过程装备控制技术及应用教案 2a9d840847424cedb907ec759bb41001.doc过程控制装置 第1页共 第四章过程控制装置 过程控制系统基本要素:过程控制装置与被控对象 过程控制装置必须由测量变送单元、调节器,执行器三个环节组成 4.1变送器 变送器是单元组合仪表中不可缺少的基本单元之一。工业生产过程中,在测量元件将压力、温度、 流量、液位等参数检测出来后,需要由变送器将测量元件的信号转换成一定的标准信号,送至显示仪表 或调节仪表进行显示、记录或调节。 分类 根据变送参数不同可分为:压力、差压、温度、流量、液位变送器等: 根据变送器驱动能源的不同可分为:气动、电动变送器 变送器的理想输入、输出特性成线性 4.1.1差压变送器 差压变送器用来将差压、流量、液位等被测参数转换成统一标准信号,并将此统一信号输出送给指 示、记录仪表或调节器等,以实现对上述参数的显示、记录和调节。 (1)气动差压变送器 动差压变送器主要利用了力平衡原理,其敏感元件为膜片或膜盒,主要用于测量液体、气体或蒸汽 的压力、差压、流量、液位等物理量。 气动差压变送器可将压力信号成比例地转换成20-100KPa的统一标准压力信号,送往气动单元组 合仪表的调节器或显示仪表进行调节、指示和记录 其杠杆系统形式有三种:单杠杆、双杠杆与失量机构。 ①气动元件及组件 常用的气动元件有气阻、气容。常见的组件有阻容耦合组件,喷嘴一挡板机构、功率放大器等。 气阻:气体流过节流元件时,会受到一定的阻力,这种节流元件叫气阻。其作用是降压和限流 气阻按其结构特点可分为恒气阻和变气阻两类 恒气阻结构有三种:毛细管式、缝隙式和薄壁小孔式,其用符号或表示。 变气阻结构(常见):圆锥一圆锥型、圆柱一圆锥、球圆锥型。其用符号表示。 气阻流量特性指流过气阻的气体流量与其两端压力差之间的关系。根据流量与压差之间关系可分为 线性及非线性气阻。气流状态分别为层流和紊流。 气阻对气体流动阻碍的程度,一般用气阻值R来定量表示。线性气阻的气阻值R=AP/q 气容:凡是在气路中能贮存或释放出气体的气室称为气容。其作用是在气动仪表中起缘冲、防止振 荡作用,与电容在电路中的充放电作用相类似。用气容C来定量表示气室贮存空气量的能力 所谓气容是指改变单位压力所需要的气体积流量C=jt/P 气容分为固定气容和弹性气容两种 阻容耦合组件:通常有节流通室和节流盲室。 节流通室:是由变气阻,流通气室与恒气阻串联而成的组件。 单位时间为流过气阻R的气体质量流量qm1,必定等于单位时间内流过气阻R2的质量流量qm2过程装备控制技术及应用教案 2a9d840847424cedb907ec759bb41001.doc 过程控制装置 第 1 页 共 19 页 第四章 过程控制装置 过程控制系统基本要素：过程控制装置与被控对象。 过程控制装置必须由测量变送单元、调节器，执行器三个环节组成。 4.1 变送器 变送器是单元组合仪表中不可缺少的基本单元之一。工业生产过程中，在测量元件将压力、温度、 流量、液位等参数检测出来后，需要由变送器将测量元件的信号转换成一定的标准信号，送至显示仪表 或调节仪表进行显示、记录或调节。 分类： 根据变送参数不同可分为：压力、差压、温度、流量、液位变送器等； 根据变送器驱动能源的不同可分为：气动、电动变送器。 变送器的理想输入、输出特性成线性。 4.1.1 差压变送器 差压变送器用来将差压、流量、液位等被测参数转换成统一标准信号，并将此统一信号输出送给指 示、记录仪表或调节器等，以实现对上述参数的显示、记录和调节。 （1）气动差压变送器 动差压变送器主要利用了力平衡原理，其敏感元件为膜片或膜盒，主要用于测量液体、气体或蒸汽 的压力、差压、流量、液位等物理量。 气动差压变送器可将压力信号成比例地转换成 20—100KPa 的统一标准压力信号，送往气动单元组 合仪表的调节器或显示仪表进行调节、指示和记录。 其杠杆系统形式有三种：单杠杆、双杠杆与失量机构。 ①气动元件及组件 常用的气动元件有气阻、气容。常见的组件有阻容耦合组件，喷嘴—挡板机构、功率放大器等。 气阻：气体流过节流元件时，会受到一定的阻力，这种节流元件叫气阻。其作用是降压和限流。 气阻按其结构特点可分为恒气阻和变气阻两类。 恒气阻结构有三种：毛细管式、缝隙式和薄壁小孔式，其用符号 或 表示。 变气阻结构（常见）：圆锥—圆锥型、圆柱—圆锥、球圆锥型。其用符号 表示。 气阻流量特性指流过气阻的气体流量与其两端压力差之间的关系。根据流量与压差之间关系可分为 线性及非线性气阻。气流状态分别为层流和紊流。 气阻对气体流动阻碍的程度，一般用气阻值 R 来定量表示。线性气阻的气阻值 R P qv =  / 气容：凡是在气路中能贮存或释放出气体的气室称为气容。其作用是在气动仪表中起缘冲、防止振 荡作用，与电容在电路中的充放电作用相类似。用气容 C 来定量表示气室贮存空气量的能力。 所谓气容是指改变单位压力所需要的气体体积流量 C qvdt dP  = 气容分为固定气容和弹性气容两种。 阻容耦合组件：通常有节流通室和节流盲室。 节流通室：是由变气阻，流通气室与恒气阻串联而成的组件。 单位时间为流过气阻 R1 的气体质量流量 m1 q ，必定等于单位时间内流过气阻 R2 的质量流量 m2 q ：