控制仪表与装置实训报告5Word格式.doc

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5.2执行器结构 20

5.2.1执行机构造型 20

5.3执行器分类 23

5.3.1电动执行器 23

致谢 26

参考文献 27

27

前言

各类仪表是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。

伴随国民经济的高速发展，先代化建设需要高质量仪表的仪表工程。

在今年各项工程中，仪表工程所占比例越来越大，同时对仪表施工企业的技术水平要求越来越高。

如何适应现代化生产对自动化仪表施工的需求，如何提高工程技术人员和施工人员的综合素质，是所有施工企业面临的重大课题。

仪表工在生产过程中对检测与过程控制仪表进行日常维护和故障处理，涉及知识面十分广泛，不但要精通检测仪表、调节器和执行器工作原理和结构特点，而且要有一定的过程控制知识。

在故障现象中不仅有仪表故障，而且混杂有工艺和设备故障，仪表工要分析与判断故障，必须有一定的化工工艺知识和化工设备知识。

对于化工和石油化工等行业，易燃、易爆和有毒是行业的特点，仪表工在处理故障时，对这类问题决不能掉以轻心。

除日常维护外，企业有不少技措技改项目，有仪表专业技措技改项目，亦有工艺技措技改项目需要仪表配合实施，这些大大小小的项目，需要设计、施工准备、安装、开车等一系列工作，仪表施工、安装知识是和日常维护同样重要的知识。

对于安装公司仪表工而言，仪表安装是他们的专业，当然就等重要了。

总结长期从事自动化仪表安装施工的经验，要搞好仪表施工，必须了解仪表安装工作的以下特点：

1.仪表工程的附属性。

仪表专业服务与工艺生产，设备安装在工艺设备或管道上，因此施工首先与其他专业。

2.仪表工程的复杂性。

仪表设备种类繁多，设备更新快，安装材料品种多、规格多，给施工、管理带来种种困难。

3.仪表工程的多样性。

在世界范围内各国都重视自动化的发展，新型号、新产品仪表不断上市，安装形式多种多样，不断给安装工作带来新课题。

各类仪表目前在石油、化工、冶金、电力中的应用较普遍，接受上已开发出了可拆和不可拆两种。

作为紧凑式换热器品种之一，它的主要优点是：

占地面积小、安装方便。

材料主要是碳钢、不锈钢、钛及其合金，主要用于设计小于2.5Mpa，温度小于300℃的中、低温的冷却，化工装置中代用较多，食品、医药重较干净的介质多使用这种换热器。

但螺旋板换热器在应有腐蚀的场合应慎重使用。

另外，在介质较脏的场合亦应慎重使用不可拆是螺旋板换热器。

由于我国目前油田多进入中、后期开采，原油中盐、硫含量升高，常减压装置常压塔顶及减压塔顶的腐蚀越来越严重。

在这些场合，仪表的平均寿命仅为4-18个月左右，防腐已从单纯的涂层发展到采用钛材料的防腐。

目前国内多数炼厂已在此场合应用钛仪表来提高仪表的寿命，一般寿命可达5-10年左右，对长周期运行起到了重大作用。

防腐涂层仪表的发展也较为迅速，从20世纪80年代中期投资低，防腐效果好的847防腐涂料开始，发展到90年代的901，不仅在冷却水系统成功防腐，而且还具有抗垢性能，Ni-P非金属化学镀层在60℃以下的海水和氯离子的防腐方面也起到了重要的作用，在110℃以下对流的防腐也发挥了较大的作用，不仅仿佛而且起到了耐冲蚀、耐磨作用。

近年来国内在节能、增效等方面改进换热器性能，在提高传热效率，减少传热面积，降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。

