过程检测技术及仪表课设

1、多功能动态实验装置摘要：本课程设计论文介绍了一种换热设备污垢的测量方法热电阻法，它通过我校节能与测控研究中心杨善让教授为首研发的基于测量新技术的多功能动态模拟实验装置来实现的。其中需要检测和控制的参数主要有：试验管流体进出口温度，试验管壁温，水域温度；水箱水位；试验管内流体流量及含有污垢的管内差压。通过温度传感器、补水箱、集水槽、模拟换热器及监控系统来检测控制这些参数，从而达到测量污垢的目的。关键词： 污垢热阻 模拟装置 参数测量第一章 绪论 1.1课题背景与意义污垢和腐蚀问题是各类换热设备普遍存在的，换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应

2、用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。污垢的影响：设备管道水垢附着管壁，降低换热效率3%-10%。使系统水循环量减少：沉积物（如水垢、微生物粘泥）覆盖在空调水系统设备管道或换热器流道表面，严重的将堵塞流道，使低温水循环量减少，热交换效率进一步降代。污垢集聚会导致垢下局部腐蚀，缩短设备使用寿命1.1总体实验装置结构图实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术软测量技术开发的多功能实验装置。基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家

3、自然科学基金、973项目部分实验工作。图2-1 多功能动态模拟实验装置外形图1.2实验装置原理图 本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段约2m），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成两套独立的实验系统。可以做平行样实验和对比实验。为获取水处理药剂的效果、强化换热管的污垢特性、污垢状态下强化管的换热效果等等，管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。125834679101112220V冷却水入口 出口 图2-2 本实验装置原理图图中各数字代表的含义如下：1-恒温槽体 2-试验管段 3-试验管入

4、口压力 4-管段入口温度测点 5-管壁温度测点 6-管段出口温度测点 7-试验管出口压力 8-流量测量 9-集水箱 10-循环水泵 11-补水箱 12-电加热管 1.3污垢热阻法数学模型的建立表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度f和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由下式表示： (2-1)图2-3 清洁和有污垢时的温度分布及热阻图通常测量污垢热阻的原理如下：设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图2-3（a）为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为： (2-2)图2-3（b）为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为 (2-3)如果假定

5、换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响不大，则可认为。于是从式(2-3)减去式(2-2)得 （2-4） 式(2-4)表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有： （2-5） （2-6）若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定，则两式相减有 (2-7)这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。第二章 设计要求2.1检测和控制参数1、温度：包括实验管流体进口（2040）、出口温

6、度（2080 ）、实验管壁温（2080 ）以及水浴温度（2080 ） ；2、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm500mm；3、流量：实验管内流体流量需要测量，管径25mm，流量范围0.54m3/h；4、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为050mm水柱。2.2 设计要求设计成品需要完成以下工作：（1）课程设计报告；（题目介绍、背景意义、要求及选表原则等）；（2）检测方法设计以及依据；（3）仪表种类选用以及依据；（4）测量注意事项，并分析可能产生误差的原因。本设计题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前

7、所学知识，参考相关文献资料，完成此实验装置所需检测参数的检测。设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。第三章 温度的检测和控制该实验中温度测量是最复杂的，温度测量的仪表也是最多的，其中测量参数包括试验管进出口温度、试验管壁温及恒温水浴温度。温度测量条件、测量要求不同则测量温度所需要的仪表选择就不同，下面就详细介绍各温度参数的测量和控制3.1流体进出口温度的检测和控制3.1.1检测方法及依据由于该实验装置实验管道直径较小，为25mm，管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。因此不宜使用体积较大的温度计，否则会增加流动阻力影响

8、流速。由给定的参数可知，试验管流体进口温度为2040、出口的温度为2080，温度范围小，此两处的温度比较低，测量不便，适合测量此段温度的主要有液体膨胀式（水银温度计、酒精温度计）、双金属、热电偶及热电阻等温度传感器，而我们的实验设备有监控系统上位机采集信息，所以最好选用热电偶或者热电阻,而热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，铂热电阻中的铠装热电阻直径小，易弯曲，抗震性好，具有精确、灵敏、热响应时间快、质量稳定、使用寿命长等优点。所以综合考虑选用WZPK-230铠装Pt100热电阻进行流体进出口温度的检测。3.1.2 仪表选用及依据由于铠装电阻外保护管采用不

