仪表点检技能(一)_安钢炼铁厂点检站_新浪博客

一、 仪表设备概况

众所周知,工厂设备,除建筑物、炉窑之外,大体可分成机械、电气、仪表、计算机设备等四类。如果将通用设备单独分成一类,则工厂设备大致分为七类。现代化的工厂,这些设备缺一不可,各类设备担负着各自的工作。俗话说,仪表是工业的“眼睛”,可想而知,“眼睛”要是出毛病了,工厂会变得怎样。所以仪表设备是工厂设备中较为重要的一类,担负着检测各类参数,控制生产过程、保证产品质量的重任。

在冶金工厂中,仪表参与了各种参数的检测与控制,确保工艺参数的正确与稳定,保证了产品质量。不同仪表不同的功能,担负着对不同介质和产品有关质量要求的检测、指示、记录、控制等任务。

(一) 检测仪表

1、压力检测仪表

压力是一个十分重要的参数,涉及面也十分广泛。如工业用水的水压、贮气罐及管道内的压力,液压和润滑设备的油压,化工反应罐的内压,加热炉的炉内压力、烟道压力等等,都需要检测。被检测压力的介质也各不相同,有水、空气、蒸汽、油、煤气、氧气、氮气等等。压力检测的范围相差也很大,如测量加热炉烟道压力,一般为20Pa左右,然而,液压设备的油压却高达10~20MPa。所以检测介质不同,所选用的压力表也不同,要视具体情况而定。常用的压力检测仪表有:

(1) 液体压力计

此类压力计是利用相应高度的填充液柱的压力来平衡被测压力或负压力。如U型管压力计、倾斜管微压计、补偿式微压计等。

(2) 弹簧式压力计

     这是利用各类弹性元件------管状弹簧、薄膜、波纹管等受到被测压力的作用而产生变形的原理来测量压力的。常用的如单圈、多圈弹簧式压力计、薄膜式压力计、波纹管压力计等。

(3) 活塞式压力计

这是利用作用在充气油缸内的可动活塞上的负荷来检测被测压力的。通常,活塞式压力计是用来校验和分度弹簧压力表,并可用来精密地校验工业用压力表。活塞式压力计校验的{zd0}压力可达60Mpa。

(4) 压力变送器

压力变送器是利用受压元件电性能的变化,经过处理后变成电信号,再通过指示仪表或记录仪表来指示或记录压力。这种压力检测方法,通常与二次仪表共同使用,可做远传和自动控制。这是目前压力检测控制系统中常用的一种压力检测装置。

2、流量检测仪表

气体、液体、蒸汽的流量检测,对热工过程的控制是十分重要的。例如,测定煤气和空气的流量,可以分析加热炉的热工过程进行情况,帮助人们改进操作,提高燃烧效率。另外,流量检测的另一个重要性就是:测量的数据作为计量的依据,以统计能源消耗等。为工厂提供xx数据,是改进工艺、降低消耗、计算效率和成本的定量参数。

检测流量的仪表种类很多,常用的有:

(1) 差压变送器

这是目前工业上测定流量的主要方法。其工作原理是在充满流体的管道上安装节流装置,如:孔板、喷嘴、文丘里管,再配用差压计来检测流量。差压计的种类很多,根据被测流体的需要,选择不同的差压计。现代工业中多采用差压变送器来测量差压,将差压转换成电信号,再通过必要的辅助仪表进行信号处理,由指示、记录仪来指示和记录流量值。其突出的优点是可以参与过程控制,构成系统。

(2) 电磁流量计

电磁流量计是利用电磁感应定律的原理来测量管道中各种导电液体流量的仪表。由于变送器结构简单,管内没有突出或转动部分,所以可用于各种腐蚀性液体,如酸、碱、盐溶液和固体悬浮液,如纸浆、矿浆的测量。但不能用于汽油或其它油混合液的测量。其优点较多,如测量范围大,流量与感应电势是线性关系,可测双向流量,输出是电信号。易与其它二次仪表配套使用,以便进行记录、指示及参与自动调节。但对低电导率液体或非导电液体和气体均不能测量。另外,由于电极是嵌装在管道上的,因而一般工作压力不高({zg}1.6MPa),被测量流体的温度{zg}为180℃。

(3) 涡街流量计

涡街流量计是根据流体力学中“卡门涡街”的原理发展起来的流量计。它是在流动的流体中放置一根非流线型旋涡发生体,当流体沿旋涡发生体绕流时,在发生体下游产生两列不对称但有规律的旋涡列-----卡门涡街,而旋涡发生频率与流体流量在一定雷诺数范围内成线性关系,测出频率信号即可实现流量测量。

