1、1,第二篇,第二篇,2,第五章,3,第一節(jié) 概 述,檢測(cè)是化工生產(chǎn)過(guò)程的眼睛，通過(guò)儀表來(lái)獲取生產(chǎn)的物流、能流信息，以便對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效的控制。 測(cè)量：被測(cè)變量與其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行比較，從而獲得一個(gè)確定的量值。,4,標(biāo)準(zhǔn)單位：米 m （1）定義值 1m =（ 赤道北極的距離）/107 于是巴黎米尺產(chǎn)生了，一個(gè)用白金制成 的X 形狀、帶有溫度修正在值刻線的標(biāo)準(zhǔn)單 位產(chǎn)生了。 （2）光在真空中1/299792458 秒內(nèi)通過(guò)的路 徑。,5,測(cè)量的基本知識(shí),直接測(cè)量：被測(cè)量直接與測(cè)量單位進(jìn)行 比較。如長(zhǎng)度、壓力的測(cè)量。 間接測(cè)量：測(cè)量與被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的 量。如蒸汽的壓力與溫度的 對(duì)應(yīng)關(guān)系。,

2、6,測(cè)量過(guò)程中的形態(tài)能轉(zhuǎn)換,單態(tài)能的變換,雙態(tài)能的變換,7,測(cè)量方法的比較方式,偏差測(cè)量：被測(cè)量與初始狀態(tài)的偏離量。 如液柱式壓力計(jì)；壓力表等。 微差測(cè)量：被測(cè)量與一個(gè)已知量進(jìn)行比 獲得偏差，結(jié)果是已知量與 偏差的和。 零差測(cè)量：是一種隨動(dòng)測(cè)量法，用一個(gè) 已知量跟隨未知量變化，二 者差值為零。,8,測(cè)量方法,顯示方法,圖 示 相互 可 轉(zhuǎn)換,零 位 式,數(shù) 字 式,模 擬 式,偏 差 式,12.35,9,儀表內(nèi)部的信號(hào)傳輸過(guò)程,開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：電流表 傳遞函數(shù)：Y（s）= K1K2K3s,10,儀表內(nèi)部的信號(hào)傳輸過(guò)程,閉環(huán)系統(tǒng)：電位差計(jì)。 傳遞函數(shù)：（s）=,11,儀表的質(zhì)量指標(biāo),（ MTBF） 有

3、效性= 儀表的計(jì)量性、操作性能、可靠性能和 經(jīng)濟(jì)性能。,12,測(cè)量誤差的分析方法與指標(biāo),一、誤差的性質(zhì)分類 （1）隨機(jī)誤差:測(cè)量值二、二各不相同，其大小與方向不可事先確定。 （2）系統(tǒng)誤差:多次測(cè)量后,誤差分布的大小與方向。 （3）粗大誤差:是一種偶然性誤差,概率小。,13,精密度、正確度與準(zhǔn)確度,精密度:對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量的 重復(fù)性程度。反映隨機(jī)誤差。 正確度:對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量值偏離 真值的程度。 準(zhǔn)確度:精密度與正確度的綜合。,14,精密度、正確度、準(zhǔn)確度,精密度 正確度 準(zhǔn)確度,15,誤差的正態(tài)分布圖,有界性、單峰性、對(duì)稱性、抵償性。,16,例：誤差判別,歌唱演員打分時(shí)：

4、去掉一個(gè)最高分、去掉一個(gè)最低分后， 取平均分。（防止粗大誤差） 打槍時(shí)后一彈頭從前一彈孔中穿過(guò)是極為 罕見(jiàn)的。 （隨機(jī)誤差） 射擊運(yùn)動(dòng)員成績(jī)好是：精密度高的好槍、 正確度好的瞄準(zhǔn)，二者的結(jié)合，即準(zhǔn)確度好。,17,儀表誤差的表示方法,（1）絕對(duì)誤差：儀表示值與真實(shí)值之差的絕對(duì)值。 =|X X t|= |X X 0| 基本誤差限：= （單位） （2）引用誤差= / M% M = X max X min 量程：標(biāo)尺上限 - 標(biāo)尺下限,18,精度等級(jí)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),精確度：儀表用來(lái)表示測(cè)量結(jié)果可靠程度。 表示：用相對(duì)百分誤差去掉“”和“%”。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)序列： 標(biāo)準(zhǔn)表、范型表、實(shí)用表。 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表：0.005