9、锈钢，内充满高密度冶金级镁砂氧化物质绝缘体，因此它具有很强的抗污染和优良的机械强度，比装配式电阻安装的场合更广泛。并且它有下列优点：1.体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；2.机械性能好、耐振，抗冲击；3. 热响应时间少4.能弯曲，便于安装5.动态误差小。6. 使用寿命长7.长度不受限制等。又由于实验装置实验管道直径较小，所以应选用螺纹式铠装热电阻的，经对比WZPK-230铠装Pt100热电阻具有精度高，直径小，长度可定做，热响应时间短等优点适合本实验中对流体进出口温度的检测和控制。3.1.3 WZPK-230主要技术参数WZPK-230热电阻直接测量生产过程中的-200500范围内液

10、体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。图3-2 铠装热电阻WZPK-230热电阻特点：压簧式感温元件，抗振性能好；测量精确度高；进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定；机械强度高，耐压性能好；主要技术参数：热电阻在环境温度为1535，相对湿度不大于80%，试验电压为10100V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻100M。环境温度：-40+85工作压力： 固定螺纹 -0.110MPa电气接口：M20×1.5（也可按用户要求）接线盒结构：防护等级（防水型）IP65防爆等级 ExdBT16 ExdCT16接线盒材质：铝合金、不锈钢插入深度：3100mm保护管直径：12、16、其他直径按用户要求过程连

11、接：螺纹连接M16×1.5螺纹、M27×2螺纹、M33×2螺纹等表3-1WZPK-230 热电阻传感器性能指标品牌天康类型铠装型热电阻型号WZPK- 230 分度号PT100测量范围-200-+500（）允差等级A热响应时间3（s）装箱数203.1.4 接线及安装方法为避免或减少导线电阻对测温的影响 ，热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线

12、一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。图5 热电阻三线制接法3.1.5 注意事项（1）采用三线制连接，导线必须从电阻感温体的根部引出，不要从子端引出。（2）除测温电阻外，所有相关元器件均要保持稳定。（3）三线制有补偿效果但不能完全补偿，只能部分抵消连线电阻对测量的影响。（4）保持工作电源的稳定性，工作电源对测量结果影响很大。3.1.6 误差分析1、分度误差。该误差取决于材料纯度和加工工艺；2、通电发热误差。由于电阻通电后会产生自升温现象，从而带来测量误差。该误差无法消除，但可用规定最大电流<6mA，传热条件好来尽可

13、能减小。3、线路电阻不同或变化引入的测量误差。可通过串联电位器调整，此外规定三线、四线接线方波等也能减小误差；4、附加热电动势。电阻丝与引线接点处构成热偶，若节点温度不同将产生附加热电动势，对于测量回路可能产生影响。可通过接点靠近，同温等办法减小或消除。3.2 管壁温度检测和控制3.2.1 检测方法及依据实验管流体进、出口温度，管壁温度和水浴温度大约控制在之间，属于低温测量，所以只需采用简单的接触式温度计即可。试验管壁温主要指处于恒温水浴中两根平行管管壁的温度，实验中，我们需得到精度较高的温度值并将其转换为电信号输出，膨胀式温度计精度虽高但不可以转化为电信号，低温测量时热电阻温度计精度比热电偶

14、温度计要高。所以综合考虑选择热电阻温度计较好。对于测量管壁温度，由于热电阻温度计不好安装，所以选用贴片式热电阻。并且选用同一材质的热电阻其误差和属性基本相同，对测量更有力，使测量更准确。综合以上原因，最终选用贴片式SA1-RTD带高温胶布粘贴的热电阻。贴片式SA1-RTD带高温胶布粘贴的热电阻是专为测温管壁温度而设计的，它主要用于测量物体表面的温度，贴片式温度传感器通过螺钉或其它固定方式将传感器贴在物体表面，实现较理想的测温效果。贴片式温度传感器和被测物体接触面积大，接触紧密，所以在一些表面温度测量方面具有比较明显的优势：测温准确性高、反应速度快，体积小方便固定安装。同时该产品装上温度转换器D

