2015年造价师《安装工程》教材：仪表设备

　　特别推荐：环球造价工程师精彩视频免费学　

　　仪表设备

　　仪表是将被测量的信息转换成可直接观测的信息，并且还可以通过这些信息来控制或传递给其他设备的工具。仪表按它的工作领域不同可分为电工仪表和热工仪表两类。其中电工仪表包括电压表、电流表、功率表、功率因数表、电能表、频率表等;热工仪表包括温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、物位测量仪表、机械量测量仪表，各种物质含量测量仪表、各种分析仪表、各种控制仪表等。

　　一、温度检测仪表及传感器

　　温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标，它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。温度的检测在生产过程中起着极其重要的作用。

　　(一)红外辐射温度检测器

　　红外辐射温度检测器是一种高精度辐射温度检测器，可通过探测被测对象表面所发出的红外辐射能量，转化成与表面温度相对应的电信号输出，并对探测元件的环境温度影响进行补偿。

　　红外辐射温度检测器具有测量精度高、响应速度快、性能稳定、测温范围广等特点。仪表配有水冷、吹风和固定安装支架等附加装置，来保证仪表能在恶劣工作环境中长期使用和可靠测量。

　　(二)装配式热电偶

　　工业用装配式热电偶作为测量温度的传感器，通常与显示仪表、记录仪表和电子控制器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从0～1800℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。

　　(三)装配式铂电阻

　　1.用途及结构原理

　　铂电阻是一种温度传感器，是利用铂丝在温度变化时自身电阻也随着变化的特性来测量温度的。不锈钢保护管不但具有抗腐蚀性能，而且具有足够的机械强度，保证铂电阻能安全地使用在各种场合。

　　工业用铂电阻作为温度测量变送器，通常用来与显示、记录、调节仪表配套，直接测量各种生产过程中从-200～500℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体等表面温度。

　　(四)智能温度变送器

　　智能温度变送器采用了先进的数字化技术，具备了传统模拟仪表所不具备的多项先进性能，在对高、低频干扰信号的抑制方面均有着优异表现，即使在大功率变频控制系统中依然能够可靠应用;同时，数字化技术的应用彻底克服了传统温度变送器线性差的缺点，内部采用数字化调校、无零点及满度电位器、自动动态校准零点、温度飘移自动补偿等诸多先进技术。智能温度变送器输入单路或双路热电偶、热电阻信号，变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压信号，并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。智能温度变送器可以与单元组合仪表及DCS、PLC等系统配套使用，在油田、石化、制造、电力、冶金等行业的重大工程中有着广泛应用。

　　二、压力检测仪表

　　(一)压力表

　　一般压力表适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固及对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。

　　(二)电接点压力表

　　电接点压力表是用于测量对铜和铜合金不起腐蚀作用的气体、液体介质的正负压力，并在压力达到预定值时发出信号，接通控制电路，达到自动控制的报警的目的。

　　(三)远传压力表

　　远传压力表是一种能在感知压力并进行指示的同时，还可远传出一个同步线性信号的压力表，以实现本地测量指示并同步向远程传递压力信号的需要。根据远传压力表的工作原理，目前有两种型式：一种是电阻远传压力表，一种是差动远传压力表。

　　(四)隔膜式压力表

　　隔膜式压力表专供石油、化工、食品等部门生产过程中测量具有腐蚀性、高黏度、易结晶、含有固体状颗粒、温度较高的液体介质的压力。

　　(五)智能压力变送器

　　三、流量检测仪表

　　流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。

　　(一)涡轮流量计

　　涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速，从而推导出流量或总量的仪表。它的缺点是不能长期保持校准特性和流体物性对流量特性有较大影响。广泛应用在石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体系统。

　　(二)电磁流量计

　　电磁流量计无截流阻流部件，工作寿命长，不存在压力损失和流体堵塞现象;无机械惯性，响应快速，稳定性好。可应用于自动检测、调节和程控系统。测量精度不受被测介质的种类及其温度、黏度、密度、压力等物理量参数的影响。

　　(三)流体振动流量计

　　流体振动流量计利用旋涡诱发振动原理实现流体的计量。其主要特点是无运动部件、精度高、量程比大、线性度好，计量不受流体温度、密度、压力、组分等因素的影响。是适合于气体、液体、不洁流体等多种介质计量的高性能新型流量计，特别是天然气计量中有广泛的应用。

　　(四)超声流量计

　　超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。

　　根据对信号检测的原理，超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点。

　　1.优点

　　(1)可做非接触式测量;

　　(2)为无流动阻挠测量，无压力损失;

