热工自动控制技术

1. 温度计如何分类的

2. 热电阻的测温原理是什么？热电阻的结构如何？

热电阻是基于金属导体（半导体）的电阻值随温度的变化而变化，并与温度呈一定的函数关系的特性制成的温度测量元件。当被测介质的温度发生变化时，温度计的电阻值也相应的变化。从而测定介质的温度。绝大多数金属的电阻值随温度的升高而增加，半导体的电阻值则随温度的升高而减少。

    热电阻的结构有普通型结构和铠装型结构两种。它们都是由感温元件、引出线、保护套管、接线盒、绝缘材料等组成。

3. 热电阻的典型用途是什么

热电阻的典型用途是在工业生产过程中测量－200℃一＋900℃的液体、气体和物体表面的温度。其他用途有：测量发电机电枢绕组和激磁绕组、管子、联箱等位置狭小场合的点温度；测量室内、空间、容器和工业生产装置中的平均温度；测量表面温度；测量相对湿度（利用干、湿球温度计）。

铂热电阻在校验工作中作为温度标准用。

4. 工业热电阻常用有哪几种

工业上常用的热电阻有两种：铂热电阻和铜热电阻。

5. 工业热电阻测温有哪些特点

工业热电阻测温有以下特点：

（1）测量精确度高；

（2）输出信号大，灵敏度高，容易测量显示和实现远距离传送；

（3）电阻温度关系具有较好的线性度，测温稳定性好； 

（4）不需要冷端温度补偿；

（5）测温元件结构复杂，体积较大，热响应时间长；不利于动态测温，不能测点温。

6. 对制做工业热电阻的材料有何要求

对制做工业热电阻的材料有以下要求：

（1）电阻温度系数要大，即每变化1℃时电阻值的相对变化量要大。电阻温度系数越大，灵敏度越高，测温月精确；

（2）电阻值与温度的变化关系应尽可能呈线性；

（3）电阻率要大，则绕在骨架上的电阻丝就短，电阻体积就小，热惯性和热容量就小，测温速度就快，测温准确度就高；

（4）在测温范围内要有稳定的物理和化学性质； 

（5）容易得到较纯净的物质，其纯度用（W100＝R100/R0）表示；

（6）易于加工，价格便宜。

7. 什么是铠装热电阻？铠装热电阻有什么特点？

铠装热电阻是把金属保护套管、绝缘材料和电阻体三者组合在一起拉制而成，也称套管热电阻。

铠装热电阻有以下特点：

（1）热惰性小，反应迅速；

（2）具有良好的机械性能，可耐强烈的振动和冲击；

（3）除热电阻头部外，其它部分可以任意弯曲，适宜安装结构复杂的设备上进行测温；

（4）使用寿命长。

8. 热电阻元件使用中常见的故障有哪些？

热电阻元件使用中常见的故障有：

（1）热电阻阻丝之间短路或接地；（2）热电阻阻丝断开；（3）保护套管内积水；（4）电阻元件与接线盒间引出导线断路。

9. 工业热电阻使用的注意事项有哪些？

（1）注意热电阻zui高使用温度和工作压力不可超过它的额定值；

（2）如在腐蚀性、易损性的介质中使用，应采用合适的保护套管；

（3）根据配接显示仪表的种类选择不同的接线方法；

（4）连接铜导线的电阻值应按显示仪表技术条件规定的数据选配，一般为2Ω～5Ω；

（5）不能把一个热电阻与两个显示仪表并联使用；

（6）用来测量热电阻测温元件的电桥精确度必须满足要求，并且电桥工作电流不得大于5mA；

（7）若热电阻值不正确时，应从下部端点电阻丝交叉处增减电阻丝，而不应从其它处调整；调整后的电阻丝应排列整齐，不得有碰接现象。

（8）改变热电阻长度时，只允许改变引线长度，不得改变热电阻的长度。

10. 热电阻的引出线除采用二线制外，还采用三线制和四线制，其目的是什么？

工业热电阻测温采用三线制的目的是为了减少热电阻与测量仪表（测量桥路）之间连接导线电阻的影响，以及导线电阻随环境温度变化而变化所带来的测量误差。工业热电阻测温采用四线制的目的是可以消除连接导线电阻的影响。

11. 工业热电阻测温的主要误差来源有哪些？

工业热电阻测温的主要误差来源有：

（1）分度引入的误差；（2）电阻测温元件的自热效应引入的误差；（3）外线路电阻引入的误差；（4）热交换引起的误差；（5）动态误差；（6）配套显示仪表的误差；（7）热电阻丝的纯度引起的误差。