15、S18B20后，具有抗干扰、精度高、稳定性好等优点并且节省了补偿导线，是天然气、石化、电站等行业中管道温度测量的新型温度传感器。3.2.2贴片式SA1-RTD带高温胶布粘贴的热电阻主要技术参数贴片式SA1-RTD带高温胶布粘贴的热电阻热电阻直接测量生产过程中的0260范围内固体表面温度。特点：测温准确性高；反应速度快；体积小，方便固定安装；测温范围及允差抗振性能好；测量精确度高；进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定； 图6 贴片式SA1-RTD带高温胶布粘贴的热电阻主要技术参数：品牌：美国omega类型：现状热电阻型号：SA1-RTD-B-80-MTP分度号：PT100测量范围：0260允差等级：B

16、响应时间：0.1s装箱数：33.2.4 接线及安装方法标准热电阻安装在现场，而与其配套的温度指示计安装在控制区，其间引线很长。如果将两个更导线与热电阻和仪表连接，则相当于把引线电阻也串联加入到测温电阻中去。为了避免或减少导线电阻对测温的影响，标准热电阻在使用时多采用三线制。采用多点测温，取在两个管端口与中间共三点，安装同一种贴片式热电阻，然后输出得到的数据取平均值，或是将三个数据进行比较，去除不准确值。这样得到的数据更准确，不会得出单一没有确定性的数据。3.2.5 注意事项（1）采用三线制连接，导线必须从电阻感温体的根部引出，不要从子端引出。（2）除测温电阻外，所有相关元器件均要保持稳定。（3

17、）三线制有补偿效果但不能完全补偿，只能部分抵消连线电阻对测量的影响。（4）保持工作电源的稳定性，工作电源对测量结果影响很大。3.3 水浴温度检测与控制3.3.1 检测方法及依据该实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。由实验装置要求分析，水槽内水浴温度是一个存在一定变化的物理量，而水浴温度又通过稳控器来实时监控。因此，测温仪表要求较高的灵敏性和精确度。其次，水浴温度的变化范围在2080之间，属于低温范畴。综合以上要求，我们采用DS18B20温度传感器。3.3.2 仪表种类及选型依据测出水域水温后，为了保持水温恒定，需要由相关设

18、备来控制加热棒开始或停止工作，而单纯的温度传感器使做不到的。它另外还需要有类似单片机的东西，才能实现比较和控制，在此该实验选择的是DS18B20温度传感器。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO92小体积封装形式；温度测量范围为55125,可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18

19、B20非常适用于远距离多点温度检测系统。按键设置温度加热继电器和风扇继电器单 片 机多路DS18B20传感器LED显示声光报警器图22多路温度检测与控制总体设计框图3.3.4 注意事项1、直接使用元件或制成温度传感器测温时，避免超过测温量程，短时间内虽不会损坏亦影响产品寿命和精度。2、为避免DS18B20的三个引脚在水槽中不发生导电，必须用硅胶类的材料去灌封传感器及导线并且材料的高度绝缘性能要好，否则会导致产品的电气绝缘性能降低，并且影响元件的测试数据，一般会导致测试电阻值偏低。4.单封装材料密封和导热性都要好些，最简单可靠的就是不锈钢做成U字类似子弹壳，前段凃一些导热硅脂，装好后用704硅橡

20、胶填充，连接导线用好灌封胶，防止水侵入。5. 在同一条数据总线上可以并联许多片DS18B20实现多路温度采集。3.3.5 误差分析(1) 在传感器的线性范围内，传感器的灵敏度高，有利于信号处理，但是与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的串扰信号（2）实际上传感器的响应总有定延迟，但是延迟时间越短越好。（3）任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。（4）任何传感器使用一段时间后，其性能都会有或多或少的变化。(5) 连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过5

21、0m时，读取的 测温数据将发生错误。(6)在用DS1820进行长距离测温系统设计时没有要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。第四章 水位的测量和控制4.1 检测方法及依据由图1可知装置水箱为敞口容器，由于实验装置补水箱内水为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，可采用静压式液位测量方法。用静压测量原理，当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为： = .g.H + Po （8）同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ，使传感

