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仪表仪器培训课件欢迎参加本次仪表仪器培训课程本课程将系统介绍工业自动化中的各类仪表仪器知识,帮助您掌握仪表的选型、使用、校准和维护技能,提高工业生产的精度和效率第一章仪表仪器基础概念在开始深入学习前,我们需要先理解仪表仪器的基本概念本章将介绍仪表仪器的定义、分类、基本原理以及性能指标,为后续专业知识学习奠定基础仪表仪器是现代工业的核心组成部分,它们就像工业生产的眼睛和大脑,实时监测和控制生产过程中的各种物理量,确保生产安全、稳定、高效运行本章主要内容学习目标•仪表仪器的定义与作用•理解仪表仪器在工业自动化中的重要地位•物理量与测量单位•掌握常见物理量的测量原理•仪表的分类方法•识别不同类型仪表的特点与应用场景•仪表的基本性能指标•仪表的基本结构组成仪表仪器的定义与作用仪表仪器的定义在工业自动化中的地位仪表仪器是用于测量、显示、记录和控制各种物理量和工艺参数的设备总称它们通过感知、转换、仪表仪器是工业自动化的基传输和处理信号,实现对工业生产过程中各种参数础,没有准确的测量就没有有的监测与控制效的控制它们就像工厂的神经系统,实时感知生产状态,仪表仪器的基本作用支持决策和控制测量功能将物理量转换为可读取的信号或数值经济效益显示功能以直观方式呈现测量结果,便于操作人•提高产品质量稳定性员监视•减少资源浪费和能源消耗控制功能根据测量结果,执行预设的控制逻辑•降低人工成本和操作风险•延长设备使用寿命记录功能保存历史数据,用于趋势分析和问题追溯报警功能当参数超出安全范围时发出警报物理量与测量单位常见工业测量物理量压力与真空温度•绝对压力Pa,kPa,MPa•摄氏度°C•表压力kg/cm²,bar•华氏度°F•真空度Torr,mmHg•开尔文K•差压ΔP•温差ΔT流量液位与界面•体积流量m³/h,L/min•高度m,mm•质量流量kg/h,t/d•容积百分比%•流速m/s•界面位置m国际单位制(SI)基础介绍基本单位常用导出单位•长度米m•力牛顿N=kg·m/s²•质量千克kg•压力帕斯卡Pa=N/m²•时间秒s•能量焦耳J=N·m•电流安培A•功率瓦特W=J/s•温度开尔文K•电压伏特V=W/A•物质的量摩尔mol•电阻欧姆Ω=V/A•发光强度坎德拉cd仪表的分类概述按测量原理分类按功能分类机械式利用机械形变或位移测量物理量,如波登管压力表、双金属测量仪表用于获取和显示被测量的数值温度计控制仪表用于调节和控制工艺参数电气式利用电气特性变化测量,如电阻式温度计、电容式液位计记录仪表用于记录和存储测量数据报警仪表用于监视参数并在异常时报警电子式利用电子元件和电路处理信号,如智能变送器、数字显示仪按显示方式分类光学式利用光学原理测量,如光电式转速表、红外测温仪指针式通过指针在刻度盘上指示数值声学式利用声波特性测量,如超声波液位计、声波流量计数字式通过数字直接显示测量值辐射式利用辐射特性测量,如核辐射液位计、伽马密度计图形式通过图形或曲线显示测量趋势按信号输出分类模拟信号输出数字信号输出常见标准4-20mA、0-10V、0-5V等常见协议HART、Modbus、Profibus、Foundation Fieldbus等无线信号输出技术WirelessHART、ISA
100.11a、Zigbee、LoRa等仪表的基本性能指标主要性能指标误差分析精度测量值与真实值接近程度,通常以相对误差±%表示误差类型量程仪表可测量的最大值与最小值的范围系统误差具有确定性的固定偏差分辨率仪表能够分辨的最小变化量随机误差不确定的随机波动灵敏度输出变化量与输入变化量的比值粗大误差由操作失误等造成的明显错误重复性在相同条件下多次测量结果的一致性误差来源迟滞输入量增加和减少时输出存在的差异响应时间仪表从接收信号到输出稳定所需时间仪表本身误差制造偏差、结构设计等稳定性长时间内保持性能不变的能力安装误差位置不当、连接不规范等测量范围仪表适合测量的参数范围环境影响温度、湿度、振动、电磁干扰等老化退化长期使用导致性能下降操作误差人为读数或操作不当仪表选择考虑因素测量要求工艺条件•所需精度等级•介质特性•测量范围•温度压力范围•响应速度要求•腐蚀性环境安装环境经济性•防爆要求•购置成本•防护等级•维护成本•空间限制•使用寿命仪表结构示意图仪表系统典型组成部分传感器变送器将物理量转换为可测量的电信号如压力敏感元件、热电偶、流量传感器等是整个测量系统的感知器官将传感器输出信号转换为标准信号(如4-20mA)并进行放大、滤波、补偿等处理提高信号的传输能力和抗干扰性控制器显示器接收变送器信号,根据控制算法产生控制输出如PID控制器、可编程控制器PLC等是系统的大脑以直观方式显示测量值或状态包括指针式仪表、数字显示器、图形界面等是系统的窗口信号传输与处理流程在典型的仪表系统中,信号的流动路径为物理量感知传感器接触被测对象,感知物理参数的变化信号转换传感器将物理量转换为电气信号(通常是微弱信号)信号调理变送器对信号进行放大、滤波、线性化等处理信号传输通过电缆或无线方式将信号传输到控制系统信号处理控制系统对信号进行分析、计算、比较和判断控制执行根据处理结果输出控制指令到执行机构显示记录同时在显