12. 热电偶的测温原理是什么？热电偶的结构如何？

热电偶测温的基本原理是热电效应。把任意两种性质不同的导体或半导体连接成闭合回路，如果两接点的温度不同，在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是用两种性质不同的金属材料一端焊接而成的。焊接的一端叫做热端（测量端），未焊接的一端叫做冷端（参考端）。如果冷端（参考端）温度恒定不变，则热点势的大小和方向只于两种材料的特性和热端（测量端）有关，且热点势与温度之间有一固定的函数关系，利用这个关系及相关显示仪表即可测量出温度。

    热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管、接线盒等主要部分构成。

13. 制做热电偶的材料应具备什么条件？

用来制做热电偶的材料应具备下列基本条件：

（1）应有较高的热点势和热点势率，且此热点势与温度之间成线性关系或近似线性的单值函数关系；（2）物理、化学性能稳定，能在较宽的温度范围内和各种条件下使用，其热电特性不随时间变化；在高温下不易被氧化和腐蚀；（3）材料的电导率高，电阻温度系数及热容量小；（4）热电性能稳定，便于加工和复制；（5）材料成分均匀，有刚性价格便宜。

14. 热电偶的热电特性由哪些元素决定的？热电偶产生热电势必须具备什么条件？

热电偶的热电特性是由电极材料的化学成分和物理性质决定的。热点势的大小只于热电偶的材料和两端的温度有关，与热电偶的长短和粗细无关。

热电偶必须具备下面两个条件才能产生热电势：

（1） 电偶必须是由两种性质不同但符合一定要求的导体（或半导体）材料构成。

（2） 热电偶测量端和参考端之间必须有温差。

15. 热电偶按结构形式分为哪几类？

热电偶按结构形式可分为：

（1） 普通型工业用热电偶；

（2） 铠装热电偶；

（3） 多点式热电偶；

（4） 小惯性热电偶；

（5） 表面热电偶。

16. 我国常用的工业标准化热电偶有那几种？ 

常用的工业标准化热电偶有：

17. 什么是铠装热电偶？铠装热电偶有什么优点？

铠装热电偶是由热电极、绝缘材料、金属套管三者组合经拉伸加工而成的坚实组合体，也称套管热电偶。

铠装热电偶具有以下优点：

（1）测量精度高；（2）机构简单；（3）热容量小，动态响应速度快；（4）可作远距离测量；（5）使用寿命长，测温范围广。

18. 热电偶测温的误差来源主要有哪些方面？

热电偶测温的误差来源主要有：

（1）分度误差：由于热电偶材料不符合要求和材料均匀性差等原因，使热电偶的热电性质与统一的分度表之间存在分度误差；

（2）补偿导线所致误差：由于补偿导线和热电偶材料在100℃以下的热电性质不同将产生误差；

（3）参比端温度变化引起的误差：在利用补偿电桥法进行参比端温度补偿时，由于不能完全补偿而产生的误差；

（4）由于热电偶变质使热电性质变化而产生的误差。

19. 热电偶分度的定义是什么？分度的方法有哪些？

答：热电偶分度就是将热电偶的热端(测量端)置于若干个给定的温度下，热电偶的冷端(参考端)置于恒定温度或0℃的冰点瓶内，测定其热电势值。通过各温度点上测得的热电动势值来确定被测电动势与其对应的温度关系。

    热电偶的分度方法通常采用纯金属定点法、比较法、黑体空腔法、恒温槽内分度和整套分度法。

20. 什么叫热电偶的补偿导线？热电偶测温为什么常采用补偿线？

热电偶的补偿导线是两根材料不同的金属丝，在一定温度范围（一般为0－100℃）内，它具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料相对于热电偶是廉价金属而制成的。

使用热电偶测温时，要求热电偶的冷端温度必须保持恒定。由于热电偶一般做的比较短，以节约贵金属材料费用。这样，热电偶的冷端就处在环境温度较高的地方，而且温度波动也比较大，对测量精度产生较大影响。补偿导线在100℃以下有同所配热电偶相同的热电特性，且热电偶的冷端一般处在100℃以下的范围内，这样就可以使用补偿导线将热电偶的冷端从高温处移到低温处，同时节约大量较贵的贵金属材料，也便于安装和敷设，用较粗直径和导电系数大的补偿线代替热电极，可以减少热电偶测温回路的电阻，以利于动圈式显示仪表的正常工作和自动控制温度。所以热电偶测温时通常都要连接补偿导线。

21. 热电偶测温使用补偿线应注意什么？ 

热电偶测温使用补偿线时，必须注意以下几点：

（1）补偿导线必须与相应型号的热电偶配用；（2）补偿导线在与热电偶、仪表连接时，正、负极不能接错，两对连接点要处于相同的温度；（3）补偿导线和热电偶连接点温度不得超过规定使用的温度范围；（4）要根据所配仪表的不同要求选用补偿导线的线径。

