多功能动态模拟实验设计(共25页)

1、过程检测技术及仪表课程设计PAGE 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc345578818 第1章 绪 论 PAGEREF _Toc345578818 h 1 HYPERLINK l _Toc345578819 1.1 课题背景(bijng)与意义 PAGEREF _Toc345578819 h 1 HYPERLINK l _Toc345578820 1.2 总实验(shyn)装置 PAGEREF _Toc345578820 h 1 HYPERLINK l _Toc345578821 1.3 检测(jin c)和控制参数 PAGEREF _Toc345578

2、821 h 2 HYPERLINK l _Toc345578822 第2章 温度的测量和控制 PAGEREF _Toc345578822 h 3 HYPERLINK l _Toc345578823 2.1 实验管流体进出口温度测量和控制 PAGEREF _Toc345578823 h 3 HYPERLINK l _Toc345578824 2.1.1 检测方法设计及依据 PAGEREF _Toc345578824 h 3 HYPERLINK l _Toc345578825 2.1.2 仪表种类选用及依据 PAGEREF _Toc345578825 h 3 HYPERLINK l _Toc345

3、578826 2.1.3 测量注意事项 PAGEREF _Toc345578826 h 5 HYPERLINK l _Toc345578827 2.1.4 误差产生原因 PAGEREF _Toc345578827 h 5 HYPERLINK l _Toc345578828 2.2 实验管壁温度测量和控制 PAGEREF _Toc345578828 h 5 HYPERLINK l _Toc345578829 2.2.1 检测方法设计及依据 PAGEREF _Toc345578829 h 5 HYPERLINK l _Toc345578830 2.2.2仪表种类选用及依据 PAGEREF _Toc

4、345578830 h 6 HYPERLINK l _Toc345578831 2.2.3 测量注意事项 PAGEREF _Toc345578831 h 7 HYPERLINK l _Toc345578832 2.2.4 误差产生原因 PAGEREF _Toc345578832 h 8 HYPERLINK l _Toc345578833 2.3 水浴温度测量和控制 PAGEREF _Toc345578833 h 8 HYPERLINK l _Toc345578834 2.3.1 检测方法设计及依据 PAGEREF _Toc345578834 h 8 HYPERLINK l _Toc345578

5、835 2.3.2仪表种类选用及依据 PAGEREF _Toc345578835 h 9 HYPERLINK l _Toc345578836 2.3.3 测量注意事项 PAGEREF _Toc345578836 h 10 HYPERLINK l _Toc345578837 2.3.4 误差产生原因 PAGEREF _Toc345578837 h 10 HYPERLINK l _Toc345578838 第3章 水位的测量和控制 PAGEREF _Toc345578838 h 12 HYPERLINK l _Toc345578839 3.1 检测方法设计及依据 PAGEREF _Toc34557

6、8839 h 12 HYPERLINK l _Toc345578840 3.2 仪表种类选用及依据 PAGEREF _Toc345578840 h 12 HYPERLINK l _Toc345578841 3.3 测量注意事项 PAGEREF _Toc345578841 h 14 HYPERLINK l _Toc345578842 3.4 误差产生原因 PAGEREF _Toc345578842 h 14 HYPERLINK l _Toc345578843 第4章 流量的测量和控制 PAGEREF _Toc345578843 h 16 HYPERLINK l _Toc345578844 4.1

7、 检测方法设计及依据 PAGEREF _Toc345578844 h 16 HYPERLINK l _Toc345578845 4.2 仪表种类选用及依据 PAGEREF _Toc345578845 h 16 HYPERLINK l _Toc345578846 4.3 测量注意事项 PAGEREF _Toc345578846 h 18 HYPERLINK l _Toc345578847 4.4 误差产生原因 PAGEREF _Toc345578847 h 18 HYPERLINK l _Toc345578848 第5章 差压的测量和控制 PAGEREF _Toc345578848 h 20 H

