應(yīng)處于流速平穩(wěn)和無(wú)渦流的區(qū)域。
33. 壓力測(cè)量?jī)x表取樣管路敷設(shè)應(yīng)遵循什么原則?
為了保證正確地傳遞壓力信號(hào),連接導(dǎo)管除要求不堵不漏外,還應(yīng)盡可能短。當(dāng)取樣管穿過(guò)檔板、平臺(tái)、樓板或靠近金屬構(gòu)件時(shí),應(yīng)注意防止碰撞、摩擦引起的機(jī)械損傷,并需要定期進(jìn)行必要的檢查。取樣管敷設(shè)應(yīng)有一定斜度,傾斜度不得小于3%。以便排除凝結(jié)水或氣體。
34. 安裝壓力表時(shí),應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?
壓力表安裝時(shí)必須注意下列事項(xiàng):
(1) 取壓點(diǎn)的選擇應(yīng)具有代表性,不能將測(cè)點(diǎn)選在有渦流的地方;
(2) 在安裝取壓管時(shí),取壓管內(nèi)端面與管道內(nèi)壁必須保持齊平,不應(yīng)有凸出物或毛刺;
(3) 取壓點(diǎn)與壓力表安裝處之間的距離應(yīng)盡量短,一般取壓管的長(zhǎng)度不超過(guò)50米;
(4) 取壓點(diǎn)到壓力表之間,應(yīng)裝切斷閥或三通閥;
(5) 測(cè)量波動(dòng)劇烈的壓力時(shí),二次門后應(yīng)裝緩沖裝置;就地裝壓力表被測(cè)介質(zhì)溫度超過(guò)70度時(shí),二次門前應(yīng)裝U形管或環(huán)行管;
(6) 測(cè)量蒸汽壓力時(shí),應(yīng)加裝凝汽管;對(duì)有腐蝕性的介質(zhì),應(yīng)加裝充有中間介質(zhì)的隔離罐;
(7) 壓力表安裝地點(diǎn)力求避免振動(dòng),在振動(dòng)地點(diǎn)加裝壓力表,必須加裝減震裝置;
(8) 壓力表與取樣管連接的絲扣不許纏麻,應(yīng)加墊片;高壓表應(yīng)加紫銅墊片;
(9) 壓力表的安裝地點(diǎn),應(yīng)當(dāng)便于維護(hù)和觀察指示值,并應(yīng)有很好的照明,盡可能裝在儀表盤上。
35. 壓力表在投入前應(yīng)做好哪些準(zhǔn)備工作?
(1)檢查一、二次門,管路及接頭處應(yīng)連接正確牢固。二次門、排污門應(yīng)關(guān)閉,接頭鎖母不滲漏,盤根填加適量,操作手輪和緊固螺絲與墊片齊全完好。(2)壓力表和固定卡子應(yīng)牢固。(3)電接點(diǎn)壓力表應(yīng)檢查和調(diào)整信號(hào)裝置部分。
36. 簡(jiǎn)述壓力表的投入程序。
壓力表的投入程序:
(1)開啟一次閥門,使導(dǎo)管充滿被測(cè)介質(zhì)。
(2)二次閥門為三通門時(shí),緩緩開啟排污手輪,用被測(cè)介質(zhì)沖洗導(dǎo)管。沖洗干凈后,再關(guān)閉排污手輪。
(3)緩慢開啟二次閥門(測(cè)蒸汽或高溫介質(zhì)的壓力表,應(yīng)待導(dǎo)管內(nèi)有凝結(jié)水或高溫介質(zhì)的溫度已降低至不燙手時(shí),再開啟二次閥門),投入儀表。
(4)測(cè)量蒸汽國(guó)液體的壓力表投入后,若指針指示不穩(wěn)或有跳動(dòng)現(xiàn)象,一般是由于導(dǎo)壓管內(nèi)有空氣造成的,裝有放氣閥門的應(yīng)該打開進(jìn)行放氣;未裝有放氣閥門的,可關(guān)閉二次閥門,將儀表接頭稍稍松開,再稍稍打開二次閥門,放出管內(nèi)空氣。待接頭流出的液體中無(wú)氣泡冒出時(shí),再關(guān)緊二次閥門,擰緊接頭,重新投入儀表。
(5)多點(diǎn)測(cè)量的風(fēng)壓表投入后,應(yīng)逐點(diǎn)檢查指示是否正常。
(6)真空壓力表投入后,應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。在正常狀態(tài)下,關(guān)閉一次閥門,15分鐘內(nèi)指示值的降低不應(yīng)大于3%。
37. 簡(jiǎn)述電容式壓力(差壓)變送器的工作原理?