　　(3)可测量非导电性液体，对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

　　2.缺点

　　(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;

　　(2)多普勒法测量精度不高。

　　(五)科里奥利质量流量计

　　(六)智能流量积算仪

　　四、物位检测仪表

　　在工业生产过程中，经常遇到大量的液体物料和固体物料，它们占有一定的体积，堆放成一定的高度。把生产过程中罐、槽、塔等容器中存放的液体表面位置称为液位;把料仓、堆场、仓库等储存的固体块、颗粒、粉料等的堆积高度和表面位置称为料位;两种互不相溶物质的界面位置叫做界位。液位、料位以及界位总称为物位。物位的单位与长度单位一致均为米(m)。

　　(一)浮球液位控制器

　　UQK-系列浮球液位控制器属于两位式物位仪表，适用于石油、化工、电力、造纸和食品等工业部门。在生产过程中可对不锈钢等材料不起腐蚀作用的且不含有导磁杂质的敞口或带压容器内介质的液位进行控制。 　　　　　　　　(二)超声波物位计

　　超声波物位计通过发射高能超声波，使其从被测物体表面反射回来。反射回来的信号经过改进的算法进行处理，从而增强了有效信号，更好地摒弃了无效的干扰信号。

　　(三)电容物位控制器

　　RF一9000系列电容物位控制器的最大特点是能克服粘附层的影响，因此它几乎可以检测所有的物料，包括固体和液体、导电介质和非导电介质，以及有腐蚀性或吸附性的介质。

　　(四)音叉料位控制器

　　五、机械量检测仪表

　　六、成本分析和物性检测仪表

　　七、其他检测仪表

　　(一)核辐射密度计

　　(二)噪声测量仪表

　　(三)紫、红外复合式火焰探测器

　　八、自动调节控制器

　　自动调节是指利用控制器把检测仪表的测量值与给定值进行比较，如果出现偏差，控制器就发出一个相应的调节信号到执行器去，执行器根据控制器的命令，改变阀门的开度，调节流体的流量，从而间接或直接改变工艺参数的变化方向，把工艺参数稳定到规定的范围内。

　　(一)固定程序控制器

　　KMS型固定程序控制器是一种带微处理机的数字控制器，主要有PID控制功能。

　　(二)KMM可编程序控制器

　　KMM可编程序控制器是分散功能到单个回路的数字控制器，是具有PID控制功能和其他多种辅助功能的精密仪表。

　　(三)全刻度指示控制器

　　(四)偏差指示控制器

　　九、执行器

　　参数控制是指对生产过程中的压力、温度、流量、物位等参数的定量定性控制，以保证生产持续稳定地进行。在生产过程中，检测仪表每时每刻地对生产状况进行检测，给参数控制提供依据，最终依靠执行器实现对生产参数的调控。因此说参数控制是实现生产过程自动化的必要手段。

　　(一)气动薄膜双座调节阀

　　气动薄膜双座调节阀是自动控制系统中最常用的执行器之一。由气动薄膜执行机构和直通双座阀两部分组成。由控制器来的信号压力，输入气动薄膜执行机构的气室，使推杆位移，通过连接杆带动阀芯，产生相应的行程，阀芯位置的变化使阀的流通截面积变化，以调节介质的流通量。特点是阀内有两个阀座，具有流通能力大、不平衡力小、作用方式更换方便等优点，因而得到广泛的使用。

　　(二)气动O形切断球阀(气动活塞执行机构)

　　气动O形切断球阀是旋转式的调节阀，具有优良的密封性和安全可靠性。

　　(三)直行程式电动执行机构

　　ZKZ型电动执行机构可与Ⅲ型仪表配套使用，也可与组装仪表、TA仪表配用。它以电源为动力，接受统一的标准信号DC4～20mA，将此转变成与输人信号相对应的出轴直线位移，可用于发电厂、钢铁厂、化工、轻工等工业部门的控制系统中。仪表具有连续调节、手动遥控、就地手操三种控制方式。

　　(四)角行程电动执行机构

　　(五)气动偏心旋转调节阀

　　气动偏心旋转调节阀是一种结构新颖的气动执行器。在配用电气转换器后，亦可与电动单元组合仪表组成自控回路。其特点是阀体流路简单、阻力小、重量轻，与同口径双座阀相比，流通能力增大20%，而重量只有其1/3左右。同时具有较大的输出力，密封性好，泄漏量小，在允许压差条件下能可靠地使用。可广泛应用于化工、石油、轻纺、冶金和电站等工业生产过程的自动调节和远程控制中。