第三章_检测仪表与传感器.ppt

第三章 检测仪表与传感器,第一节 概 述,第二节 压力检测及仪表,第三节 流量检测及仪表,第四节 物位检测及仪表,第五节 温度检测及仪表,第一节 概 述,1.测量过程 被测参数检测元件连接件(导线放大或变送)显示仪表(或控制器). 2.测量误差 1)绝对误差:=x-x0 x 测量值(被校表的读数值)； x0 标准值（标准表的读数值）。 2)相对误差y：y = / x y 仪表在x0处的相对误差。,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,第一节 概 述,1.精确度(或精度) 1)仪表的量程n: n = 测量上限值 测量下限值 2)相对百分误差：=max/n * 100% 3)允许相对百分误差允： 允=允max/n * 100% 4)精度：将允去掉 “”号和 “”号，即可得到国家规定的精度等级。 常用的精度级有：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。 常表示为: 1.5 1.0,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,第一节 概 述,例1 某台测温仪表的测温范围为200700，校验该表时得到的最大绝对误差为+4，试确定该仪表的精度等级。 解：该仪表的相对百分误差为,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,取掉“+”号和“%”,其数值为0.8。 由于国家规定的精度等级中没有0.8级，同时，该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台仪表的精度等级为1.0级。,第一节 概 述,例2:某台测温仪表的测温范围为01000。根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过7，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？ 解:根据工艺上的要求,仪表的允许误差为,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,取掉“”与“%”号,其数值节于0.51.0之间,如果选择精度等级为1.0级的仪表，其允许的误差为1.0%,超过了工艺上允许的数值,故应选择0.5级仪表才能满足工艺要求。,第一节 概 述,结论： 1)定仪表精度级:允校 2)工艺选仪表精度级:仪表允工艺允许max 2.变差:在外界条件不变的情况下,用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反测量时,被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,注意:变差允 测量仪表的变差图,第一节 概 述,3.灵敏度s与灵敏限 1)灵敏度 s=/x 指针的线位移或角位移； x 引起所需的被测参数变化量。 2)灵敏限:能引起仪表示值发生变化的最小参数变化量。 规定，灵敏限1/2允max 4.分辨力(针对数字式仪表) 分辨力:显示的最末位数字间隔所代表的 被测参数变化量。 最高分辨力(灵敏度):相应于最低量程的分辨力。 分辨率：最高分辨力/量程,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,第一节 概 述,5.线性度(非线性误差)f f =fmax /n*100% 6.反应时间:被测参数变化时,仪表示值准确显示的反应时间。,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,第一节 概 述,1.按仪表能源分类： (1)电动仪表:用电能作动力,电源为220vac或24vdc. (2)气动仪表:用压缩空气作动力,气源压力为0.14mpa. 2.按功能分类： (1)检测仪表:被测参数位移或电(电压、电流、电阻等)信号 (2)显示仪表:显示、记录、积算、电视等显示值。 (3)集中控制装置:巡回检测仪、控制仪、操作台等。,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,第一节 概 述,(4)控制仪表:对输入信号进行放大、积分、微分运算等。 (5)执行器:根据控制器或人的指令，操作生产过程。 3.按组成分类 (1)基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里。 (2)单元组合仪表:将测量及变送、显示、控制等各部分，分别制成独立单元仪表。,过程与误差,性 能 指 标,仪 表 分 类,第二节 压力检测及仪表,压力单位及测压仪表 1)单位换算：p.40 表3-1 p表=p绝 p大 p真=p大 p绝,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,测压仪表的分类:按其转换原理不同分成四大类： 1.液柱式压力计:是根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量的。按其结构形式不同有u型管压力计、单管压力计和斜管压力计等。结构简单，使用方便，但精度较差，测量范围窄，用于测较低压力或真空度等,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,2.弹性式压力计：结构简单，使用可靠，读数清晰等，使用较广。 3.电气式压力计：将压力转变成电量，测量范围广，可远传。 4.活塞式压力计：是根据水压机液体传送压力的原理。精度高，但结构复杂、价格贵，一般作为标准表。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,弹性式压力计： 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下,使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 特点:1)结构简单、使用可靠、价格底、 测量范围宽、有足够的精确度。 2)若增加附加装置后可实现压力记录、远传、信号报警、自动控制。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,1.弹性元件:三种弹性元件有弹簧管式、薄膜式、波纹管式。 弹性元件：是一种简易可靠的测压敏感元件，它不仅是弹性式压力计的测压元件，也可作为气动单元组合仪表的基本组成元件。