压力检测与变送带试题.docx

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压力检测与变送带试题

压力检测与变送

一、概述

　　压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证生产正常运行，必须对压力进行监测和控制，但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。

　　在压力测量中，常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。

所谓绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号pj表示。

用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。

地面上的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用符号pq表示。

用来测量大气气压力的仪表叫气压表。

绝对压力与大气压力之差。

称为表压力，用符号pb表示。

即pb=pj-pq。

当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力），此负压力值的绝对值，称为真空度，用符号pz表示。

用来测量真空度的仪表称为真空表。

既能测量压力值又能测量真空度的仪表叫压力真空表。

二、压力的测量与压力计的选择

　　压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等等。

压力计测量压力范围宽广可以从超真空如133×10-13Pa直到超高压280MPa。

压力计从结构上可分为实验室型和工业应用型。

压力计的品种繁多。

因此根据被测压力对象很好地选用压力计就显得十分重要。

1．就地压力指示

　　当压力在2.6Kpa时,可采用膜片式压力表、波纹管压力表和波登管压力表。

如接近大气压的低压检测时，可用膜片式压力表或波纹管式压力表。

2．远距离压力显示

　　若需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变压器，也可用电气压力传感器。

当压力范围为140~280MPa时，则应采用高压压力传感受器。

当高真空测量时可采用热电真空计。

3．多点压力测量

　　进行多点压力测量时，可采用巡回压力检测仪。

　　若被测压力达到极限值需报警的，则应选用附带报警装置的各类压力计。

　　正确选择压力计除上述几点考虑外，还需考虑以下几点。

（1）量程的选择根据被测压力的大小确定仪表量程。

对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3。

最低测量压力值应不低于全量程的1/3。

（2）精度选择根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。

一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。

（3）使用环境及介质性能的考虑环境条件恶劣，，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号。

（4）压力表外形尺寸的选择现场就地指示的压力表一般表面直径为φ100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为φ200~φ250mm的，盘装压力表直径为φ150mm，或用矩形压力表。

常用弹性式压力表规格见表2-1-13。

三、压力传感器

　　压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分,由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出,给显示仪表显示压力值,或供控制和报警使用。

1．应变式压力传感器

　　应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随压力所产生的应变而变化。

2．压电式压力传感器

压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应，目前广泛使用的压电材料有石英和钛酸钡等，当这些晶体受压力作用发生机械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷，这种现象称为“压电效应”。

3.光导纤维压力传感器

　　光导纤维压力传感器与传统压力传感器相比,有其独特的优点:

利用光波传导压力信息,不受电磁干扰,电气绝缘好,耐腐蚀,无电火花,可以在高压、易燃易爆的环境中测量压力、流量、液位等。

它灵敏高度，体积小，可挠性好，可插入狭窄的空间是进行测量，因此而得到重视，并且得到迅速发展。

四、压力变送器

　　需要在控制室内显示压力的仪表，一般选用压力变送器或压力传感器，对于爆炸危险场所，常选用气动压力变送器、防爆型电动Ⅱ型或Ⅲ型压力变送器；对于微压力的测量，可采用微差压变送器；对粘稠、易堵、易结晶和腐蚀强的介质，宜选用带法兰的膜片式压力变送器；在大气腐蚀场所及强腐蚀性等介质测量中，还可选用1151系列或820系列压力变送器。

　　压力变送器测量部分的测压敏感元件所产生的测量力的大小范围约为50~100，最高不超过150N。

根据这一要求，敏感元件的选择依据由制成的波纹管，其结构原理如图2-1-12所示。

当被测压力p进入测量室后，经测量波纹管转换成测量力，通过推杆用在主杠杆上，传递到气动转换部分。

测量中、高压2.5~10MPa,10~60MPa）的敏感元件一般采用铬钒钢制成的包端管,它的测量原理是利用包端管末端产生的径向分力,通过推杆2作用在主杠杆3的下端,带动变送器的气动转换部分动作。