電容式壓力(差壓)變送器采用微位移式差動(dòng)電容膜盒作為檢測(cè)元件,中心感壓膜片和其兩邊弧形電容極板形成電容量為高壓側(cè)極板和測(cè)量膜片之間的電容)和CL(低壓側(cè)極板和測(cè)量膜片之間的電容)的兩個(gè)電容。被測(cè)壓力P加在膜盒的隔離膜片上,通過(guò)腔內(nèi)硅油的液壓傳遞到中心感壓膜片上,壓力為P時(shí),中心感壓膜片產(chǎn)生位移,因而使中心感壓膜片與兩邊弧形電容極板的間距不再相等,從而使兩個(gè)電容的電容量為CH和CL不再相等。被測(cè)壓力P與兩個(gè)電容的電容量為CH和CL的關(guān)系為:P=K·(CH-CL)/(CH+CL)
轉(zhuǎn)換部分的作用是將電容比〔(CH-CL)/(CH+CL)〕的變化轉(zhuǎn)換為4-20mA DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),并實(shí)現(xiàn)零位、量程、正負(fù)遷移、阻尼調(diào)整等功能。轉(zhuǎn)換電路由解調(diào)器、振蕩器、振蕩控制器、調(diào)零電路、調(diào)量程電路、電流控制放大器、電流限制電路、基準(zhǔn)電壓等組成。
38. 怎樣進(jìn)行1151電容式變送器的零點(diǎn)、量程調(diào)整?
校驗(yàn)和調(diào)整變送器之前,先將阻尼電位器反時(shí)針調(diào)到極限位置,接好電路和壓力測(cè)試回路。
零點(diǎn)和量程調(diào)整螺釘位于放大器殼體ming牌下面。上方為調(diào)零螺釘,標(biāo)記為Z。下方為調(diào)量程螺釘,標(biāo)記為R。
1151電容式變送器零點(diǎn)、量程連續(xù)可調(diào)。量程可在大量程和大量程的1/6范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整。
當(dāng)輸人壓力為零時(shí),調(diào)整零點(diǎn)螺釘,使輸出為4mA。然后,輸入所調(diào)量程壓力。調(diào)整量程螺釘使輸出為20mA。由于調(diào)量程后影響零點(diǎn)輸出,調(diào)零點(diǎn)不影響量程輸出,因此,零點(diǎn)、量程須反復(fù)調(diào)整。
39. 簡(jiǎn)述擴(kuò)散硅式壓力(差壓)變送器的工作原理?
擴(kuò)散硅式壓力(差壓)變送器采用半導(dǎo)體硅作感壓元件,硅半導(dǎo)體材料具有壓阻效應(yīng),在壓力作用下,硅晶格間隙發(fā)生變化,導(dǎo)致載流子遷移率的改變,從而引起電導(dǎo)率變化。對(duì)于半導(dǎo)體電阻體,當(dāng)機(jī)械變形時(shí),電阻率的相對(duì)變化率遠(yuǎn)大于外形尺寸L、A的相對(duì)變化率,其電阻變化率主要是壓阻效應(yīng)造成,當(dāng)半導(dǎo)體壓阻片與彈性元件處于一體,受壓而發(fā)生同一應(yīng)變時(shí),應(yīng)變量c與被測(cè)壓力p成正比,說(shuō)明半導(dǎo)體壓阻片的電阻變化率與被測(cè)壓力成正比,由此可測(cè)出壓力的變化。當(dāng)被測(cè)壓力(差壓)在全量程范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)(相應(yīng)壓敏電阻變化量為△R),變送器輸出統(tǒng)一信號(hào)為4—20mA。
變送器中,采用IC(集成電路)技術(shù)直接在硅膜上擴(kuò)散形成應(yīng)變測(cè)量橋路元件。因此體積可做得很小。變送器具有度高,直接輸出直流信號(hào),線性度好,適用溫度范圍廣,重量輕,體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),可用于靜壓、動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量。
40. 數(shù)字式壓力表的結(jié)構(gòu)及工作原理如何?