8、YPERLINK l _Toc345578849 5.1 检测方法设计及依据 PAGEREF _Toc345578849 h 20 HYPERLINK l _Toc345578850 5.2 仪表种类选用及依据 PAGEREF _Toc345578850 h 20 HYPERLINK l _Toc345578851 5.3 测量注意事项 PAGEREF _Toc345578851 h 21 HYPERLINK l _Toc345578852 5.4 误差产生原因 PAGEREF _Toc345578852 h 21 HYPERLINK l _Toc345578853 参考文献 PAGEREF

9、_Toc345578853 h 23- PAGE 22-第1章 绪 论1.1 课题背景(bijng)与意义换热设备污垢的形成过程是一个(y )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。 按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢(wgu)监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种。非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性

10、能联系最密切的莫过于热学法。本设计题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，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。1.2 总实验装置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。图

11、1-1 总实验图1-恒温槽体；2-试验管段；3-试验管入口压力；4-管段入口温度(wnd)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 设备的主体(zht)是由两根管组成的管式换热器。这两根管是可以拆装的, 它们都可以(ky)作为实验管,如对于单纯监测水质污垢热阻来说, 则两根实验管可同时进行两种水质或不同工况的污垢热阻检测。也可以将其中一根作为实验管, 另一根作标准比较管, 以便比较水处理措施的效果。管内工质为欲模拟的实际换热器的冷却水或据其主要成分配制的工艺流体。管外是由电加热器和温度调节器构成的可

12、调温度的恒温水浴。实验管段安装有壁温、出入口介质温度、实验段流动压降等测点所有测量信号经由传输电缆通过数据采集器送入计算机, 实现了污垢热阻的在线自动监测。1.3 检测和控制参数1、温度：包括实验管流体进口（2040）、出口温度（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。第2章 温度(wnd)的测量和

13、控制2.1 实验(shyn)管流体进出口温度测量和控制2.1.1 检测方法设计(shj)及依据该实验管流体的进口温度为2040，出口温度为2080，属于低温的范围，实验管径较小，为25mm，不宜使用体积较大的测温仪器，并且在测量时，根据实验管的情况，也不宜使用较复杂的测温仪器，在测量时，应使用价格较低、线性度较好的测温仪器，综上考虑，应选择分度号为Cu50的铜热电阻，适合-50+150的温度测量，符合设计要求。2.1.2 仪表种类选用及依据由给定的参数可知，试验管流体进口温度为2040，出口温度为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、双金属、热

14、电偶及热电阻等温度传感器，而我们的实验设备有上位机采集信息，所以最好选用热电偶或者热电阻。选用WZCK-230型号的热电阻，即为固定螺纹式，防水式，保护管为16mm的铠装式铜热电阻，如图2-1图2-2 图2-1 WZCK-230热电阻 图2-2 WZCK-230螺纹(luwn)铜热电阻主要由接线盒、保护(boh)管、接线端子、 HYPERLINK /view/2113739.htm t _blank 绝缘(juyun)套管和感温元件组成。工业用铜热电阻可直接和 HYPERLINK /view/1302249.htm t _blank 二次仪表相连接使用。可以测量各种生产过程中从-200至420

15、范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。工业用热电阻作为测量温度的传感受器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从-200至420范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。由于铜热电阻具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、数据记录仪以及计算机提供准确的温度变化信号。其参数见表2-1 表2-2：表2-1 WZCK-230热电阻参数热电阻类别产品型号分度号测温范围保护管材料直径dmm热响应时间0.5s固定螺纹规格 Mo铜热电阻WZCK-230Cu50-50100不锈钢1Cr18Ni9Ti16120M272表2-2 热电阻长度规格1

16、6总长Lmm2252503003504505506509001150置深lmm751001502003004005007501000热电阻采用(ciyng)三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的 HYPERLINK /view/521341.htm t _blank 测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡(pnghng)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 HYPERLINK /view/1461402.htm t _blank 环境温度变化(binhu)，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到