5、、0.02、0.05 ； 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表：0.1 、0.2 、0.35 、0.5 ; 一般標(biāo)準(zhǔn)表：1.0 、1.5、2.5 、4.0。 符號(hào):,1.0,1.5,19,引用誤差、允許誤差、工藝要求,引用誤差是儀表的實(shí)際誤差：引max 允許誤差是儀表精度特級(jí)所規(guī)定的誤差： 表允=表允 M 工藝允許誤差即工業(yè)要求誤差限： 工允 引max 表允 工允 同理: 引max 表允 工允,20,檢測(cè)儀表的分類 （1）接觸式與非接觸式儀表。 （2）標(biāo)準(zhǔn)表(計(jì)量室) ; 范型表(實(shí)驗(yàn)室) ; 實(shí)用表(現(xiàn)場(chǎng))。 （3）按工藝參數(shù)分: 壓力( P )、物位( L ) 、流量( F ) 、 溫度( T ) 、成分( A )

6、。,21,例:某溫度檢測(cè)儀表的測(cè)量范圍為 100600 ，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為3 ，試確定該表的精度等級(jí)？ 解： = / M% =3/（600100）% = 0.6 % 對(duì)照精度等級(jí): 0.5、1.0、1.5 0.5 0.6 1.0 應(yīng)取1.0級(jí) 因?yàn)? 引max 表允 工允 若工藝要求誤差為3 以上則符合要求。,22,變差(加差)與靈敏度,回差：儀表的正、反 行程之差。,靈敏度= /x 靈敏度限/xmin,上行程,下行程,23,變差計(jì)算公式：=X上 X 下 變差的引用誤差= (/ M)% M = X max X min |max| |表允|否則不合格。 另外：儀表的分度值應(yīng)大于或等

7、于表允 靈敏度限不應(yīng)大于表允的一半。,24,靈敏度：示值的輸出變化量（角或線位移） 與輸入變化量之比。/X 靈敏限：引起輸出量發(fā)生變化的最小輸入 改變量。 即可分辨時(shí)X min 。 儀表的分度值應(yīng)大于或等于表允 靈敏度限不應(yīng)大于表允的一半。,25,第二節(jié) 壓力檢測(cè)及儀表,壓力是工質(zhì)熱力狀態(tài)的主要參數(shù)之一,普通的 壓縮機(jī)安裝數(shù)只壓力表，重要的參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)必須安 裝雙表顯示。 由現(xiàn)場(chǎng)安裝到遠(yuǎn)傳的壓力表是生產(chǎn)自動(dòng)化 的需要，壓力傳感器或變送器是實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)傳的 主要儀表。,26,壓力表,壓力變送器,27,壓力的表示方法與關(guān)系圖,人們習(xí)慣在大氣壓下生活 并認(rèn)為是無(wú)壓,0,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,P絕,0,P表,P負(fù),

8、-760mmHg,大氣壓線,28,液柱式壓力計(jì) P=gh,U型管式 單管式 斜管式,29,30,彈簧管的各種橫截面圖,扁圓形 橢圓形 半圓形 雙圓形 8字形 厚壁扁圓形,31,上圖 彈簧管,下圖 壓力表機(jī)心,32,彈簧管壓力表原理圖,壓力表,33,0502,34,壓力表的安裝 （冷凝管與隔離罐） 冷凝管 隔離罐,35,各種膜式壓力表,36,以膜片為測(cè)量元件 低程精密壓力表,37,壓力表的校驗(yàn),被校表 標(biāo)準(zhǔn)表,38,不銹鋼壓力表,39,消防表 高壓表,40,霍爾變送器,霍爾效應(yīng),41,霍爾變送器結(jié)構(gòu)示意圖,結(jié)構(gòu),42,霍爾元件 與 霍爾效應(yīng),43,霍爾元件、檢測(cè)器,擴(kuò)散硅杯,44,波紋膜片,45

9、,膜片,膜盒 組件,46,膜 盒,47,電動(dòng)差壓變送器,48,電動(dòng)差壓變送器,49,電容式差壓變送器結(jié)構(gòu)框圖,簡(jiǎn)圖,50,電容式差壓變送器,51,電感式、電容式壓力傳感器,電感式 電容式,52,p2,硅微電容傳感器,53,0503,54,電容式壓力變送器示意圖,傳感器 測(cè)量橋路,55,電容式差壓變送器,法蘭式差壓變送器,56,應(yīng)變片式壓力變送器,應(yīng)變片：金屬或半導(dǎo)體晶片,57,應(yīng)變片式的測(cè)量電橋,傳感器 測(cè)量橋路,58,硅擴(kuò)散杯式差壓變送器,擴(kuò)散杯,59,r,0.635r,0,+,-,Tt,Tr,R1,R1 、R4變小,R2,R3,R4,R2 、R3變大,0.812r,60,0504,61,0