22. 什么是热电偶的均匀性？

热电偶的均匀性是指热电偶材料的均匀程度。热电偶的热电极材料是均匀的，则热电偶回路的热点势只与冷、热两端的温度有关，而与沿热电极长度的温度分布无关。若热电极材料不均匀，热电偶回路就会产生一个附加电势，该电势将会影响热电偶回路的总热点势。所以，不均匀热点势的存在会使热电偶的热电特性发生变化，产生测量误差，从而降低热电偶测温的准确性。

23. 什么叫热电偶的稳定性？影响热电偶稳定性的主要因素有哪些？

热电偶使用一定时间后，热电偶的热电特性会发生某些变化，如果变化显著，所测温度将偏离真实值，产生测量误差，从而降低热电偶测温的准确性。所以热电偶的热电特性必须在很长时间内保持相对稳定。

影响热电偶稳定性的主要因素有：热电极在使用中氧化，特别是某些元素在使用中选择性的氧化和挥发；热电极受外力作用引起变形所产生的应变应力；在高温下晶粒长大；热电极的沾污和腐蚀等。

24. 热电偶测温元件的安装要求有哪些？

（1）热电偶的安装地点要选择在便于施工维护，而且不易受到外界损伤的位置；（2）热电偶的安装位置应尽可能保持垂直，以防止高温变形；热电偶的热端应处于管道中心线上，且与介质的流体方向相对；（3）承受压力的热电偶，其密封面必须密封良好；（4）热电偶的插入深度可按实际情况决定，但浸入被测介质中的长度应大于保护套管外径的8～10倍。（5）热电偶露在外面的部分要尽量短并应加保温层，以减少热量损失和测量误差；（6）热电偶安装在负压管道或容器上时，安装处要密封良好；（7）热电偶接线盒的盖子应尽量向上，防止被水浸入；（8）热电偶装在具有固体颗粒和流速很高的介质中时，为防止长期受冲刷而损坏，可在其前加装保护板；（9）热电偶保护套管的材料要与管道材料一致。

25. 什么是动圈式温度仪表？由那几部分组成？

动圈式温度仪表是与热电偶、辐射感温器或热电阻配合使用，用来测量和控制温度的一种磁电式显示仪表。其核心部分是处于磁场中的转动线圈，也叫动圈式仪表。动圈式温度仪表按所配感温元件的不同可分为毫伏计式（配热电偶）和不平衡电桥式（配热电阻）两大类型。

    动圈式温度仪表根据形式不同结构也有所不同。指示调节型仪表由动圈测量机构、测量电路、和调节电路三部分组成；指示型只有动圈测量机构、测量电路组成；配热电偶的动圈仪表和配热电阻的动圈仪表只在测量电路上有所不同，前者是一个磁电式动圈电流表与测量电路组成毫伏计，后者是一个直流不平衡电桥，将磁电式动圈电流表连在桥路的对角线上，其它部分与热电偶动圈仪表相同。

26. 数字显示仪表的工作原理是什么？它有什么特点？

用数字显示测量结果的仪表称为数字显示式仪表，简称数显表。

    数字显示式仪表的工作原理：由测温元件等送来的电信号，通过信号转换、放大处理、非线性校正后，经模/数转换器转换，驱动LED数码管，显示测量值；另一路与设定值进行比较，控制继电器动作，实现位式控制。

    数字显示式仪表的特点：

（1）用数码管和光柱显示，直观醒目，读数方便。（2）采用集成电路和半导体发光器件，线路简单，工作可靠，寿命长、耗电小，维护方便。（3）配置灵活，可输入不同类型的测量信号；输出多种控制、报警信号。（4）与热电偶、热电阻温度计配套的仪表均具有线性化电路，前者还具有冷端温度补偿的功能。（5）可作为变送器，输出标准的0～10mA或4～20mA直流电流信号。