17、电桥的 HYPERLINK /view/13542.htm t _blank 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 HYPERLINK /view/55402.htm t _blank 线路电阻带来的测量误差。图2-3 热电阻三线制接法2.1.3 测量注意事项热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换； = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)； = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换

18、，应合理选择测点位置，尽量避免在 HYPERLINK /view/9523.htm t _blank 阀门，弯头及 HYPERLINK /view/25133.htm t _blank 管道和设备的死角附近装设热电阻； = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 带有保护套管的热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电阻应该有足够的插入深度。2.1.4 误差产生原因 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 分度误差。该误差取决于材料纯度和加工工艺； = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 通电发热误差(wch)。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

19、法消除，但可用规定最大电流6mA，传热条件好来尽可能减小；线路电阻不同或变化(binhu)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；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(chnshng)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。2.2 实验管壁温度测量和控制2.2.1 检测方法设计及依据由测量情形可知管壁温度用一般的热电偶和热电阻都不易测量，测温环境要求测温仪器可以附着在管壁表面，需要在测温点将水浴与管壁分开，面积又不能太大，否则影响换热。经过综合考虑，选择了薄膜铂热电阻。工业用薄膜铂热电阻作为

20、新一代的温度测量和调节传感器，通常用来和显示仪表等配套，以直接测量各种生产过程中-79600范围内液体，蒸汽和气体介质及固定表面等温度，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在2m以内，用玻璃烧结料把Ni(或Pd)引线固定，经激光调阻制成薄膜元件。绕线铂电阻(陶瓷、玻璃、云母)：用0.020.04 高纯铂丝绕制而成。2.2.2仪表种类选用及依据选用日本生产的CRZ-2005-1000-A薄膜铂热电阻，分度号为Pt1000，见图2-4，图2-4 薄膜铂热电阻薄膜铂热电阻的优点，已成为铂热电阻元件的主体，其鲜明的优点体现(txin)如下：1、体积细小目前最小尺寸(ch cun)的薄膜铂热电

21、阻元件，其宽度为3m，长度(chngd)1.6mm，厚度为0.6mm;2、响应时间快在0.5的条件下，水流速V=0.2m/s 时仅为0.05s，空气流速V=1m/s 时仅为4s;3、一致性好自动化的生产和检测线，使元件具有良好的一致性;4、机械性能好抗震、抗振动等机械性能明显优于绕丝类铂热电阻元件;5、精度高除常规的B级、A级外，还可提供1/3B级及1/10B级精度的元件;6、测温范围宽从-196到1000的薄膜铂热电阻元件已经出现并投入应用，最高温度达到1250的产品已在研发，不久将可面市;7、结构多样化从传统的带引线结构，到无引线的SMD 产品以及适应于各种特殊领域的特殊结构的产品已经面市

22、;8、长期稳定性好在元件的极限温度工作超过1000小时后，其电阻值的变化0.02%;9、标称阻值多从 Pt6.8到Pt10k的产品均已投入市场;10、价格便宜由于元件用铂量大幅度减少并采用自动化生产，使得薄膜铂热电阻元件的价格逐步走低，A级精度的元件价格将低于10元/支;其参数见表2-3 表2-4 表2-5 表2-6：表2-3 CRZ-2005-1000-A参数型号分度号规定电流宽(mm)长l(mm)厚B(mm)CRZ-2005-1000-APt10000.5mA251表2-4 铂电阻元件的误差级 别零度时阻值误差(%)温 度 误 差()温度系数TCR误差(ohm/ohm/)A0.06(0.1

23、5+0.002|T|)0.0038510.000005表2-5 铂电阻元件的热响应时间型号热响应时间T0.9(秒)空气水V=1.0m/sV=3.0m/sCRZ-2005-1000-A16110.3表2-6 铂电阻元件(yunjin)的自热系数型号自热系数(mW/)空气静水V=1.0m/s静止CRZ-2005-1000-A42202.2.3 测量(cling)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(snhui)亦影响产品寿命和精度；2、用CRZ元件组装温度传感器时，在使用高温固化环氧胶灌封时，应注意其在固化过程中应力的变化，否则可能损坏元件(一般为开

