油库安全监测系统传感器设计热电偶温度传感器设计分析

1、安全检测技术课程设计任务书题目油库安全监测系统传感器设计二（热电偶温度传感器设计）学生姓名学号专业班级设计内容与要求课程设计主要完成某油库安全监测系统硬件设计中热电偶温度传感器的选型、应用及接线等。要求运用已学过各类传感器的知识，完成安全监测系统中传感器的原理、选型、厂家产品参数、接线等内容，将书本传感器的理论知识与厂家具体产品对应起来，使得可以真正理论联系实际。要求熟悉相关传感器的原理与硬件结构，学会计算机监测系统硬件设计的步骤和方法，具有初步设计小型计算机安全监测系统硬件方案中传感器部分的能力。课程设计内容及基本要求如下：1 .熟悉油库工艺流程、监控目标及监控要求。2 .学会常用的各种传感

2、器（温度、流量、压力、液位等）参数及使用，了解其工作原理。3 .课程设计中以热电偶温度传感器为主，详细介绍所选温度传感器的工作原理、硬件组成、测量电路、使用时的注意事项。详细介绍所选温度传感器的厂家产品参数、接线、特点等参数。4 .完成监测系统硬件方案设计，画出原理图。5 .课程设计时间一周，完成课程设计报告。起止时间2013年6月17日至2013年6月23日指导教师签名口月日系（教研室）主任签名口月日学生签名口月日目录1 绪论11.1 油库11.1.1 油库的分类11.1.2 国内外油库的现状11.2 油库的总体布局21.3 油库的工艺流程31.4 计算机监控及要求41.5 系统I/O点数统

3、计52温度传感器的选型62.1 热电偶温度传感器62.1.1 热电偶的工作原理62.1.2 温度传感器的分类82.1.3 热电偶的技术特点92.1.4 热电偶的结构形成92.2 温度传感器的选型102.2.1 技术指标102.2.2 仪表主要特点112.2.3 测温范围112.2.4 结构形式112.2.5 接线盒形式123其他传感器选型143.1 压力变送器143.2 物位计153.3 流量计163.4 加速度传感器184结论19参考文献20I西安石油大学本科课程设计1绪论1.1 油库油库指用以贮存油料的专用设备，因油料具有的特异性用以相对应的油库进行贮藏。油库是协调原油生产、原油加工、成品

4、油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。油库是油气运输过程中的一个重要环节，它直接关系到外输原油的质量，其工艺特点是系统关联紧密、操作规程严格、系统运行状况复杂多变且系统过程中流程多变。所以采用计算机监控系统对其工艺过程进行实时监控可以有效的提高生产率、减少事故发生率、降低工人的劳动强度。随着石油工业的进步和石油战略地位的不断提高，油库的安全也越来越重要。本课程设计根据课程设计指导书以及相关资料，运用温度传感器设计油库的日常生产和运行的检测系统。1.1.1 油库的分类1）按油库的管理体制和经营性质可分为独立油库和企业附属油库两大类

5、。独立油库是指专门从事接收、储存和发放油料的独立经营的企业和单位。企业附属油库是工业、交通或其它企业为满足本部门的需要而设置的油库。2）按主要储油方式可分为地面（或称地上）油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石洞库和海上油库等。地面油库与其他类型油库相比，建设投资省、周期短，是中转、分配、企业附属油库的主要建库形式，也是目前数量最多的油库。3）油库还可按照其运输方式分为水运油库、陆运油库和水陆联运油库；按照经营油品分为原油库、润滑油库、成品油库等。4）油库按照油罐的总容积划分为小型油库，具容积为一万立方米以下，中型油库其容积为一万至五万立方米，大型油库其容积为五万立方米以上。1.1.2 国内外油库的

6、现状我国非常丰富的石油资源，是今后一个时期内国民经济发展的重要因素之一，无论是开发利用国内石油资源，还是利用国外石油资源，它们都离不开储备油库。在石油价格飙升的带动下，目前全国范围内压缩石油的需求也在急剧上升。石油在城市中的应用越来越广泛，使得许多城市的油库建设成为重点。由于技术的原因，目前我国城市用油以城市加油站为主。在现在加油站不断增多的情况下，要求有更多的油库尽快建成。全国各省市地方也在积极地兴建新的油库，改进油库建设技术，发展油库，保证油库安全，这些都显的极为重要。国内外油库建设技术领域的专家学者就油库设计开发应用前景及合作已进行了很长时间的研究。有关专家认为，管道局与国内外压缩机生产

