儀表在工業生產過程中,起著對工藝參數進行檢測、顯示、記錄或控制的重要作用。工藝生產過程的檢測是了解和控制工業生產的基本手段,只有在任何時刻都能準確地了解工藝過程的全貌,并進行控制,才能保證生產過程順利,并以高的生產率、小的消耗生產出合格的產品。

  所以,別看儀表不起眼,卻是最不可缺少的!今天小編帶大家學習各類儀表的選型,非常全面!


Ⅰ、自動化儀表選型的一般原則

  檢測儀表(元件)及控制閥選型的一般原則如下:

  1.工藝過程的條件

  工藝過程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動等因素是決定儀表選型的主要條件,它關系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車間的防火、防爆、保安等問題。

  2.操作上的重要性

  各檢測點的參數在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據。一般來說,對工藝過程影響不大,但需經常監視的變量,可選指示型;對需要經常了解變化趨勢的重要變量,應選記錄式;而一些對工藝過程影響較大的,又需隨時監控的變量,應設控制;對關系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經濟核算的變量,宜設積算;一些可能影響生產或安全的變量,宜設報警。

  3.經濟性和統一性

  儀表的選型也決定于投資的規模,應在滿足工藝和自控的要求前提下,進行必要的經濟核算,取得適宜的性能/價格比。

  為便于儀表的維修和管理,在選型時也要注意到儀表的統一性。盡量選用同一系列、同一規格型號及同一生產廠家的產品。

  4.儀表的使用和供應情況

  選用的儀表應是較為成熟的產品,經現場使用證明性能可靠的;同時要注意到選用的儀表應當是貨源供應充沛,不會影響工程的施工進度。

 

Ⅱ、溫度儀表的選型

  一、一般原則

  1.單位及標度(刻度)

  溫度儀表的標度(刻度)單位,統一采用攝氏溫度(℃)。

  2.檢出(測)元件插入長度

  插入長度的選擇應以檢出(測)元件插至被測介質溫度變化靈敏具有代表性的位置為原則。但在一般情況下,為了便于互換,往往整個裝置統一選擇一至二擋長度。

  在煙道、爐膛及帶絕熱材料砌體設備上安裝時,應按實際需要選用。

  檢出(測)元件保護套材質不應低于設備或管道材質。如定型產品保護套太薄或不耐腐蝕(如鎧裝熱電偶),應另加保護套管。

  安裝在易燃易爆場所的就地帶電接點的溫度儀表、溫度開關、溫度檢出(測)元件和變送器等,應選用防爆型。


  二、就地溫度儀表的選型

  1.精確度等級

  一般工業用溫度計:選用1.5級或1級。

  精密測量和實驗室用溫度計:應選用0.5級或0.25級。

  2.測量范圍

  最高測量值不大于儀表測量范圍上限值的90%,正常測量值在儀表測量范圍上限值的1/2左右。

  壓力式溫度計測量值應在儀表測量范圍上限值的1/2~3/4之間。

  3.雙金屬溫度計

  在滿足測量范圍、工作壓力和精確度的要求時,應優先選用。

  表殼直徑一般選用φ100mm,在照明條件較差、位置較高及觀察距離較遠的場所,應選用φ150mm。

  儀表外殼與保護管連接方式,一般應選用萬向式,也可以按照觀測方便的原則選用軸向式或徑向式。

  4.壓力式溫度計

  適用于-80℃以下低溫、無法近距離觀察、有振動及精確度要求不高的就地或就地盤顯示。

 

  5.玻璃溫度計

  僅用于測量精確度較高、振動較小、無機械損傷、觀察方便的特殊場合。但是,由于汞害,不宜使用玻璃水銀溫度計。

  6.基地式儀表

  就地或就地盤裝測量、控制(調節)儀表,宜選用基地式溫度儀表。

  7.溫度開關

  適用于溫度測量需要接點訊號輸出的場合。


  三、集中溫度儀表的選型

  1.檢出(測)元件

  (1)根據溫度測量范圍,選用相應分度號的熱電偶、熱電阻或熱敏電阻。

  (2)熱電偶適用于一般場合。熱電阻適用于無振動場合。熱敏電阻適用于要求測量反應速度快的場合。

  (3)根據測量對象對響應速度的要求,可選用下列時間常數的檢出(測)元件:

  熱電偶:600s、100s和20s三級;

