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仪表知识8 | 每周掌握5个仪表知识点,菜鸟变大神

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仪表知识8 | 每周掌握5个仪表知识点,菜鸟变大神

原创: 圈秘甜甜 仪表圈 1周前

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贵金属热电偶(指 S、B、R 分度号热电偶)很贵,坏了就更换是很浪费的,生产急需而一时又没有备件更换时,怎么办?


现介绍一种热电偶简易焊接方法。需要准备的设备和材料有:自耦式单相调压变压器一台、万用表、2.5mm2的塑料铜芯电线一截、鳄鱼夹、墨镜、硼砂少许和废旧的一号干电池一节。


具体接线方法如图所示。把一号电池的炭棒拆出来,把一头磨尖,用塑料铜芯线在炭棒上绕两圈后用钢丝钳拧紧,然后接至调压器低压输出端,调压器另一端接待焊的热电偶,通电之前认准调压器的火线(L)、零线(N),操作时要坐在木椅子上并双脚离地,以保证安全。


用炭棒尖头和双绞的热电偶相触,利用尖端放电的电弧把双绞的热电偶两极焊接,焊时戴墨镜保护眼睛。焊接过程也就三五秒,焊完后观察焊点是否牢固,是否圆滑、有无夹渣,认为满意时用自来水清洗一下焊点。才开始学焊接可能掌握不好,会出现焊点不圆滑,或烧断热电偶电极的情况,如果焊点不圆滑有夹渣说明电压低了,如果易烧断热电偶电极说明电压高了,可改变电压再试试。初次学焊接要多操作几次,如果有废旧的热电偶多试焊几次,就能掌握技巧,就会焊接得很好了。


焊接的电流要合适,这是很重要的,热电偶丝材质、直径不同,熔点也不相同,体现在调压器上就是输出电压不同,小发总结了焊接不同热电偶所需要的焊接电压供大家做参考。

热电偶偶丝直径与焊接电压关系

说明:电压上限适用于铂铑 10-铂热电偶,电压下限适用于镍铬-镍硅热电偶。


热电偶双绞时不要绞得太多,绞两绞就行,焊接时碳棒尖头对热电偶成垂直状态,焊前在热电偶端放点硼砂,这样焊点易成形并圆滑。焊接时炭棒和偶丝尽可能少接触以避免渗碳。


采用此方法小发曾焊过烧断的铂铑 10-铂热电偶和制作合成塔的多点镍铬-镍硅热电偶,校验后都合格,能正常使用。对于烧断的铂铑 10-铂热电偶建议倒过来,即焊接原来的冷端。

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电接点压力表触头常烧坏,怎样进行改进?


电接点压力表所测量的压力参数有两种,一种是稳定的压力,其压力变化是逐渐的,连续的,由于压力缓慢变化,压力表指针位移速度较缓慢,其带动的电接点位移速度也较缓慢;另一种是脉动压力,如泵出口压力等,其压力参数会突然骤变。但压力表指针位移因游丝的作用有阻尼,从时间上滞后于压力参数的变化,且速度延迟,其带动的电接点位移速度也会延迟。电接点的额定功率仪为 10V A,再加上电接点所带负载大多是感性负载。故在接点分合时,极易击穿触头间隙,造成较长时间的燃弧,将动、静触头烧毛,熔焊,致使触头变黑、受损、表面凹凸不平;或融化、粘连,发生接触不良与不能分断等故障,电接点压力表触头烧坏是经常出现的故障。


为了延长电接点的使用寿命,保证它接触良好,分合状态动作可靠,及提高电接点的可靠性,小发给大家介绍两种改进方法。


(1)双向可控硅保护电路

图中 VT1、VT2是双向可控硅,其控制极分别接至电接点压力表的两个动触头上,静触头则通过一只降压电阻 R 接至电源相线,它使 VT1、VT 各交替获得触发电流。1K和 2K 是两只通用继电器,当线圈得电后,即轮流吸合带动负载工作。该电路使原感性负载电流不再通过仪表的电接点,而是流经 VT1、VT2,然后接通或分断 KA1和 KA2。此时,通过表内动、静触头间的电流只是双向可控硅的控制极电流,它是纯电阻性负载,其值仅为原电流的几分之一。这使触头带动负载的能力增加,其容量可根据实际应用要求及 VT1、VT2 的参数来选择决定。继电器用 220V 的小型继电器,双向可控硅选择 1A/60OV-3A/60OV 的,限流电阻 R 应根据实际使用时触发电流的大小来选取,其值为 1-7kΩ。该电路所用费用不高,但大大延长了压力表电接点的寿命,并提高了可靠性。

(2)晶体管保护电路

这是一种晶体管接点保护电路,如图所示。

原来用的交流接触器线圈经电接点压力表接点直接控制。现将交流接触器线圈的通断工作,改为由压力表触点的通、断来控制晶体管 V 的动作,V 放大并带动小型继电器KA 线圈的通断,用其触点来控制交流接触器线圈的吸合或释放。电子元件按图焊接好后,几乎不用调试就可工作。图中的电子元件没有严格要求,图中规格、型号仅供参考。V:3DG6;C1、C2:100F/50V电解电容,;R1:5kΩ;R2: 2kΩ;R3:47Ω;R4:1kΩ,小功率继电器 K,其线圈电压根据所用电源电压来选择。为方便改造图中选用了 24VDC 的仪表通用电源。对于需要上、下限报警或控制的场合,再按图制作一套相同电路就可以了。

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为什么差压式流量计在其 1/3 量程以下的测量精度很低?