7、、科研及技术服务等单位的合作，必将推动油库建设效率、高稳定性、高信息化、高科技含量和高附加值的方向发展。在国外，对大型石油石化公司的“低成本战略”进行了全方位、多角度的综合分析，并提出了适合我国石油石化工业国情的“低成本战略”。美国政府早在二战时期就有国家战略石油储备的构想，但直到20世纪70年代“石油危机”发生后，美国的战略石油储备才开始正式建立。70年代前期，阿拉伯国家以石油为武器对西方国家实施禁运，导致美国国内石油产品供应紧缺，价格飞涨，最终使美国经济陷入长时期的严重衰退。美国前总统福特于1975年12月22日签署了能源政策和储备法，其中最重要的内容之一就是决定建立战略石油储备，目的是为

8、了在此后发生类似事件时，可以对美国能源市场起到保护和缓冲作用。美国政府从1977年7月21日正式开始储备石油，当时决定的储备目标是10亿桶，后来最终形成的储备能力为7亿桶。1.2 油库的总体布局油库区域内建筑物、构筑物、装置、设备及所有设施的布置。合理确定油库内建筑设施的位置，以保证油库有一个固有的安全条件和环境，使得油品的贮存运转以及收发作业能够顺利地进行。铁路装卸区铁路收发栈桥应为非燃烧体结构，尽可能地设在油库的边缘地区，避免与库内道路交叉；应布置在辅助作业区的上风，并与其他建（构）筑物保持一定的距离。铁路作业线的中心线至围墙的距离一般采用10ml以便布置消防通道。轻油作业线应与润滑油作业

9、线保持大于10m的距离，轻油装卸线与桶装油共用的作业线保持5.66.5m距离，装卸台的边缘与相邻铁路中心线应距离1.75m站台地坪标高比轨迹高出1.1rni对于设置两股或单股作业线的中小型油库，可将轻油作业线放在铁路岔道的始端，将粘油作业线放在岔道的终端。作业线路与外部铁路应绝缘，可在铁轨连结处的鱼尾板中夹一层石棉垫等绝缘材料，采取路轨接地措施，每100m一个接地。汽车收发作业区应布置在油库出入口附近，接近公路干线。应筑有实体围墙与油库其他区域分开，以免提油车辆、人员深入库区。装卸油品的码头与其他客、化运的码头及桥梁等建筑应离开一定的距离，尽可能设置在下游地带。船位间保持一定的安全距离。油库罐

10、区在布局时必须考虑油罐的呼吸阀和测量孔、在检修和灌装转运时的油蒸气扩散扑油罐发生着火石油品燃烧产生的热辐射扑油品的突沸特性扑油罐类型扑救条件等因素。防火堤应采用不燃材料建造。堤高官为1.11.6rni用土质建造的防火堤顶宽不小于0.5m防火堤应能承受油罐破裂后相当于流出油品的静压力。地上油罐或半地下油罐的外擘到防火堤的内侧基脚线的距离应有利于灭火。防火堤内的平地，从油罐基础向堤内侧基脚线应有一定的排水坡度。堤内构成的空间容积，应不小于堤内地上油罐总贮量的1/2,且不小于最大罐的地上部分贮量。灌油间灌油柱的相互距离为2m左右，灌油柱上阀门装在高1.5m左右。灌装轻质油的灌油问，其建筑耐火等级不应

11、低于二级，其余油品的灌油间建筑耐火等级不低于三级。灌油问内应用不发火地坪，地面应坡向集油沟及集油井。灌装轻质油品和重质油品，应分别设置在单独的灌油间内或设置防火墙隔开。灌区内防火间距和消防设施及通道均应符合规范要求。1.3 油库的工艺流程污槌油库工艺流程图图1-1油库工艺流程1）分离器流程。从各个采油队输送过来的原油首先通过计量器计量后又进入联合站的油气水三相分离器，在这里实现气体和液体的分离。原油从分离器一端进入，然后天然气从另一端上部流出进行天然气外输，而油水混合的液体从下部流出进入一次沉降罐。2）油罐区流程。油罐区的储罐主要的任务是进行油水分离，分离器将油水混合液体输入沉降罐，沉降罐分离