示界面上呈现测量值和系统状态现代智能仪表通常将传感器、变送器和部分控制功能集成在一个设备中,并具备自诊断、远程通信等高级功能,大大提高了系统可靠性和维护便利性第二章常用仪表类型与应用本章将详细介绍工业自动化中最常用的几类仪表,包括压力仪表、温度仪表、流量仪表、液位仪表以及质量与称重仪表等我们将探讨每类仪表的工作原理、常见类型、选型依据以及典型应用场景学习目标知识掌握技能培养实际应用•理解各类仪表的工作原理•能够针对具体工艺需求选择合适仪表•熟悉各行业仪表应用特点•识别不同类型仪表的特点•了解仪表安装的基本要求•了解复杂工艺中的仪表配置•熟悉仪表的技术规格参数•能够正确解读仪表显示数据•认识仪表在安全保护中的作用•掌握仪表的基本选型方法•初步掌握仪表接线方法•理解仪表在能源优化中的价值通过本章学习,您将能够在实际工作中根据具体应用需求,正确选择、安装和使用各类仪表,为工业生产过程提供可靠的测量和控制基础压力仪表压力的基本概念
3.差压变送器绝对压力相对于完全真空的压力值•测量两点间压力差,常用于流量间接测量表压力相对于大气压的压力值,最常用•具有高精度、高稳定性特点差压两点之间的压力差•可选多种传感元件类型真空低于大气压的压力状态应用案例常见压力仪表类型锅炉压力监测确保锅炉运行安全
1.机械压力表管道泄漏检测通过压力下降识别泄漏过滤器堵塞监测通过差压增加判断堵塞波登管压力表利用弹性元件变形原理,结构简单,维护方便液位间接测量利用静压原理测量液位膜盒式压力表利用膜片变形,适用于低压测量流量间接测量利用差压原理测量流量膜片式压力表灵敏度高,适用于微压测量
2.电子压力传感器应变式利用压力引起应变片电阻变化原理电容式利用压力引起电容变化原理压电式利用压电晶体受压产生电荷原理硅谐振式利用压力改变谐振频率原理压力仪表选型要点测量范围正常工作压力应在量程的30%-70%之间,最大工作压力不超过满量程的75%精度要求普通监测
1.5-
2.5级;过程控制
0.5-
1.0级;精密测量
0.1-
0.25级介质特性考虑介质的腐蚀性、温度、粘度等特性,选择合适材质和结构形式环境条件考虑防爆、防腐、防冻、抗振动等特殊要求温度仪表温度测量原理与分类
3.红外测温仪
1.热电偶工作原理测量物体发射的红外辐射能量类型手持式、固定式、热像仪等工作原理基于塞贝克效应,两种不同金属连接处产生热电势特点非接触测量,响应快,可测高温物体常见类型K型、E型、J型、T型、S型、R型、B型等应用移动目标、危险区域、表面温度分布特点测量范围广-200~1800°C,结构简单,响应快速应用高温工艺、火焰监测、烘烤设备
4.其他温度仪表
2.热电阻双金属温度计利用不同金属膨胀系数差异液体膨胀温度计利用液体热膨胀原理工作原理金属导体电阻随温度变化的特性气体温度计利用气体压力随温度变化原理常见类型Pt
100、Pt
1000、Cu
50、Cu100等半导体温度传感器如热敏电阻、集成温度传感器特点精度高,稳定性好,适合中低温测量-200~600°C应用精密温控、实验室测量、食品加工温度仪表应用场景工业炉温度控制化工反应监测食品加工控制在冶金、陶瓷、玻璃等行业的各类工业炉中,温度控制直接影响产品质量通常采用热电偶或化学反应过程中,温度是关键参数通过在反应釜不同位置安装多点温度传感器,监测反应进在食品灭菌、巴氏杀菌、冷藏等过程中,温度控制关系到食品安全通常采用Pt100热电阻配辐射测温仪进行测量,配合PID控制器实现精确温控程,防止失控或爆炸风险合记录仪,实现全程温度监控和记录温度测量注意事项安装热电偶或热电阻时,插入深度应达到被测介质直径的6-10倍,以避免导热误差补偿导线必须与热电偶类型匹配,否则会引入附加误差流量仪表流量测量基础知识流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积或质量,是工业过程中最常见的测量参数之一根据测量原理不同,流量仪表可分为多种类型常用流量仪表类型速度式流量计差压式流量计容积式流量计涡轮流量计流体推动涡轮旋转,转速与流量成正比孔板流量计结构简单,价格低廉,应用广泛椭圆齿轮流量计高精度,适合高粘度旋进旋涡流量计测量旋涡频率确定流量文丘里管压损小,精度高,适合大口径腰轮流量计适合低流速大流量电磁流量计基于法拉第电磁感应定律流量喷嘴介于孔板和文丘里管之间刮板流量计适合高粘度,高精度超声波流量计利用声波在流体中的传播特性阿牛巴流量计自恢复压力好,范围广转子流量计精度高,压损小质量流量计流量计选型考虑因素科里奥利质量流量计直接测量质量流量,不受流体密度、温度、压力、粘度变化影响流体特性气体、液体、蒸汽、浆液、腐蚀性、导电性等工艺条件流量范围、温度、压力、工作状态等热式质量流量计测量流体带走的热量,适合气体流量测量安装条件管道尺寸、空间限制、直管段要求等开放管道流量计性能要求精度、重复性、量程比、压损、可靠性等维护因素清洗难易度、备件可获得性、检修便利性等堰式流量计矩形堰、三角堰等经济因素初始投资、运行成本、寿命周期成本等槽式流量计巴歇尔槽、帕氏槽等面积式流量计转子流量计、浮子流量计流量计安装提示大多数流量计要求上下游有足够长的直管段,以确保测量精度一般要求上游直管段为管径的10-20倍,下游为管径的5倍液位仪表液位测量基本原理