,弹性元件示意图,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,1)弹簧管式: 测压范围宽,可测量 高达1000mpa的压力。 2)薄膜式:分膜盒和膜片。 测压范围低于弹簧管式。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,3)波纹管式：是周围为波纹状的薄壁金属筒体。 弹簧管压力表还有单圈弹簧管压力表,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,按其用途不同： 除普通弹簧管压力表外还有: (1)耐腐蚀的 (2)禁油的氧气压 力表；,氨用压力表,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,两者外形结构 基本协相同，其 所用材料不同。,第二节 压力检测及仪表,(3)弹簧管压力表的测量原理：图中所示为单圈弹簧管它是一根弯成270圆弧的椭圆截面的空心金属管,管子的自由端b封口，管子的另一端固定在接头9上.当通人被测的压力p后，由于椭圆形截面在压力p的作用下，将趋于圆形，而弯成圆弧形的弹簧管也随之产生向外挺直的扩张变形。 由于变形,使弹簧管的自由端b产生位移,输入压力p越大,产生的变形也越大.由于输入压力与弹簧管自由端b的位移成正比，所以只要测得b点的位移量，就能反映压力p的大小，这就是弹簧管压力表的基本测量原理。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,(4)注意:(a)游丝; (b)放大机构; (c)调零点; (d)调量程; 另:在化工生产过程中,常常需要把压力控制在某一范围内时,要采用电接点信号压力表 还有,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,电接点接线图,第二节 压力检测及仪表,电气式压力计 1.霍尔片式压力传感器 (1)霍尔效应 uh=rhb iuh霍尔电势 rh霍尔常数 b 磁感应强度 i 通过电流,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,(2)霍尔片式压力传感器 价低并可远传。 2.应变片式压力传感器:用于快速变化的压力测量。 3. 压阻式压力传感器:精度高、迟滞小、结构简单等。扩散硅式压力传感器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,4.力矩平衡式压力变送器 工作原理：以ddz-iii型系列为例， p作用在膜片上产生集中力fi作用在主杠杆, f1矢量机构分解为f2，f3副杠杆逆时针转动改变差动变压器副边绕组输出电压放大器电流i0 反馈线圈及磁钢同时i0ff， 在副杠杆产生的力矩与f2的力矩相平衡，使杠杆稳定，有一确定的输出i0。 还有ddz-ii 特点：精度高、稳定可靠、线性好等。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,5.电容式压力变送器 工作原理:,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,当被测压力p1，p2分别加于左右两侧的隔离膜片时，通过硅油将差压传递到测量膜片上，使其向压力小的一侧弯曲变形，引起中央动极板与两边固定电极间的距离发生变化，因而两电极的电容量不再相等，而是一个增大，一个减小，电容的变化量通过引线传至测量电路，通过测量电路的检测和放大，输出一个4-20madc。 特点：抗振性好、精度高等。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,智能型压力变送器 利用微处理器制成智能检测仪表。 特点： (1)可进行远程通信； (2)利用手持通信器，可对现场进行各种 运行参数的性质和标定； (3)精确度高，使用与维护方便； (4)通过编制各种程序,使变速器具有自修正,自补偿,自诊断及错误方式报警等多种功能,因而提高了变速器的精确度,简化了调整、校准与维护过程，促使变速器与计算机、控制系统直接对话。,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,压力计的选用及安装 1.压力计的选用 (1)仪表类型的选用必须满足工艺生产要求。 a.是否远传、记录或报警等； b.被测介质的物理化学性质； c.现场环境条件等； (2)仪表测量范围的确定 (1)仪表精度级的选取 汽车传感器示意图 2.压力计的安装p.50-51（自学）,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,压力表1,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,微压隔膜表,角型压力表,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,压力表2,压 力 表3,双 针 双 管,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,电接点,放爆接点,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,活塞式压力计1,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,活塞式压力计2,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,应变片式压力变送器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,电容式负压 变送器,电容式绝压变送器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,电动式差压 电动式压力 变送器 变送器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,其他差压变送器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,带指示电动式,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,智能电容差压变送器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,核安全级电容式差压压力变送器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第二节 压力检测及仪表,角位移传感器,单位及概述,电气压力计,弹性压力计,选用及安装,智能变送器,其他压力表,其他变送器,第三节 流量检测及仪表,概述 质量流量m 单位 t/h、kg/h、kg/s等。 