 第二节  压力测量

27. 测量压力和真空的仪表，按照信号转换原理的不同可分为那几类？

测量压力和真空的仪表，按照信号转换原理的不同，大致可分四大类：

（1）液柱式压力计：可以将被测压力转换成液柱高度差进行测量，如：U形管压力计、单管压力计、斜管压力计等。

（2）弹性式压力计：可以将被测压力转换成弹性元件变形位移而进行测量，如：弹簧管压力计、波纹管压力计、膜盒式压力计等。

（3）电气式压力计：可以将被测压力转换成电量进行测量，如：电容式变送器、振弦式变送器、霍尔变送器、力平衡变送器等。

（4）活塞式压力计：可以将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量，如：压力校验台等。

28. 简述弹簧管压力表的工作原理？它的结构如何？各部件的作用是什么？

弹簧管式压力表的工作原理是：弹簧管在压力的作用下，其自由端产生位移，该位移量通过拉杆带动传动放大机构，使指针偏转，并在刻度盘上指示出被测压力值。

    弹簧管式压力表主要由带有螺纹接头的支持器、弹簧管、拉杆、调节螺钉、扇形齿轮、小齿轮、游丝、指针、上下夹板、表盘、表壳、罩壳等组成。

传动放大机构中的各零部件的作用：

（1）拉杆――将弹簧管自由端的位移传给扇形齿轮；

（2）扇形齿轮――将线位移转换成角位移后，传给小齿轮，并具有放大作用；

（3）小齿轮――带动同轴的指针转动，在刻度盘上指示出被测压力值；

（4）游丝――使扇形齿轮和小齿轮保持单向齿廓接触，消除两齿轮接触间隙，以减小回差；

（5）调整螺钉――改变调整螺钉的位置，可以改变扇形齿轮短臂的长度，达到改变传动比的目的；

（6）上下夹板――将上述部件固定在一起，组成一套传动机构。

    传动机构又称为机芯，是压力表的心脏，它的作用是将弹簧管自由端的位移加以放大，达到易于观察读数的目的。

29. 如何调整弹簧管压力表的线性误差？

当弹簧管式压力表的示值误差随着压力成比例地增加时，这种误差叫线性误差。产生线性误差的原因主要是传动比发生了变化，只要移动调整螺钉的位置，改变传动比，就可将误差调整到允许的范围内。当被检表的误差为正值，并随压力的增加而逐渐增大时，将调整螺钉向外移，降低传动比。当被检表的误差为负值，并随压力的增加而逐渐增大时，应将调整螺钉向里移，增大传动比。

30. 如何调整弹簧管压力表的非线性误差？

当弹簧管式压力表的示值误差随压力的增加不成比例的变化，这种误差叫非线性误差。改变拉杆和扇形齿轮的夹角，可以调整非线性误差。调小拉杆与扇形齿轮的夹角，指针在前半部分走得快，指针在后半部分走得慢。调大拉杆与扇形齿轮之间的夹角，指针在前半部分走得慢，指针在后半部分走得快。拉杆与扇形齿轮夹角的调整可通过转动机心来达到。具体方法是：旋松底板固定螺丝，转动机心至合适位置，然后旋紧底板固定螺丝，加压重新校验。

非线性误差的具体调整，要视误差的情况而确定。通常情况下应先将仪表的非线性误差调成线性误差，然后再调整线性误差，为此，一般情况下调整拉杆与扇形齿轮的夹角须与调整调节螺钉的位置配合，进行多次调整。

31. 如何根据被测对象正确地选用压力表？

压力表的选用应根据生产过程对压力测量的要求，被测介质的性质，现场环境条件等元素来选择。对压力表的型式、精度、测量范围等都必须从实际出发，本着节育的原则，合理选用。为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠工作，一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值应不超过量程的3/4。在被测压力波动较大的情况下，最大压力值应不超过量程的2/3。为了保证测量精度，被测压力最小值应不低于满量程的1/3。

32. 压力测点位置的选择应遵循什么原则？

压力测点位置的选择应遵循以下几点：

（1） 取压口不能处于管道的弯曲、分叉和能形成涡流的地方；

（2） 当管道内有突出物时，取压口应选在突出物之前；

（3） 在阀门前附近取压时，则与阀门的距离应大于管道直径的2倍。若取压口在阀门后，则与阀门距离应大于3倍的管道直径；

（4） 对于宽容器，取压口应处于流速平稳和无涡流的区域。

33. 压力测量仪表取样管路敷设应遵循什么原则？

为了保证正确地传递压力信号，连接导管除要求不堵不漏外，还应尽可能短。当取样管穿过档板、平台、楼板或靠近金属构件时，应注意防止碰撞、摩擦引起的机械损伤，并需要定期进行必要的检查。取样管敷设应有一定斜度，倾斜度不得小于3％。以便排除凝结水或气体。