10、505,62,硅擴(kuò)散杯式壓力變送器,63,擴(kuò)散硅杯式差壓變送器,法蘭式差壓變送器,64,壓力表種類一覽,65,常用壓力表規(guī)格,66,壓力儀表的選擇 由被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)選用壓力表種類; 測(cè)壓范圍選擇量程;工藝要求選擇精度； 操作及安裝條件選擇型號(hào)、尺寸。 正常壓力時(shí)被測(cè)壓力應(yīng)為量程的： 1/32/3 。 脈動(dòng)壓力時(shí)被測(cè)壓力應(yīng)為量程的： 1/31/2。 高壓力時(shí)被測(cè)壓力應(yīng)不超過(guò)量程的： 1/33/5。,67,數(shù)顯式 壓力表與變送器,68,數(shù)字式壓力表,69,安裝 易觀察、易檢修的地方，避免振動(dòng)與高溫； 蒸汽使用冷凝管； 腐蝕性介質(zhì)應(yīng)使用隔離罐； 振動(dòng)壓力可使用阻尼器。 安裝的密封墊片 低溫： 600

11、 0C 紫銅、鉛墊、不銹鋼、 石棉墊。,70,4.智能型差壓變送器 帶有微處理器的差壓變送器是具有遠(yuǎn)程通訊、參數(shù)標(biāo)定及處理的高精度的儀表。例：帶有溫度補(bǔ)償?shù)碾娙菔讲顗鹤兯推骶葹?.1級(jí)，在1500m距離上能進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、量程調(diào)整、完善的自我診斷、可靠傳感器技術(shù)，具有超大規(guī)模的專用集成電路（ASIC）、微機(jī)械電子加工技術(shù)，五年才需要校驗(yàn)一次。,71,72,智能型差壓變送器,數(shù)字式 放大器,p,反饋機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換器,Io,數(shù)字式 控制、補(bǔ)償器,數(shù)字式通訊網(wǎng),73,特性圖,p,Io,0,4,20,p max,智能特性,非智能特性,74,數(shù)字式智能壓力表,75,第三節(jié) 物位檢測(cè)及儀表,熱工量中的液位測(cè)量

12、由于水蒸氣對(duì)玻璃 的腐蝕作用，采用云母(玻璃)水位計(jì)、雙色 水位計(jì)。 差壓式；電氣式；浮力式。 電容式；超聲波式；輻射式；微波式。,76,一、物位測(cè)量的種類,液位 料位 界位：液-液分界面,77,玻璃式液位計(jì),78,各種液位計(jì),79,80,81,二、差壓式液位計(jì),敞口容器 密閉帶壓容器,82,振弦式,浮子式,83,差壓變送器的零點(diǎn)遷移,正遷移,84,差壓變送器的零點(diǎn)遷移,負(fù)遷移,85,法 蘭 插 入 筒 式 變送器,86,法蘭式差壓變送器,法蘭與容器直接連接，插入筒深入容器,87,微差壓法蘭變送器 玻璃管式差壓計(jì),88,法蘭式差壓變送器 ：雙法蘭式,放大器,P1,89,磁 力 翻 板 式,電

13、容 式,法蘭 插入筒,液位計(jì),90,法 蘭 式 液 位 變 送 器,91,插 入 式 液 位 計(jì),92,插入式液位計(jì),93,插入式壓力、差壓變送器,94,三、沉筒式液位計(jì)原理圖,沉筒,最大角位移：30 液位在最高位：20 中間位：3.50 最低位：50,95,M0601,0524,96,沉筒式液位計(jì),浮筒式液位計(jì),97,電容式液位計(jì),大電極半徑：R ；小電極半徑：r C1 = C=,98,電容式、浮子式液位計(jì),99,玻璃板式液位計(jì) 超聲波式液位計(jì),100,電動(dòng)防爆式液位計(jì),101,浮子電容式物位計(jì) 16位報(bào)警器,102,超聲波液位計(jì)示意圖,超聲波在媒介中的速度：v （a：r） t為往返一次時(shí)間

14、,超聲波探頭,H=,103,超 聲 波 物 位 計(jì),104,水位傳感器,雷 達(dá) 液 位 計(jì),105,輻射式物位計(jì)示意圖,放射線源 接收器,A,B,H=,I,106,物位計(jì)探頭,激光物位計(jì),107,各式液位計(jì),108,液位自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖,測(cè)量部分,109,差動(dòng)式位移檢測(cè)器,電感量的差值,磁 性 棒,L1,L2,Y,L,0,L1,L2,110,渦流檢測(cè)器,交流平面線圈,線圈,金屬板,X,+,-,X,L,0,感生電流,111,電子皮帶秤原理圖,帶微處理器的電子皮帶秤,主機(jī),現(xiàn)場(chǎng) 控制機(jī),打印機(jī),速度傳感器,荷載傳感器,秤架,112,輻射式料位計(jì),113,智能化儀表簡(jiǎn)介,自從1971年微處理器產(chǎn)生

