1、仪器仪表常识青岛聚创环保设备有限公司技术部王民2016.11.19仪器仪表基础知识一、常规仪表二、在线监测和过程控制系统三、名词解析一、常规仪表常规仪表的分类：按读取测量值的位置可分为：就地测量仪表（如就地压力表、温度计、液位计、流量计等）和远传信号测量仪表（各类变送器、位置开关等）。按测量参数性质可分为：分析、流量、物位（液位）、压力、温度、电量、机械量等 。分析仪表分析仪表：测量物质的化学组成、结构及某些物理特性的仪表。按分析目的分为：安全检测报警分析仪（可燃、有毒气体检测）、成分分析仪。按使用场所分：离线分析仪（分析室仪器）、在线分析仪（ COD分析仪、 PH计、 F离子分析仪等）。按物
2、性分：液体类分析仪、固体类分析仪、气体类分析仪。在线分析仪表中辅助装置：取样装置、预处理装置、恒温控制器。水质分析仪表水质分析仪表：硅酸根分析仪、磷酸根分析仪、联氨分析仪、溶解氧分析仪、PH分析仪、电导率分析仪、酸碱度分析仪、浊度分析仪、余氯分析仪等。在线工业 PH计接线：分析仪表气体分析仪：主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。一般认为，气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的，也就是说，凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器，不管它是用物理方法，还是用化学方法。比如，检测气体流量的传感器不被看作气体传感器，但是热导式气体分析
3、仪却属于重要的气体传感器，尽管它们有时使用大体一致的检测原理。常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。热导式气体分析仪：一种物理类的气体分析仪表。它根据不同气体具有不同热传导能力的原理，通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。这种分析仪表简单可靠 ,适用的气体种类较多 ,是一种基本的分析仪表。除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外，还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。电化学式气体分析仪：一种化学类的气体分析仪表。它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。为了提高选择性，防止测量电极表面沾污和保持电解
4、液性能，一般采用隔膜结构。红外线吸收式分析仪：根据不同组分气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性而工作的分析仪表。测量这种吸收光谱可判别出气体的种类；测量吸收强度可确定被测气体的浓度。红外线分析仪的使用范围宽，不仅可分析气体成分，也可分析溶液成分，且灵敏度较高，反应迅速 ,能在线连续指示 ,也可组成调节系统。粉尘检测仪：粉尘检测仪也叫粉尘监测仪、粉尘测量仪、粉尘浓度计、粉尘测试仪等，主要是检测气固两相流中粉尘的含量。粉尘检测仪按照测量原理分为：激光粉尘检测仪，静电式粉尘检测仪等。按照安装位置可分为：固定式粉尘检测仪和便携式粉尘检测仪。目前市面上主要使用激光粉尘检测仪（后向散射）、静电式粉尘
5、检测仪和便携式粉尘检测仪 手持式 (PM2.5和 PM10)和微电脑式 。粉尘检测仪哪种更准确？目前为止可以做 CMC（生产许可证）而且必须做的只有激光粉尘检测仪（后向散射），根据粉尘浓度测量仪检定规程规定用称重法来检定。激光便携式静电式 （便携式也有激光的，也有称重的，称重的应该是最准确的）目前 CEMS系统（烟气排放连续监测系统）主要是用激光粉尘检测仪，也就是说精度比较高的地方都用激光粉尘检测仪，尤其是往环保局上传的，但是它也有缺点： 1.价格高。 2.安装、维护不方便。 3.不能安装在振动较大的场所。激光粉尘检测仪比较大点的公司主要的有 安荣信科技（北京）有限公司 、深圳市彩虹谷科技有限
6、公司。便携式粉尘检测仪主要是方便，广泛应用于疾病预防控制中心、学校、工厂、及其他科研中心或实验室。静电式粉尘检测仪主要是用在钢铁厂、电厂、水泥厂、化肥厂以及其他一些化工厂。主要优点： 1.价格便宜。 2.维护方便。 3.可以随意更改数据。 4.代替人工检漏等等。流量仪表按照目前最流行、最广泛的分类法 ,即分为 : 容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计（包括涡街流量计、质量流量计 ) 、插入式流量计。差压流量计由一次装置 (检测件）和二次装置（差压转换器和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计、皮
7、托管原理式 -毕托巴流量计等；现在市面上差压变送器主要有罗斯蒙特、 EJA、 ABB等。现在检测气体的流量，尤其是电厂，使用的比较多的差压流量计就是我们经常所说的风速风量。如右图所示：工作原理： 当被测气体流动时，迎着气体流向的靠背管测得气体压力为 “全压 ”，背着气体流向的靠背管测得的气体压力为 “静压 ”，全压和静压只差称为 “差压 ”，风速越大，差压越大；风速与差压的关系符合伯努利方程。伯努利方程： p+1/2v2+gh=C式中 p为流体中某点的压强， v为流体该点的流速， 为流体密度，g为重力加速度， h为该点所在高度。所以风速的计算公式为： V=K 标定设备：标准皮托管和差压仪（德图
8、 400）或 U型管。二、在线监测及过程控制系统在线监测： 通过装在生产线和设备上的各类监测仪表，对生产及设备的温度、压力、流量、液位、浓度等信号进行连续自动监测并上传至终端接收端，称在线监测。在线监测式仪表我们需要了解客户的最终用户（什么类型的厂）、什么位置（量程、是否适合）、多少台、离控制室多远、是否直接接 PLC等。系统组成如右图所示：过程控制： 顾名思义就是对生产过程的控制。一般是通过在线监测到的各物理参数，来控制一些现场的仪表已达到我们所需要达到的要求。比如液位的控制：由上面两张图可以看出，在工业生产中，智能化或自动化仪表逐渐代替了人工，大大节约了人力物力，提高了工作效率。三、名词解
9、析1.误差 /精度误差： 测量值与真实值之间的差异称为误差。误差是不可避免的，只能减小。按照误差的数值表示来分，分为绝对误差、相对误差和引用误差。绝对误差：测量值与真实值之差的绝对值。相对误差：绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值。引用误差：仪表某一刻度点读数的绝对误差比上仪表量程上限 Am ，并用百分数表示。精度： 精度是测量值与真值的接近程度。精度 是反映仪表误差大小的术语。=（ max） /（ max） 100% （ 为精度等级； max为最大测量误差；max为仪表量程。）仪表精度等级 =(允许绝对误差 /测量范围 )x100。仪表的等级有： 0.05， 0.1， 0.2， 0.5，
10、 1.0， 1.5， 2.5， 5。2.一次仪表 /二次仪表一次仪表：带有感受元件，用以感受被测介质参数的变化，并将这些参数转化为便于计量的物理量所使用的仪表。二次仪表：将测得的信号变送转换为可计量的标准电、气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。在生产过程中，对测量仪表往往采用按换能次数来定性的称呼，能量转换一次的称 一次仪表 ，转换两次的称 二次仪表 。以热电偶测量温度为例，热电偶本身将热能转换成电能，故称一次仪表，若再将电能用电位计 (或毫伏计 )转换成指针移动的机械能时，进行第二次能量转换就称为二次仪表。换能的次数超过两次的往往都按两次称呼，如孔板测量流量，孔板本身为一次仪表，差压变送器没有称呼，而指示仪表则叫做二次仪表。
