對於任何乙個工藝流程都離不開儀表自控系統的檢測及控制。因為工藝車間的每一道工序、每乙個引數都是閥門及儀表的控制下工作的，只有在適當的工藝流程中安裝儀表，才能窺視整道工序的執行是否正常，故儀表在工藝車間具有「人眼」的功能。工藝引數一般有溫度、壓力、流量、液位四大類引數。
下面就結合三萬噸專案儀表選用情況，著重介紹一下這四大類引數的測量原理以及測量這四大類引數所運用的儀表。
一、溫度的測量與變送。
溫度是化工生產中既普遍而又十分重要的引數之一。任何乙個化工生產過程，都伴隨著物質的物理和化學性質的改變，都必然有能量的轉化和交換，而熱交換則是這些能量轉換中最普遍的交換形式。溫度測量儀表種類繁多，若按測量方式的不同，測溫儀表可分為接觸式和非接觸式兩大類。
前者感溫元件與被測介質直接接觸，後者的感溫元件卻不與被測介質相接觸。接觸式測溫元件簡單、可靠、測量精度較高；但是，由於測溫元件要與被測介質接觸進行充分的熱交換才能達到熱平衡，因而產生了滯後現象，而且可能與被測介質產生化學反應；另外高溫材料的限制，接觸式測溫儀表不能應用於很高溫度的測量。而非接觸式測溫儀表不與被測介質接觸，因而其測溫範圍很廣，其測溫上限原則上不受限限制；由於它是通過熱輻射來測量溫度的，所以不會破壞被測介質的溫度場，測溫速度也較快，但是這種方法受到被測介質至儀表之間的距離以及幅射通道上的水汽、煙霧、塵埃等其它介質的影響，因此測量量精度較低。
在生產過程控制中應用最多的是熱電偶和熱電阻，下面著重講解這兩種測溫儀表的工作原理：
1、熱電偶
熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件,他的主要特點就是測溫範圍寬,效能比較穩定,同時結構簡單,動態響應好,更能夠遠傳4-20ma電訊號,便於自動控制和集中控制。
熱電偶的測溫原理是基於熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連線成閉合迴路,當兩個接點處的溫度不同時,迴路中將產生熱電勢,這種現象稱為熱電效應,又稱為塞貝克效應。
目前國際上應用的熱電偶具有乙個標準規範,國際上規定熱電偶分為八個不同的分度,分別為b,r,s,k,n,e,j和t,其測量溫度的最低可測零下270℃,最高可達1800℃。熱電偶的結構有兩種,普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極,絕緣管,保護套管和接線盒等部分組成,而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲,絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配後,經過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。
但是熱電偶的電訊號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞,這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線,其主要作用就是與熱電偶連線,使熱電偶的參比端遠離電源,從而使參比端溫度穩定。補償導線又分為補償型和延長型兩種,延長導線的化學成分與被補償的熱電偶相同,但是實際中,延長型的導線也並不是用和熱電偶相同材質的金屬,一般採用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。
補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明了,熱電偶的正極連線補償導線的紅色線,而負極則連線剩下的顏色。一般的補償導線的材質大部分都採用銅鎳合金。
目前我公司原料、氯化及精製工序選用的熱電偶為k型鎧裝熱電偶，測溫範圍為0-1200℃。
2、熱電阻
在工業應用中，熱電偶一般適用於測量500℃以上的較高溫度。對於500℃以下的中、低溫度，熱電偶的輸出的熱電勢很小，這對二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實現精確測量；而且，在較低溫區域，冷端溫度的變化所引起的相對誤差也非常突出。所以測量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測量儀表較為合適。
11、 熱電阻的測溫原理
8 ~6 {) p( `/ o7 n與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基於電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。
5 y: d4 v& c2 i0 m2、 工業上常用金屬熱電阻
, c3 qd3 `# o) i2 h6 e) v/ x + @0 `% r3 x0 c5 d2 j) p& ]w8 x{目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用於中性和氧化性介質，穩定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小；銅電阻在測溫範圍內電阻值和溫度呈線性關係，溫度線數大，適用於無腐蝕介質，超過150℃易被氧化。中國最常用的有r0=10ω、r0=100ω和r0=1000ω等幾種，它們的分度號分別為pt10、pt100、pt1000；銅電阻有r0=50ω和r0=100ω兩種，它們的分度號為cu50和cu100。
其中pt100和cu50的應用最為廣泛。其中r0為溫度為0℃時的電阻值。
3、熱電阻的訊號連線方式
電熱阻的接線方式有兩線制、三線制和四線制，最為常用的為三線制。$熱電阻
三線制：在熱電阻的根部的一端連線一根引線，另一端連線兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的最常用的引線方式。
8 b1 ?8 ~; v% q5 ]" @! p^" i6 k4、 熱電阻的結構形式