  熱電阻:90~180s、30~90s、10~30s和<10s四級;

  熱敏電阻:<1s。

  (4)根據使用環境條件,按下列原則選用接線盒:

  普通式:條件較好的場所;

  防濺式、防水式:潮濕或露天的場所;

  隔爆式:易燃、易爆的場所;

  插座式:僅適用于特殊場合。

  (5)一般情況可選用螺紋連接方式,對下列場合應選用法蘭連接方式:

  在設備、襯里管道和有色金屬管道上安裝;

  結晶、結疤、堵塞和強腐蝕性介質:

  易燃、易爆和劇毒介質。

  (6)在特殊場合下使用的熱電偶、熱電阻:

  溫度高于870℃、氫含量大于5%的還原性氣體、惰性氣體及真空場合,選用鎢錸熱電偶或吹氣熱電偶;

  設備、管道外壁和轉體表面溫度,選用表面或鎧裝熱電偶、熱電阻;

  含堅硬固體顆粒介質,選用耐磨熱電偶;

  在同一個檢出(測)元件保護套管中,要求多點測溫時,選用多點(支)熱電偶;

  為了節省特殊保護管材料(如鉭),提高響應速度或要求檢出(測)元件彎曲安裝時,可選用鎧裝熱電偶。


2.變送器

  與接受標準信號顯示儀表配套的測量或控制系統,選用變送器。

  在滿足設計要求的情況下,推薦選用測量和變送一體化的變送器。


3.顯示儀表

  (1)單點顯示選用一般指示儀,多點顯示宜選用數字式指示儀,要求查閱歷史數據的,宜選用一般記錄儀。

  (2)信號報警系統,宜選用帶接點訊號輸出的指示儀或記錄儀。

  (3)多點記錄宜選用中型記錄儀(如30點記錄儀)。


4.附屬設備的選型

  (1)當多點共用一臺顯示儀表時,應選用質量可靠的切換開關。

  (2)采用熱電偶測量1600℃以下的溫度,當冷端溫度變化使測量系統不能滿足精確度要求,而配套顯示儀表又無冷端溫度自動補償功能時,應選用冷端溫度自動補償器。

  (3)補償導線

  a.根據熱電偶的支數、分度號和使用環境條件,應選用符合要求的補償導線或補償電纜。

  b.按使用環境溫度選用不同級別補償導線或補償電纜:
-20~+100℃選用普通級;
-40~+250℃選用耐熱級。

  c.有間斷電加熱或強電、磁場的場所,應選用屏蔽補償導線或屏蔽補償電纜。

  d.補償導線的截面積,應按其敷設長度的往復電阻值,以及配套顯示儀表、變送器或計算機接口允許輸入外部電阻來確定。

 

Ⅲ、壓力儀表的選型

  一、壓力表的選擇

  1.按照使用環境和測量介質的性質選擇

  (1)在大氣腐蝕性較強、粉塵較多和易噴淋液體等環境惡劣的場合,宜選用密閉式全塑壓力表。

  (2)稀硝酸、醋酸、氨類及其它一般腐蝕性介質,應選用耐酸壓力表、氨壓力表或不銹鋼膜片壓力表。

  (3)稀鹽酸、鹽酸氣、重油類及其類似的具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質,應選用膜片壓力表或隔膜壓力表。其膜片或隔膜的材質,必須根據測量介質的特性選擇。

  (4)結晶、結疤及高粘度等介質,應選用膜片壓力表。

  (5)在機械振動較強的場合,應選用耐震壓力表或船用壓力表。

  (6)在易燃、易爆的場合,如需電接點訊號時,應選用防爆電接點壓力表。

  (7)下列測量介質應選用專用壓力表:

  氣氨、液氨:氨壓力表、真空表、壓力真空表;
氧氣:氧氣壓力表;
氫氣:氫氣壓力表;
氯氣:耐氯壓力表、壓力真空表;
乙炔:乙炔壓力表;
硫化氫:耐硫壓力表;
堿液:耐堿壓力表、壓力真空表。