12、出大部分的原油，并把部分天然气再行收集，而将水输到污水区，进行污水处理，然后原油进入加热炉加热和脱水器脱水。经过加热和脱水后的原油进入净化油罐，等待外输。3）加热炉流程。从油罐区二次沉降罐输送过来的原油在这里经过加热，以利于原油的输送，然后送到脱水器脱水。4）原油外输流程。经过加热和脱水处理的原油含水已经很少，通过原油外输泵将原油输送出联合站。污水处理工艺流程。在这一流程里，从一次沉降罐过来的污水首先进入缓冲罐，将含有的残留天然气进行收集。1.4 计算机监控及要求计算机监控技术时一门综合性的技术。他是计算机及技术（包括软件技术，接口技术，通信技术，网络技术，显示技术）、自动控制技术、自动检测技

13、术和传感技术的综合应用。任何一个计算机监控系统的设计与开发基本上由六阶段组成的。既：可行性研究、初步设计、详细设计、系统设施、系统测试和系统运行。当然，这六个阶段并不是完全按照直线顺序进行的。在任何一个阶段出现了问题都可以返回到前面的阶段进行修改。所谓计算机监控就是利用传感器装置将被监控对象中的物理参量（如温度、压力、流量、液位、速度）转换为电量，并且在计算机的显示装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而时操作人员能够直观而迅速的了解被监控对象的变化过程。通过应用计算机监控技术，可以稳定和优化生产工艺，提高产品质量，降低能源和原材料的消耗，降低生产成本。还可以降低劳动这的强度，并且提高管理

14、水平，从而带来极大的社会效益。正因为如此计算机监控技术以在各个领域都有所发展。被监控对象图1-2计算机监控系统计算机监控系统可以由一下几个部分组成：计算机（含可视话的人机界面）、输入输出装置（板卡），监测、变松机构。设计原则有可靠性原则、使用方便原则、开放性原则、经济性原则、开发周期短原则。图1-2就是一个典型的计算机测控系统组成原理图。1.5 系统I/O点数统计根据油库的流程图，先要列出统计出系统的I/O点数，系统的I/O点数如表1-3所示.系统I/O点数通过列表的形式列举如下表。序号设备名称总点数控制量AIAODIDO11个三相分离器8水室的液位、压力、温度3油室的液位、压力、温度3油室、

15、水室液位恒定控制221个缓冲罐4罐的液位、压力、温度3罐的压力恒定控制141个分储塔3塔的液位、压力、温度351个沉降罐3罐的液位、压力、温度371个柴油罐3罐的液位、压力、温度381个天然气罐2罐的压力、温度291个汽油罐3罐的液位、压力、温度3107个电磁阀7阀的开、关控制7112个外输泵8泵的前后压力4泵的起、停2泵运行状况显示2124个中输泵16泵的前后压力8泵的起、停4泵运行状况显示4136个流量计3监控个反应器前的流量6合计60383613表1-3油库系统I/O点数统计表2温度传感器的选型2.1 热电偶温度传感器热电偶是一种热电型的温度传感器，它将温度信号转换成电势（mV）信号，配

16、以测量信号的仪表或变换器，便可以实现温度的测量和温度信号的转换热。电偶是接触法测温常用的传感器之一。自1821年塞贝克发现热电效应起，热电偶的发展已经历了一个多世纪，据统计，在此期间曾有300余种热电偶问世，但应用较广的热电偶仅有四、五十种，国际电工委员会（IEC）对其中被国际公认、性能优良和产量最大的七种制定标准，即IEC584-1和6842中所规定的。S分度号（柏铭10柏）；B分度号（伯铭30一柏铭6）；K分度号（锲铭一锲硅）；T分度号（铜一康铜）；E分度号（锲铭一康铜）J分度号（铁一康铜）;R分度号（柏铭13一铝）等热电偶。2.1.1 热电偶的工作原理两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或

17、热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入计算机进行处理，即可得到温度值。T<ZZ>%图2-1两种道题构成的热电偶由理论分析知道，热电效应产生的热电势Eab（T,To）是由接触电势和温差电势两部分组成的。（1）接触电势产生的原因：我们知道，所有金属导体

18、都具有自由电子，而不同的金属材料中自由电子的浓度不同。当两种不同性质的导体接触时，在接触面上因自由电子的浓度不同而发生电子扩散。如果导体A的自由电子的浓度大于导体B的自由电子浓度，那么在单位时间内，由导体A扩散到导体B中去的电子数要比导体B扩散到导体A去的电子数多,因而导体A失去电子而带正电，导体B因获得电子而带负电。于是，在接触表面上便形成了电场，如图2-2所示。+A十一+-,B图2-2该电场将阻碍扩散作用的进一步进行，当扩散作用和阻碍作用相等时，接触面上的自由电子的扩散便达到动态平衡。在这种平衡状态下，A和B两导体之间便产生一定的接触电势。它的数值取决于两种导体的性质和接触处的温度而与导体