3.非接触测量型液位测量是指测定容器中液体表面相对于容器底部或其他参考点的高度液位测量在石油化工、食品饮料、制药、水处理等行业有广泛应用超声波液位计测量声波发射到液面反射回来的时间雷达液位计测量微波发射到液面反射回来的时间常用液位仪表类型射频导纳液位计测量电容变化
1.直接测量型伽马射线液位计测量射线穿过容器被吸收量玻璃管液位计利用连通器原理,直观可靠
4.特殊应用型磁翻板液位计磁性浮子带动指示器,适合高温高压重锤式液位计适用于粉末、颗粒物料浮球液位计浮球随液位变化上下移动振动式液位开关用于液位限位报警浮子液位变送器浮子连接磁性传感器或电阻传感器热导式液位开关利用液体和气体导热性差异
2.压力测量型光电式液位开关利用光的折射原理静压式液位计测量液柱产生的静压力差压式液位计测量容器底部与顶部的压差气泡管液位计测量向液体吹入气体所需的压力液位仪表应用场景储罐液位监控锅炉水位控制污水处理控制石油、化工等行业的大型储罐通常使用雷达液位计或伺服液位计进行连续监测,配合高低限位报警,锅炉汽包水位是关乎安全的关键参数,通常采用差压变送器或电极式液位计,配合多重保护措施,确在污水处理厂的各个池体中,液位控制关系到处理效率由于介质含有污物,通常采用非接触式超声防止溢出或干运行这些系统往往与库存管理软件集成,实现自动化管理保水位维持在安全范围内,防止干烧或水冲汽波液位计或防腐蚀型浮球开关,配合变频泵控制系统,实现自动化运行液位测量注意事项选择液位计时必须考虑介质特性(腐蚀性、粘度、导电性等)、工艺条件(温度、压力、泡沫、蒸汽等)以及安装条件(空间限制、防爆要求等)某些特殊场合可能需要多种液位测量方式冗余设置质量与称重仪表质量测量基本原理
3.动态称重设备质量测量是物料计量的基础,在工业生产中具有重要地位现代工业质量测量主皮带秤测量皮带输送机上物料的连续流量要通过各种称重传感器和电子秤实现定量给料机按设定量输送物料失重式给料机通过测量料斗重量变化控制给料量常用质量测量仪表检重秤检查产品是否符合重量标准
1.电子秤
4.质量流量计台秤常用于工厂原材料验收和产品出厂科里奥利质量流量计直接测量流体质量流量平台秤适用于较大物料的称重热式质量流量计适用于气体质量流量测量地磅用于车辆、集装箱等大型物体称重应用场景吊秤适用于需要悬挂称重的场合计数秤具有计数功能,适用于小件物品计数生产计量与配料控制
2.称重传感器配料系统按比例精确配料,保证产品质量应变式传感器最常用,精度高,可靠性好灌装系统精确控制灌装量,减少物料浪费液压式传感器坚固耐用,适合恶劣环境成品检重确保产品符合重量标准气动式传感器本质安全,适用于易燃易爆场合物料库存管理实时监控物料消耗和库存电磁力平衡传感器高精度,适用于精密称量称重系统组成与工作原理称重传感器将重力转换为电信号,常见的应变式传感器由弹性体、应变片、补偿电路组成信号调理电路放大、滤波传感器信号,补偿温度影响,提高信噪比A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,现代系统多采用24位高精度转换器显示控制单元处理数字信号,显示重量值,执行校准、去皮等功能,输出控制信号称重系统校准要点称重系统应定期使用标准砝码进行校准,确保测量准确性校准时应考虑环境温度、振动等因素的影响,必要时进行补偿仪表的安装与接线基本要求仪表安装总体要求接线与布线规范位置选择便于操作维护,避开振动源、热源、强电磁场接线基本原则安装高度显示部分通常距地面
1.2-
1.7米,便于观察信号线与电源线分开避免干扰安装方向按照制造商说明,保证正确朝向适当屏蔽减少电磁干扰影响支撑结构牢固可靠,能承受仪表重量和可能的外力正确接地防止干扰,保障安全防护措施根据环境选择适当防护等级(IP等级)防雷保护户外仪表须考虑雷击防护特殊要求防爆区域需使用防爆型仪表或本安型仪表端子紧固防止松动导致接触不良防护等级(IP)导线选择根据电流、环境选择合适导线常见接地方式IP(Ingress Protection)代码用两位数字表示防护等级第一位数字防止固体异物侵入(0-6级)单点接地仅在一端接地,适合低频信号第二位数字防止液体侵入(0-8级)多点接地在多点接地,适合高频信号浮地信号线两端均不接地常见等级防爆与本安要求IP65防尘、防喷水IP67防尘、短时间浸水隔爆型Ex d,强固外壳,防止内部爆炸扩散IP68防尘、长时间浸水本质安全型Ex i,限制电路能量,防止产生火花增安型Ex