体积流量q 单位m3/h、l/h、l/min等。 总量、q总 m=q m总=t0mdt; q总=t0qdt; 流量仪表的分类之一： 1.速度式流量计:差压式、转子式、电磁式等。 2.容积式流量计：椭圆齿轮式、活塞式等。 3.质量式流量计：科氏流量计等。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,差压式流量计 基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。 1.节流现象与流量基本方程式 (1)节流现象:流体流过节流装置时,节流装置前后的静压差将随流量的变化而变化。 节流装置:包括节流件和取压装置，节流件是能使管道中的流体产生局部收缩的元件。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,应用最广泛的是孔板。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,整体小孔板、内藏小孔板,第三节 流量检测及仪表,高压透镜孔板,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,其次是,喷嘴,文 丘 里 管,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,以孔板为例，,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,(2)流量基本方程式 根据流体力学中的伯努力方程和流体连续性方程推导出：,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,流量系数； 膨胀校正系数； f0节流装置的开孔截面积； p孔板前后实际测得的压力差； 1孔板前流体密度。,第三节 流量检测及仪表,当节流装置、流体性质及状态、管道、取压点等一定时，则有,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,注:(1)q与p的确切关系,关键是取值 (2)标准节流装置可查手册; (3)非标准节流装置通过实验方法确定； 2.标准节流装置:标准化内容有,结构,尺 寸,加工要求,取压方法,使用条件等。 特点:结构简单,安装方便,但压力损失大， 适用于大流量测量。,第三节 流量检测及仪表,3.差压式流量计的测量误差 常见因素： (1)被测流体工作状态的变动 (2)节流装置安装不正确 (3)孔板入口边缘的磨损 (4)导压管安装不正确p.56-57 图3-21、3-22、3-23 (5)差压计安装或使用不正确.,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,测量腐蚀性的介质流量时，必须 采取隔离措施,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,转子流量计 常用于小流量测量。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,1.工作原理:如图 转子的平衡条件： f重-f浮-f冲=0 设:t转子材料密度 f 被测流体的密度 a 转子最大横截面积。 则 vtg-vfg-(p1-p2)a=0, 整理得,第三节 流量检测及仪表,在转子、流体一定时，p恒定。 转子环隙面积f0与转子浮起高度h成正比，利用伯努力方程可得出,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,仪表常数 还有玻璃转子流量计,第三节 流量检测及仪表,2.电远传式转子流量计 lzd系列电远传式转子流量计主要由流量变送及电动显示部分组成。 (1)流量变送部分:是用差动变压器进行流量变送的。其结构与原理如图,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,(2)电动显示部分,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,还有气远传转子流量计，微动流量计，差压流量计示意图,第三节 流量检测及仪表,3.转子流量计的指示值修正 转子流量计出厂时，是用工业基准状态(20，0.10133mpa)下的水或空气标定的。 (1)液体流量测量时的修正 出厂标定时：,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,w 水的密度 测量其他液体时，实际流量为：,(1),(2),第三节 流量检测及仪表,(1)/(2), 整理得,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,kq 体积流量密度修正系数,kq_=,同理可得质量流量修正公式,第三节 流量检测及仪表,其中 k m质量流量密度修正系数,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,例4：现用一只以水标定的转子流量计来测量苯的流量，已知转子材料为不锈钢，t7.9g/cm3,苯的密度为f 0.83g/cm3。 试问流量计读数为3.6l/s时，苯的实际流量是多少？,km = mf 实际质量流量,第三节 流量检测及仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,得：,即苯的实际流量为4l/s,解：由表3-2可查得kq=0.9,将此值代入公式,第三节 流量检测及仪表,(2)气体流量测定时的修正 气体流量计量，用标准状态的体积流量计，则有,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,式中符号 p.62 例5:某厂用转子流量计来测量温度为27，表压力为0.16mpa的空气流量，问转子流量计读数为38nm3/h时，空气的实际流量是多少？,第三节 流量检测及仪表,解：已知 q0=38nm3/h, p1=0.16+0.10133=0.26133mpa, t1=27+273=300k, t0=293k,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,变得：,即这时空气的流量为60.3nm3/h。,p0=0.10133mpa, =1.293kg/nm3. 