19、的形状及尺寸无关根据物理学可知，两个接点的接触电势分别为eAB(T)=UAT-UBT=一lnAT(1)ekTnBNateAB(To)=UAT0-UBT0=kl0ln也(2)eNBTc式中：k为波尔兹曼常数；T、To为接触处的绝对温度(K)；Na、Nb为导体A、B的自由电子浓度；e为电子的电荷量。(2)温差电势产生的原因：对于任何金属导体，当其两端温度不同时，两端的自由电子浓度不同，温度高的一端的自由电子浓度大，具有的动能较大；温度低的一端的自由电子浓度小，图2-3动能也小。因此，高温端的自由电子要向低温端扩散，最后达到动态平衡时，高温端失去电子而带正电，低温端获得电子而带负电，从而在两端形成温

20、差电势。如图2-3所示。温差电势的大小可表示为TeA（T,T0）=LAdT（3）TTeB（T,To）=,dT（4）T0式中：eA（T,T。）、eB（T,To）分别为导体A、B两端温度为T、T0时形成的温差电势；仃a、Ob为汤姆逊系数。对于由导体A与B组成的热电偶，如图3所示。当温度T>To时，回路总的热电势为Eab（T,T0）=eAB（T）-eAB（T0）-eA（T,T°）eB（T,To）=k（T-To）lnNA（二b-；A）dT（5）eNBT0综上所述，可得出有关热匮偶的几点结论：1）如果构成热电偶的两个热电极为材料相同的均质导体，即仃a=0b,Na=Nb,则无论两结点的温度

21、如何，热电偶回路内的总热电势为零。2）如果热电偶两结点温度相同，即T=T0,则尽管导体A、B的材料不同，热电偶回路内的总热电势也为零。因此，热电偶两结点必须存在温差。3）热电偶A、B的热电势的大小与导体A、B材料的中间温度无关，只与结点温度有关。在金属导体中的自由电子数目很多，以致温度不能显著地改变它的自由电子浓度，所以在同一种导体内的温差电势极小，可以忽略。因此，在一个热电偶回路中起决定作用的是两个结点处产生的与材料性质和该点温度有关的接触电势。所以（5）式可以改写成kNa一Eab（T,T。）=（T-T0）lnNA=Eab（T）-Eab（T。）（6）由（6）去可以看出，问路的总热电势是随温度

22、T和T。变化的。在实际使用中很不方便，为此，在标定热电偶时，使T。为常数（通常是T0=0°C）,即Eab（TJ=常数则（6）式可以改写为Eab（T,T0）=Eab（T）C=（T）（7）式（7）表明，当热电偶回路的自由端保持温度不变时，热电偶回路的总热电势只随工作端的温度变化而变化。两个端点的温差越大，回路中的总热电势也就越大。2.1.2 温度传感器的分类常用温度传感器热电偶可分为标准温度传感器热电偶和非标准温度传感器热电偶两大类。所调用标准温度传感器热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的温度传感器热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化

23、温度传感器热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化温度传感器热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化温度传感器热电偶我国从1988年1月1日起，温度传感器热电偶和温度传感器热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、RJ、T七种标准化温度传感器热电偶为我国统一设计型温度传感器热电偶。2.1.3 热电偶的技术特点 测量精度高。因温度传感器热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响； 测量范围广。常用的温度传感器热电偶从-50+1600C均可边续测量，某些特殊温度传感器热电偶最低可测到-269C（如金铁锲铭），最高可达+2800C（如鸨-铢）； 构造简单，使用方

24、便。温度传感器热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。2.1.4 热电偶的结构形成各种热电偶尽管外形各有不同，但其基本结构式一样的。普通热电偶由热电极、绝缘套管、保护管、接线盒等四部分组成。如CAD图所示。（1）热电极组成热电偶的两根细丝成为热电极。热电偶通常以热电极材料种类来命名。从理论上讲，凡是两种不同性质的导体或半导体材料都可以组成热电偶，用来测量温度c但实际上并不是所有的材料都可以组成热电偶。一般来说，热电极材料应满足一下要求：a）在测量范围内，热电性能稳定，不随时间变化而变化；b）在测量范围内，有足够的物理、化学性质稳定性，不易氧化

