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第1章 化工参数测量的基本知识1

1.1 化工参数的监测过程与测量误差1

1.1.1 测量的概念1

1.1.2 测量方法1

1.1.3 测量误差的特点及规律2

1.2 检测仪表的组成与分类4

1.2.1 检测仪表的基本组成4

1.2.2 检测仪表的分类4

1.3 检测仪表的性能指标5

1.3.1 静态指标5

1.3.2 动态指标7

思考与练习题8

第2章 化工过程压力的监测9

2.1 压力的测量方法9

2.1.1 连通液柱法10

2.1.2 弹性元件变形法11

2.1.3 电量转换法12

2.2 压力监测仪表及变送器15

2.2.1 弹性式压力计15

2.2.2 电气式压力计17

2.2.3 智能型压力变送器20

2.3 压力仪表的选择、安装与校验21

2.3.1 检测仪表安装的一般原则21

2.3.2 各类测压仪表的特点与应用22

2.3.3 压力表的选择23

2.3.4 压力表的检定与校验27

2.3.5 压力检测系统的安装29

思考与练习题31

第3章 化工过程流量的监测33

3.1 流量的测量方法33

3.1.1 基于流体静压力变化测流量35

3.1.2 基于流体流通面积的改变测流量38

3.1.3 应用电磁感应原理测流量40

3.1.4 基于流过的流体容积测流量41

3.1.5 基于流过流体的质量测流量41

3.1.6 基于流体的动量或动量矩测流量42

3.1.7 应用超声波测流量46

3.2 流量监测仪表及变送器46

3.2.1 差压式流量计46

3.2.2 转子流量计52

3.2.3 电磁流量计57

3.2.4 容积式流量计59

3.3 流量仪表的选择、安装与校验63

3.3.1 各类流量仪表的特点及比较63

3.3.2 差压式流量计的选择、安装与校验65

3.3.3 转子流量计的选择、安装与校验72

3.3.4 电磁流量计的选择、安装与校验74

3.3.5 容积式流量计的选择、安装与校验76

思考与练习题79

第4章 化工过程中物位的监测82

4.1 物位的测量方法82

4.1.1 借助连通器原理测量液位83

4.1.2 浮力原理测量液位84

4.1.3 应用液压传递原理测量液位87

4.1.4 电容式测量液位89

4.1.5 非接触式测量物位91

4.2 物位监测仪表及变送器94

4.2.1 浮力式液位计94

4.2.2 差压式液位变送器96

4.2.3 电容式物位计99

4.2.4 超声波液位计101

4.2.5 雷达物位计102

4.3 物位仪表的选择、安装与校验104

4.3.1 物位仪表的选择104

4.3.2 物位仪表的安装108

4.3.3 物位仪表的使用与检定109

思考与练习题111

第5章 化工过程温度的监测112

5.1 温度的测量方法112

5.1.1 温度与温标112

5.1.2 热膨胀原理测温114

5.1.3 应用热电效应原理测温116

5.1.4 应用热电阻测温120

5.1.5 应用热辐射测温124

5.2 温度监测仪表及变送器125

5.2.1 玻璃管温度计125

5.2.2 双金属温度计126

5.2.3 压力式温度计127

5.2.4 热电偶温度计127

5.2.5 热电阻温度计134

5.2.6 一体化温度传感器136

5.2.7 红外线温度计138

5.3 温度仪表的选择、安装与校验139

5.3.1 常用测温仪表的测量范围及特点139

5.3.2 各种测温仪表的选择139

5.3.3 测温仪表的安装140

5.3.4 测温仪表的校验143

思考与练习题144

第6章 化工参数控制的基本知识145

6.1 自动控制系统概述145

6.1.1 自动控制系统的组成145

6.1.2 自动控制系统的分类148

6.1.3 自动控制系统的过渡过程和品质指标148

6.1.4 工艺管道及控制流程图152

6.2 描述对象的特性参数155

6.2.1 化工过程对象的特性155

6.2.2 描述对象特性的参数156

思考与练习题161

第7章 自动控制系统及仪表162

7.1 常用控制规律162

7.1.1 位式控制163

7.1.2 比例控制164

7.1.3 积分控制166

7.1.4 微分控制167

7.1.5 组合控制168

7.2 控制器168

7.2.1 控制器构成原理168

7.2.2 气动控制器169

7.2.3 电动控制器169

7.2.4 智能控制器170

7.2.5 可编程控制器172

7.3 执行器183

7.3.1 气动执行器184

7.3.2 电-气转换器194

7.3.3 阀门定位器194

7.3.4 电动执行器196

思考与练习题197

第8章 基本控制系统198

8.1 简单控制系统及其控制方案198

8.1.1 简单控制系统的结构与组成198

8.1.2 简单控制系统的设计199

8.2 控制器参数的工程整定207

8.2.1 经验凑试法207

8.2.2 临界比例度法208

8.2.3 衰减曲线法209

8.3 复杂控制系统210

8.3.1 串级控制系统210

8.3.2 比值控制系统215

8.3.3 均匀控制系统219

8.3.4 前馈控制系统222

思考与练习题224

第9章 集散控制及现场总线系统227

9.1 计算机过程控制技术227

9.1.1 计算机过程控制系统的基本概念及组成227

9.1.2 计算机过程控制的基本类型及其特点228

9.1.3 计算机过程控制的发展状况228

9.2 集散控制系统（DCS）230

9.2.1 DCS的基本概念、结构组成及特点230

9.2.2 DCS的网络通信与存取控制技术231

9.2.3 DCS的组态与可靠性232

9.2.4 DCS的常用控制算法233

9.2.5 集散控制系统的设计与选型233

9.2.6 集散控制系统的安装、调试与验收235

9.2.7 全数字化智能型集散控制系统——SUPCON JX-300X简介236

9.2.8 大型集散控制系统——TDC-3000简介241

9.2.9 DCS的设计及其在大型炼油厂的应用245

9.3 现场总线控制系统247

9.3.1 现场总线的基本概念、体系结构和特点247

9.3.2 现场总线网络协议模式与常见的现场总线系统249

9.3.3 现场总线控制系统的集成251

9.3.4 基于现场总线的测量仪表和智能传感变送器253

9.3.5 Smar现场总线系统在乙腈精制装置上的应用256

思考与练习题258

第10章 典型化工单元设备的控制259

10.1 流体输送设备的控制259

10.1.1 泵的控制259

10.1.2 气体输送设备的控制263

10.1.3 离心式压缩机的防喘振266

10.2 换热设备的控制268

10.2.1 热量传递的方式与传热设备的结构类型268

10.2.2 换热器的控制270

10.3 精馏塔的控制276

10.3.1 精馏塔的控制目标276

10.3.2 精馏塔的干扰因素278

10.3.3 精馏塔的控制方案279

10.4 化学反应器的温度控制287

10.4.1 化学反应器的控制要求和被控变量的选择287

10.4.2 釜式反应器温度的自动控制288

10.4.3 固定床反应器温度的控制289

10.4.4 流化床反应器温度的自动控制290

10.4.5 管式热裂解反应器的控制291

10.4.6 鼓泡床反应器的控制293

思考与练习题295

附录1 热电偶分度表（冷端温度：0℃）297

附录2 热电阻分度表301

参考文献302