數(shù)字式壓力表一般由傳感器、電源部件、主機(jī)板、顯示部件、附加功能板等組成。智能式還含有單片機(jī)(微處理器)。
數(shù)字式壓力表的工作原理:由傳感器來(lái)的模擬信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)送給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,模/數(shù)轉(zhuǎn)換器以一定的轉(zhuǎn)換速率將傳感器來(lái)的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。微處理器根據(jù)預(yù)先編制的程序?qū)?shù)字信號(hào)機(jī)械運(yùn)算后,再經(jīng)輸出電路機(jī)械顯示、報(bào)警等。
無(wú)微處理器的數(shù)字壓力表一般經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器后直接驅(qū)動(dòng)顯示器;使用頻率傳感器的數(shù)字壓力表,不需經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器而直接送入微處理器。
第三節(jié) 流量測(cè)量
41. 什么是靜壓、動(dòng)壓、表壓和總壓?
靜壓:在流體中不受流速影響而測(cè)得的壓力值。
動(dòng)壓:流體單位體積具有的功能,其大小通常用1/2v2計(jì)算。(其中為流體密度,v為流體的速度)
表壓:流體的壓力與測(cè)量地點(diǎn)大氣壓力值的差。
總壓:靜壓和動(dòng)壓之和,當(dāng)流體靜止時(shí)總壓等于靜壓。
42. 發(fā)電廠常用的流量計(jì)有哪幾種?
發(fā)電廠常用的流量計(jì)有
(1)差壓式流量計(jì);(2)動(dòng)壓式流量計(jì);(3)恒壓降式流量計(jì)(亦稱轉(zhuǎn)子式流量計(jì));(4)容積式流量計(jì);(5)靶式流量計(jì);(6)電磁流量計(jì)。
43. 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的選型原則是什么?
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的選型,應(yīng)綜合考慮流體條件、管道條件、壓損和運(yùn)行準(zhǔn)確度等要求。具體有以下幾個(gè)方面:
(1)必須滿足測(cè)量準(zhǔn)確度的要求;(2)壓力損失不應(yīng)超過(guò)規(guī)定要求;(3)前后直管段應(yīng)滿足規(guī)定要求;(4)在滿足測(cè)量精度的條件下,盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的節(jié)流裝置;(5)要考慮安裝地點(diǎn)流體對(duì)節(jié)流裝置的磨損和臟污條件;(6)要求現(xiàn)場(chǎng)安裝方便。
44. 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置使用注意事項(xiàng)有哪些?
(1)必須保證節(jié)流裝置的開孔與管道的軸線同心,并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。(2)在節(jié)流裝置前后兩倍于管徑的一段管道內(nèi)壁上,不得有任何突出的部分。(3)節(jié)流裝置前后必須配制一定長(zhǎng)度的直管段。(4)在材料粘性或腐蝕性介質(zhì)時(shí),必須裝有隔離容器。(5)安裝時(shí),被測(cè)介質(zhì)的流向應(yīng)與環(huán)室的方向一致。(6)使用差壓測(cè)量?jī)x表時(shí),必須使被測(cè)介質(zhì)充滿管道。
45. 標(biāo)準(zhǔn)孔板和標(biāo)準(zhǔn)噴嘴有哪些特點(diǎn)?
我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件為標(biāo)準(zhǔn)孔板和標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。
(1)標(biāo)準(zhǔn)孔板:其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,加工方便,安裝容易,省料,造價(jià)低,但壓力損失較大。孔板入口邊緣抗流體磨蝕的性能差,難以保證尖銳,孔板膨脹系數(shù)的誤差也比噴嘴大。
(2)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,加工工藝要求高,測(cè)量范圍大,需要直管段較短,壓力損失較小,運(yùn)行中對(duì)介質(zhì)沖刷的敏感性低,耐磨蝕,使用壽命長(zhǎng)。
46. 簡(jiǎn)述雙波紋差壓計(jì)的工作原理?