25、或腐蚀；c）电阻温度系数小，电导率高；d）组成热电偶测温时，产生热电势大，且希望热电势与被测温度变化成单值线性或接近线性关系；e）由足够的机械强度及较好的耐振动、耐、冲击性；f）材料复制性好、工艺性好，可制成标准分度，制作工艺简单，价格便宜。但是，实际上没有一种材料能满足上述全部要求。因此，在设计选用热电偶的电极材料时，要根据测温的具体条件来加以选择。（2）绝缘材料套管绝缘材料套管又称为绝缘子，用来防止两根热电极短路。绝缘子一般呈椭圆形或圆形，中间有一个、两个或四个小孔，孔德大小由热电极的直径决定。（3）保护管保护管的作用是使电极和待测温度介质隔离，使之免受化学的侵蚀和机械损伤。对保护管的要求

26、是必须具有优良的传热性能，能经久耐用。前者指的是具有良好的导热性，以改善热电极对被测温度变化的响应速度，减少滞后；后者指的是耐高温、耐急冷急热、耐腐蚀，不分解出对电极有害的气体，有足够的机械强度。具体使用时应根据热电偶的类型、测温范围和使用条件来选择保护管材料。（4）接线盒接线盒供热电偶和补偿导线连接之用。接线盒固定在热电偶保护管上，一般用铝合金制成，分为普通式和密封式两种。2.2 温度传感器的选型本次设计温度变送器采用的是江苏恒大仪表WRZ系列一体化温度变送器。江苏恒大仪表的WRZ系列一体化温度变送器热电阻、热电偶与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把-2001300c的温度信号转换为标准4

27、20mAfe流信号实现对温度精确测量与控制WZ湿度变送器可与显示仪、控制系统、记录仪等调节器配套使用，并被广泛应用于石油、化工、发电、医药、纺织、锅炉等工业领域。图2-3一体化温度变送器2.2.1 技术指标1） 基本误差：±1.0%、±0.5%、±0.25%;2）输出信号：420mA;3）负载电阻：250。允许范围为0500Q;4） 供电电源：24VDC允许范围为1830VDC;5）温度漂移：0.015%/C；6）环境温度：-2560C、相对湿度：95%;7）防爆等级：dIIBT4。2.2.2 仪表主要特点 二线制输出、无需补偿导线； 抗干扰能力强、远传性能好；结

28、构简单、合理安装方便； 小型化、安全可靠、使用寿命长；三线制、二线制输入方法通用； 液晶显示现场温度，清晰度高，无视觉误差2.2.3 测温范围品名测温材料分度号测温范围热锲铭-康铜E01000c范围内任选电锲铭-锲硅K01300c范围内任选偶伯铭10-钳S01600c范围内任选柏铭30-钳铐6B01800c范围内任选热车例电阻Pt100-200600c范围内任选电铜热电阻Cu50-50150c范围内任选阻铜热电阻Cu100-50150c范围内任选表2-4注：1、在测温范围800c以下、隔爆型机电一体化温度变送器的防爆性能有效;2、可按用户要求特殊设计、生产其它型号的变送器。2.2.4 结构形式

29、13卡者活动法兰安装曾安装固定法拦安装图2-52.2.5接线盒形式引接虢接头漏惕式防水或小接线盒（热电阻彳）防水式西安石油大学本科课程设计15插座式防噩式图2-63其他传感器选型3.1 压力变送器本次设计压力变送器采用的是上海自动化仪表四厂YSG-2/3/4系列电感压力变送器。YSG系列压力变送器为电感压力（微压）变送器，主要适用于工业生产过程和测量系统中用以测量各种非结晶和非凝固的对钢或铁及其合金不起腐蚀作用的流体介质的压力或负压。本仪表既能将被测介质的压力值转换成标准直流的电流信号，以便于较长距离传送测量值，而最终能在中央控制室中与二次仪表进行配套，以实现生产过程的自动检测与控制，又具有机

30、械式指针直接指示压力值的特点，以便于现场工艺检查和调校。图3-1YSG电感压力变送器测量范围：型号YSG21$压力要送翳YSG川式0X0,压力变送器0-0.061测0-0.1*041-00-250“2卜+12。量0-0160.1-0.060-400-400-0范01-D.150-SOQ600-0L00-*300围Q-Q.40-1000Lioqo-050S+初Q0-06-04-050-16G0Hl600-0300+8000-1-0.1-090-2500L2500-0“20卜12g0-16-OJ-150-400Q-4000-02000*20000-2.5-0J-2.40-6000r6000-D30