34. 安装压力表时，应注意哪些事项？

压力表安装时必须注意下列事项：

（1） 取压点的选择应具有代表性，不能将测点选在有涡流的地方；

（2） 在安装取压管时，取压管内端面与管道内壁必须保持齐平，不应有凸出物或毛刺；

（3） 取压点与压力表安装处之间的距离应尽量短，一般取压管的长度不超过50米；

（4） 取压点到压力表之间，应装切断阀或三通阀；

（5） 测量波动剧烈的压力时，二次门后应装缓冲装置；就地装压力表被测介质温度超过70度时，二次门前应装U形管或环行管；

（6） 测量蒸汽压力时，应加装凝汽管；对有腐蚀性的介质，应加装充有中间介质的隔离罐；

（7） 压力表安装地点力求避免振动，在振动地点加装压力表，必须加装减震装置；

（8） 压力表与取样管连接的丝扣不许缠麻，应加垫片；高压表应加紫铜垫片；

（9） 压力表的安装地点，应当便于维护和观察指示值，并应有很好的照明，尽可能装在仪表盘上。

35. 压力表在投入前应做好哪些准备工作？

（1）检查一、二次门，管路及接头处应连接正确牢固。二次门、排污门应关闭，接头锁母不渗漏，盘根填加适量，操作手轮和紧固螺丝与垫片齐全完好。（2）压力表和固定卡子应牢固。（3）电接点压力表应检查和调整信号装置部分。

36. 简述压力表的投入程序。

压力表的投入程序：

  (1)开启一次阀门，使导管充满被测介质。

  (2)二次阀门为三通门时，缓缓开启排污手轮，用被测介质冲洗导管。冲洗干净后，再关闭排污手轮。

(3)缓慢开启二次阀门（测蒸汽或高温介质的压力表，应待导管内有凝结水或高温介质的温度已降低至不烫手时，再开启二次阀门），投入仪表。

(4)测量蒸汽国液体的压力表投入后，若指针指示不稳或有跳动现象，一般是由于导压管内有空气造成的，装有放气阀门的应该打开进行放气；未装有放气阀门的，可关闭二次阀门，将仪表接头稍稍松开，再稍稍打开二次阀门，放出管内空气。待接头流出的液体中无气泡冒出时，再关紧二次阀门，拧紧接头，重新投入仪表。

(5)多点测量的风压表投入后，应逐点检查指示是否正常。

(6)真空压力表投入后，应进行严密性试验。在正常状态下，关闭一次阀门，15分钟内指示值的降低不应大于3％。

37. 简述电容式压力（差压）变送器的工作原理？

电容式压力（差压）变送器采用微位移式差动电容膜盒作为检测元件，中心感压膜片和其两边弧形电容极板形成电容量为高压侧极板和测量膜片之间的电容）和CL（低压侧极板和测量膜片之间的电容）的两个电容。被测压力P加在膜盒的隔离膜片上，通过腔内硅油的液压传递到中心感压膜片上，压力为P时，中心感压膜片产生位移，因而使中心感压膜片与两边弧形电容极板的间距不再相等，从而使两个电容的电容量为CH和CL不再相等。被测压力P与两个电容的电容量为CH和CL的关系为：P＝K·（CH－CL）/（CH＋CL）

    转换部分的作用是将电容比〔（CH－CL）/（CH＋CL）〕的变化转换为4－20mA DC标准信号，并实现零位、量程、正负迁移、阻尼调整等功能。转换电路由解调器、振荡器、振荡控制器、调零电路、调量程电路、电流控制放大器、电流限制电路、基准电压等组成。

38. 怎样进行1151电容式变送器的零点、量程调整？

校验和调整变送器之前，先将阻尼电位器反时针调到极限位置，接好电路和压力测试回路。

   零点和量程调整螺钉位于放大器壳体ming牌下面。上方为调零螺钉，标记为Z。下方为调量程螺钉，标记为R。

   1151电容式变送器零点、量程连续可调。量程可在最大量程和最大量程的1／6范围内连续调整。

   当输人压力为零时，调整零点螺钉，使输出为4mA。然后，输入所调量程压力。调整量程螺钉使输出为20mA。由于调量程后影响零点输出，调零点不影响量程输出，因此，零点、量程须反复调整。

39. 简述扩散硅式压力（差压）变送器的工作原理？

扩散硅式压力（差压）变送器采用半导体硅作感压元件，硅半导体材料具有压阻效应，在压力作用下，硅晶格间隙发生变化，导致载流子迁移率的改变，从而引起电导率变化。对于半导体电阻体，当机械变形时，电阻率的相对变化率远大于外形尺寸L、A的相对变化率，其电阻变化率主要是压阻效应造成，当半导体压阻片与弹性元件处于一体，受压而发生同一应变时，应变量c与被测压力p成正比，说明半导体压阻片的电阻变化率与被测压力成正比，由此可测出压力的变化。当被测压力(差压)在全量程范围内波动时(相应压敏电阻变化量为△R)，变送器输出统一信号为4—20mA。

    变送器中，采用IC(集成电路)技术直接在硅膜上扩散形成应变测量桥路元件。因此体积可做得很小。变送器具有精确度高，直接输出直流信号，线性度好，适用温度范围广，重量轻，体积小，结构简单等特点，可用于静压、动态压力测量。