e,采取措施防止产生电弧、火花常见安装错误及避免方法12位置不当方向错误错误仪表安装在高温、高振动区域或难以接近的位置错误忽视仪表安装方向要求,导致测量偏差避免方法充分考虑工艺条件和维护需求,选择适当位置,必要时增加隔热、减振措施避免方法严格按照说明书规定方向安装,注意流向标记和水平/垂直指示34接线混乱密封不良错误信号线与电源线混合布线,未采取屏蔽措施错误防水密封不到位,导致水汽侵入避免方法分类布线,使用屏蔽电缆,保持信号线与强电线路至少20cm距离避免方法选用合适密封材料,正确安装密封圈,电缆入口朝下安全提示安装和接线前必须确认电源已关闭在危险区域工作时,需获取工作许可证,并使用防爆工具接线完成后应进行绝缘测试和接地连续性测试工业现场仪表安装实例关键安装注意点压力表安装流量计安装•表盘垂直安装,便于读数•确保足够长的直管段,上游10-20D,下游5D•加装缓冲管或脉冲阻尼器,减少脉动影响•安装方向与流向标记一致•使用三阀组便于校验和维护•避免管道最高点(气体积聚)和最低点(沉淀物积聚)•表前加装冷凝管,测量蒸汽压力时防止高温损坏•留有足够空间便于拆卸维护•定期排放积液,防止冻结或腐蚀•考虑旁路管线,便于在线维修温度仪表安装变送器安装•探头插入深度应达到被测介质直径的6-10倍•安装位置应避免强振动•热电偶补偿导线不得接错或延长•差压变送器高压侧、低压侧连接正确•防止热辐射和对流干扰测量•三阀组或五阀组操作顺序需遵循规范•考虑温度保护套管的热响应时间•防止冬季冻结(加装伴热或保温)•接线端子避免松动,接线盒密封良好仪表安装工艺规范仪表支架与固定接线与信号传输•支架材质应考虑强度和防腐要求•接线端子应紧固无松动•固定螺栓应使用防松措施•预留适当线缆长度便于维护•重型仪表需考虑加固措施•线缆标识清晰,便于识别•户外安装需考虑风载和雪载•现场接线盒应防水密封仪表配管•信号电缆应远离强电干扰源防雷与接地•管径选择应考虑流速和压损•管路坡度应便于排放冷凝液•信号线路应安装适当的浪涌保护器•避免管路应力传递到仪表•接地电阻应符合规范要求•使用适当的密封材料•避免接地环路,防止干扰•定期检查接地连接是否良好仪表安装完成后,必须进行全面检查和测试,确认安装质量符合要求,并完整记录安装信息,为后续维护和故障排查提供依据第三章仪表校准与维护精确可靠的仪表对工业生产至关重要,而维持这种精确性需要定期校准和专业维护本章将详细介绍仪表校准的原理、方法和标准,以及仪表日常维护和故障排除的实用技巧本章主要内容校准基础校准设备维护实践•校准的意义与重要性•常用校准仪器介绍•仪表日常维护要点•校准周期与规范要求•校准标准器选择•常见故障诊断方法•校准标准与溯源性•便携式校验仪应用•预防性维护计划•校准记录与管理•实验室校准设备•维护安全注意事项学习目标知识目标技能目标•理解仪表校准的基本原理•能够执行基本的仪表校准操作•掌握各类仪表的校准方法•会使用常见校准仪器和工具•了解校准标准和溯源要求•能够进行简单的故障诊断•识别常见仪表故障原因•掌握仪表维护的基本技能通过本章学习,您将能够确保仪表始终保持在最佳状态,为工业生产提供准确可靠的测量数据,同时延长仪表使用寿命,降低维护成本校准的意义与标准校准的基本概念校准标准与溯源性校准是指在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值与对应的由标准所复现的量值计量标准等级之间关系的一组操作简单来说,校准就是通过与已知标准的比对,确定并记录仪表的误差国家基准最高准确度的标准社会公用标准由法定计量机构保存校准的意义企业内部标准企业自建的计量标准保证测量准确性确保仪表读数可信,为工艺控制提供可靠依据工作标准日常校准使用的标准符合法规要求满足计量法规和质量管理体系要求主要校准标准保障生产安全防止因测量错误导致工艺失控ISO/IEC17025测试和校准实验室能力的通用要求提高产品质量精确测量是质量控制的基础ISO9001质量管理体系中的测量设备控制要求降低生产成本避免因测量偏差导致的资源浪费JJG/JJF系列中国计量检定规程和校准规范延长仪表寿命定期校准可及时发现潜在问题OIML国际法制计量组织建议ASTM/ASME美国相关测试和校准标准溯源性测量结果通过文件规定的不间断的比较链,与国家或国际测量标准建立关系的特性保证溯源性是校准工作的核心要求校准周期与记录管理校准周期确定•基于仪表稳定性和重要性•关键仪表3-6个月•一般过程仪表6-12个月•辅助仪表12-24个月•可根据历史漂移记录调整校准记录要求•校准日期和校准人员•仪表识别信息•使用的标准器信息•环境条件•校准数据和误差值•校准结论和下次校准日期校准管理系统•建立校准台账•设置校准提醒机制•校准标识管理常用校准仪器介绍压力校准设备压力校验仪活塞式压力计压力源用于压力仪表的校准,具有高精度压力测量功能通常精度为±
0.05%FS或更高,量程覆盖从真空到高压基于力与面积原理的高精度压力标准,精度可达±
0.01%或更高分为气体和液体两种,前者适用于低压,提供校准所需的压力包括手动泵(如微压泵、液压泵)和自动压力控制器自动控制器可实现快速稳定的配合压力泵或压力控制器使用,可实现自动或手动加压后者适用于高压需要进行重力加速度和温度补偿压力设定,提高校准效率,但价格较高温度校准设备温度校准设备类型温度校准特点与要求干体炉便携式温度校准源温度校准需要考虑以下关键因素液体恒温槽高稳定性温度源均匀性校准热源温场均匀性通常要求优于±
0.1°C标准温度计高精度参考标准稳定性校准过程中温度波动应控制在±
0.05°C以内红外校准源用于红外测温仪校准插入深度一般要求最小插入深度为传感器直径的15倍热电偶模拟器模拟热电偶输出参考点热电偶校准需考虑冷端补偿或参考点温度测量热电阻模拟器模拟热电阻输出热传导需考虑被校传感器与标准传感器之间的热传导路径响应时间应给予足够时间使被校仪表达到热平衡多功能校准仪过程校验仪智能校准器通讯协议校准器•集成多种信号源和测量功能•带有存储和通信功能•支持HART、FF、Profibus等协议•可模拟和测量4-20mA,0-10V等标准信号•可记录校准数据•可读取和配置智能仪表参数•支持热电偶、热电阻等温度信号•支持自动校准程序•诊断通讯问题•提供HART通信功能•可与计算机同步校准记录•支持总线供电设备测试机械仪表校准案例真空计校准步骤