一.填空题

1.仪表常用直流信号的优点有（干扰少）、（对负载要求简单）、（远距离传送信息）。

2.仪表主要由（传感器）、（变换器）、（显示装置）、（传输通道）四部分，其中（传感器）是仪表的关键环节。

3.误差的来源有（仪器装置误差）、（环境误差）、（方法误差）、（人员误差）四个方面。

4.误差的分类有（系统误差）、（随机误差）、（粗大误差）。

5.从干扰作用于仪表的形式上来分,可分为（ 横向干扰）、（纵向干扰 ）。

6.标准容积流量是指温度在是指温度在（20。

C），压力在（1.01×105Pa）的容积数；我们最常用的标准截流装置为（孔板），取压方式为（角接取压）、（法兰取压）。

7.仪表调校的主要内容（调零点）、（调量程）、（调线性 ）。

8.测量过程有三要素：

一是（测量单位）、二是（测量方法）、三是（测量工具）。

9.按参数种类不同，热工仪表可为（温度）、（压力）、（流量）、（料位）、（成分分析）及（机械量）等仪表。

10.根据分类的依据不同，测量方法有（直接测量与间接测量）、（接触测量与非接触测量）、（静态测量与动态测量）。

11.屏蔽分为（磁场屏蔽）和（电场屏蔽）两种。

12.在管道中安装孔板时,如果将方向装反指示会（变小）。

13.单位时间内流过管道截面的流体数量，称为（流量）；流量分为（瞬时流量）和（累积流量）又可分为（体积流量）和（质量流量）。

14..三相电动势或电流的幅值出现的次序为相序，相序为A-B-C，通常称为（正序或顺序）；相序为C-B-A，通常称为（负序或逆序）；

15.执行器按能源不同，可分为（气动）、（电动）、和（液动）三种；执行器应（顺着）介质的流动方向安装，检查的方法是看阀体上的（箭头）是否与介质的流向一致。

16.物位检测包括（料位）检测和（液位）检测。

17.控制方式一般分为（手动）和（自动）两大类，如果纠正系统的偏差是由人直接操作，这种回路称为（手动控制系统）；如果系统具有反馈通道组成的闭环回路并能自动纠正偏差，这种系统称为（自动控制系统）。

18.电路一般由（电源）、（负载）、（导线）、（开关）。

若电路中的某两点间电阻为零，则这两点叫做（短路）。

若电路中的某两点间电阻为无穷大，则这两点就叫做（开路）。

各种电气设备运行在额定状态下，叫做（满载）；超过额定值工作时，则叫做（过载）。

19.仪表的校验一般都采用被校表与标准表的示值直接比较的方法，称为（直接比较法），标准表的测量上限不应超过被校表上限的（25%）；量程调整应包括（下限调整）和（上限调整）两个方面。

20.取压口一般是（垂直）于容器或管道内壁面的圆形开孔；导压信号管路长度不超过（60）m，为防止高温介质冷却时进入压力表，导压管长度也不宜小于（3）m。

21.节流式流量计由（节流装置）、（压差信号管道）、（差压计）组成。

节流装置是仪表的（检测元件），其作用是将流体流量信号转变为相应的（压差信号），（压差信号管道）是信号的传输部件，（差压计）是仪表的显示部分。

22.我们常用的温度一次元件的安装方式有（螺纹连接）、（法兰固定）。

二.问答题

1.什么叫仪表的灵敏度、回差、分辨率？

仪表的灵敏度是指其输出信号的变化值与对应的输入信号的变化值的比值。

被测量分别按增加和减少两个方向缓慢变化，使仪表指示同一示值的两个输入量之差称为该仪表在该点的回差。

分辨率反映仪表对输入量微小变化的反应能力。

2.热电阻由几部分组成?

引线为什么采用三线制?

由热电阻体、绝缘套管、保护套管及接线盒组成。

采用三线制的目的是减少引线电阻变化引起的附加误差。

3.补偿导线与热电偶配套使用时，应注意那些问题？

（1）补偿导线必须与热电偶配套，不同型号的热电偶应选用不同的补偿导线。

（2）补偿导线与热电偶连接时应正极接正极，负极接负极。

（3）补偿导线与热电偶连接的两个接点必须同温。

4.我们常用的补偿导线有几种类型,当补偿导线类型分不清时,如何进行判别?

铜--镍铜、铜--康铜、镍铬--考铜；当补偿导线类型分不清时，用颜色可以进行判别。

5.用热电偶测温度时,发现热电势输出不稳定,是什么原因引起的?

1）热电偶接线柱与热电极接触不良

2）热电偶测量线路绝缘破损，引起继续短路或接地

3）热电偶安装不牢或外部震动

4）热电极将断未断

5）外界干扰（交流漏电、电磁场感应等）

6.如果被测介质为气体的管路怀疑管路有泄漏,我们最常用的试漏方法是什么?