24、路)；在使用氧化镁或氧化铝充填过程中，应避免元件直接接触保护管尖锐的内表面，否则在振动过程中，有可能使元件的瓷片边缘破损，造成元件开路损坏；3、在制作温度传感器时，必须保证灌封材料的高度绝缘性能，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。2.2.4 误差产生原因1、由于薄膜铂热电阻元件的工作电流较小，因此，由于工作电流而产生偏差，使测量造成误差，且工作电流的大小与产生的温度偏差成正比；2、引线的长短、材质的不同，引线在不同的环境温度下电阻值也发生变化；3、测量线路和显示仪表的误差。它是由显示仪表本身的准确度等级和线路电阻决定的。如用Cu50型铜电阻测温

25、，在规定条件下铜导线的电阻为5欧,仪表指示被测温度为40。若此时环境温度变化10，则两线制连接的导线会给测量值带来约2的误差，三线制链接会带来0.1的误差。此外，引线电阻、连接导线的阻值变化也将引起误差；4、其他误差。这是指除上述误差以外的，由屏蔽绝缘不良、插入深度不够、热电阻劣化等所引起的误差。2.3 水浴(shu y)温度测量和控制2.3.1 检测方法(fngf)设计及依据由实验装置(zhungzh)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

26、，我们采热电偶温度测量法。热电偶具有以下特点：装配简单，更换方便；压簧式感温元件，抗震性能好；测量精度高； HYPERLINK /view/1390931.htm t _blank 测量范围大（2001300，特殊情况下2702800）； = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 热响应时间快； = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 机械强度高，耐压性能好； = 7 * GB2 * MERGEFORMAT 耐高温可达2800度； = 8 * GB2 * MERGEFORMAT 使用寿命长。2.3.2仪表种类选用及依据选用型号为WRNK-15B，分度号为K型铠装热电偶，其测温范围

27、为0260，在流速9m/s的情况下进行，采用套管能有效的防止热电偶腐蚀，均符合实验要求。套管式热电偶，作为温度测量和控制的传感器与显示仪表配套，以直接测量和控制生产过程中气体，液体和蒸气的温度。不仅用于发电厂管道测温，同时也用于其他工业部门的测温。热电偶如下图图2-5 WRNK-15B热电偶其参数(cnsh)如下：表2-7 WRNK-15B参数(cnsh)名称型号分度号测温范围公称压力MPa流速m/s保护管材料单支热电偶WRNK-15BK0260291Cr18Ni9Ti置入深度(shnd)（mm）：50，100，150，200，250，300，350，400，450，500该套管热电偶的优点有

28、：测量精度高。因直接与被测对象接触，不受中间介质的影响；构造简单，使用方便。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。2.3.3 测量(cling)注意事项在生产中由于被测对象不同，环境条件不同，测量要求不同，和热电阻的安装方法及采取的措施也不同，需要考虑(kol)的问题比较多，但原则上可以从测温的准确性、安全性、维修方便三个方面来考虑。为避免测温元件损坏，应保证其人足够(zgu)的机械强度，为保护感温元件不受磨损应加保护屏或保护管等，为确保安全、可靠，测温元件的安装方法应视具体情况（如待测介质的温度、压力、测温元件的长度及其安装位置、形式等）

29、而定。对于测量管道中心 HYPERLINK /view/84935.htm t _blank 流体温度的热电偶，一般都应将其测量端插入到管道中心处（垂直安装或倾斜安装）.如被测流体的管道直径是200毫米，那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米；当测量原件插入深度超过1m时，应尽可能垂直安装，或加装支撑架和保护套管。2.3.4 误差产生原因安装不当引入的误差如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的810倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空