40. 数字式压力表的结构及工作原理如何？

数字式压力表一般由传感器、电源部件、主机板、显示部件、附加功能板等组成。智能式还含有单片机（微处理器）。

数字式压力表的工作原理：由传感器来的模拟信号通过转换开关送给模/数转换器，模/数转换器以一定的转换速率将传感器来的模拟电压信号转换为数字信号。微处理器根据预先编制的程序对数字信号机械运算后，再经输出电路机械显示、报警等。

    无微处理器的数字压力表一般经模/数转换器后直接驱动显示器；使用频率传感器的数字压力表，不需经模/数转换器而直接送入微处理器。

第三节   流量测量

41. 什么是静压、动压、表压和总压？

静压：在流体中不受流速影响而测得的压力值。

    动压：流体单位体积具有的功能，其大小通常用1/2v2计算。（其中为流体密度，v为流体的速度）

    表压：流体的绝对压力与测量地点大气压力值的差。

    总压：静压和动压之和，当流体静止时总压等于静压。

42. 发电厂常用的流量计有哪几种？

发电厂常用的流量计有

（1）差压式流量计；（2）动压式流量计；（3）恒压降式流量计（亦称转子式流量计）；（4）容积式流量计；（5）靶式流量计；（6）电磁流量计。

43. 标准节流装置的选型原则是什么？

标准节流装置的选型，应综合考虑流体条件、管道条件、压损和运行准确度等要求。具体有以下几个方面：

（1）必须满足测量准确度的要求；（2）压力损失不应超过规定要求；（3）前后直管段应满足规定要求；（4）在满足测量精度的条件下，尽可能选择结构简单、价格便宜的节流装置；（5）要考虑安装地点流体对节流装置的磨损和脏污条件；（6）要求现场安装方便。

44. 标准节流装置使用注意事项有哪些？

（1）必须保证节流装置的开孔与管道的轴线同心，并使节流装置端面与管道的轴线垂直。（2）在节流装置前后两倍于管径的一段管道内壁上，不得有任何突出的部分。（3）节流装置前后必须配制一定长度的直管段。（4）在材料粘性或腐蚀性介质时，必须装有隔离容器。（5）安装时，被测介质的流向应与环室的方向一致。（6）使用差压测量仪表时，必须使被测介质充满管道。

45. 标准孔板和标准喷嘴有哪些特点？

我国国家标准规定的标准节流件为标准孔板和标准喷嘴。

（1）标准孔板：其结构比较简单，加工方便，安装容易，省料，造价低，但压力损失较大。孔板入口边缘抗流体磨蚀的性能差，难以保证尖锐，孔板膨胀系数的误差也比喷嘴大。

（2）标准喷嘴：结构较复杂，加工工艺要求高，测量范围大，需要直管段较短，压力损失较小，运行中对介质冲刷的敏感性低，耐磨蚀，使用寿命长。

46. 简述双波纹差压计的工作原理？ 

双波纹管差压计是根据差压与位移成正比的工作原理，当正负压室产生差压后，处于正压室中的波纹管被压缩，填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管，从而破坏了系统平衡。连接轴按水平方向从左向右移动，使量程弹簧产生相应的拉伸，直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡时为止，此时，系统在新的位置上达到平衡。由连接轴产生的位移量，通过扭力管转换成输出转角，因其转角与差压成正比，故可表示为仪表示值的大小。

47. 如何正确启动和停止差压式流量计？

（1）启动时，先开平衡门，使正、负压室相通，再打开正压门，关闭平衡门，最后开负压门，最后使仪表投入运行。（2）停止时，先关闭负压门，然后打开平衡门，最后关闭正压门。

48. 流量孔板为什么不能装反？

孔板正确安装时，其孔板缩口朝向流体前进的方向。流体在节流中心孔处局部收缩，使流速增加静压力降低，于是在孔板前后产生静压力差，该压差和流量呈一定的函数关系。孔板装反后，其孔板入口端面呈锥形状，流体流经孔板时的收缩程度较正装时小，流束缩颈与孔板距离较正装时远，流体经孔板后端面时速度比正装时小，使孔板后压力较大，导致了孔板前后静压差减小，其流量值随之减小，影响流量测量的准确性。