用肥皂水试漏

7.热电偶测温为什么要进行冷端补偿？

热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0。

C时分度的，在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以冷端温度不可能保持在0。

C不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度，所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差，为了消除这种误差，必然进行冷端补偿。

8.一支测温电阻体，分度号已看不清，你如何用简单方法鉴别出电阻体的分度号？

用万用表R×1档或R×10档测量电阻体阻值，测出电阻为Rt，再估计一下周围环境温度为t。

C，最后查对电阻-温度对照表，即可很快鉴别出电阻体的分度号。

9.双金属温度计的工作原理？

它有两片膨胀系数不同的金属牢固地粘合在一起，其一端固定，另一端通过传动机构和指针相连。

当指针温度变化时，由于膨胀系数不同，双金属片产生角位移，带动指针指示相应温度，这便是双金属温度计的工作原理。

10.电磁流量计的测量原理？

电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，当被测导电液体流过管道时，切割磁力线，于是在和磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电势，其值和被测流体的流速成比例。

因此测量感应电势就可以测出被测导电液体的流量。

11.试述电磁流量计的投运步骤？

1）打开阀门，使流体充满系统。

2）排除泄露点

3）排除系统内残留气体。

4）接通变送器和转换器电源，通电预热。

5）关闭阀门，使变送器内充满静态液体。

6）重新调整转换器零点。

7）重新打开阀门，达到100%流量，检查输出是否正确和稳定。

12.电磁流量计在工作时，发现信号越来越小或突然下降，原因可能有哪些？

当测量导管中没有介质时，电极间实际是绝缘的，造成上述情况的主要原因是电极间的绝缘变坏或被短路，发现上述情况应从几个方面考虑：

1）测量导管内壁可能沉积污垢，应予以清洗和擦拭电极；

2）测量导管衬里可能被破坏，应予以更换；

3）信号插座可能被腐蚀，应予以清理或更换。

13.什么叫绝对误差，相对误差？

绝对误差是指示值与实际值的代数差，即

绝对误差=测量值—真值

相对误差是绝对误差与实际值之比的百分数

相对误差=         ×100%

14.什么是两线制？

是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根导线既是电源线，又是信号线。

15.什么是安全火花？

什么是安全火花型防爆仪表？

安全火花是指该火花的能量不足以引燃周围可燃性物质。

安全火花型防爆仪表是指在正常状态和事故状态下产生的火花均为安全火花仪表。

16.差压式物位计的工作原理？

是利用静压差原理的液位计，是根据液柱的静压力与液位高度成比例的关系工作的。

17.什么叫绝对压力、大气压力、表压及真空度？

它们的相互关系是怎样的？

   　绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力；地面空气柱所产生的平均压力为大气压力；绝对压力与大气压力之差称为表压力；如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表所测得的压力为负压，其值称为真空度。

18.　下图为工艺管道截面。

请在图在图上标出液体、气体和蒸气的引压口位置。

并说明其原因？

答：

测量气体时，为了使气体内的少量凝结液能顺利地流回工艺管道，而不流入测量管路和仪表内部，取压口在管道的上半部分，如图1处。

测量液体时，为了让液体内析出的少量气体能顺利地返回工艺管道，而不进入测量管路和仪表内部，取压口最好在与管道水平中心线以下成0～45。

内，如图上的2处。

对于蒸气介质，应保持测量管路内有稳定的冷凝液，同时也防止工艺管道底部的固体介质进入测量管路和仪表内，取压口最好在管道水平中心以上或0～45。

夹角内，如图上的3处。

                                                 45.                          45.

　　.

                 45.                45.

 图1                    图2                     图3

19.用热电阻测量温度时,显示仪表出现以下故障现象

（1）显示仪表指示值比实际值低或示值不稳

（2）显示仪表指示无穷大（3）显示仪表指示负值，试根据不同故障现象分析原因。

（1）保护管内有金属屑、灰尘、接线柱间积灰；热电阻短路

（2）热电阻或引出线断路；接线柱螺丝松动、接触不好

（3）显示仪表与热电阻接线有错，或热电阻短路。

20.气动单元组合仪表有什么优点？

气动仪表的优点是：

工作可靠，防火防爆，便于维修，价格较低，抗外界干扰（如磁场、温度、潮霉等）能力强。

缺点是传递速度慢，传送距离短，气源装置复杂，与工业控制机的联系不方便等

21.什么是调节阀的流通能力,确定流通能力的目的是什么？

流通能力C表示调节阀的容量，其定义为：

调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa、流体重度为1g/cm3，每小时通过阀门的流体流量m3或kg。