30、隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热 HYPERLINK /view/827397.htm t _blank 空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100；热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内 HYPERLINK /view/10082.htm t _blank 气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。绝缘变差而引入的误差如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不

31、仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。热惰性引入的误差由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大，热电偶波动的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶热端的直径、材料的 HYPERLIN

32、K /view/38960.htm t _blank 密度及比热成正比，如要减小时间常数，除增加传热系数以外，最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中，通常采用导热性能好的材料，管壁薄、内径小的保护套管。在较精密的温度测量中，使用无保护套管的裸丝热电偶，但热电偶容易损坏，应及时校正及更换。热阻误差(wch)高温时，如保护管上有一层煤灰，尘埃附在上面，则热阻增加(zngji)，阻碍热的传导，这时温度示值比被测温度的真值低。因此，应保持热电偶保护管外部的清洁，以减小误差。第3章 水位(shuwi)的测量和控制3.1 检测方法设计(shj)及依据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

33、固体微粒(wil)等致垢物质。其介电常数与空气的差别很大。而电容式液位测量是利用被测对象物质的导电率，将液位变化转换成电容变化来进行测量的一种液位计。电容式液位计的特点是无可动部件，与液体密度无关，但要求液体的介电常数与空气介电常数差别足够大，且需用高频电路。对于测量高温、高压、低温、高粘度、腐蚀性、泥浆等特殊介质，或在用其他方法难以检测的各种恶劣条件下的某些特殊场合，可以选用电容式液位计。综合考虑，选用电容式液位计。3.2 仪表种类选用及依据选用型号为HSTL-DR01电容式液位传感器，介质温度范围为-4085，满足实验中水温的要求。见下图：图3-1 HSTL-DR01当被测液位发生变化时，

34、传感电容量产生相应变化，经传感器前置线路转换成直流信号，再传送到显示(xinsh)仪表放大成标准电信号输出，并使电流表直接指示。显示仪表是通用的，表面上的直型条形给出液位指示，同时有绿色指针供高低料位报警位置的鉴定。通过外接信号输出至计算机内，对液位的高低进行控制，使得当补水箱内的水位超出水位变动范围（200500mm）时，产生一个信号使得循环水泵开始工作以调节水位。其参数(cnsh)如下：产品(chnpn)品牌：华控兴业产品型号：HSTL-DR01检测范围：1001000mm分辨率：0.01mm承压范围：-0.1MPa0.1MPa环境温度：-4085输出信号：420mA 05V 精确度等级：

35、测量范围在300mm以内时，精确度等级是1.5； 测量范围在300mm到700mm时,精确度等级是1.0； 测量范围在700mm到1000mm时，精确度等级是0.5；注：有效范围内精度等级为上述精度或绝对误差3mm(取最大)。3.3 测量注意事项1、介质的介电常数应稳定（对于非导电介质）；2、对于软缆型传感器，安装时需考虑传感器周围均衡，应远离爬梯等；3、安装时应远离设备出入口；4、同轴型传感器应防堵；5、如果被测介质是导电的粘滞性介质，当液位下降时，由于电极套管上仍粘附一层被测介质，因此会造成虚假的液位指示，在这种情况下应定期清洗探头。而在测量粘滞性非导电液体时，当液位下降后，光电极上会附上

36、一薄层介质，但这不影响仪表的正常测量。3.4 误差产生原因液体本身的物理参数会对液位测量有影响，包括液体的电导率、介电常数和腐蚀情况等，对测量液位的敏感元件的材料选用起决定性作用。电容极板结构对测量的影响在液位测量中起关键性作用，电容极板本身结构，比如尺寸、长度等直接决定着液位测量的精度。增加初始值，可以使寄生电容和相对电容传感器的电容量较小。电容极板板间距离大，寄生电容就大、精度就低；板间 距离小，寄生电容就小、精度就高。所以应根据实际情况，选择合适的电容极板尺寸。另外电容传感器的材料和电信号引线的选用，也会对液位测量的精度产生影响。第4章 流量(liling)的测量和控制4.1 检测方法设