涡街流量计具有如下特点:其输出频率信号与流量成比例变化,便于实现数字化测量及与计算机联用;仪表内部无机械可动部件,构造简单,使用寿命长;可以测量气体、液体及蒸汽的流量。

3、温度检测仪表

在工业生产中,温度检测被广泛应用。因为许多情况下,温度对生产过程、产品质量具有重要意义。在冶金工厂尤其如此。最明显的例子是:温度是否适当直接影响到冶炼过程的进行和加热炉内金属的加热质量。因此温度的检测和调节就十分重要。常用的温度检测仪表有以下五种:

(1) 膨胀式温度计

这是利用物体受热时按一定规律膨胀的原理制成的温度检测仪表。如:玻璃液体温度计、棒状膨胀温度计、双金属片温度计。最常用的是玻璃液体温度计,以水银、酒精作为工作液体,具有使用简单、价格便宜等特点,测温范围在-80~+500℃之间。

(2 )压力式温度计

这是根据封闭容器中的液体或气体的压力随温度变化而变化的原理而制造的仪表。其优点是可将指示值通过毛细管传送较远的距离(约30米),构造简单,耐振动,可xx防爆。但必须经常校验。测温范围为-50~+400℃之间,使用并不广泛。

(3) 电阻式温度计

这是利用金属或合金随温度变化而按一定的规律改变其阻值的原理而设计制造的测温仪表。它由感温元件和显示仪表组成,测温范围为-20~+500℃,可测液体、气体、蒸汽以及固体表面温度。这种温度计输出为电阻信号,可远传和参与自动调节,应用十分广泛。如铜电阻、铂电阻。

(4) 热电式高温计

两种不同的金属或合金丝,一端焊在一起,加热后产生热电势,这就是热电偶的构成原理。由热电偶和其相连的二次仪表组成热电式高温计。可测温度范围为0~1600℃。

热电式高温计具有足够高的精度,便于集中温度检查,也可直接参与记录。热电式高温计由于热电偶输出毫伏信号,经放大变换后,不但可指示、记录,同时可直接参与温度自动调节系统。在高温检测,特别是冶金工业中得到大量使用。

(5) 辐射高温计

辐射高温计的工作原理是利用了炽热物体的辐射能与温度之间的关系。包括光学高温计和辐射高温计两种。光学高温计是根据炽热物体的亮度来检测温度,它只利用了光谱中很狭的一段(单色辐射),因此光学高温计又称为局部辐射高温计。辐射高温计是根据热辐射效应来测量温度,利用了辐射的全部能量。辐射高温计是一种非接触式高温计,测量温度起点较高,但能测量的{zg}温度也高,可达3000℃左右。

最近几年迅速发展起来的还有红外测温仪表,热像仪等。红外测温的原理是利用红外探测器接收物体的红外辐射能,并将其转换为电信号,经放大、处理后,可直接用于记录或数字显示。红外探测器可分为热敏型及光电型两种,后者响应时间短,为纳秒级。同样的原理加上成像系统,可获得与景物表面热分布相应的实时热图象,即为热像仪。这种仪表已得到广泛应用。

另外,还有光电高温计和光电比色高温计等测温仪表,都属于辐射测温装置。

(二) 气体成分分析仪表

分析气体成分,在工业企业中是经常进行的工作。在化工及冶金厂,常用这种仪表对环境实施监测。在大量使用煤气的企业,就经常使用CO检测装置,以确保人身安全。另外,有些仪表也参与调节过程,如检测加热炉烟道废气的含氧量,及时调节空气量,使燃料获得充分燃烧,是节约能源的有效方法。

常用的气体成分分析仪表有:CO2、O2、CO、N2、H2S等检测仪表。其主要原理是用检测某种气体含量的探头,将气体含量转换成电信号,如用电化学探头检测CO、H2S,用氧化镐探头检测O2,然后将电信号处理后,可直接用仪表或数字进行显示该气体的含量,也可用来作为报警信号进行报警。

(三) 自动调节仪表

在生产过程中,有时需要某些参数自动地保持在一定的范围内,或按规定的规律变化。这些调节可由人工来实现(称为人工调节),但人工调节有其局限性,如反应不快易产生误操作等等,因此,要采用自动调节来代替人工调节。自动调节系统通常由三个部分组成。{dy}部分是检测元件和变送装置,用来检测被调参数(如:温度、压力、流量、液位等)和进行信号变换;第二部分是自动调节器,将检测到的信号,与工艺上需要保持的值进行比较,然后将比较结果用特定的信号送出去;第三部分是执行器,如调节阀,它根据调节器送来的信号,自动调节阀门的开度。