流通能力C表示了调节阀的结构参数，根据调节阀C值，查出公称直径和阀门直径。

22.什么叫超声波？

频率超过20000HZ的声波称之为超声波。

23.超声波的工作原理？

超声波是利用压电晶体的压电效应和逆压电效应的原理来实现电能--超声能相互转换的。

有一些晶体，当在它的两个面上施加交变电压时，晶片将按其厚度方向做伸长和压缩的交替变化，即产生了震动，其振动频率的高低与所加交变电压的频率相同，这样就能在晶片周围的媒质上产生相同频率的声波，如果所加的交变电压的频率是超声频率，晶体所发射的声波就是超声波。

这种效应为逆压电效应。

反之，当振动的外力作用在压电晶片的两个面上而使其发生变形，就会有相应频率的电荷输出，这种效应应称为压电效应。

24.超声波物位检测，主要有哪两种方式？

一种是声波阻断式，利用声波在气体、液体和固体介质中的吸收衰减不同，来检测在超声波探头前是否有液体或固体物料存在；一种是可以连续测量物位变化的超声波物位计，它是利用超声波在介质的分界面上会产生反射的特性来检测物位的。

25.什么是压力开关？

它的工作原理？

答：

压力开关是一种简单的压力控制装置。

当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。

压力开关的工作原理是：

当被测压力超过额定值时，弹性元件的的自由端产生位移直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。

开关形式有常开式和常闭式。

调节方式有两位式和三位式。

26.利用差压变送器测量水蒸汽流量，在排污后为什么要等一段时间后才能启动差压变送器？

答：

对于测量蒸汽的差压变送器，排污时会将导压管内冷凝液放掉，投运前应等导压管内充满冷凝液，并使正负压导管中的冷凝面有相等的高度和保持恒定。

这样，当差压急剧变化时，才不会产生测量误差。

27.怎样判断现场运行中差压变送器的工作是否正常？

答由于差压变送器的故障多是零点漂移和导压管堵塞，所以在现场很少对刻度逐点校验，而是检查它的零点和变化趋势，具体方法如下：

1）零点检查：

关闭正、负压截止阀。

打开平衡阀，此时电动差压变送器电流应为4mA。

2）变化趋势检查：

零点以后，各阀门恢复原来的开表状态，打开负压室的排污阀。

这时变送器的输出应最大即电动差压变送器为20mA以上。

若只打开正压室排污阀，则输出为最小，即电动差压变送器为4mA。

打开排污阀时，被测介质排出很少或没有。

说明导压管有堵塞现象，要设法疏通。

28.皮带秤速度传感器的作用？

速度传感器把滚轮的转速（正比于皮带传送速度）转换成频率信号f。

29.重力传感器使用应注意哪些事项?

注意零漂和温漂。

30.应变式重力传感器测量原理？

将应变电阻片贴在专门的传感部件--弹性元件上，弹性元件为力敏元件，把被测重量的大小转换成应变量的变化，然后再把应变量的变化转换成电阻量的变化。

31.什么是旋翼式蒸汽流量计？

用于测量干饱和蒸汽或过热度不大的过热蒸汽流量，它不需要外加能源就可在现场直接读数，还可对温度、压力的波动进行校正。

32.用于测量流量的导压管线、阀门组回路中，当正压阀阀门或导压管泄漏时，仪表指示什么状态？

当负压阀阀门或导压管泄漏时，仪表指示什么状态？

当平衡阀门泄漏时，仪表指示什么状态？

正压侧导压管全部堵死，负压侧畅通时，仪表指示什么状态？

当正压阀阀门或导压管泄漏时，仪表指示偏低；当负压阀阀门或导压管泄漏时，仪表指示偏高；当平衡阀门泄漏时，仪表指示偏低；正压侧导压管全部堵死，负压侧畅通时，仪表指示跑零下。

33.怎样操作仪表三阀组？

打开的顺序为：

打开正压阀、关闭平衡阀、打开负压阀。

停运的顺序为：

关闭负压阀、打开平衡阀、关闭正压阀。

34.标准节流装置有几种，各是什么？

有三种，分别是孔板、喷嘴、文丘利管。

35.测温元件在管道、设备上安装时，固定方式有几种？

一般有两种：

1）螺纹连接头固定 2）法兰固定

36.温度测量有几种方式？

温度测量分为接触式和非接触式两类。

37.我们现场常用的抗干扰措施有那几种？

浮空、屏蔽、接地、滤波。

38.我们现场常用的保温、伴热措施有哪些？

保温箱保温、蒸汽伴热、电伴热。

39.热电偶与仪表使用时，热电势比实际值大（显示仪表指示偏高）是什么原因造成的？

热电偶与显示仪表不配套；补偿导线与热电偶不配套；有直流干扰信号进入。

40.用热电偶测温度时,发现热电势比实际值小（显示仪表指示偏低）,是什么原因引起的?