37、计(shj)及依据从实验前提得知，实验管径很小，流体(lit)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，且其流速也很小。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，选用涡轮流量计比较合适。涡轮流量计结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大（同样口径可通过的流量大）和可适应高参数（高温、高压和低温）等。至今，这类流量计产品可达技术参数：口径4-750mm，压力达250MPa，温度为-240-700，像这样的技术参数其他两类流量计则是难以达到的。4.2 仪表种类选用及依据选用LWGY涡轮流量计，LWGY涡轮流量计连接方式为螺纹连接，

38、可测得的温度为-20120，420mA电流输出，公称通径4mm。采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表，采用双排液晶现场显示，具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。仪表具备仪表系数三点修正，智能补偿仪表系数非线性。高清晰液晶显示器同时显示瞬时流量（4位有效数字）及累积流量（8位有效数字，带清零功能）。该类涡轮流量计均为防爆产品，防爆等级为：ExdIIBT6。如图4-1图4-1 涡轮流量计其特点(tdin)如下：1、高精确度，一般(ybn)可达1%R、0.5%R，高精度型可达0.2%R；2、重复性好，短期重复性

39、可达0.05%0.2%,正是由于具有(jyu)良好的重复性，如经常校准或在线校准可得到极高的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计；3、范围度宽，中大口径可达1:20，小口径为1:10；4、结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；5、适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；其主要技术参数如下表4-1 ：表4-1 LWGY涡轮流量计参数仪表通径及连接方式4mm 采用螺纹连接精度等级0.5%R量程比1:10；1:15；1:20仪表材质304不锈钢、316（L）不锈钢等被测介质温度（）-20120环境条件温度10+55，相对湿度5%90%，大气压力86106Kpa输出信号4-20mADC

40、电流信号（LWGY-C型）供电电源LWGY-B型：自带锂电池供电（可连续使用3年）；LWGY-C型：+24VDC信号传输线20.3（二线制）传输距离1000m信号线接口内螺纹M201.5（LWGY-C型）防爆等级ExdIIBT6防护等级IP65涡轮流量计工作(gngzu)原理：流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡(pnghng)后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两

41、端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。4.3 测量(cling)注意事项1、精密功能检查精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时 HYPERLINK /view/200300.htm t /_blan

42、k 可以选用价格 HYPERLINK /view/801076.htm t /_blank 低廉的插入式 HYPERLINK /view/337726.htm t /_blank 涡轮流量计。可测量的介质 测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡轮流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.512m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。4.4 误差产生原因1.涡轮流量计应慎用有些易

43、结晶化工物料在温度正常的状况下能正常丈量，由于保送流体的导管都有良好的伴热保温，在保温工作时不会结晶，但是涡轮流量计传感器的丈量管难以施行伴热保温，因而，流体流过丈量管时易因降温而惹起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计丈量也同样存在结晶问题，所以在无其他更好办法的状况下，可选用丈量管长度十分短的一种“环形”涡轮传感器，并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道衔接问题上，流量传感器拆装需便当，一旦结晶时能便当地拆下维护。2.管内液体未充溢由于背压缺乏或流量传感器装置位置不良，致使其丈量管内液体未能充溢，毛病现象因不充溢水平和活动情况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流，

44、毛病现象表现为误差增加，即流量丈量值与实践值不符;若活动是气泡流或塞状流，毛病现象除丈量值与实践值不符外，还会因气相霎时遮盖电极外表(wibio)而呈现输出晃动;若程度管道分层活动中流通截面积气相局部增大，即液体未满管水平增大，也会呈现输出晃动，若液体未满管状况较严重，致使液面在电极以下，则会呈现输出超满度现象。第5章 差压的测量(cling)和控制5.1 检测方法(fngf)设计及依据测量管道的管径较小使得我们建议不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