49. 测量流量变送器投入时要检查哪些项目？

测量流量变送器投入时要检查以下项目：

（1）取样装置，阀门接头，一、二次阀门，排污门应连接牢固、严密；

（2）一、二次阀门，排污门应在关闭位置，平衡门应处于开启位置；

（3）稍开一次门，检查导压管、阀门和接头等处是否有泄漏，若严密无泄漏应全开一次阀门；

（4）打开排污门，冲洗导压管，排除管内积污和空气，然后关闭排污阀门；

（5）拧开差压变送器排气丝堵，排除空气后再拧紧；

（6）当导压管内充满冷凝水后，方可投入差压变送器；

（7）投运差压变送器的操作顺序是：先开正压侧二次门，关闭平衡门，再开负压侧二次门。

50. 差压信号管路敷设有哪些要求？

差压信号管路是连接节流装置和差压计的部件，如果安装不正确，也会产生附加误差。因此，对差压信号管路敷设有下列要求：

（1）为了减小迟延，信号管路的内径不应小于8mm－12mm，管路应按最短距离敷设，但不得短于3m，最长不得大于50m。管路弯曲处应是均匀的圆角。

（2）为了防止信号管路积水、积气，其敷设应有大于1：10的倾斜度。信号管路内为液体时，应安装排气装置；为气体时，应安装排液装置。

（3）测量具有腐蚀性或粘度大的液体时，应设隔离容器，以防止信号管路被腐蚀或堵塞。

（4）信号管路所经之处不得受热源的影响，更不应有单管道受热现象，也不应有冻管现象。在采取防冻措施时，两根管的温度要相等。

51. 利用节流装置测量蒸汽流量为什么要进行密度自动补偿？

标准节流装置是根据额定工况下的被测介质参数设计的，只有在额定工况下，才可将密度等参数作为常数看待，流量和差压才有确定的对应关系，即qm＝，这时差压式流量计测量才能准确。而在实际生产过程中，蒸汽参数（压力、温度）是经常波动的，造成密度等参数的变化，引起流量测量误差，其中以变化影响最大。为了减小蒸汽流量在非额定工况下的测量误差，必须对蒸汽密度进行自动补偿。

52. 简述差压仪表的投入程序

差压仪表的投入程序为：

（1）冲洗仪表正、负压导管

①停差压计。关闭差压仪表的正、负压门，打开平衡门。

②待被测容器压力达0.1MPa时，开启一次阀门后，再缓缓打开正压(或负压)排污门，分别冲洗正、负压导管。

③导管冲洗干净后，关闭排污门。

（2）待导管冷却后，再启动仪表；若管路中装有空气门，应先开启一下空气门，排除空气后，才能启动仪表。

（3）仪表的启动

①检查仪表平衡门是否已处在开启位置。

②渐渐开启仪表正压门。当测量介质为蒸汽或液体时，待测量室充满被测凝结水或液体后，松开仪表的正、负测量室的排污螺钉。待介质逸出并排净气泡后，拧紧排污螺钉。然后，检查仪表各部分是否有渗漏现象，并检查仪表零点。

③关闭平衡门，逐渐打开负压门，此时仪表应有指示。

（4）仪表投入后的检查

①在运行过程中，如要检查导管及仪表是否工作正常，可稍开排污门。开正排污门时，仪表指示应减小；开负排污门时，仪表指示应增大。

②在运行过程中，如要检查仪表零位，可先打开平衡门，再关负压门，观察仪表零位是否正确（切勿在平衡门，正、负压门都在打开位置时，检查仪表零位）。

③在运行过程中，如要进行排污冲洗时，必须注意先打开仪表平衡门，再关闭正、负压门，然后打开排污门，以免仪表承受过大的单向静压。

第四节  液位测量

53. 利用差压式水位计测量汽包水位时产生误差主要有哪些方面？

利用差压式水位计测量汽包水位时产生误差主要有：

（1）在测量过程中，汽包压力的变化将引起饱和水、饱和蒸汽的重度变化，从而造成差压式水位计输出的误差。（2）一般设计计算的平衡容器补偿管是按水位处于零水位情况下设计计算的，运行时锅炉汽包水位偏离零水位，将会引起测量误差。（3）当汽包压力突然下降时，由于正压室内凝结水可能被蒸发掉而导致仪表指示失常。

54. 电接点水位计的工作原理是什么？电接点水位计有哪些优缺点？

由于水和蒸汽的电阻率存在着极大的差异，一般高压锅炉生产的饱和蒸汽的电阻率要比饱和水的电阻率大数万倍到数十万倍，比饱和蒸汽凝结水的电阻率也要大100倍以上。因此，可以把饱和蒸汽看做非导体（或高阻导体），而把水看成导体（或低阻导体）。电接点水位计就是利用这一原理，通过测定与容器相连的测量筒内处于汽水介质中的各电极间的电阻来判别汽水界面位置的。电接点水位计的优点是：能适应锅炉变参数运行，迟延小，构造简单、显示直观、造价低、维护方便。电接点水位计的缺点是：电极长期浸泡在汽水中，容易造成腐蚀和产生泄漏，以及显示的不连续性所造成的固定误差。