将上列数据代入公式,第三节 流量检测及仪表,(3)蒸汽流量测量时的换算,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,（f t） 式中：q0水流量。l/h; f 蒸汽密度，kg/m3 mf蒸汽流量，kg/h;,第三节 流量检测及仪表,椭圆齿轮流量计 1.工作原理 2.使用特点可用于高粘度介质的流量测量,精度高,但不能含有固体颗粒等。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,涡轮流量计 1.工作原理 2.使用特点：耐高压,精度高,可远传。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,双涡轮流量计 涡轮流量仪表,第三节 流量检测及仪表,电磁流量计 1.工作原理 2.特点：只能用于测量导电流体的流量，可测量腐蚀性介质及含有颗粒、悬浮物液体流量等。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,漩涡流量计(涡街流量计) 1.工作原理： t柱型 三角形 2.特点：测量精度高、测量范围宽、压力损失小、节能效果明显等。,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,质量流量计:从根本上提高测量精度,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,1.直接式质量流量计:有量热式、角动量式、差压式及科氏力式流量计等。 特点：精度较高、可测量稀浆等.,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,2.间接式质量流量计 (1)测量体积流量q的仪表与密度计配合 yq, x,m=xy=kq (2)测量q2的仪表与密度计配合 pq2,yq2x,m= kq (3)测量q2的仪表与测量q的仪表配合 xq2 ， yq, m= kq 其它有靶式流量计 腰轮流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,玻璃管转子流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,金属转子流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,金属刮板,金属管斧子,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,复零型椭圆齿轮,椭圆齿轮流量变送器,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,智能型涡轮流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,深度可调涡轮,插入涡轮,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,电磁流量仪表 一体型电磁流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,手持涡街流量仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,涡街流量计2,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,涡街流量仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,质量流量仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,一体型质量流量计1,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,一体型质量流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,现场显示远传质量流量,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,容积式流量仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,旋转活塞容积式流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,时差式超声波流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,多普勒超声波流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,超声波流量仪表,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,插入式超声波流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,不满管超声波流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,一体化管段式超声波流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,便携式超声波流量计,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第三节 流量检测及仪表,电动靶式、智能靶式流量变送器,单位及概述,转子流量计,差压流量计,涡轮流量计,椭圆齿轮式,电磁流量计,漩涡流量计,质量流量计,其他流量计,第四节 物位检测及仪表,概述,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,按工作原理分类： (1)直读式 (2)差压式* (3)浮力式 01727、01728、 (4)电磁式:将物位转变为电量,如电阻式等； (5)核辐射式 (6)声波式 (7)光学式,第四节 物位检测及仪表,差压式液位变送器,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,1.工作原理 利用容器内液位改 变时，由液位产生 的静压力也相应变 化的原理而工作的。,如图:将差压变送器的一端 接液相,另一端接气相.设容器上部空间为干燥气体，其压力为p, 则 p1 =p+hg p2 =p 因此可得p=p1-p2=hg,第四节 物位检测及仪表,当被测容器是敞 口的，只需将差压变送器的负压室通大气既可。若不需要远传信号，也可以在容器底部安装压力表。 