1.数据处理•计算每个点的误差误差=被校值-标准值
1.准备工作•计算相对误差相对误差=误差/标准值×100%•检查真空计外观,确认无损坏•判断是否在允许误差范围内•清洁连接部位,避免泄漏•绘制误差曲线,分析误差分布•准备标准真空计和真空系统
2.调整校正•记录环境条件(温度、湿度等)•如可调整,调整零点和量程
2.安装连接•调整后重复校准过程验证•将被校真空计和标准真空计安装在同一真空腔•不可调整的,记录误差用于补偿•确保连接紧密,无泄漏
3.记录和标识•安装位置应保证两者测量同一压力•填写校准记录表
3.校准过程•贴上校准标签,注明日期和有效期•抽真空至最低压力点•出具校准证书或报告•按递增顺序设置多个校准点•每个点稳定后记录标准值和被校值•覆盖整个使用范围,通常5-9个点压力表校准详解准备工作•选择合适的压力标准器,精度应比被校压力表高1-4倍•检查压力表外观和机械零位•记录压力表信息和环境条件连接安装•将压力表安装在压力比较器上•确保系统密封良好无泄漏•若有需要,加注适当工作介质(油或水)预循环处理•将压力从零增加到满量程再回零,重复3次•消除机械滞后效应•检查零点回位情况校准测量•按照上升和下降顺序,在5-9个校准点测量•每个点等待稳定后记录标准值和被校值•计算误差和精度等级电子仪表校准要点多用表校准方法变送器校准方法电压校准基本校准步骤
1.准备标准电压源和连接导线准备工作收集变送器信息,选择合适标准器
2.将标准电压源连接到被校多用表接线连接按照正确接线图连接校准系统
3.在各量程设置多个校准点(如10%,50%,90%)零点和量程校准
4.记录标准值和被校表显示值•输入0%信号,调整输出为4mA
5.计算误差并与多用表精度规格比较•输入100%信号,调整输出为20mA电流校准•重复以上步骤直至误差在允许范围内线性度校准在25%,50%,75%等点检查线性
1.准备标准电流源和连接导线记录与标识填写校准记录,贴上校准标签
2.将标准电流源连接到被校多用表特殊类型变送器校准
3.在各量程设置多个校准点
4.特别注意mA量程的精度,这是工业测量最常用的智能变送器通过HART通讯器进行数字校准
5.记录数据并分析误差温度变送器需使用温度信号模拟器电阻校准压力变送器需使用压力源和标准压力计流量变送器可采用模拟信号或实流校准
1.准备标准电阻箱,精度等级应高于多用表
2.使用四线法连接以消除引线电阻影响
3.在各量程设置多个校准点
4.记录数据并分析误差软件辅助校准与数据处理校准软件功能•自动执行校准程序•实时计算误差和不确定度•生成校准证书和报告•管理校准周期和提醒•维护仪表历史记录不确定度分析•标准器不确定度•重复性不确定度•分辨率不确定度•环境影响不确定度•综合不确定度计算仪表维护与故障排查定期检查项目常见故障类型及原因•外观检查显示故障•检查外壳是否损坏、变形•显示不稳定电源波动、接地不良•检查接线端子是否松动•显示异常电路故障、传感器损坏•检查密封性,防止水汽侵入•无显示电源故障、保险丝熔断•检查显示窗是否清晰可读测量故障•功能检查•检查指示灯工作状态•零点漂移温度影响、机械松动•检查显示是否正常•线性误差传感元件老化•检查操作按钮是否灵活•响应迟缓阻塞、污染或机械磨损•检查输出信号是否稳定•输出不稳定连接松动、干扰严重•安装检查通讯故障•检查安装支架是否牢固•通讯中断接线错误、供电不足•检查仪表方向是否正确•数据错误参数设置错误、干扰•检查管路连接是否泄漏•间歇性故障接触不良、屏蔽不足•检查导线是否老化机械故障清洁与防腐蚀措施•密封泄漏密封圈老化、安装不当•定期清除仪表表面灰尘•部件卡滞污染、腐蚀或过度磨损•检查并清理排气孔或排水口•振动噪声安装不牢、共振•腐蚀环境中使用防腐涂层•盐雾环境中定期清洗外壳•潮湿环境中使用干燥剂快速诊断技巧系统性排查法从简单到复杂,从外部到内部,逐步排除故障可能先检查电源、接线和信号路径,再检查传感器和电路分段隔离法将系统分为几个独立部分(如传感器、信号处理、显示输出),逐段测试,确定故障所在段可使用信号模拟器进行故障隔离替换法用已知正常的组件替换可疑组件,快速确定故障部位适用于模块化仪表系统,但需要有备用部件自诊断功能应用充分利用现代智能仪表的自诊断功能,查看错误代码和诊断信息,缩小故障范围大多数智能变送器能提供详细的故障信息维护安全提示在进行仪表维护前,必须确保相关设备已停机或处于安全状态高压、高温或危险介质系统的仪表维护需特别小心,遵循安全操作规程质量保证与安全注意事项仪表使用安全规范操作安全规范一般安全要求•作业许可制度•危险区域工作需办理工作许可•防爆安全•特殊作业(高空、受限空间)专项许可•危险区域仪表必须符合防爆要求•热工作业需防火监护•严格遵守防爆设备安装规范•个人防护要求•防爆仪表维修需专业资质•根据现场风险佩戴适当防护装备•定期检查防爆性能完整性•特殊环境