常用的测量元件与检测仪表的测量元件相同,如热电偶、热电阻、孔板等。而执行器是接受调节器输出的信号,推动调节机构,从而调节管道中各种介质的流量、压力。常用的调节阀有气动、液动、电动三种,其中以气动调节阀使用范围广,因为它结构简单、动作可靠、平稳、输出推力大,维修方便等诸多优点。

随着计算机技术的迅速发展进步,自动调节仪表也采用了这门新技术,七十年代末期投入市场的集散型综合控制系统就是采用了计算机技术的自动调节仪表系统。但构成原理还是“经典”的理论。其优点是一个控制器可控制若干个回路,并通过接口可与工控机连接,实行分散控制和信息集中管理。更好的实行控制的还有单回路调节仪表,这也是计算机技术的产物。它具有运算功能,能进行数字通讯和组成计算机网络。这类仪表都有一个或几个系列,构成的系统xx可靠,修改方便,运行稳定而且便于操作与维修。

(四)智能仪表

智能仪表是计算机技术在测量领域中应用的产物,其内部装有微计算机或微处理器的测量仪表,对测量数据具有存储、运算、逻辑判断及自动操作等功能,因而被称为智能仪表。智能仪表的主要智能部件是微处理器。在智能仪表中,用微处理器代替仪表中的常规电路,仪表的功能受软件控制,而系统结构仍具有测量仪表的特点,运行操作人员可按常规仪表的操作方法和习惯进行操作,如操作员可通过接口或面板上的按键进行选择仪表的运算功能、仪表量程和运算程序,实现人-机对话等。

智能仪表的两大特点:

(1)、测量过程实现软件控制,易于修改,使用方便、功能多样。

(2)、有数据处理能力:对测量数据进行存储及运算是智能仪表最突出的特点,主要表现在改善测量的准确度等方面。可实现各种算法,如各种误差的计算及补偿。

(五)其它测量仪表

除了上述各类仪表外,还有一些其它的测量仪表。从测量控制角度考虑,上述检测控制仪表及其系统,大多用于热工参数的检测与控制。然而,工厂生产中,有许多参数是机械量和电量,因此与之相适应,有许多这些量的检测仪表,如:电压、电流、电功率测量仪表;重量检测仪表。还有测量振动、扭矩、转速、声级等仪表;测量张力、板宽、板厚等仪表。其中有些参数测量仪表,可与电气、机械构成自动控制系统,实施闭环控制。

在上述几类仪表中,可按需要配备指示、记录仪表。另外,还有一些辅助性仪表,可按不同需要选择使用。

二、仪表专业点检员应具备的知识

   如上所述,仪表设备在生产过程中担负着监视、检测、控制各种工艺参数的繁重任务,对产品的质量有着重要的影响。同时,它综合了多种专业的技术。因此仪表专业点检员也应相应地掌握较全面的知识,并且要有较强的动手能力,以及必要的管理知识和能力。仪表专业点检员应具备的专业知识有:

(一) 基础知识

应具有高中或高中以上的文化基础,及具有相应的语文、数学、物理、化学等知识。

(二) 仪表专业知识

1、电工基础

这是电类专业的基础,也是仪表专业的必备知识。仪表中常用的有:静电、直流电、交流电(单相及三相)、电势、继电器及交流接触器原理、结构功能。交流变压原理及变压器,开关结构及原理;整流原理,欧姆定律及其应用等

2、电子技术基础

其中包括有放大器、震荡器、滤波器、检波器、交换器等原理及其应用;电路设计与分析;脉冲及数字电路基础;电子元器件及其应用等等。

3、检测技术与自动控制

主要包括热工参数与机械量的检测方法,工作原理;检测仪表的原理、结构及应用;自动控制原理及系统的构成;系统设计方法等。

4、计量测试

计量测试工作对仪表专业点检员来说,较之其它专业尤其重要。这是由专业本身所决定的。有关这方面的知识应全面掌握和熟练运用。如检测仪表的计量方法,量值传递,计量仪器的工作原理及使用方法,法定计量单位的正确使用,以及有关计量管理及计量法规的执行。

5、仪表维修技术

必须掌握单体仪表的故障现象及维修方法,自动控制系统的故障诊断及排除方法。这是理论与实践相紧密结合的技术,要靠不断的学习和实践经验的积累来获得这方面的知识。

(三) 相关的专业知识

主要是指机械电气知识和计算机技术。仪表有很多的机械及传动,如调节阀就是一种机械装置,还有液压技术在仪表中也获得应用。可编程序控制虽然大量应用于电气设备系统中,但仪表系统中也应用不少,智能仪表则xx是计算机技术发展的必然结果。所以仪表专业点检员应尽可能多的扩大自己的知识面,掌握相关专业的必要知识,以适应迅速发展的仪表技术的需要。

 

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