热工检测技术课程设计

课 程 设 计 报 告学 生 姓 名 : 学 号： 2012307010936学 院 : 自动化工程学院班 级 : 自动卓越 121题 目 : 热工参数检测仪表指导教师： 职称: 实验师 201 年 月 日刘口目录第 1 章 题目背景及意义.1第 2 章 第二章 设计题目介绍.12.1 设计目的.12.2 设计内容及要求.12.3 设计工作任务及工作量的要求.12.4 设计成果形式及要求.2第三章 压力表的检定.23.1 压力表的概述.23.2 压力表简介.23.2.1 压力表原理.23.2.2 压力表构造.33.2.3 性能分类.33.3 压力表检定方法.33.4 计量器具.43.5 示值误差、回城误差和敲定位移的检定.43.6 实验操作步骤.43.7 结果处理.43.8 误差分析.53.9 测量结果.6第四章 热电阻的检定.74.1 热电阻概述.74.2 热电阻工作原理.74.3 热电阻允差.74.4 热电阻的检定方法.84.5 检定设计方法.84.6 实验操作步骤.84.7 结果处理.84.8 误差分析.94.9 检定结果.9第五章 流量计的检定.165.1 流量计概述.165.2 转子流量计工作原理.165.3 流量计检定方法.175.4 测量工作原理和主要技术参数.175.5 实验操作步骤.175.6 数据处理.185.7 误差分析.18第六章 总结.19参看文献.191第 1 章 题目背景及意义电厂热工检测技术及仪表是电厂热工自动化的重要内容之一，所要完成的任务就是为运行操作人员及时、准确和方便的反应生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态并自动的进行检查和测量，以便监督生产过程的进行情况和趋势，电厂热工过程自动化是随着火力发电事业的发展而发展起来的。在火电厂锅炉和汽轮机都装有大量的检测仪表，其中包括传感器、变送器、显示仪表和记录仪表等。他们随时显示、记录、累积和变送机组运行各种参数，以便进行必要的操作和控制，保障机组安全经济的运行。总之，检测仪表是保障生产过程安全经济运行及实现自动化的前提条件和必要条件，配备完善的自动监测系统能够为操作人员提供操作数据，为自动化装备提供准确及时的测量信号，为宏观技术管理提供参考依据，可以改善运行和检修人员的劳动条件，提高劳动效率和设备可靠性。第二章 设计题目介绍2.1 设计目的通过本课程的学习，学生应达到如下基本目标：使学生了解热工系统中常用的压力、温度及流量等热工参数的特性及检测的方法，熟练掌握这些测量仪表的使用方法，能对常用测量仪表的精度进行校验。2.2 设计内容及要求（1）根据压力控制器检定规程 JJG 544-2011及弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程 JJG 52-1999的要求对压力控制器和压力表进行检验，并给出检定报告。（2）根据热电偶及热电阻检定规程，使用热工检定系统对热电偶或热电阻进行校验，并给出检定报告，报告格式见指导书。（3）根据冷水水表检定规程 JJG162-2009，利用流量试验台对流量表进行检定并给出相应的检定报告。（4）熟练使用磁翻柱式、差压式液位计的使用方法。2.3 设计工作任务及工作量的要求（1）课程设计报告（题目介绍、背景意义、要求及实验过程等）；2（2）完成温度、压力、流量及液位测量的实验操作。（3）实验注意事项，分析仪表可能产生误差的原因。2.4 设计成果形式及要求课程设计报告内容要求：（1）目的及背景意义； （2）设计内容及指标；（3）给出设计方法及实验操作步骤；（4）给出仪表检定报告；（5）注意事项，并分析可能产生误差的原因；（7）总结（设计过程中遇到的问题及解决办法、 课程设计过程体会、对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议等）。第三章 压力表的检定3.1 压力表的概述压力表（英文名称：pressure gauge）是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。压力表广泛应用于气体输送，管道液体及密闭容器中测量无腐蚀性、无爆炸危险、无结晶体、不凝固体的各种液体，气体，蒸汽等介质的压力大小。具有结构简单、性价比高、指示直观、性能可靠等优点。3.2 压力表简介3.2.1 压力表原理压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。33.2.2 压力表构造溢流孔：若发生波登管爆裂的紧急情况的时候，内部压力将通过溢流孔向外界释放，防止玻璃面板的爆裂。注：为了保持溢流孔的正常性能，请在表后面留出至少10mm 的空间，不要改造或塞住溢流孔。指针：除标准指针外，其他指针也是可选的。（零调指针最大值指针或设定指针）请在选型表中列出。玻璃面板：除标准玻璃外，其他特殊材质玻璃，如强化玻璃，无反射玻璃也是可选的。