雙波紋管差壓計(jì)是根據(jù)差壓與位移成正比的工作原理,當(dāng)正負(fù)壓室產(chǎn)生差壓后,處于正壓室中的波紋管被壓縮,填充工作液通過(guò)阻尼環(huán)與中心基座之間的環(huán)隙和阻尼旁路流向處于負(fù)壓室中的波紋管,從而破壞了系統(tǒng)平衡。連接軸按水平方向從左向右移動(dòng),使量程彈簧產(chǎn)生相應(yīng)的拉伸,直到量程彈簧的變形力與差壓值所產(chǎn)生的測(cè)量力平衡時(shí)為止,此時(shí),系統(tǒng)在新的位置上達(dá)到平衡。由連接軸產(chǎn)生的位移量,通過(guò)扭力管轉(zhuǎn)換成輸出轉(zhuǎn)角,因其轉(zhuǎn)角與差壓成正比,故可表示為儀表示值的大小。
47. 如何正確啟動(dòng)和停止差壓式流量計(jì)?
(1)啟動(dòng)時(shí),先開平衡門,使正、負(fù)壓室相通,再打開正壓門,關(guān)閉平衡門,后開負(fù)壓門,后使儀表投入運(yùn)行。(2)停止時(shí),先關(guān)閉負(fù)壓門,然后打開平衡門,后關(guān)閉正壓門。
48. 流量孔板為什么不能裝反?
孔板正確安裝時(shí),其孔板縮口朝向流體前進(jìn)的方向。流體在節(jié)流中心孔處局部收縮,使流速增加靜壓力降低,于是在孔板前后產(chǎn)生靜壓力差,該壓差和流量呈一定的函數(shù)關(guān)系??装逖b反后,其孔板入口端面呈錐形狀,流體流經(jīng)孔板時(shí)的收縮程度較正裝時(shí)小,流束縮頸與孔板距離較正裝時(shí)遠(yuǎn),流體經(jīng)孔板后端面時(shí)速度比正裝時(shí)小,使孔板后壓力較大,導(dǎo)致了孔板前后靜壓差減小,其流量值隨之減小,影響流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。
49. 測(cè)量流量變送器投入時(shí)要檢查哪些項(xiàng)目?
測(cè)量流量變送器投入時(shí)要檢查以下項(xiàng)目:
(1)取樣裝置,閥門接頭,一、二次閥門,排污門應(yīng)連接牢固、嚴(yán)密;
(2)一、二次閥門,排污門應(yīng)在關(guān)閉位置,平衡門應(yīng)處于開啟位置;
(3)稍開一次門,檢查導(dǎo)壓管、閥門和接頭等處是否有泄漏,若嚴(yán)密無(wú)泄漏應(yīng)全開一次閥門;
(4)打開排污門,沖洗導(dǎo)壓管,排除管內(nèi)積污和空氣,然后關(guān)閉排污閥門;
(5)擰開差壓變送器排氣絲堵,排除空氣后再擰緊;
(6)當(dāng)導(dǎo)壓管內(nèi)充滿冷凝水后,方可投入差壓變送器;
(7)投運(yùn)差壓變送器的操作順序是:先開正壓側(cè)二次門,關(guān)閉平衡門,再開負(fù)壓側(cè)二次門。
50. 差壓信號(hào)管路敷設(shè)有哪些要求?
差壓信號(hào)管路是連接節(jié)流裝置和差壓計(jì)的部件,如果安裝不正確,也會(huì)產(chǎn)生附加誤差。因此,對(duì)差壓信號(hào)管路敷設(shè)有下列要求:
(1)為了減小遲延,信號(hào)管路的內(nèi)徑不應(yīng)小于8mm-12mm,管路應(yīng)按短距離敷設(shè),但不得短于3m,長(zhǎng)不得大于50m。管路彎曲處應(yīng)是均勻的圓角。
(2)為了防止信號(hào)管路積水、積氣,其敷設(shè)應(yīng)有大于1:10的傾斜度。信號(hào)管路內(nèi)為液體時(shí),應(yīng)安裝排氣裝置;為氣體時(shí),應(yīng)安裝排液裝置。
(3)測(cè)量具有腐蝕性或粘度大的液體時(shí),應(yīng)設(shè)隔離容器,以防止信號(hào)管路被腐蝕或堵塞。
(4)信號(hào)管路所經(jīng)之處不得受熱源的影響,更不應(yīng)有單管道受熱現(xiàn)象,也不應(yīng)有凍管現(xiàn)象。在采取防凍措施時(shí),兩根管的溫度要相等。
51. 利用節(jié)流裝置測(cè)量蒸汽流量為什么要進(jìn)行密度自動(dòng)補(bǔ)償?