22、器测得压力为： .g.H ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。投入式静压液位变送器可将各种物位参数的变化转换成标准电流信号，远传至操作控制室，供二次仪表或计算机进行集中显示、报警或自动控制。其良好的结构及安装方式，可适用于 高温、高压、 强腐蚀、易结晶、防堵塞、防冷结以及 固体粉状、粒状物料等特殊条件下的液位，料位或物位的连续检测，可广泛应用于各种工业过程中的检测控制。投入式液位变送器广泛应用于河流、地下水位、水库、水塔及容器等场合的液位测量与控制。投入式液位变送器可分为是否需要带显示，是否需要远传两种。传感器芯体通常采用扩散硅压阻、陶瓷电容或蓝宝石，具有测量精度高、结构紧凑、稳

23、定性好等特点。HM21系列投入式静压液位变送器的传感器部分可直接投入到液体中，变送器部分可用法兰或支架固定，安装使用极为方便。图9 水箱水位测量流程图4.2 仪表选用及依据HM21液位变送器利用流体静力学原理测量水位或液位，是压力传感器的一种重要应用。用微机械加工技术制作的高灵敏度的硅压阻力敏元件是液位传感器的心脏，辅之以带通气导管的专用电缆及专门的水密封技术，既保证了浸入式传感器的水密封，又使得参考压力腔与环境气压相通，从而获得准确的测量结果与优良的稳定性。HM21液位变送器采用了德国HELM具有国际先进水平的干式陶瓷电容传感器或带温度补偿的隔离膜片式扩散硅压力传感器，作为感测元件，大大提高

24、了产品的使用性能。该产品由高性能压力传感器作为测量元件，精度高、体积小、使用方便、抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、灵敏度高、防水、抗结露 免维护，安装、调试方便，直接投入水中以测量出变送器末端到液面的液位高度。  投入式液位变送器稳定性好、精度高，可直接投入到被测介质中，安装使用相当方便。固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量，不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响宽范围的温度补偿。投入式液位变送器具有电源反相极性保护及过载限流保护。 图10 投入式静压液位变送器选择投入式液位变送器的时候要先考察应用场合，如果在腐

25、蚀性环境当中应用，要选择防护等级高，且防腐传感器，还要注意液位传感器量程的大小和接口的要求。HM21系列投入式液位变送器一体化结构（传感器与放大电路均在不锈钢全密封壳体内，无需外部调校）广泛应用于水厂、污水处理场、城市供水、高楼水池、水井、矿井、工业水池、水罐、油池、油罐、水文地质、水库、河道、海洋等场合液位的测量，电路采用抗干扰性号隔离放大，截频干扰设计（抗干扰能力强，防雷击）、过压保护，限流保护，抗冲击，防腐等设计，受到用户的一致认可。4.3 JT-DBS50 相关技术指标主要技术指标 测量范围：00.5m200m   综合精度：±0.25%FS &

26、#177;0.5%FS ：±1.0%FS工作温度：-2085 长期稳定性：典型±1.0%FS/年 最大：±0.2%FS /年零点温度漂移：典型±0.02%FS/ 最大：±0.05%FS /满度温度漂移：典型±0.02%FS/ 最大：±0.05%FS /分辨率：无限小（理论），1/100000(通常)    输出信号：二线制420mADC     供电范围：1236VDC（标准24VDC）   &#

27、160;  负载能力：0-600 绝缘电阻：100M ，50VCD    相对温度：85%     防护等级：外壳防爆等级IP68    安全防爆：ExiaCT5响应时间：2ms重量：约250g结构材料：外壳不锈钢1Cr18Ni9Ni 膜片不锈钢316L 密封 氟橡胶 电缆：7.2mm聚氟乙烯专用电缆4.4 安装方式1、变送器的安装方向为垂直，投入式安装位置应远离液体出入口及搅拌器。 2、在有较大振动的使用场合，可在变送器上缠