3.2.3 性能分类普通型（标准）、蒸汽用普通型（M）、耐热型（H）、耐振型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐热耐振型（HV）。用途区分参考 JIS7505 波登管压力表标准。3.3 压力表检定方法一、外观检查1、新制造的压力表应均匀光滑、无明显剥脱现象。2、压力表零部件装配应牢固、无松动现象。3、压力表分度盘上应有以下标志，制造单位或商标;产品名称;计量单位和数字计量器具制造许可证标志和编号，真空表应有“-”或“负”的标志，准确度等级，出厂编号。4、压力表应有安全孔，安全孔上须有防尘装置。(不准被测介质溢出表外的压力表除外)5、指针指示端应覆盖最短分度线长度的 1/32/3，指针指示端的宽度应不大于分度线的宽度。6、读数部分，压力表玻璃应无色透明，不应有妨碍读数的缺陷。分度盘应平整光洁、各标志清晰可辨。7、零位，带有止销的压力表，在无压力时，指针应靠近止销，“缩格”应不超过表 1 规定的允许误差值，无止销的压力表，在无压力时，指针应于零位标志内，零位标志应不超过表 1 规定的允许误差绝对值 2 倍。8、常用准确度等级为1%FS，1.6%FS，2.5%FS，4%FS。43.4 计量器具1、工作介质要求为，测量上限不大于 0.25MPA 的压力表,工作介质为清洁空气或无毒、无害和化学性质稳定的气体。测量下限不大于(0.25250)MPA 的压力表,工作介质为无腐蚀性的液体。2、环境条件为，温度在 1525之间，相对湿度不大于 85%。环境压力为大气压，压力表应在上述环境至少静置 2H 方可检定。3、标准器的允许误差绝对值应不大于被检压力表允许误差绝对值的 1/4。4、标准器具可用弹簧管式精密压力表和真空表、活塞式压力计、活塞式真空压力计5、辅助设备有，压力校验计、真空校验计。3.5 示值误差、回程误差、和轻敲位移的检定1、示值误差检定的方法，压力表的示值检定按标有数字的分度线进行，检定时逐渐平稳地升压(或降压)，当示值达到检测上限后，切断压力源，耐压3MIN，然后按原检定点平稳地降压(或升压)倒序回检。2、回程误差，对同一点检定时，在升压(或降压)和降压(或升压)检定时，表 1 规定的允许误差绝对值。3、轻敲位移，对每一点检定时，在升压(或降压)和降压(或升压)检定时，轻巧表壳后引起的示值变动量不大于表 1 规定的允许误差绝对值的 1/2。4、示值误差，对每一检定点，在升压(或降压)和降压(或升压)检定时，轻巧表壳前、后示值与标准器示值之差应符合表 1 要求。3.6 实验操作步骤第一步：按照规定要求，将压力表安装到实验台上，并且保证不会漏气，影响实验结果。第二步：通过旋转旋钮，将标准压力表的示数调整到 0 刻度。第三步：旋转旋钮，使表的示数从 0 开始，逐渐上升至0.15,0.30,0.45,0.60，本次实验测定的范围为 00.6mpa。每当表到所要求的刻度值时，记录仪表所示的刻度值，并敲打几下，再次记录数据。第四步：使压力表从 0.6 降到 0，分别记录数据，并敲打几下，再次记录数据。第五步：将自动化仪表校验系统软件打开，填入基本信息，并填入数据，生出报告和表格即可。3.7 结果处理检定合格的压力表，发给“检定证书”，证书上给出合格的准确度等级。用于强制检定的压力表并附有封印标记；检定不合格的压力表，发给“检定不合格5通知书”，并注有不合格项目和内容，检定周期：压力表的检定周期一般不超过半年。3.8 误差分析压力表的准确程度对于我们测量结果影响很大，压力表指示是否正确，是否存在误差，除了系统误差外，还有一些其他因素的影响。一 压力表受震动的影响 压力表在振动的环境下也会出现指示不准的情况，剧烈的振动会直接引起压力表弹性元件的变形，影响压力表的灵敏度、准确度及使用者对压力表指示值的读取。压力表防振动的措施主要是安装缓冲装置和减震装置。二 压力表受环境温度的影响压力仪表对压力的测量主要依靠其内部的弹簧管等弹性元件，在温度较高或较低的环境中，压力仪表的弹性元件会在温度的作用下发生形变，特别是长期工作在高温介质中的压力表，弹性元件可能会发生永久变形，也就会造成压力仪表的显示出现误差。压力表的使用中，必然要尽量减少温度对压力仪表指示值的影响，最直接和有效的方法是避免压力仪表在异常温度环境下工作，如果无法避免则应当对压力表做防高温或防寒处理，例如为压力表安装冷凝装置或保温装置等。三 压力表受超负荷的影响 压力表的超负荷运行并不是仅仅指压力表指示值达到刻度盘最大，实际上超过满刻度 2/3 的位置时，压力表的弹性元件已经是处于近极限状态。压力表在超负荷的状态下长期工作，其内部弹性元件如弹簧管、膜片会因长期处于近极限状态而弹性减弱甚至弹性丧失，最终发生永久形变。四 人员误差 由于人员操作不当而产生的误差。63.9 测量结果图 1.1 记录的数据7图 1.2 检定结果第 4 章 热电阻的检定4.1 热电阻概述热电阻（thermal resistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的