儀器儀表基礎知識

儀器儀表基礎知識

　　有關壓力的一些解釋：

　　1、大氣壓：地球表面上的空氣柱因重力而產(chǎn)生的壓力。它和所處的海拔高度、緯度及氣象狀況有關。

　　2、差壓（壓差）：兩個壓力之間的相對差值。

　　3、壓力：介質(zhì)（液體、氣體或蒸汽）所處空間的所有壓力。

　　壓力是相對零壓力而言的壓力。

　　4、表壓力（相對壓力）：如果壓力和大氣壓的差值是一個正值，那么這個正值就是表壓力，即表壓力=壓力-大氣壓>0。

　　5、負壓（真空表壓力）：和“表壓力“相對應，如果壓力和大氣壓的差值是一個負值，那么這個負值就是負壓力，即負壓力=壓力-大氣壓<0。

　　6、靜態(tài)壓力：一般理解為“不隨時間變化的壓力，或者是隨時間變化較緩慢的壓力，即在流體中不受流速影響而測得的表壓力值”。

　　7、動態(tài)壓力：和“靜態(tài)壓力”相對應，“隨時間快速變化的壓力，即動壓是指單位體積的流體所具有的動能大小。”通常用1/2ρν2計算。式中ρ—流體密度;v—流體運動速度。”

　　HART協(xié)議和現(xiàn)場總線技術有哪些異同?

　　HART和現(xiàn)場總線技術都可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的狀態(tài)、參數(shù)等進行遠程訪問。同時，兩種技術都支持在一條總線上連接多臺設備的聯(lián)網(wǎng)方式。HART和現(xiàn)場總線都采用設備描述，實現(xiàn)設備的互操作和綜合運用。所以，它們之間有一定的相似之處。

　　它們之間的不同有以下四點：

　　1）現(xiàn)場總線采用真正的全數(shù)字通信，而HART是以FSK方式疊加在原有的4～20mA模擬信號上的，因此可以直接聯(lián)入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)中而不需要重新組態(tài);

　　2）現(xiàn)場總線多采用多點連接，HART協(xié)議一般僅在做監(jiān)測運用的時候才會采用多點連接方式;

　　3）用現(xiàn)場總線組成的控制系統(tǒng)中，設備間可以直接進行通信，而不需要經(jīng)過主機干預;

　　4）現(xiàn)場總線設備相對HART設備而言，可以提供更多的診斷信息。

　　所以現(xiàn)場總線設備適用于高速的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，而HART設備的*性則體現(xiàn)在與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容上。

　　智能壓力/差壓變送器較模擬變送器有什么*性?

　　智能化儀表的*性主要有：

　　對儀表制造過程——簡化調(diào)校過程、補償傳感器缺陷（如線性化、環(huán)境因素補償?shù)?span lang="EN-US">）、提高儀表性能、降低制造成本、可形成多參數(shù)復合儀表。

　　對儀表安裝調(diào)試過程——簡化安裝調(diào)試過程（如對線、清零）、降低安裝調(diào)試成本。

　　對儀表運行過程——提高測量質(zhì)量、有利于進行軟測量、便于儀表的維護校驗和資產(chǎn)管理（需要系統(tǒng)和設備管理軟件的支持）。

　　壓力/差壓變送器有哪些選型原則?

　　在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標為準，以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結晶強腐蝕的場合，必須選用隔離型變送器。

　　在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。

　　在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200℃～400℃，要選用高溫型，否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹，使測量不準。

　　在選型時要考慮設備工作壓力等級，變送器的壓力等級必須與應用場合相符合。從選用變送器測量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，將使用的量程范圍設在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應用場合（液位測量）需要對變送器的測量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負遷移之分。

　　為何變送器輸出固定在20.8mA?如何解決?

　　變送器輸出固定在20.8mA，表示當前主過程變量大于傳感器的設定量程上限，儀表處于輸出飽和狀態(tài)?？梢赃M行以下幾項檢查：

　　1）檢查設定的傳感器量程上限或傳感器極*程是否大于或等于當前被測信號，確定所選的傳感器型號和設定量程的正確性;

　　2）檢查導壓管是否存在泄漏或堵塞，如果使用引壓閥，檢查閥門是否*打開;

　　3）確認引入的被測信號是穩(wěn)定的輸入量;如果被測量是液體，確認不存在殘留氣體;如果被測量事干燥氣體，確認不存在液體;

　　4）檢查傳感器法蘭測是否存在沉淀，法蘭是否有被腐蝕現(xiàn)象;

　　5）如果是遠傳法蘭型變送器，檢查兩個被測信號間是否存在位差，計算由位差所引起的差壓是否大于傳感器量程;

　　6）檢查供電電源是否在12V～24VDC之間;

　　7）利用手持操作器對儀表進行自檢和參數(shù)讀取，檢驗是否智能電子部件故障或未經(jīng)初始化。

　　變送器的維護包括哪些工作?