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是根據(jù)額定工況下的被測(cè)介質(zhì)參數(shù)設(shè)計(jì)的,只有在額定工況下,才可將密度等參數(shù)作為常數(shù)看待,流量和差壓才有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即qm=,這時(shí)差壓式流量計(jì)測(cè)量才能準(zhǔn)確。而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,蒸汽參數(shù)(壓力、溫度)是經(jīng)常波動(dòng)的,造成密度等參數(shù)的變化,引起流量測(cè)量誤差,其中以變化影響大。為了減小蒸汽流量在非額定工況下的測(cè)量誤差,必須對(duì)蒸汽密度進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。
52. 簡(jiǎn)述差壓儀表的投入程序
差壓儀表的投入程序?yàn)椋?/span>
(1)沖洗儀表正、負(fù)壓導(dǎo)管
①停差壓計(jì)。關(guān)閉差壓儀表的正、負(fù)壓門,打開平衡門。
②待被測(cè)容器壓力達(dá)0.1MPa時(shí),開啟一次閥門后,再緩緩打開正壓(或負(fù)壓)排污門,分別沖洗正、負(fù)壓導(dǎo)管。
③導(dǎo)管沖洗干凈后,關(guān)閉排污門。
(2)待導(dǎo)管冷卻后,再啟動(dòng)儀表;若管路中裝有空氣門,應(yīng)先開啟一下空氣門,排除空氣后,才能啟動(dòng)儀表。
(3)儀表的啟動(dòng)
①檢查儀表平衡門是否已處在開啟位置。
②漸漸開啟儀表正壓門。當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為蒸汽或液體時(shí),待測(cè)量室充滿被測(cè)凝結(jié)水或液體后,松開儀表的正、負(fù)測(cè)量室的排污螺釘。待介質(zhì)逸出并排凈氣泡后,擰緊排污螺釘。然后,檢查儀表各部分是否有滲漏現(xiàn)象,并檢查儀表零點(diǎn)。
③關(guān)閉平衡門,逐漸打開負(fù)壓門,此時(shí)儀表應(yīng)有指示。
(4)儀表投入后的檢查
①在運(yùn)行過(guò)程中,如要檢查導(dǎo)管及儀表是否工作正常,可稍開排污門。開正排污門時(shí),儀表指示應(yīng)減小;開負(fù)排污門時(shí),儀表指示應(yīng)增大。
②在運(yùn)行過(guò)程中,如要檢查儀表零位,可先打開平衡門,再關(guān)負(fù)壓門,觀察儀表零位是否正確(切勿在平衡門,正、負(fù)壓門都在打開位置時(shí),檢查儀表零位)。
③在運(yùn)行過(guò)程中,如要進(jìn)行排污沖洗時(shí),必須注意先打開儀表平衡門,再關(guān)閉正、負(fù)壓門,然后打開排污門,以免儀表承受過(guò)大的單向靜壓。
第四節(jié) 液位測(cè)量
53. 利用差壓式水位計(jì)測(cè)量汽包水位時(shí)產(chǎn)生誤差主要有哪些方面?