55. 使用电接点水位计应注意哪些问题？

使用电接点水位计应注意以下问题：

（1）使用的电极要精心挑选，绝缘电阻应在20M以上；（2）电极应尽可能随锅炉启动同时投入运行，以达到缓慢升温的目的；（3）运行中需要更换电极时，要关严汽水门，打开排污门，放掉容器内的水，待水位容器消压并完全冷却后，再进行拆装；（4）更换电极或停用后重新启动水位表时，应先打开排污门，再缓慢开启汽水阀门，缓慢开启排污门，使仪表投入运行；（5）拆装电极时，应避免敲打。安装时要细心，丝扣与结合面应完好，垂直。拧入接点时，丝扣要涂抹二硫化钼或铅油。

56. 试分析电接点水位计的误差来源主要有哪些？

由于电极是以一定间距安装在测量筒上，由此决定其输出信号是阶梯式，无法反映两极之间的水位和水位变化的趋势。所以，水位在某一个范围内变动有“等待”时间，即仪表的不灵敏区，造成测量仪表的固有误差。其次，就一个电极讲，假设极芯直径为a，接通时要提前a/2，断开时，要迟延a/2，即在接点通、断时，仪表有正、负a/2的误差。为此采用非等距离安装电接点的方法较好。

57. 利用平衡容器进行汽包水位测量的误差来源主要有哪些？

利用平衡容器进行汽包水位测量的误差来源主要有：

（1）在运行时，当汽包压力变化时，会引起饱和水、饱和汽的重度发生变化，造成差压输出误差。（2）设计计算的平衡容器补偿装置是按水位处于零水位情况下得出的，锅炉运行中水位偏离零水位时，会引起测量误差。（3）当汽包压力突然下降时，由于正压室内的凝结水可能被蒸发，也会导致仪表指示失常。

58. 差压式水位计的投入运行应注意哪些方面？

（1）检查差压式水位计二次阀门是否关闭，平衡门是否打开。

（2）打开一次阀门、排污阀门，冲洗管路；检查正、负压侧管路是否畅通。

（3）根据管路畅通情况，关闭排污阀门。

（4）待管路中介质冷却后，开启汽侧一次阀门。

（5）缓慢打开正压侧二次阀，使流体流入测量室，并用排气阀排除管路及测量室内的空气，直至排气阀孔无汽泡逸出时，关闭排汽阀及平衡门，打开负压侧二次阀门，仪表应指示正常，接头及阀门应无泄漏。

（6）打开的阀门不能全开，应留一定的余量。

（7）若水位平衡器容器上有灌水丝堵，为了缩短启动时间，在一次阀门未开启前，经检查确信水位平衡容器无压后，可拧开灌水丝堵，从灌水口向平衡容器内注入冷水，待充满脉冲管路和平衡容器后，拧紧丝堵，再启动水位计。

（8）为了快速启动仪表，也可进行管路反注水操作，即关闭一次阀门，开启灌水阀门，使负压侧有压力的水反冲入管路及平衡容器内。

第五节  其它测量

59. 磁性氧量计的工作原理是什么？

磁性氧量计是利用烟气中各成分氧的磁化率比其它气体磁化率高得多，且磁化率随温度升高而迅速降低的热磁特性，在发送器内形成磁风，通过发送器将磁风大小变换成电阻的阻值变化，测量这一阻值即可得知O2的含氧量。

60. 氧化锆氧量计的工作原理是什么？

氧化锆氧量计是利用氧化锆固体电解质作为传感器，在氧化锆固体电解质两侧附上多孔的金属铂电极，使其处在高温下，当两侧气体中的氧浓度不同时，在电极之间产生电势，称为氧浓差电势。此电势在温度一定时，只与两侧气体中的氧气含量有关。通过测量此电势，即可测得氧气含量。

61. 保证氧化锆氧量计正常工作的条件有哪些？

应满足以下条件：

（1）因氧化锆的电势与其温度成正比关系，故在测量系统中应有恒温装置，保证工作温度稳定，或者采用温度补偿装置。（2）工作温度要选在800℃以上。（3）必须有参比气体。参比气体中的氧分压要恒定不变。同时，要求它比被测气体中的氧分压大得多，这样输出灵敏度大。（4）必须保证烟气和空气都有一定流速，以保证参比气体中氧分压的恒定和被测气样有代表性。（5）被测气体的总压应保持不变，以使氧分压能代表其容积成分。

62. 氧化锆氧量计的测量系统有哪几种？

答：氧化锆氧量计由氧化锆测氧元件和二次仪表组成。

    氧化锆氧量计的二次仪表由氧量运算及显示部分和测氧元件温度控制部分组成。

将氧化锆头直接插入旁路烟道时，有抽气定温测量系统和对流定温测量系统。将氧化锆头直接插入烟道时，有直插补偿式测量系统和直插定温式测量系统。

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