流量的平方与差压成正比,即:Q2=△P,如用相对值表示,则:

由于差压与流量关系不是线性的,所以其显示仪表刻度不是等分的,从上式可算出:


从计算可知在流量计 1/3 量程时,差压值仅是最大差压的 1/9,这时差压变送器已经很难反映出流量的变化了。如反映在流量计刻度及记录纸上,则所测流量值越低,同一流量增量的分度线越密,几乎难以分度。现以一台差压为 60kPa 对应 20000kg/h 的流量计为例,假设该变送器的综合误差为 1.0%,按 GB/T2624-2006 标准中不确定度估算方法,来计算各流量时的不确定度(为便于理解和比较,表中全采用百分数),即:



式中ξ为精度等级;△P 为任意差压;△Pmax为最大差压。计算结果见下表。


各流量是不确定度计算结果表


从表中可见,流量在量程的 10%以内,差压△P 几乎没有反映。而在量程的 30%以内,其不确定度达到了 3.7%,即量程越低,精度越差。如果再与开方器配套使用,则其误差还会再增加。所以孔板、靶式流量计都存在 1/3 量程以下的测量精度问题。所以在选择仪表的量程时,一定要注意此问题。在使用中要限制流量仪表的使用下限,即一般测量下限不低于满量程的 30%。


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怎样间接测量低温液体的液位?


差压变送器难以测量-20℃以下介质的液位。如需要测量液氨、液氮等低温介质的液位,可以采用气体隔离的间接测量。如图所示,即通过测量导压管内的气体压力,来达到测量低温介质液位的目的。由于高压侧导压管内的液体处于沸点以上的常温状态。因此,导压管内的液体蒸发成气体,直至导压管内形成饱和气为止。当选择差压变送器进行测量时,其方法还是采用液柱静压力的原理,此时差压变送器高、低压侧的压力分别为:


其量程△P=(hxρ+ Px),则差压与电流的对应关系如下:

变送器应安装在高于最高液位的位置上,高压侧接液相导压管,既可使变送器处于常温的工作环境,又可使低温液体充分汽化。为方便调整仪表零位及更换仪表,在差压变送器高、低压侧之间要安装一只平衡阀。差压变送器装好应调整零位,接着打开气相导压阀 PL,在工作压力下再次调整零位。然后打开液相导压阀 PH,稍等片刻使低温液体汽化充分,再关闭平衡阀使变送器投入运行。


使用中检查或调零时,先打开平衡阀,使差压变送器高、低压侧压力平衡,然后,关闭液相导压阀,即可检查或调整零位。


如果被测液体的汽化气体与空气接触会有危险时,在维修中应采取一定的安全措施。

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变送器零点漂移和零点变化是一回事吗?



零点漂移是指在规定的测试条件下,当输入压力为零时,输出值随时间正向、负向或上、下跳动超过规定指标。为了防潮、防雨水、防有害气体的侵蚀,变送器的电路板是按密封结构设计和制造的。如果没有把表壳上紧,六角锁紧螺母旋紧,就会破坏电子电路的正常工作条件,而受到潮气、雨水、有害气体的侵入,导致绝缘性能下降或电子元件受腐蚀,引起变送器输出值的漂移。变送器输出值不稳定,将直接影响测量、控制系统的工作。


但有些零点变化是允许的。如:变送器安装位置与调校时位置不同引起的零点输出值变化;校表时测量膜片垂直于地面,但现场安装时,测量膜片与地面平行或与地面倾斜,这种由于膜片自重引起测量膜片偏离中心位置引起的零点变化属于正常现象。变送器的测量范围越小,变化值越大。只需通过调零位把变化的零点输出值调回零即可。


由于变送器环境温度的变化引起的输出值变化叫做变送器的温度附加误差。凡是符合技术指标的变化值都属于正常变化。变送器使用说明书中给出的温度指标是指高量程,计算所调量程温度指标时,需要用此指标乘以量程比(最高量程与所调量程之比),变送器的型号、规格不同,温度指标也不同。在使用现场早、中、晚输出值变化在指标范围内,应该是正常的零点有规律的变化,这一变化在温差较大的现场、量程较低的变送器上尤其明显,只要没有超过指标也是正常的。


静压引起符合技术指标的输出变化也是属于正常的变化。尤其是小量程的变送器,由于其转换放大倍数较大,由静压引起的输出值变化也较大,关键是看有没有超过技术指标。


作者简介




笔名:陈小发(仪表圈18群圈友),2017年毕业于河北工业大学城市学院,测控技术与仪器专业, 目前在新奥动力科技(廊坊)有限公司从事自动化仪表工作,在校期间为文艺部编辑,喜欢研读专业书籍总结工作经验,有多篇文章发表于公共平台。



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