过程装备控制技术习题及参考答案（第二版已经整理）(7)

???1??K?1?4K??1????K????2?等熵指数?x?1?1??? 4x???1????????2x12?P100.42?103其中??1??1??0.993 7P1.4?101因为??0.99

A0??4d2??4?150.172?1770.56mm2

qm?CqA01??42?1?P?

?p?1??4?C?21??4?C?2?P?

26.已知：流体为水，工作压力p＝14.71MPa，工作温度t＝215℃；管道D20＝233mm，材料20号无缝钢管；截流装置为法兰标准孔板，材料为1Cr18Ni9Ti。d20＝117.34mm，差压Δp＝156.91KPa. 求：（1）在给定的Δp下的流量qm

（2）测量时的压力损失。

解：?D?12.78?10?6/C0 ?d?17.20?10?6/C0

?6?D?D20?1??t?20?2331?12.78?10??215?20?????D1????

?233.6mm?6?d?d20?1??t?20?117.341?17.20?10??215?20?????d1?????117.7mm??d117.7??0.504 D233.60.762.182.5?10?C?0.5959?0.0312??0.1840??0.0029???R?e???12.28640.85603??1??4???DD液体 ?=1, A0=d2?10874.83mm

4?qm=C?A01??429?P ?1?846.8kg/m3qm=

?p=1-?4?C?21-??C?42.?P

27．当工作压力偏离额定压力时，如何由差压显示的水位值求出真实的水位。

答：当工作压力偏离额定压力时，可通过差压计的正、负迁移，求出迁移量，即利用正负迁移改变变送器的零点，同时改变量程的上下限，即可求出真实的水位。

28．差压式液位计如何测量液位? 当差压变送器高于或低于最低液位时，应如何处理？

答：差压式液位计是采用压差计测量气、液两相的压差，压差大小通过气动或电动差压变送器传送，并转化位电信号，最终显示处液位的大小及其变化。当差压变送器高于或低于最低液位时，可对差压变送器进行零点迁移，由正迁移和负迁移（低于最低液位时，采用正迁移，高于最低液位时，采用负迁移。）

第四章 过程控制装置

1．单杠杆式气动差压变送器式由哪些部分组成的？各部分由何作用？试说明其工作原理。

答：单杠杆式气动差压变送器电气动转换部分和测量部分组成，测量部分的作用是将被测量的压力信号转换成力的形式；气动转换部

12did分的作用，是将被测差压Δipi转换成为作用于主杠杆下端的输入力

F??P?P?A??PAFi。其工作原理为：①正负压容的输入压力经敏感元件转换成输入

Mf?Mi力Fi。即 。②Fi作用于主杠杆的下端，对支点产生一个顺时针方向的输入力矩Mi，使主杠杆发生顺时针方向的偏转。③变送器输出信号P0，引入反馈波纹管中，并产生反馈力矩Ff作用于主杠杆上，使主杠杆对支点产生一个逆时针方向的力矩Mf。④当 时，主杠杆就处于平衡状态，喷嘴挡板间的距离不再改变，若Mf≠Mi时，则杠杆系统产生偏角α，位移检测片产生微小位移s，其变化量再通过放大器10转换并方大为20～100

KPa的输出压力，即变送器的输出信号与被测差压Δpi成正比。

2．什么时气阻？什么是气容？它们在气路中各起什么作用？ 答：在气路中安装的节流元件称为气阻，作用是阻碍气体的流动，起着降压（产生压力降）和限流（调节气体流量）的作用。气容是在气路中能储存或释放处气体的气容，在气路中起着缓冲，防止振荡的作用。

3．喷嘴挡板机构由哪些气动元件组成？它们的作用是什么？ 答：喷嘴-挡板机构是由喷嘴和挡板构成的变气阻，一个恒气阻和一个气容串联而成的节流通室，作用是将输入的微小位移信号（即挡板相对于喷嘴的距离）转换成相应的气压信号输出。

4．DD8－III型电动差压变送器是按什么原理工作的？它是由哪几部分组成的？试简述其工作过程。

答：DD8－III型电动差压变送器是按力矩平衡原理工作的，由测量部分（杠杆系统）；电磁反馈装置；矢量机构；低额位移检测放大器。其工作过程如下：

被测差压信号p1,p2分别送入敏感元件两侧的正负压室，敏感元件将其转换成作用于主杠杆下端的输入力Fi，使主杠杆以轴封膜片为支点偏转，并以力F1沿水平方向推动矢量机构，矢量机构将推力分解成F2和F3。F2使矢量机构的推板向上偏转，并通过连接簧片带动副杠杆L4以支点M逆时针偏转，使固定在副杠杆上的差动变压器B的衔铁靠近差动变压器，两点之间的距离变化量再通过低频位移检测放大器转换并方大为4～20mA直流电流，作为便送器的输出信号；同时该电流又流过电磁反馈装置的反馈动圈，产生电磁反馈力Ff，使副杠杆顺时偏转o，当输入力与反馈力对杠杆系统说产生的力矩Mi, Mf达到平衡时，变送器便达到一个新的稳定状态。此时低频位移检测放大器的输出电流Io便反映了说测电压Δpi的大小。

5．DD8－III型温度变送器为什么要采用线性化措施？热电偶温度变送器时怎样实现线性化的。

答：热电偶温度变送器要求的输出电压信号与相应的变送器输入的温度信号成线性关系，而热电偶是非线性关系的，温度变送器放大回路是线性的，若将热电偶的热电势直接接到变送器的放大回路，则温度t℃与变送器的输出电压Usc之间的关系是非线性的。因此需要采用线性化措施，措施是:采用反馈电路非线性，使放大回路具有线性，依据输入输出关系，当放大系数k很大时，要使热电偶输入的温度变送器保持线性，就要使反馈电路的特性曲线与热电偶的特性曲线相同，从而实现线性化。

6．试分析电动差压变送器如何实现量程迁移（零点迁移）的。 答：电动差压变送器的输入与输出间的关系：I0?Ad?tg??1?3??Pi ?2?fkf式中Ad，I1，I2，I3，I3是固定不变的，故输出电流与输入差压之间的比例关系通过调整tgθ和kf来改变，即改变变送器的量程，θ↑，Io↑，量程变小，j，kf，的改变是通过改变反馈线圈的匝速w实现的，w↑，kf↑，量程↑。

7．试分析四线制变送器与两线制变送器与电源的连接方式并画出示意图。

答：电动变送器输出信号与电源的连接方式有两种：四线制和两线制，四线制中，供电电源通过两根导线接入，另两根导线与负载电阻R2相连，输出0～10mA DC信号。这种连线方式中，同变送器连接的导线共有4根，成为四线制，如图（a）所示。如图b中所示，同变送器连接的导线只有两根，同时传送变送器所需的电源电压和4～20mA DC输出电流，称为两线制。