　　變送器的維護工作主要包括以下幾個方面：

　　1） 巡回檢查：

　　儀表指示情況，儀表示值有無異常;

　　氣動變送器氣源壓力是否正常;

　　電動變送器電源電壓是否正常;

　　環(huán)境溫度、濕度、清潔狀況;儀表和工藝接口、導壓管和閥門之間有無泄漏、腐蝕。

　　2） 定期維護：

　　定期檢查零點，定期進行校驗;

　　定期進行排污、排凝、放空;

　　定期對易堵介質(zhì)的導壓管進行吹掃，定期灌隔離液。

　　3） 設備大檢查：

　　檢查儀表使用質(zhì)量，達到準確、靈敏，指示誤差、靜壓誤差符合要求，零位正確;

　　儀表零部件完整無缺，無嚴重銹垢、損壞，銘牌清晰無誤，緊固件不得松動，接插件接觸良好，端子接線牢固;技術資料齊全、準確、符合管理要求。

　　質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍是個什么概念?

　　質(zhì)量流量控制器（MFC）中設置有一個氣體流量調(diào)節(jié)閥門，閥門能使通過控制器的流量從零調(diào)節(jié)到測量的滿量程，在工作的過程當中，控制器的入口和出口之間會產(chǎn)生一個氣壓降，即壓差。MFC的工作壓差范圍通常為0.1～0.3MPa，若壓差低于zui低值（0.1 MPa），有可能控制達不到滿量程值;若高于zui高值（0.3MPa），有可能關閉時流量不能小于2%F.S。用戶使用MFC時，無論用戶工作的反應室是真空還是高壓，應做到使MFC進出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內(nèi)，并且要求氣壓要相對穩(wěn)定。

　　電磁流量計常見故障現(xiàn)象有哪些?

　　電磁流量計常見故障現(xiàn)象有：

　　（1）無流量信號;（2）輸出晃動;（3）零點不穩(wěn);（4）流量測量值與實際值不符;（5）輸山信號超滿度值5類。

　　經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容有哪些?

　　（1）通用常規(guī)儀器檢查

　　（2）替代法利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。

　　（3）信號蹤跡法用模擬信號器替代傳感器，在液體未流動條件下提供流量信號，以測試電磁流量轉(zhuǎn)換器。

　　檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進行。用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還足在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試;若是傳感器故障需要試調(diào)換時，因必須停止運行，關閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項檢查，zui后才下決心，卸下管道檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。

　　使用超聲波流量計應注意哪些問題?

　　（1）根據(jù)介質(zhì)、流量及工作場地的不同，選擇合適的流量計型式;

　　（2）根據(jù)不同型式的超聲波流量計以合理的方式安裝換能器;

　　（3）定期維護，經(jīng)常檢查流量計工作狀態(tài)、顯示器的連接;

　　（4）定期校準流量計。

　　我廠污水排放測量用的是電磁流量計，流量計安裝前經(jīng)過了檢定，可計量數(shù)據(jù)一直和其他流量計指示的量值不一致，原因何在?

　　極有可能是安裝位置不對。若流量計裝于系統(tǒng)的zui高處，管道中的氣泡會嚴重影響計量精度;或流量計裝在流體向下流動的垂直管道上，有可能產(chǎn)生非滿管流。建議將流量計裝在系統(tǒng)位置較低的水平管道上或向上流動的垂直管道上，在系統(tǒng)中安裝消氣器或排氣閥

　　什么是質(zhì)量流量計?什么是質(zhì)量流量控制器?

　　質(zhì)量流量計，即Mass Flow Meter（縮寫為MFM）, 是一種測量氣體流量的儀表，其測量值不因溫度或壓力的波動而失準，不需要溫度壓力補償。

　　質(zhì)量流量控制器, 即Mass Flow Controller（縮寫為MFC）, 不但具有質(zhì)量流量計的功能，更重要的是，它能自動控制氣體流量，即用戶可根據(jù)需要進行流量設定，MFC自動地將流量恒定在設定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動或環(huán)境溫度有變化，也不會使其偏離設定值。簡單地說,質(zhì)量流量控制器就是一個穩(wěn)流裝置, 是一個可以手動設定或與計算機聯(lián)接自動控制的氣體穩(wěn)流裝置。

　　質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)點是什么?