31、00-*3000口"Q-1DOOO10。00加口-60-16000卜15000-0-3000+300001062500。25000-0h2000+12000016O-iOOOO-OOOO-O,2000(+200500*400-60MPa(Pa:使用条件：1)使用环境条件：-1055c相对湿度不大于85C；2)温度影响：使用温度偏离20SC,其温度附加误差不大于0.75%/10c3.2 物位计本次设计物位计采用上海质诺电子有限公司的VEGACAP列物位测量仪表。这种电容式物位测量仪表几乎可以广泛的用于各个工业领域。传感器和容器组成一个电容器。物位的变化会造成电容的变化，电容的变化可以通

32、过电子部分进行分析处理，并转换成一个开关命令。电容物位仪表非常坚固耐用，且免维护，可以用于各个工业领域。全绝缘型的传感器特别适用于测量液体，半绝缘的传感器适用于测量固体介质。而且测量粘附性或腐蚀性的介质绝对没有问题。由于电容式仪表对于安装没有特殊的要求，所以很多应用上可以改用VEGACAP60列。图3-3电容式物位计产品选型:VEGACAP62典型应用：固体，不导电液体类型：棒式，半绝缘，同轴套管绝缘：PTFE长度：0.2-6M过程连接：螺纹从G3/4A过程温度：-50-200C过程压力：-IBbar(-100-6400kPa)VEGACAP63西安石油大学本科课程设计典型应用：导电液体类型：

33、棒式，全绝缘，同轴套管绝缘：PE,PTFE长度：026M过程连接：螺纹从G3/4A过程温度：-50-200C过程压力：-IBbar(-1006400kPa)VEGACAP64典型应用：粘附性导电液体类型：棒式，半绝缘绝缘：PTFE长度：026M过程连接：螺纹从G3/4A过程温度：-50-130C过程压力：-IBbar(-100-6400kPa)BEGACAP65典型应用：不导电液体类型：缆式，半绝缘绝缘：PTFE长度：0.4-32M过程连接：螺纹从G3/4A过程温度：-50-200C过程压力：-1-64bar-(-100-6400kPai)3.3 流量计本次设计采用江苏华清仪表有限公司的HQ-

34、HLU崖列流量计。HQ-HLUG系列带温压补偿一体式涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种介质。一体式涡街流量计的特点是压力损失小，量程范围大,精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。一体式涡街流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20C+250C的工作温度范围内工作。有模拟标准信号也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的流量。一体式涡街流量计VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅

35、与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。图3-4一体式涡街流量计测量介质：气体、液体、蒸气；口径规格：法兰卡装式口径选择25,32,50,80,100;法兰连接式口径选择：100,150,200;流量测量范围：正常

36、测量流速范围雷诺数1.51044M06;气体550m/s;液体0.57m/s；测量精度：1.0级1.5级；高温：725c150c-25C250C;输出信号：脉冲电压输出信号高电平810V低电平0.71.3V;脉冲占空比：约50%,传输距离为100m；脉冲电流远传信号：420mA,传输距离为1000m;仪表使用环境：温度：-25C+55C湿度:590%RH50C；材质：不锈钢，铝合金；电源：DC24V或锂电池3.6V;防爆等级：本安型EXiaIIbT3-T6;防护等级：IP65。3.4 加速度传感器本次设计采用康泰电子ULT系列加速度传感器。IEPE加速度传感器,是在传感器内部集成了微型集成电路

37、放大器（miniIC）的压电加速度传感器，将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体，能直接与采集或记录仪器连接，简化了测试系统提高了测试精度和可靠性，同时具有低阻抗输出、抗干扰、噪声小、性价比高、安装方便等显著优点。图3-5IEPE压电加速度传感器IEPE压电加速度传感器指标：?恒流源供电：220mA,典型值：4mA（信号调理器供电电压范围：1830VDC,典型值：24VDC）;?线性01%?横向灵敏度5%典型值3%?输出偏压：8-12Vdc；?输出阻抗：150。；?放电时间常数：0.眇；?温度范围：-40+120C；?安装力矩：约2030Kgf.cm（M5螺纹）。4结论为期两周的课程设计结束了。在这次的课程设计中，不仅检验了我们所学习的知识，也培养了我们如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。使我们深深懂得了许多测试理论和方法只有通过实际验证才能加深理解并真正掌握。实验就是使学生加深理解所学基础知识，掌握各类典型传感器、记录仪器的基本原理和适用范围；课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。在设计过程中我们自学了很多知识，同时也着重复习以前所学的知识，了解了如何确定方案，加强了我们动手、思索和解决问题的能力。在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次有一次的