28、绕钢丝，利用钢丝减震，以免拉断电缆线。3投入式液位变送器在出厂时已按铭牌标注量程精确校正，只要介质的密度等参数符合铭牌要求，一般无需调整。却需要调整量程或零位，请按以下方法调校：（1）、拧下保护盖，外接标准24VDC电源及电流表（要求0.2%级以上精度）即可调整；（2）、在投入式液位变送器没有液体的情况下，调节零点电阻器，使之输出电流4mA；（3）、投入式液位变送器加液到满量程，调节满程电阻器，使之输出电流为20mA；（4）、反复以上步骤两三次，直到信号正常；（5）、请分别输入25%、50%、75%的信号校核投入式液位变送器误差；（6）、对于非水的介质，投入式液位变送器用水校验时，应按实际使用

29、的介质密度产生的压力进行换算。如：介质密度为1.3时，校验1m量程时要用1.3m水位标定；（7）、调节完毕，拧紧保护盖；（8）、投入式液位变送器的校验周期为每年一次。4.5 注意事项1、使用中发现异常，应关掉电源，停止使用，进行检查。 2、接供电电源时应严格按照进行连接。 3、液位变送器运输、储存时应恢复原包装，存放在阴凉、干燥、通风的库房内。 4.6 误差分析1、安装误差：液位计安装倾斜，会给读数带来误差。2、装置误差：浮子运动不够灵活或被卡死，会给测量带来误差，这是主要误差。3、读数误差：读数时应平视液面的最低点。4、液体本身的物理参数对液位测量带来的影响。第五章 流量的测量和控制5.1

30、检测方法及依据从资料可知实验管径很小，流体是人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质，且流速较小。用通常的差压式流量计或普通的速度式流量计都无法准确测量，甚至无法安装。基于以上考虑，选用超声波流量计比较合适。 TDS-100F固定式超声波流量仪表引是以“时差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。灵活多变的中文显示主机满足各种不同的工业现场简单方便的传感器易于现场人员安装维护。 TDS-100F固定式超声波流量计独有的三种安装方式使测量安装简单、方便，灵活，在线式测量及标

31、定巡检式测量已广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、环保、食品等部门及水利建设等领域。5.2 仪表选择及依据TDS-100F固定式超声波流量计不仅可以做非接触式测量仪表，并且它为无流动阻挠测量,此型号超声波流量计在测量时无压力损失，可测量非导电性液体,一般不需要作实流校验，原理上不受管径限制,其造价基本与管径无关。TDS-100F固定式超声波流量计是目前为止，唯一不用破坏管道的情况下可以准确测量管道内液体流量的流量计，具有使用方便，且可只用一套TDS-100F固定式超声波流量计就可测量不同口径管道内液体的流量，性价比非常高。精度从1.5到0.2不等。可供用户根据实际需要选择。超声波流量计价格公道，

32、流量计质量好性能稳定可用5年以上。图12TDS-100F固定式超声波流量计TDS-100F固定式超声波流量计特点产品特点： 稳定性好，精度高线性度优于0.5%,重复性精度优于0.2%,测量精度优于±1% 测量范围广，三种探头可选选用不同型号的传感器,可实现口径 DN15 DN6000mm 管道流量的测量测量流速范围可达-32m/s-+32m/s 采用一体式结构，在测量点即可完成测量，符合绝大多数仪表的使用习惯，结构更合理； 防护等级高，性价比高 采用全灌胶防水工艺，防护等级IP68；体积小，具有防水、防爆（本安型）功能；本地显示；可选配所有种类传感器； 多重显示，操作方便简捷 可循环

33、显示累积流量、瞬时流量、流速等参数，二次表可中文显示100余项菜单 支持中英文菜单 不同版本的流量计，可支持中文或英文菜单 可靠性高 采用低电压、多脉冲发射电路，测量精度、使用寿命及可靠性大幅提高 抗干扰能力强采用双平衡信号差分发射、接收电路，有效抵御变频器，电视塔、高压线等强干扰源 强大的自动记忆功能 自动记忆前64日、前64月、前5年的累计流量，自动记忆前64次来电和断电时间和流量，自动记忆前64日流量计的工作状态是否正常。 组网快捷，传输距离远  一次表与二次表（或计算机）之间采用RS-485总线通讯，采用普通电缆即可，传输距离可达1000米以上，组网十分方便、快捷。这种传输方