　　（1）流量的測量和控制不因溫度或壓力的波動而失準。

　　對于多數(shù)流量測控系統(tǒng)而言，很難避免系統(tǒng)的壓力波動及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對于普通的流量計，壓力及溫度的波動將導致較大的誤差;對于質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器，則一般可以忽略不計。

　　（2）測量控制的自動化

　　質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器可以將流量測量值以輸出標準電信號輸出。這樣很容易實現(xiàn)對流量的數(shù)字顯示﹑累積流量自動計量﹑數(shù)據(jù)自動記錄﹑計算機管理等。對質(zhì)量流量控制器而言，還可以實現(xiàn)流量的自動控制。通常, 模擬的MFC/MFM輸入輸出信號為0～+5V或4～20mA, 數(shù)字式MFC/MFM還配有RS232或RS485數(shù)字串行通訊口, 能非常方便地與計算機連接, 進行自動控制。

　　（3）地定量控制流量

　　質(zhì)量流量控制器可以地控制氣體的給定量，這對很多工藝過程的流量控制﹑對于不同氣體的比例控制等特別有用。

　　（4）適用范圍寬

　　有很寬的工作壓力范圍，我們的產(chǎn)品可以從真空直到10MPa; 可以適用于多種氣體介質(zhì)（包括一些腐蝕性氣體，如HCL）;有很寬的流量范圍，我們的產(chǎn)品zui小流量范圍可達0～5 sccm，zui大流量范圍可達0～200 slm。流量顯示的分辨率可達滿量程的0.1%, 流量控制范圍是滿量程的2～ （量程比為-- 50:1）, 因此在很多領域得到廣泛應用。

　　雷達物位測量裝置前景廣闊

　　我國這些年工業(yè)發(fā)展迅速，種類逐漸齊全，而物位測量儀表作為工業(yè)生產(chǎn)*的重要儀表，需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的競爭。雖然目前國內(nèi)物位儀表生產(chǎn)廠家眾多，但大多是技術含量較低、精度比較低的產(chǎn)品，即便銷量可觀，經(jīng)濟效益也不可觀。怎樣的產(chǎn)品才能有效的占領國內(nèi)物位儀表市場呢，關鍵在于開發(fā)和生產(chǎn)先進，的產(chǎn)品。

　　根據(jù)有關機構的調(diào)查顯示，在物位測量裝置的選購標準中，zui受人們關注的因素依次是：精度，可靠性，耐久性，操作簡易度，價格，等。很明顯，精度是人們關心的首要參數(shù)。而很多市場預測也驗證了這一觀點。

　　根據(jù)ARC咨詢集團的研究報告顯示，雷達物位測量裝置將是連續(xù)物位測量領域前景zui被看好的測量裝置。當有效的控制成本和提益對于使用者越來越重要的時候，高精度的測量裝置變得越來越受歡迎。隨著價格的下降和人們對其技術的認可度不斷提高，雷達測量裝置在工業(yè)上的使用也變得越來越廣泛，而不是僅僅在油箱中使用。因此，雷達物位測量裝置以其技術上的不斷革新而占領著越來越大的*。ARC預計雷達式物位儀表市場到2007年將達到3.88億美元，年增長率為10.3%。雷達式物位儀表取得這一可觀增長率時，其他物位測量技術正奮力爭取一位數(shù)的年增長率

　　和許多傳統(tǒng)的水平測量工藝不同，雷達測量裝置具有非常高的精度，并能夠適應各種非常惡劣的測量環(huán)境，測量時不依賴過程密度，壓力和溫度等環(huán)境因素，制造商們利用這些優(yōu)點給使用者提供越來越好的產(chǎn)品。隨著雷達式物位技術進入其生命周期成熟期，其廣泛采用在很大程度上受其快速ROI（）、低維護及高可靠性特點的驅(qū)動。用戶相信，雷達式物位儀表能提供高性價比，且即使在數(shù)量不斷增加的情況下也能順利實施。而作為一種用于罐儲量測量的物位測量技術，標志著雷達物位裝置已在更廣闊的過程物位測量領域中取得了重大進展。

　　在ARC的研究報告中，接觸式和非接觸式物位測量裝置總體被分為3類：產(chǎn)品，中端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品?？偟膩碚f，雷達測量裝置會有很好的市場前景，但仍然會受到傳統(tǒng)測量裝置的“挑戰(zhàn)”，供應商們根據(jù)自己的*和整個市場的增長速度來制定自己的市場策略。目前被過程控制行業(yè)看好的回路供電測量儀表（Loop powered devices），目前已經(jīng)非常普遍。此外，電池供電及無線雷達式物位儀表亦開始在市場上出現(xiàn)。各種相關技術的不斷進步和雷達式物位計的成本的有效控制，正有效的促進著雷達式物位儀表市場的不斷增長。用雷達式物位儀表來取代傳統(tǒng)物位測量技術，將為雷達供應商帶來巨大的商機。