流程优化软件技术的发展带来了仪表应用的增多。

1.温度仪表

1.1温度仪表的概述

温度仪表是众多仪表中的一个分支，常见的温度仪表有温度计，温度记录仪，温度变送器。

温度仪表通常分一次仪表与二次仪表，一次仪表通常为：

热电偶、热电阻、双金属温度计、就地温度显示仪等；

二次仪表通常为温度记录仪、温度巡检仪、温度显示仪、温度调节仪、温度变送器等。

温度仪表常见的15种型号

　　1．CIR210

　　2．Ti10

　　3．de-3003

　　4．FlukeTi20

　　5．2560系列

　　6．WRN-220（230）

　　7．WRQ-130

　　8．FLUKE红外线测温仪

　　9．HY9000系列

　　10．IR-AH

　　11．WRNK-1316

　　12．DT-8869H

　　13．CIR310

　　14．TRM-WD120

　　15．TES-1304

1.2温度测量仪表

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。

通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；

但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。

非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；

但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。

工业上温度检测仪表的分类如表2-1所示。

表2-2为温度检测仪表的精度等级和分度值。

表1-1常用测温仪表种类及优缺点

测温

方式

温度及种类

常用测温范℃

优点

缺点

非

接

触

式

测

温

仪

表

辐

射

辐射式

光学式

比色式

400~2000

700~3200

900~1700

测温时，不破坏被测温度场

低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度

红

外

线

热敏探测

光学探测

热点探测

-50~3200

0~3500

200~2000

测温时，不破坏被测温度场，响应快，测量范围大，适于测温度分布

易受外界干扰，标定困难

膨

胀

玻璃液体

-50~600

结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉

测量上限和精度瘦玻璃质量的限制，易碎，不能记录和远传

双金属

-80~600

结构紧凑，牢固可靠

精度低，量程和使用范围有限

压

力

液体

气体

蒸汽

-30~600

-20~350

0~250

耐震，坚固，防爆，价格低廉

精度低，测温距离短，滞后大

热

电

偶

铂铑-铂

镍铬-镍铝

镍铬-考铜

0~1600

-20~900

0~600

测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制

需冷端温度补偿，在低温段测量精度较低

阻

铂

铜

热敏

-200~500

-50~150

-50~300

测量精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制

不能测高温，须注意环境温度的影响

表1-2温度测量仪表的精度等级和分度值

仪表名称

精度等级

分度值，℃

双金属温度计

1,1.5,2.5

0.5~20

压力式温度计

玻璃液体温度计

0.5~2.5

0.1~10

热电阻

0.5~3

1~10

热电偶

0.5~1

5~20

光学高温计

1~1.5

辐射温度计

1.5

部分辐射温度计

1~20

比色温度计

1.2.1热电偶

（1）热电偶的结构

热电偶是有两根不同导体（或称电极）构成的.这两根导体一端焊接在一起,成为热端（或称工作端）,测温时将此端处于被测介质中。

另一端称为冷端（或自由端）,接入二次仪表（显示仪表）或电测设备。

a.普通型热电偶:

是应用最多的,主要用来测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。

根据测温范围及环境的不同,所用的热电偶电极和保护套管的材料也不同,但因使用条件基本类似,所以这类热电偶已标准化、系列化。

按其安装时的连接方法可分为螺纹连接合法兰连接两种。

b.铠装热电偶（图1-1）:

又称缆式热电偶,是由热电极（多数采用的是铂丝,也有用镍丝的）、绝缘材料（通常为氧化镁粉末）和金属保护管三者结合,经拉制而成一个坚实的整体。

铠装热电偶有单支（双芯）和双支（四芯）之分,其测量端有露头型、接壳型和绝缘型三种基本形式。

铠装热电偶的参比端（接线盒）形式有简易式、防水式、防溅式、接插式和小接线盒式等。

铠装热电偶具有体积小、精度高、反应迅速、耐震动、耐冲击、机械强度高、可绕性好、寿命长、便于安装等优点。

外形尺寸有φ5、φ6、φ8多种,长度为10~1000mm。

常用热电偶种类（八种）

B型------铂铑30-铂铑6 

R型-----铂铑13-铂 

S型------铂铑10-铂 

E型------镍铬-康铜

J型------铁-康铜 

K型------镍铬-镍铝

T型------铜-康铜 

N型------镍铬硅-镍硅

其中:

B、R、S属于贵金属热电偶;

K、E、N、J属于廉金属热电偶;

T型热电偶用于测量低温。

常用热电偶选型热电偶的主要种类区别在其热电偶芯（两根偶丝）的材质不同而不同，它所输出的电动势也不同，热电偶主要有以下几种（见下表）。

名称

型号（代号）

分度号

测温范围（℃）

允许偏差（℃）

镍铬-镍硅

WRN

K

0—1200

±

2.5或0.75%︱t︱

镍铬-铜镍

WRE

E

0—900

铂铑10-铂

WRP

S

0—1600

1.5或0.25%︱t︱

铂铑30-铂铑6

WRR

B

600—1700

铜-铜镍

WRC

T

-40—350

1.0或0.75%︱t︱

铁-铜镍

WRF

J

-40—750

图1-1铠装热电偶

（2）热电偶的优点

①测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质影响。

②测量范围广。

常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁-镍铬），最高可达+2800℃（如坞-铼）。

③构造简单，使用方便。

热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和形状的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

1.2.2热电阻

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

它的主要特点是测量精度高，性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

（1）工作原理

热电阻测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。

常用铂和铜热电阻的技术性能如表1-3所示。

表1-3常用热电阻的技术性能

名称