7 q" f5 r8 [' ~% z+ l% @, w& e和熱電偶溫度感測器相類似，工業上常用的熱電阻主要有普通裝配式熱電阻和鎧裝熱電阻兩種型式。普通裝配式熱電阻是由感溫體、不鏽鋼外保護管、接線盒以及各種用途的固定裝置整合，安裝固定裝置有固定外螺紋、活動法蘭盤、固定法蘭和帶固定螺栓錐形保護管等形式。鎧裝熱電阻外保護套管採用不鏽鋼，內充高密度氧化物絕緣體，具有很強的抗汙染效能和優良的機械強度。
與前者相比，鎧裝熱電阻具有直徑小、易彎曲、抗震性好、熱響應時間快、使用壽命長的優點。對於一些特殊的測溫場合，還可以選用一些專業型熱電阻，如，測量固體表面溫度可以選用端麵熱電阻，在易燃易爆場合可以選用防爆型熱電阻，測量震動裝置上的溫度可以選用帶有防震結構的熱電阻等。
目前我公司原料、氯化及精製工序選用的熱電阻為鎧裝熱電阻pt100。測溫範圍為0-600℃。
二、壓力的測量與變送
在壓力測量中，通常有絕對壓力，表壓力、負壓、或真空度等名詞。
絕對壓力是指介質所受的實際壓力。
表壓是指高於大氣壓的絕對壓力與大氣壓之差，即：p表=p絕-p大
負壓與真空度是指大氣壓力與低於大氣壓力的絕對壓力之差，即：力之差，即p真=p大-p絕。因為各種工藝裝置和測量儀表都處於大氣中，所以工程上都用表壓力或真空度來表示壓力的大小。
目前，石油化工生產中應用中廣泛的一種壓力測量儀表是彈性元件。根據測壓範圍不同根據測壓範圍不同常用的測壓元件有單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被測介質壓力的作用下，彈性元件發生彈性變型，而產生相應的位移，能過轉換位置，可將位移轉換成相應的電訊號或氣訊號，以遠傳顯示，報警或調節用。
1、彈簧管壓力表彈簧管壓力表是壓力儀表的主要組成部份之一，它有著極為廣泛的應用價值，它具有結構簡單，品種規格齊全、測量範圍廣、便於製造和維修和**低廉等特點。彈簧管壓力表除普通型外，還有具有特殊用途的，例如耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧用壓力表等。為了能表明具體適用何種特殊介質的壓力測量，常在其表殼、襯圈或表盤上塗以規定的色標，並註有特殊介質的名稱，使用時應予以注意。
隔膜壓力表，主要用於有防腐蝕要求的場合。
氧氣壓力表與普通壓力表在材質上完全相同，只是氧氣壓力表要求禁油。因為油進入氧氣系統會引起**。如果必須採用現有的帶油汙的壓力表測量氧氣壓力時，使用前必須用四氯化碳反覆清洗，認真檢查直到無油汙為止。
目前我公司原料、氯化及精製工序選用的壓力表為隔膜壓力表、隔膜耐震壓力表、普通不鏽鋼壓力表等。主要作為現場指示。
2、壓力變送器
壓力變送器的測量原理主要有壓阻式、陶瓷式、擴散矽壓力變送器、單晶矽諧振式、電容式等。
（1）、壓阻式變送器
在了解壓阻式壓力變送器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電訊號的敏感器件。它是壓阻式應變變送器的主要組成部分之一。
電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。
（2）、陶瓷壓力變送器
抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連線成乙個惠斯通電橋（閉橋），由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生乙個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓訊號，標準的訊號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.
3 mv/v等，可以和應變式感測器相相容。通過雷射標定，感測器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，感測器自帶溫度補償0～70℃，並可以和絕大多數介質直接接觸。
陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度範圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度》2kv，輸出訊號強，長期穩定性好。
高特性，低**的陶瓷感測器將是壓力變送器的發展方向。
（3）、擴散矽壓力變送器
被測介質的壓力直接作用於感測器的膜片上（不鏽鋼或陶瓷），使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，使感測器的電阻值發生變化，和用電子線路檢測這一變化，並轉換輸出乙個對應於這一壓力的標準測量訊號。
（4）、單晶矽諧振式
/ ]% a% d' e4 e採用微電子加工技術（mems）在乙個單晶矽晶元表面的中心和邊緣製作兩個形狀、尺寸、材質完全一致的ｈ形狀的諧振梁，諧振梁在自激振盪迴路中作高頻振盪。 單晶矽片的上下表面受到的壓力不等時，將產生形變，導致中心諧振樑因壓縮力而頻率減小，邊緣諧振因受拉伸力而頻率增加。兩頻率之差訊號直接送到cpu進行資料處理，然後經d/a轉換成4-20ma輸出訊號，通訊時疊加hart數碼訊號，直接輸出符合現場匯流排（fieldbus foundation tm）標準的數碼訊號。
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3、差壓變送器
差壓變送器用於測量液體、氣體和蒸汽的液位、密度和壓差。測量原理同壓力變送器，只不過同時測高壓側和低壓側壓力，再做差。
目前我公司原料、氯化及精製工序選用的壓力變送器及差壓變送器為德國e+h公司的pmp71和pmd78系列產品。此兩個系列產品採用金屬感測器，耐腐蝕、抗過載，帶功能監測，具hart通訊協議。
壓力儀表的測量範圍的確定，是根據被測壓力的大小來確定的對於彈性式壓力表，，在測量穩定壓力時，最大工作壓力不應超過量程的2/3；測量脈動壓力時，最大工作壓力不超過量程的最大工作壓力不超過量程的1/2；測量高壓壓力時，最大工作壓力不應超過量程的最大工作壓力不應超過量程的3/5。 為了保證測量的準確度，所測的壓力值不能太接近於儀表的下限值，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測壓力的最小值應不低於量程的1/3。
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