使用专用工具•电气安全•高空作业采取防坠落措施•确保正确接地,防止触电•紧急情况处理•使用合规电源和保护装置•熟悉紧急停机程序•潮湿环境采取防水措施•掌握紧急撤离路线•禁止带电操作高压仪表•了解应急设备使用方法•工艺安全•发生事故及时报告•高温、高压、有毒介质仪表需特殊防护•关键仪表配备冗余系统•安全仪表系统定期功能测试•设置适当的报警限值质量控制流程与责任分工质量控制程序责任分工持续改进•制定仪表质量管理制度•管理层提供资源支持,审批质量方针•收集使用反馈和故障数据•建立仪表验收标准•质量部门制定标准,监督执行•分析故障原因和趋势•实施安装质量检查•仪表工程师技术支持,问题解决•实施预防措施•执行校准和验证计划•维护人员日常检查,定期维护•优化维护和校准周期•维护质量记录和文档•操作人员正确使用,异常报告•技术培训和知识分享仪表管理最佳实践仪表资产管理技术能力建设•建立仪表档案信息库•建立培训和认证体系•实施编码和标识系统•定期开展技能评估•记录全生命周期信息•保持技术文档更新•优化备件库存管理•促进经验交流和分享仪表校准现场操作照片操作规范要点1校准前准备2标准操作程序•检查校准设备证书有效性•严格按照校准规程操作•确认校准环境满足要求(温度、湿度、振动等)•遵循从低到高、再从高到低的测量顺序•准备必要的工具和附件•每个点位等待稳定后再记录数据•收集被校仪表的技术资料•适当重复测量以验证可重复性•采取必要的安全措施(断电、泄压、防护等)•准确记录所有原始数据,不得更改3结果处理与判定4后续管理•计算测量误差并与允许误差比较•贴上校准标签,注明日期和有效期•判断仪表是否合格•更新校准数据库•对于不合格仪表,分析原因并采取措施•安排下次校准日期•调整后重新校准验证•对于调整较大的仪表,安排后续跟踪检查•填写校准记录并签字确认•反馈校准结果给相关部门现场校准常见问题及对策环境影响操作失误温度波动使用温度补偿技术或温控设备连接错误使用标准连接图,双重检查振动干扰选择低振动时段或使用减振台读数错误采用数字显示,减少人为误差电磁干扰使用屏蔽设备或远离干扰源操作顺序错误制定详细操作卡片,严格执行粉尘污染采用防尘措施,定期清洁设备参数设置错误使用标准配置文件,验证设置校准质量控制为确保校准质量,应定期开展比对测试,让不同人员使用相同设备校准同一仪表,比较结果差异;或使用不同设备校准同一仪表,评估设备间一致性这有助于发现系统性误差和人为因素影响附录一仪表常用术语与符号解释基本术语专业术语常用符号量程仪表可测量的最大值与最小值的范围变送器将测量信号转换为标准信号的装置仪表符号通常由功能标识字母组成量程上限仪表可测量的最大值控制器根据测量信号产生控制输出的装置第一个字母测量或控制参数量程下限仪表可测量的最小值执行机构接收控制信号并执行操作的装置•P-压力量程比最大测量值与最小测量值的比值传感器将物理量转换为电信号的元件•T-温度精度测量值与真实值接近程度标准信号如4-20mA,0-10V等规范化信号•F-流量误差测量值与真实值的偏差校准确定仪表测量值与标准值关系的过程•L-液位分辨率仪表能够分辨的最小变化量验证确认仪表符合规定要求的过程•A-分析量灵敏度输出变化量与输入变化量的比值漂移仪表读数随时间变化的现象后续字母功能说明线性度仪表输出与输入成正比的程度迟滞输入量增加和减少时输出存在的差异•I-指示重复性在相同条件下多次测量结果的一致性响应时间从输入变化到输出稳定的时间•C-控制•R-记录•T-变送•S-开关•A-报警例如•PI-压力指示器•TT-温度变送器•FIC-流量指示控制器•LIT-液位指示变送器仪表回路图常用符号压力变送器测量工艺压力并转换为标准信号输出的装置通常用圆圈内带PT或PIT字样表示在回路图中常与接收仪表连接温度控制器接收温度信号并输出控制信号的装置通常用圆圈内带TC或TIC字样表示在回路图中常与执行机构连接控制阀根据控制信号改变流体通过量的执行机构通常用菱形符号表示在回路图中作为控制回路的最终控制元件附录二典型仪表技术参数表压力仪表技术参数参数名称普通工业级高精度级备注说明测量范围-
0.1~60MPa-
0.1~100MPa根据工艺需求选择合适量程精度等级±
0.5%~
1.0%±
0.1%~
0.25%精度越高价格越高稳定性±
0.25%FS/年±
0.1%FS/年长期稳定性对减少校准频率很重要温度影响±
0.5%FS/10℃±
0.1%FS/10℃环境温度变化对测量的影响过压能力150%FS200%FS仪表能承受的最大压力不损坏工作温度-20~70℃-40~85℃仪表正常工作的环境温度范围响应时间≤300ms≤100ms从压力变化到输出稳定的时间输出信号4-20mA4-20mA/HART标准信号便于与控制系统连接防护等级IP65IP67/IP68防尘防水能力防爆等级Ex dIIC T6Ex iaIIC T6危险区域使用要求温度仪表技术参数参数名称热电偶热电阻红外测温仪测量范围-200~1800℃-200~600℃-50~3000℃精度±
0.5%~
1.5%±
0.1%~
0.5%±1%~2%响应时间
0.5~5s1~10s≤150ms特点测量范围广,价格低精度高,稳定性好非接触测量,响应快适用场合高温工艺,如窑炉精密温控,如反应釜移动目标或高温表面流量仪表技术参数±±±±