利用差壓式水位計(jì)測(cè)量汽包水位時(shí)產(chǎn)生誤差主要有:
(1)在測(cè)量過(guò)程中,汽包壓力的變化將引起飽和水、飽和蒸汽的重度變化,從而造成差壓式水位計(jì)輸出的誤差。(2)一般設(shè)計(jì)計(jì)算的平衡容器補(bǔ)償管是按水位處于零水位情況下設(shè)計(jì)計(jì)算的,運(yùn)行時(shí)鍋爐汽包水位偏離零水位,將會(huì)引起測(cè)量誤差。(3)當(dāng)汽包壓力突然下降時(shí),由于正壓室內(nèi)凝結(jié)水可能被蒸發(fā)掉而導(dǎo)致儀表指示失常。
54. 電接點(diǎn)水位計(jì)的工作原理是什么?電接點(diǎn)水位計(jì)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
由于水和蒸汽的電阻率存在著極大的差異,一般高壓鍋爐生產(chǎn)的飽和蒸汽的電阻率要比飽和水的電阻率大數(shù)萬(wàn)倍到數(shù)十萬(wàn)倍,比飽和蒸汽凝結(jié)水的電阻率也要大100倍以上。因此,可以把飽和蒸汽看做非導(dǎo)體(或高阻導(dǎo)體),而把水看成導(dǎo)體(或低阻導(dǎo)體)。電接點(diǎn)水位計(jì)就是利用這一原理,通過(guò)測(cè)定與容器相連的測(cè)量筒內(nèi)處于汽水介質(zhì)中的各電極間的電阻來(lái)判別汽水界面位置的。電接點(diǎn)水位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:能適應(yīng)鍋爐變參數(shù)運(yùn)行,遲延小,構(gòu)造簡(jiǎn)單、顯示直觀、造價(jià)低、維護(hù)方便。電接點(diǎn)水位計(jì)的缺點(diǎn)是:電極長(zhǎng)期浸泡在汽水中,容易造成腐蝕和產(chǎn)生泄漏,以及顯示的不連續(xù)性所造成的固定誤差。
55. 使用電接點(diǎn)水位計(jì)應(yīng)注意哪些問(wèn)題?
使用電接點(diǎn)水位計(jì)應(yīng)注意以下問(wèn)題:
(1)使用的電極要精心挑選,絕緣電阻應(yīng)在20M以上;(2)電極應(yīng)盡可能隨鍋爐啟動(dòng)同時(shí)投入運(yùn)行,以達(dá)到緩慢升溫的目的;(3)運(yùn)行中需要更換電極時(shí),要關(guān)嚴(yán)汽水門,打開排污門,放掉容器內(nèi)的水,待水位容器消壓并*冷卻后,再進(jìn)行拆裝;(4)更換電極或停用后重新啟動(dòng)水位表時(shí),應(yīng)先打開排污門,再緩慢開啟汽水閥門,緩慢開啟排污門,使儀表投入運(yùn)行;(5)拆裝電極時(shí),應(yīng)避免敲打。安裝時(shí)要細(xì)心,絲扣與結(jié)合面應(yīng)完好,垂直。擰入接點(diǎn)時(shí),絲扣要涂抹二硫化鉬或鉛油。
56. 試分析電接點(diǎn)水位計(jì)的誤差來(lái)源主要有哪些?
由于電極是以一定間距安裝在測(cè)量筒上,由此決定其輸出信號(hào)是階梯式,無(wú)法反映兩極之間的水位和水位變化的趨勢(shì)。所以,水位在某一個(gè)范圍內(nèi)變動(dòng)有“等待”時(shí)間,即儀表的不靈敏區(qū),造成測(cè)量?jī)x表的固有誤差。其次,就一個(gè)電極講,假設(shè)極芯直徑為a,接通時(shí)要提前a/2,斷開時(shí),要遲延a/2,即在接點(diǎn)通、斷時(shí),儀表有正、負(fù)a/2的誤差。為此采用非等距離安裝電接點(diǎn)的方法較好。
57. 利用平衡容器進(jìn)行汽包水位測(cè)量的誤差來(lái)源主要有哪些?
利用平衡容器進(jìn)行汽包水位測(cè)量的誤差來(lái)源主要有:
(1)在運(yùn)行時(shí),當(dāng)汽包壓力變化時(shí),會(huì)引起飽和水、飽和汽的重度發(fā)生變化,造成差壓輸出誤差。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算的平衡容器補(bǔ)償裝置是按水位處于零水位情況下得出的,鍋爐運(yùn)行中水位偏離零水位時(shí),會(huì)引起測(cè)量誤差。(3)當(dāng)汽包壓力突然下降時(shí),由于正壓室內(nèi)的凝結(jié)水可能被蒸發(fā),也會(huì)導(dǎo)致儀表指示失常。
58. 差壓式水位計(jì)的投入運(yùn)行應(yīng)注意哪些方面?