34、式抗干扰能力强，解决了分体式超声波流量计专用电缆成本高、抗干扰能力差、传输距离短等问题。5.3 TDS-100F固定式超声波流量计技术指标品牌： 创仪产品型号：TDS-100F 准确性：1.0% 重复性：0.2% 流速范围：064m测量周期：500ms（每次2秒，每个周期采集128组数据）测量原理：超声笔时差原理，4字节IEEE754浮点运算输入：两路三线制PT100铂电阻输入回路，可实现热量计量功能工作电流：50Ma(不连接架盘现实和蜂鸣器不响的条件下)环境温度：-1090测量介质：-40160工作时间：连续可测管道：内径15mm6000mm管段式：型管段式，适用于DN2

35、0DN40 标准型管段式，适用于DN50DN10005.4 安装步骤1、了解现场情况固定超声波流量计在安装之前应了解现场情况，包括：1)、安装传感器处距主机距离为多少;2)、管道材质、管径及管道年限3)、流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管;4)、预先测量出流体温度5)、安装现场是否有干扰源(如变频、高电压电缆场等);6)、主机安放处四季温度;7)、使用的电源电压是否稳定;8)、是否需要远传信号及种类;5.5 注意事项1.不充许直接在流量计测量管前后端安装阀门、弯头等极大改变流体流态的部件。如果需要在流量计前后管道上安装阀门、弯头等部件也应尽量保证前后直管段长度。2、选择安装位置选择安装管

36、段对测试精度影响很大，所选管段应避开干扰和涡流这两种对测量精度影响较大的情况，一般选择管段应满足下列条件：1)、避免有强磁场和震动干扰处安装机器;2)、选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段;3)、要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于10D(注：D=直径)，下游要大于5D;4)、安装点上游距水泵应有30D距离;5)、流体应充满管道;6)、管道周围要有足够的空间便于现场人员操作。5.6 误差分析a、安装前后流量计水平度不一致，因倾斜而产生轴向水平分力导致瞬时流量存在；b、流量计长期运行，其传感器内部应力释放产生微变；c、安装或运行过程中，严重过载造成零点飘移；d、高结圬条件下，进而在

37、相同流量下，传感器受力增大，最终导致流量示值非正常增加；第六章 差压的检测和控制6.1 检测方法和依据测量管道的管径较小所以不应采用安装体积较大的差压计，且实验装置给出的压降范围为050mm水柱（500Pa），它是一个很小的差压，用普通的差压计测量方法很难精确的测量。由于流体是人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢的流体，当它在试验管段内流动时，容易在内结垢，使管内流动阻力增大，这就在试验管段的两端产生流动压降。单个差压变送器精度高与选用两个普通压力变送器。为提高测量精度故选择西森BST6800-DR微差压变送器。差压变送器用于防止管道中的介质直接进入变送器里，感压膜片与变送器之间靠

38、注满流体的毛细管连接起来。它用于测量液体、气体或蒸汽的液位、流量和压力，然后将其转变成420mA DC信号输出。差压变送器适用于下述几种测控情况：高温下粘稠介质；易结晶的介质；带有固体颗粒或悬浮物的沉淀性介质；强腐蚀或剧毒性介质。可消除导压管泄漏污染周围环境现象的发生；可免去采用隔离液时，因测量信号的不稳定，需要经常补充隔离液的繁琐工作。6.2 仪表种类及选型依据来自双侧导压管的差压直接作用于变送器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。差压变送器所测量的结果是压强差，即P=gh （9）而由于管道往往是圆柱形，其截面圆的面积S是不变的，那么，重量G=P·S=gh·S （10）若S不变，G与P成正比关系。即只要准确地检测出P值，与高度h成反比，在温度变化时，虽然油品体积膨胀或缩小，实际液位升高或降低，所检测到的压力始终是保持不变的。如果用户需要显示实际液位，也可以引入介质温度补偿予以解决。选用型号为西森BST6800-DR微差压变送器，如图所示：图13 西森BST6800-DR微差压变送器BST6800-DR系列微差压变送器由一体化智能传感器和外围电子线路