2.精確度等級的選擇

  (1)一般測量用的壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應選用1.5級或2.5級。

  (2)精密測量和校驗用壓力表,應選用0.4級、0.25級或0.16級。


3.外型尺寸的選擇

  (1)在管道和設備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ100mm或φ150mm。

  (2)在儀表氣動管路及其輔助設備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ60mm。

  (3)安裝在照度較低、位置較高以及示值不易觀測場合的壓力表,公稱直徑為φ200mm或φ250mm。


4.測量范圍的選擇

  (1)測量穩定的壓力時,正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的2/3~1/3。

  (2)測量脈動壓力(如:泵、壓縮機和風機等出口處壓力)時,正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1/2~1/3。

  (3)測量高、中壓力(大于4MPa)時,正常操作壓力值不應超過儀表測量范圍上限值的1/2。


5.單位及標度(刻度)

  (1)壓力儀表一律使用法定計量單位。即:帕(Pa)、千帕(kPa)和兆帕(MPa)。

  (2)對于涉外設計項目和引進儀表,可以采用國際通用標準或相應的國家標準。


 二、變送器、傳感器的選擇

  (1)以標準信號(4~20mA)傳輸時,應選用變送器。

  (2)易燃、易爆場合,應選用氣動變送器或防爆型電動變送器。

  (3)結晶、結疤、堵塞、粘稠及腐蝕性介質,應選用法蘭式變送器。與介質直接接觸的材質,必須根據介質的特性選擇。

  (4)使用環境較好、測量精確度和可靠性要求不高的場合,可以選用電阻式、電感式遠傳壓力表或霍爾壓力變送器。

  (5)測量微小壓力(小于500Pa)時,可選用微差壓變送器。


  三、安裝附件的選擇

  (1)測量水蒸汽和溫度大于60℃的介質時,應選用螺旋型或U型彎管。

  (2)測量易液化的氣體時,若取壓點高于儀表,應選用分離器。

  (3)測量含粉塵的氣體時,應選用除塵器。

  (4)測量脈動壓力時,應選用阻尼器或緩沖器。

  (5)在使用環境溫度接近或低于測量介質的冰點或凝固點時,應采取絕熱或伴熱措施。

  (6)下列場合應選用儀表保護(溫)箱。

  露天安裝的壓力開關和變送器。

  在有嚴重大氣腐蝕、多粉塵和其它有害物質的廠房內安裝的壓力開關和變送器。

 

Ⅳ、流量儀表的選型

  一、一般原則

  1.刻度選擇

  儀表刻度宜符合儀表刻度模數的要求,當刻度讀數不是整數時,為讀數換算方便,也可按整數選用。

  (1)方根刻度范圍

  最大流量不超過滿刻度的95%;
正常流量為滿刻度的70%~85%;
最小流量不小于滿刻度的30%。

  (2)線性刻度范圍

  最大流量不超過滿刻度的90%;
正常流量為滿刻度的50%~70%;
最小流量不小于滿刻度的10%。


2.儀表精確度

  用作能源計量的流量計,應符合《企業能源計量器具配備和管理通則(試行)》的規定。

  (1)用于燃料進出廠結算的計量,±0.1%;
(2)用于車間班組、工藝過程的技術經濟分析的計量,±0.5%~2%;
(3)用于工業及民用水的計量,±2.5%;
(4)用于包括過熱蒸汽和飽和蒸汽的蒸汽計量,±2.5%;
(5)用于天然氣、瓦斯及家用煤氣的計量,±2.0%;
(6)用于重點用能設備及工藝過程控制的油的計量,±1.5%;
(7)用于工藝過程控制的其它含能工質(如壓縮空氣、氧、氮、氫、水等)的計量,±2%。


3.流量單位

  體積流量用m3/h、l/h;
質量流量用kg/h、t/h;
標準狀態下氣體體積流量用Nm3/h(0℃,0.1013MPa)。


 二、一般流體、液體、蒸汽流量測量儀表的選型

1.差壓式流量計

  (1)節流裝置

  ①標準節流裝置
一般流體的流量測量,應選用標準節流裝置(標準孔板、標準噴咀)。標準節流裝置的選用,必須符合GB2624-8l的規定或國際標準ISO5167-1980。如有新的國家標準規定,應執行新規定。

  ②非標準節流裝置

 

符合下列條件者,可選用文丘里管:

  要求低壓力損耗下的精確測量;
被測介質為干凈的氣體、液體;
管道內徑在100~800mm范圍;
流體壓力在1.0MPa以內。
符合下列條件者,可選用雙重孔板:
被測介質為干凈氣體、液體;
雷諾數大于(等于)3000、小于(等于))300000范圍內。
符合下列條件者,可選1/4圓噴嘴:
被測介質為干凈氣體、液體;
雷諾數大于200、小于100000范圍內。
符合下列條件者,可選圓缺孔板:
被測介質在孔板前后可能產生沉淀物的臟污介質(如高爐煤氣、泥漿等);
必須具有水平或傾斜的管道。

  ③取壓方式的選擇

  應考慮整個工程盡量采用統一的取壓方式。

  一般采用角接取壓或法蘭取壓方式。

  根據使用條件和測量要求,可采用徑距取壓等其它取壓方式。

  (2)差壓變送器差壓范圍的選擇

  差壓范圍的選擇應根據計算確定,一般情況下根據流體工作壓力高低不同宜選:

  低差壓:6kPa,10kPa;
中差壓:16kPa,25kPa;
高差壓:40kPa,60kPa。

  (3)提高測量精確度的措施

  溫度壓力波動較大的流體,應考慮溫度壓力補償措施;

  當管道直管段長度不足或管道內產生旋轉流時,應考慮流體校正措施,增選相應管徑的整流器。

  (4)特殊型差壓流量計

  ①蒸汽流量計
飽和蒸汽的流量,當要求的精確度不高于2.5級,并為就地或遠傳積算時,可采用蒸汽流量計。

  ②內藏孔板式流量計
無懸浮物的潔凈液體、蒸汽、氣體的微小流量測量,當量程比不大于3∶l,測量精度要求不高,管道通徑DN<50mm時,可選用內藏孔板流量計。測蒸汽時,蒸汽溫度不大于120℃。


2.面積式流量計

  當要求精度不高于1.5級,量程比不大于10∶1時,可選用轉子流量計。

  (1)玻璃轉子流量計

  中小流量、微小流量,壓力小于1MPa,溫度低于100℃的潔凈透明、無毒、無燃燒和爆炸危險且對玻璃無腐蝕無粘附的流體流量的就地指示,可采用玻璃轉子流量計。

  (2)金屬管轉子流量計

  ①普通型金屬管轉子流量計

  對易汽化、易凝結、有毒、易燃、易爆不含磁性物質、纖維和磨損物質,以及對不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)無腐蝕性的流體中小流量測量,當需就地指示或遠傳信號時,可選用普通型金屬管轉子流量計。

  ②特殊型金屬管轉子流量計

  帶夾套的金屬管轉子流量計
當被測介質易結晶或汽化或高粘度時,可選用帶夾套金屬管轉子流量計。在夾套中通以加熱或冷卻介質。

  防腐型金屬管轉子流量計
對有腐蝕性介質流量測量,可采用防腐型金屬管轉子流量計。

  (3)轉子流量計


要求垂直安裝,傾斜度不大于5°。流體應自下而上,安裝位置應振動較小,易于觀察和維護,應設上、下游切斷閥和旁路閥。對臟污介質,必須在流量計的進口處加裝過濾器。


3.速度式流量計

  (1)靶式流量計

  粘度較高,含少量固體顆粒的液體流量測量,當要求精確度不高于1.5級,量程比不大于3∶1時,可采用靶式流量計。

 

  靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長度為15~40D,后直管段長度為5D。

  (2)渦輪流量計

  潔凈的氣體及運動粘度不大于5×10-6m2/s的潔凈液體的流量測量,當要求較精確計量,量程比不大于10∶1時,可采用渦輪流量計。

  渦輪流量計應安裝在水平管道上,使液體充滿整個管道,并設上、下游截止閥和旁路閥,以及在上游設過濾器,下游設排放閥。

  直管段長度:上游不少于20D,下游不少于5D。

  (3)旋渦流量計(卡門渦街流量計或渦街流量計)

  潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量,可選用旋渦流量計。低速流體及粘度大于20×10-3pa·s液體的測量,不宜選用旋渦流量計。選用時應對管道流速進行驗算。

  該流量計具有壓力損失較小、安裝方便的特點。

  對直管段要求:上游為15~40D(視配管情況而定);上游加整流器時,上游不小于10D;下游至少為5D。

  (4)水表

  就地累積水的流量,當量程比要求小于30∶1時,可采用水表。

  水表安裝于水平管道上,并要求直管段長度為:上游不少于8D,下游不少于5D。

 

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