0.5%
0.2%
1.0%
0.5%电磁流量计精度科氏质量流量计精度孔板流量计精度涡轮流量计精度测量导电液体的体积流量,几乎不受密度、温度、粘度影响直接测量质量流量,不受流体物性变化影响经济实用的差压式流量测量方法,应用最广泛量程比可达10:1,适用于低粘度清洁液体附录三仪表选型指南与供应商推荐仪表选型流程技术筛选需求分析•选择适合的测量原理•明确测量对象和参数•确定仪表规格和型号•确定测量范围和精度要求•评估技术参数满足度•分析工艺条件(温度、压力等)•考虑特殊要求(防爆、防腐等)•考虑安装环境限制•确认连接方式和尺寸标准•确定输出信号和通信要求最终决策供应商评估•综合技术和经济因素•评估品牌声誉和技术支持•考虑长期使用成本•考察交货周期和产品质量•评估与现有系统兼容性•对比价格和维护成本•确认订购规格和技术要求•了解售后服务和备件供应•制定验收标准和方案•查阅用户评价和应用案例主要仪表供应商推荐国际知名品牌国内优质供应商ABB集团提供全系列工业自动化产品,压力、温度、流量仪表齐全重庆川仪国内最大的自动化仪表生产企业之一,产品线全面恩德斯豪斯E+H专注于过程自动化测量技术,流量和液位测量领域领先上海自动化仪表历史悠久,在压力、温度、流量等领域产品成熟罗斯蒙特Rosemount艾默生集团旗下,以高性能压力和温度变送器著称宇通自控专注于压力变送器和温度传感器,性价比高西门子Siemens提供全面的自动化解决方案,流量计和液位计品质优良天康股份在温度测量和电缆领域优势明显横河电机Yokogawa以高精度和高可靠性著称,在流量计和变送器领域优势明显汉威科技气体传感器和检测仪表领域知名福克斯博罗Foxboro施耐德电气旗下,过程控制和测量技术历史悠久华舟仪表专注于流量测量技术,尤其是差压式流量计选型常见误区与注意事项过度追求精度忽视工艺条件误区盲目选择最高精度仪表,而忽视实际需求和成本效益分析误区只关注测量参数,忽略介质特性、温度、压力等工艺条件对仪表选择的影响建议根据工艺控制要求选择合适精度,一般控制精度为测量精度的3-5倍建议全面考虑工艺条件,特别是极端工况和特殊介质情况忽略维护因素品牌盲从误区只考虑购置成本,忽视后期维护和校准成本误区迷信国际大品牌,或者一味追求低价建议评估全生命周期成本,包括校准、维修、备件和能耗等建议基于应用需求选择合适的品牌和型号,关注技术支持和售后服务互动环节常见问题答疑仪表选型问题仪表维护问题问如何选择合适的压力变送器量程?问压力变送器零点漂移的主要原因有哪些?答选择压力变送器量程时,应遵循正常工作压力位于量程的30%-70%之间的原则工作压力答主要原因包括温度变化(尤其是季节交替时)、膜片受力变形、电子元件老化、安装应超过量程上限会导致仪表损坏,而过大的量程会降低测量精度建议量程上限应不低于最大工作力、管道振动传递、高温或化学腐蚀等环境影响解决方法包括定期校准、改善安装方式、使压力的
1.5倍,且不超过最大工作压力的2倍用隔离膜片、选用温度补偿功能的变送器等问电磁流量计和涡轮流量计如何选择?问热电偶使用中断线如何快速诊断?答电磁流量计适用于导电液体(电导率5μS/cm),无活动部件,压损小,不受粘度影响,但答可采用以下方法使用万用表测量热电偶两端电阻,正常应为几欧姆至几十欧姆;检查显示不适用于气体、蒸汽或非导电液体涡轮流量计适用于低粘度清洁液体和气体,成本较低,但有值是否为满量程或负值(多数仪表设置断线报警);拆下热电偶,用短路线替代,看显示温度是活动部件,易受粘度影响,需定期维护否为环境温度(冷端温度);使用模拟器代替热电偶进行测试问仪表防爆等级如何理解?问电磁流量计测量不准确的常见原因?答防爆标志如Ex dIIC T6Gb中,Ex表示防爆电气设备;d表示隔爆型;IIC表示适用于答常见原因包括管道未充满液体、电极污染、接地不良、附近强电磁干扰、液体电导率过低最危险的IIC类气体环境;T6表示最高表面温度不超过85℃;Gb表示设备保护级别常见防或不稳定、直管段长度不足、衬里损坏、零点漂移等解决方法确保管道充满、定期清洗电爆型式有隔爆型d、增安型e、本质安全型i、正压型p等极、改善接地、远离干扰源、增加直管段长度、定期校准等仪表校准问题校准周期如何确定?答校准周期应根据以下因素综合确定仪表重要性(关键仪表周期短)、使用环境(恶劣环境需增加频次)、历史漂移记录(稳定性好可延长周期)、法规要求(某些行业有强制规定)、制造商建议等一般来说,关键仪表3-6个月,普通过程仪表6-12个月,辅助仪表12-24个月校准点应如何选择?答校准点的选择原则至少5个点,包括零点、满量程点和中间点;点位应均匀分布;应覆盖仪表实际使用范围;对非线性区域可增加校准点;应包括上升和下降过程点位,以评估滞后性;特殊应用可针对性增加关键工作点常用的5点法为0%、25%、50%、75%、100%量程现场校准和实验室校准有何区别?答现场校准优点是不需拆卸仪表,减少停机时间,能在实际工作条件下校准;缺点是环境条件难控制,校准设备受限,精度可能较低实验室校准优点是环境条件可控,设备齐全,精度高;缺点是需要拆卸仪表,增加停机时间,不能完全模拟现场条件关键或精密仪表建议采用实验室校准校准记录应包含哪些内容?