根据压力p与液位h成正比的关系，可直接在压力表上按液位进行刻度。,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,压力表式液位计,第四节 物位检测及仪表,2.零点迁移问题 (1)“无迁移”情况:当p=hg时,属“无迁移”。当h=0时,作用在正、负压室的压力是相等的。,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,h,无迁移比较,多了一项hg， 当h=0时,p0其输出4ma； 当h=hmax时,ppmax 其输出20ma；,(2)“正迁移”情况： p1 =hg+hg+p0 p2 =p0 则p=p1-p2 =hg+ hg与,第四节 物位检测及仪表,(3)“负迁移”况:p1=h1g+h12g+p0, p2 = h22g +p0,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,正,负压室间的压差p=p1-p2 =h1g+ h2g-h22g =h1g-（h2-h1)2g,与无迁移比较, 此时p减少 (h2-h1)2g 当h=0时,p0 其输出4ma； 当h=hmax时,ppmax 其输出20ma；,第四节 物位检测及仪表,零点迁移的实质:调整变送器的零点，而量程不变。 零点迁移的优点:可真实反映液位高度，并提高测量准确性。,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,3.用法兰式差压变送器测量液位 用于测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒及粘度大、凝固等液体液位。,浮筒式液位变送器,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,例:用一台双法兰式差压变送器测得某容器的液位,如图所示,已知被测液位的变化范围为0-3m，被测介质密度为=900kg/m3,毛细管内工作介质密度为0 =950kg/m3,变送器的安装尺寸h1=1m,h2=4m. 求(1)变送器的测量范围,并判断零点迁移方向，计算迁移量。 (2)当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时，问：对测量有何影响？ 解: (1)h=0时,p=0 h=3m时, p=pmax=gh=9009.813=26487pa=26.487kpa 变送器测量范围可选030kpa,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,(2)p1=gh+p0-h10g p2=p0+(h2-h1)0g 则p=gh-h2p0g 当h=0时,p0,负迁移，迁移量=0gh2 =9509.814 =37.278kpa,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,(3)p与h2有关, 当变送器位置 变化时，只要 两法兰间h2不变， 其迁移量不变。,第四节 物位检测及仪表,电容式物位传感器 1.测量原理,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,-中间介质 的介电常数 电容式液位计,第四节 物位检测及仪表,2.液位的检测 液位测量示意图 用两个同轴圆柱极板组成电容器来测量非导电介质液位。,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,得电容量的变化为,由,第四节 物位检测及仪表,讨论：(-0），,ki 仪表灵敏度。 还有 电极式水位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,3.料位的检测 用电极棒与容器壁 组成电容器来测 量非导电固体料 位。,第四节 物位检测及仪表,核辐射物位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,i=i0e-h i0,i穿过介质 前后的射 线强度； 介质对放射 线的吸收系 数； h介质层的 厚度。,第四节 物位检测及仪表,称重式液罐计量仪 根据原理图：推导结果为,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,m0总的液体储量； m砝码质量； a1波纹管面 积；a液罐截面积。,可见m0与l2成正比,而与介质密度无关。,第四节 物位检测及仪表,插入式 液位计,变送器,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,玻璃板液位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,浮子液位计,超声波液位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,雷达液位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,杠杆式液位变送器,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,电容式液位变送器,压阻铠装,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,压阻式,直装式,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,气动浮筒液位变送器,调节器,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,雷达料位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,阻移式物位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,静压式物位测量仪表,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,电容式物位变送器,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第四节 物位检测及仪表,超声波物位变送器,超声波物位计,概 述,电容传感器,差压变送器,称 重 式,核 辐 射 式,其他物位表,第五节 温度检测及仪表,温度检测方法： 温度计的种类及特点：p.76表3-3 温度检测：工业常用测温元件 热电偶：将温度转变为电压信号，测较高温度。 热电阻：将温度转变为电阻信号，测较低温度。