(1)檢查差壓式水位計(jì)二次閥門是否關(guān)閉,平衡門是否打開。
(2)打開一次閥門、排污閥門,沖洗管路;檢查正、負(fù)壓側(cè)管路是否暢通。
(3)根據(jù)管路暢通情況,關(guān)閉排污閥門。
(4)待管路中介質(zhì)冷卻后,開啟汽側(cè)一次閥門。
(5)緩慢打開正壓側(cè)二次閥,使流體流入測(cè)量室,并用排氣閥排除管路及測(cè)量室內(nèi)的空氣,直至排氣閥孔無(wú)汽泡逸出時(shí),關(guān)閉排汽閥及平衡門,打開負(fù)壓側(cè)二次閥門,儀表應(yīng)指示正常,接頭及閥門應(yīng)無(wú)泄漏。
(6)打開的閥門不能全開,應(yīng)留一定的余量。
(7)若水位平衡器容器上有灌水絲堵,為了縮短啟動(dòng)時(shí)間,在一次閥門未開啟前,經(jīng)檢查確信水位平衡容器無(wú)壓后,可擰開灌水絲堵,從灌水口向平衡容器內(nèi)注入冷水,待充滿脈沖管路和平衡容器后,擰緊絲堵,再啟動(dòng)水位計(jì)。
(8)為了快速啟動(dòng)儀表,也可進(jìn)行管路反注水操作,即關(guān)閉一次閥門,開啟灌水閥門,使負(fù)壓側(cè)有壓力的水反沖入管路及平衡容器內(nèi)。
第五節(jié) 其它測(cè)量
59. 磁性氧量計(jì)的工作原理是什么?
磁性氧量計(jì)是利用煙氣中各成分氧的磁化率比其它氣體磁化率高得多,且磁化率隨溫度升高而迅速降低的熱磁特性,在發(fā)送器內(nèi)形成磁風(fēng),通過(guò)發(fā)送器將磁風(fēng)大小變換成電阻的阻值變化,測(cè)量這一阻值即可得知O2的含氧量。
60. 氧化鋯氧量計(jì)的工作原理是什么?
氧化鋯氧量計(jì)是利用氧化鋯固體電解質(zhì)作為傳感器,在氧化鋯固體電解質(zhì)兩側(cè)附上多孔的金屬鉑電極,使其處在高溫下,當(dāng)兩側(cè)氣體中的氧濃度不同時(shí),在電極之間產(chǎn)生電勢(shì),稱為氧濃差電勢(shì)。此電勢(shì)在溫度一定時(shí),只與兩側(cè)氣體中的氧氣含量有關(guān)。通過(guò)測(cè)量此電勢(shì),即可測(cè)得氧氣含量。
61. 保證氧化鋯氧量計(jì)正常工作的條件有哪些?
應(yīng)滿足以下條件:
(1)因氧化鋯的電勢(shì)與其溫度成正比關(guān)系,故在測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)有恒溫裝置,保證工作溫度穩(wěn)定,或者采用溫度補(bǔ)償裝置。(2)工作溫度要選在800℃以上。(3)必須有參比氣體。參比氣體中的氧分壓要恒定不變。同時(shí),要求它比被測(cè)氣體中的氧分壓大得多,這樣輸出靈敏度大。(4)必須保證煙氣和空氣都有一定流速,以保證參比氣體中氧分壓的恒定和被測(cè)氣樣有代表性。(5)被測(cè)氣體的總壓應(yīng)保持不變,以使氧分壓能代表其容積成分。
62. 氧化鋯氧量計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)有哪幾種?
答:氧化鋯氧量計(jì)由氧化鋯測(cè)氧元件和二次儀表組成。
氧化鋯氧量計(jì)的二次儀表由氧量運(yùn)算及顯示部分和測(cè)氧元件溫度控制部分組成。
將氧化鋯頭直接插入旁路煙道時(shí),有抽氣定溫測(cè)量系統(tǒng)和對(duì)流定溫測(cè)量系統(tǒng)。將氧化鋯頭直接插入煙道時(shí),有直插補(bǔ)償式測(cè)量系統(tǒng)和直插定溫式測(cè)量系統(tǒng)。
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