答完整的校准记录应包含仪表识别信息(型号、序列号、位号)、校准日期和地点、校准人员、使用的标准器信息(型号、精度、溯源证书编号)、环境条件(温度、湿度等)、校准方法、校准数据(标准值、测量值、误差)、校准结论(合格/不合格)、调整情况、下次校准日期、签字确认等互动环节实操演示视频链接与说明视频资源导航仪表校准操作演示仪表维护与故障排查仪表安装最佳实践压力变送器校准包括零点调整、量程设置和5点法校准步骤常见故障诊断实例演示仪表故障的定位与判断方法压力表安装冲击消除和保护措施演示温度传感器校准热电偶和热电阻校准操作对比HART通讯器使用智能变送器参数配置与诊断流量计安装直管段要求与方向确认示范流量计校准电磁流量计模拟信号校准方法仪表清洁与保养不同类型仪表的维护技巧温度仪表安装热电偶插深与热电阻保护管安装液位计校准差压式液位变送器校准实例现场接线规范仪表接线操作示范与常见错误分析变送器安装三阀组操作规范与注意事项视频观看说明访问方式学习建议在线观看通过企业内部培训平台登录账号后访问按序学习建议先掌握基础知识再观看实操视频离线下载可申请下载至移动设备,便于现场参考反复观看关键操作步骤可反复观看直至熟练VR体验版部分内容提供VR沉浸式培训体验实际练习观看后应立即在实训设备上练习配套资料分组讨论组织小组讨论交流学习心得反馈与互动操作手册每个视频配有详细步骤说明文档检查表提供标准化操作检查清单问题提交遇到不理解的内容可在平台提问常见问题汇总学员反馈的重点难点问题改进建议欢迎提出视频内容改进建议实操分享鼓励上传自己的实操视频分享经验实操演示重点内容智能变送器HART协议操作演示如何使用HART通讯器读取变送器参数、修改量程、诊断故障以及设置报警限值重点说明HART通讯的优势及常见通讯问题解决方法压力变送器零点与量程校准详细展示使用手持式校准器对压力变送器进行零点和量程校准的全过程,包括接线方法、加压操作、数据记录和误差分析,以及针对不同型号变送器的特殊注意事项热电偶补偿导线连接重点讲解热电偶测温系统中补偿导线的正确选择和连接方法,以及不正确连接导致的测量误差问题演示如何识别不同类型补偿导线和正确的接线端子连接顺序电磁流量计空管检测与零点调整演示电磁流量计安装调试过程中的空管检测设置和零点调整方法,解释不同工况下如何确保测量准确性,以及管道未充满液体时的识别与处理方法差压变送器三阀组操作规范详细展示差压变送器三阀组或五阀组的正确操作顺序,特别是开车、停车和排气排液的标准流程,以及错误操作可能导致的设备损坏和安全风险课程总结课程核心要点回顾持续学习与校准维护是保障仪表性能的关键通过本次仪表仪器培训,我们系统学习了工业自动化中常用仪表的基本原理、选型方法、安装规范、校准技术以及维护策略从基础概念到实际应用,建立了完整的仪表知识体系•仪表技术不断发展,需要持续学习更新知识•定期校准是确保测量准确性的基础工作仪表仪器是工业自动化的眼睛和神经•预防性维护减少突发故障和生产中断•仪表提供对工艺参数的实时测量和监控,是工业自动化的感知基础•实践经验累积是提高仪表管理水平的关键•准确可靠的测量是有效控制的前提,没有测量就没有控制•团队协作解决复杂仪表问题的有效途径•现代工业生产对测量精度和可靠性提出越来越高的要求应用价值•数字化转型中,仪表作为数据源的重要性日益凸显理论与实操结合,确保测量准确与系统稳定•深入理解测量原理是正确选择仪表的基础•掌握标准安装方法避免常见误差来源15%•规范的校准程序确保测量准确可靠•系统性故障诊断方法提高维护效率•安全规范和质量标准保障仪表使用全过程提高产品质量精确测量和控制工艺参数,确保产品质量稳定一致25%降低能源消耗通过精确控制,避免过度加热、过度压力等能源浪费30%谢谢聆听!欢迎提问与交流后续学习资源推荐推荐书籍在线课程技术社区•《工业自动化仪表技术手册》•仪表校准高级技术培训•中国仪器仪表学会•《过程控制仪表工程师实用指南》•智能仪表故障诊断与维护•自动化技术论坛•《智能仪表原理与应用》•工业仪表防爆技术专题•工控网技术社区•《仪表校准技术》•仪表安装工程师认证课程•仪表工程师交流群•《工业测量与控制系统》•现场总线与工业通讯技术•国际自动化学会ISA中国分会培训反馈与证书课程反馈证书获取为了不断提高培训质量,我们诚挚邀请您提供宝贵反馈完成以下要求可获得培训证书•课程内容满意度评价•全程参与培训课程•实用性与针对性评价•完成课后测试并达到合格分数•讲师授课效果评价•提交课程实操作业•培训材料质量评价证书将在培训结束两周内颁发,可作为个人技能证明和职业发展参考•对未来培训的建议后续支持您可以通过扫描二维码或填写纸质表格提交反馈,我们将认真分析每一条建议•技术咨询热线提供6个月免费咨询•实操指导可预约现场指导服务•资料更新定期推送技术资料更新联系方式电子邮件技术咨询热线微信公众号instrument_training@example.com400-888-XXXX仪表技术前沿工作日24小时内回复技术咨询周一至周五9:00-17:00定期推送技术文章和行业动态感谢您的参与!祝您工作顺利,测量准确!。
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