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,热电偶温度计 1.热电偶特点： 1)测量范围很广,结构简单,使用方便， 测温准确可靠。 2)信号远传,自动记录和集中控制。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,组成： 由热电偶(感温元件)，测量仪表，连接热电偶和测量仪表的导线。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,(1)热电现象及测温原理 取a、b两种不同材料的金属导体，若把两根导体两端焊接在一起，形成闭合回路。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,冷端（参比端）：eab(t0) 热端（工作端）：eab(t), 两接点热电势为eab(t), eab(t0) 则闭合回路 热电势e(t,t0)= eab(t)- eab(t0),概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,当电极材料确定后， 热电势e(t,t0)是接点温度t和t0的函数。 若温度t0保持不变，即eab(t0)是常数，则e(t,t0)就成为另一端温度t 的单值函数了。 若就是被测温度，那么只要测出热电势的大小，就能判断测温点温度的大小。这就是利用热电现象测温度的原理。 热电偶的分度表：当t0=0时，e(t,t0)与t的对应关系表。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,(2)插入第三种导线的问题 要测温度,首先要测热电势。测量仪表远离测温点，因此需引入连接导线c，在a、b组成的热电偶回路中加入了第三种导线，因此又构成了新的接点。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,分析:导线c的引入构成新的接点是否会影响热电偶的热电势。 a:先分析图(b): 设3、4接点温度为t1,总热电势用et表示。 总的热电势 et= eab(t)+ ebc(t1)+ ecb(t1)+ eba(t0) ebc(t1)=- ecb(t1), eba(t0)=- eab(t0) et=eab(t)+ebc(t1)-ebc(t1)-eab(t0) = eab(t)- eab(t0) 则说明导线c的引入不影响热电势的测量。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,b:再分析图(c ) 2.3两接点皆为to 则et= eab(t0)+ ebc(t0) + eca(t0) 根据能量守恒: et= eab(t0)+ ebc(t0) + eca(t0)=0 则eab(t0)+ebc(t0)+eca(t0)=-eab(t0) 故et=eab(t)- eab(t0)其结果相同 结论:热电偶回路中接入第三种金属导线后,并不影响热电偶测量热电势。 但必须保证引入线两端温度相同。 如果回路串入更多种导线,只要引入线两端温度相同,也不影响对热电势的测量.,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,(3)常用热电偶的种类 对热电极的材料的要求:灵敏度高； 线性度好；物理化学稳定性好； 易加工成丝；复现性好。 工业常用热电偶:p82表3-4 (4)热电偶的结构 按结构分类： 普通型、铠装型、 表面型、快速型。 其他 温度计,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,热电偶温度计,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,2.补偿导线的选用 (1)为什么要采用补偿导线？ 原因：a.由热电偶测温原理知道，只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数； b.由于热电偶的工作端与冷端离得很近，而且冷端暴露在空间，易受环境温度波动的影响，冷端难以保持恒定； c.可将热电偶做得很长，使冷端远离工作端，但消耗贵重材料，不经济,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,补偿导线接线图,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,(2)解决办法： 采用一种专用导线将热电偶的冷端延伸出来，此专用导线称“补偿导线”. 补偿导线的特点： a.是由两种不同性质的金属材料制成。 b.在一定温度范围内（0-100）与所连接的热电偶具有相同特性，其材料是廉价金属。 使用补偿导线注意： a.型号相配,且正负极不能接错.表3-7 b.热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过100。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,3.冷端温度的补偿：为什么？ 原因：采用补偿导线后，热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方延伸到温度较低和比较稳定的操作室，但冷端非0，而工业上常用各种热电偶的温度与热电势关系曲线是在冷端温度保持为0的情况下得到的.由于操作室温度往往高于0，且不恒定，产生热电势偏小，且测量值也随冷端温度的变化而变化，结果产生误差，测量时只有将冷端保持0，才能得出正确结果，这种做法称为冷端温度补偿。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,补偿方法： (1)保持t0=0的方法,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,(2)冷端温度修正方法 例6：用镍铬-铜镍热点偶测量某加热炉的温度测得的热电势 e（t1,t2)=66982uv, 而自由端的温度t1=30度， 求被测得的实际温度。 解：由附录三可以查得:e(30,0)=180uv e（t.0)=e(t,30)+e(30,0)=66982+1801 =68783uv 再查附录三可以查得68783uv对应的温度为900度。,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热 电 阻,第五节 温度检测及仪表,(3)校正仪表零点法 (4)补偿电桥法,概 述,热 电 偶,元件安装,变 送 器,其他仪表,热