1）热电极短路。

2）热电偶的接线处积灰，造成短路。

3）补偿导线间短路

4）热电偶热电极变质。

5）补偿导线与热电偶不配套。

41.接触式测温仪表有那种？

接触式仪表主要有膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶、热电阻及半导体二极管温度计。

42.普通热电偶由几部分组成？

热电偶由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等几部分组成。

43.什么是流量？

什么是体积流量？

质量流量？

工业上的流量，通常是指单位时间内流过管道截面积的流体数量，也称瞬时流量；流体数量若以质量表示时，则流量称为质量流量；流体数量若以体积表示时，则流量称为体积流量；

44.电子皮带秤主要由几部分组成？

电子皮带秤由秤重显示控制器、称重传感器、荷重承受装置及速度传感器组成。

45.取压口开口原则？

（1）孔径不可大，但在压力波动频繁、幅度较大、和对动态响应要求高时，孔径应适当加大；

（2）取压口的轴线应尽可能垂直于流线，偏斜不超过5。

--10。

；

（3）取压口的表面应无毛刺和凹凸不平，应无明显倒角或别样的扩口。

46.孔板流量计的测量原理？

当被测流体（气体或液体）充满管道并流经节流装置时，流束将在节流处形成局部收缩，从而使流体的动能和势能相互转换，使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生压差，假设管道内的流体是连续且不可压缩的，通过测量节流装置前后的压差为△P,便可求出流经管道的体积流量和质量流量。

47.为了确保测量的准确性，测温元件的安装应按照那些要求进行？

1）测温元件在管道中安装，应保证测温元件与流体充分接触，测温元件应迎着被测介质流向，至少要与被介质形成顺流；

2）测温元件的工作端应处于管道中流速最大处；

3）要有足够的插入深度；

4）接线盒盖应向上。

48.某设备内的温度为200。

C，拟用热电阻测量，应选用那一种电阻温度计？

  选用铂电阻温度计。

三、判断题（正确的请在括号内打“√”，错误的打“×”）

1.压力式温度计是利用物质的压力随温度变化的性质来测温度的。

（√）

2.将两支同型号热电偶的正负极对接起来，可实现两点温度差的测量（√）

3.测量值小数点后面位数越多，测量越准确（×）

4.补偿导线两端头与热电偶和二次表的正负极相接处的温度应保持一致，否则将引起测量误差。

（√）

5.铠装热电偶适用于强烈冲击振动的恶劣环境。

（√）

6.角接取压法上下游取压管位于孔板的前后端面处（√）

7.某温度变送器的测量范围是—200--600。

C，说明其上限为600。

C，下限为-200。

C量程范围为800。

C（√）

8.两处接地比一处接地可靠（×）

9.若选择弹性压力计，应使被测压力值在1/3--2/1范围内（×）

10.控制阀分为气开和气关两种，气关阀有气便开，无气关闭（×）

11.电力系统中的发电机或变压器的中性点直接接地，称为工作接地。

（√）

12.热电势输出不稳定有可能是外界干扰引起的（√）

四、画图题

1.用差压法测量有压容器如何测量（用图表示）？

2.用差压法测量敞口容器如何测量（用图表示）？

3.画出自动调节系统框图？

 五、填充题

1.补偿导线绝缘层颜色

2.常用热电阻的测温范围

3.常用热电偶的测温范围

4.下列图形符号的意义

5.被测变量和仪表功能的字母代号

六.计算题

1.工业温度测量仪表的基本误差是2%,仪表的测量范围是1500—2500℃，求仪表示值为2000℃时对应的实际温度可能是多少？

  X=20

 2000－20=1980℃

2.采用K型热电偶测温,已知被测温度与冷端温度分别为500。

C和50。

C，试求热电势的数值？

V（500,50。

C）=V（500,0。

C）－V（50,0。

C）

               =20.644－2.023=18.621mV

3.仪表的测量范围0--40KPa，对应的流量范围0-25t/h，介质密度设ρ介=0.7t/m3,隔离液的密度ρ隔=1.2t/m3,孔板取压点在差压变送器的上方,并与正负压室的距离为2000mm,由于某些因素，造成负压隔离液全漏完。

问

（1）当管道中无流量时，仪表指示多少？

（2）当满量程时，仪表指示多少?

（1）△P=（ρ隔－ρ液）gh=（1.2－0.7）×2000×10=10KPa

M=Mmax       

（2）△P实=40－10=30KPa

M=Mmax