15、以來(lái)，儀表從數(shù) 字化躍進(jìn)了智能化的臺(tái)階。采用屏幕顯示技 術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、自我測(cè)試技術(shù)、程序控制 技術(shù)。 智能化對(duì)測(cè)量過(guò)程中的線性化、對(duì)控制過(guò) 程程序結(jié)構(gòu)、對(duì)執(zhí)行器精確控制、對(duì)信號(hào)報(bào) 警-聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)判斷都有長(zhǎng)足進(jìn)步。,114,115,第四節(jié) 流量檢測(cè)儀表,流量測(cè)量是一個(gè)難題，是一個(gè)在動(dòng)態(tài)條 件下的計(jì)量、生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)的測(cè)量。 質(zhì)量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)去的質(zhì)量。 體積流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)去的體積。 Fm=,F V=,116,一、液體的基本特性,層流：液體沿管軸線不相擾向前平移。 流速分布呈拋物線。 紊流（湍流）流體在管內(nèi)交織流動(dòng)，并含 有微小渦流，流速分布呈梯形。,層流,湍流,117,層流,湍

16、流,0506,0507,118,二、差壓式流量計(jì),差壓式流量計(jì)是依據(jù)液體力學(xué)原理工作 的，是一種大流量、低精度的流量計(jì)。 分類 標(biāo)準(zhǔn)式：孔板；噴嘴；文丘里。 非標(biāo)準(zhǔn)：雙孔板；圓缺孔板、噴嘴等。,119,流量計(jì)的種類、性能與原理,節(jié)流式：孔板 噴嘴 文丘里管,120,節(jié)流：流束的壓縮與收縮現(xiàn)象,0508,121,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件的取壓方法,角接法 法蘭法,122,流量積算儀示意圖,比例積算器,q,V=,測(cè)量,比較,基準(zhǔn),開(kāi)方,1,0,6,8,1,f,脈動(dòng)電機(jī),123,流量計(jì)檢定裝置,124,插 入 式 電 磁 流 量 計(jì),分 流 旋 翼 式 蒸 汽 流 量 計(jì),125,差壓 變送器 安裝,流量?jī)x表安

17、裝,126,差壓式流量公式 流量的大小與差壓的算術(shù)平方根成正比。,127,轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理,玻璃轉(zhuǎn)子 金屬轉(zhuǎn)子 板式與盤式,流通域,128,不銹鋼計(jì)量管,塑料計(jì)量管,129,130,轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn),（1）轉(zhuǎn)子流量計(jì): 是一種恒差壓、變節(jié)流面積 的流量計(jì)、計(jì)量管轉(zhuǎn)子。 （2）原理: Fv= vA0 Fvh (轉(zhuǎn)子高度) 修正公式: K液= K氣=,131,132,0509,M0509,133,容積式流量計(jì),橢圓齒輪,A,B,P1,P2,A,B,P1,P2,A,B,P1,P2,A,4.85,2.9,= 8.4,V0=0.125l,V0,134,0510,M0510,135,橢圓齒輪流量計(jì),

18、136,容 積 式 流 量 計(jì),137,橢圓齒輪 流量計(jì),138,橢圓齒輪 流量計(jì),139,腰輪式流量計(jì),腰輪與羅氏鼓風(fēng)機(jī)相似，可測(cè)量氣體。,P1,P2,140,0511,141,羅茨式 流量計(jì),142,大型羅茨式流量計(jì),143,容積式流量計(jì)的特點(diǎn),橢圓齒輪流量計(jì)具有一定泄漏量，與進(jìn) 出口差壓和間隙的三次方成正比。 精度可達(dá)0.2級(jí)，使用時(shí)必須使用過(guò)濾器， 有效面積是管截面積的4 20 倍。它具有耐腐 蝕的不銹鋼、聚四氟乙烯等品種。 應(yīng)注意到標(biāo)定介質(zhì)、溫度和壓差范圍。,144,其他容積式 刮片式 滑片式 三葉輪 偏心輪 水環(huán)式 蝸桿式,145,0512,146,刮片式流量計(jì),147,三 葉 輪

19、 流 量 計(jì),148,水環(huán)式流量計(jì),149,旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),旋轉(zhuǎn)式流量計(jì),150,電磁式流量計(jì),EX= KqV,151,152,氣 體 渦 輪 式 流 量 計(jì) 外緣式,153,154,電磁流量計(jì) 電磁式流量計(jì)是一種對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)測(cè)量的流量計(jì)，酸、堿溶液，礦漿、紙漿、血液等體積流量測(cè)量的儀表。 基本原理與結(jié)構(gòu) 磁電感應(yīng)：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。 Ex= BDV （三者互相垂直） F v= Av = r2 v 其中：園形管道的最大切割長(zhǎng)度為D。,155,電磁式流量計(jì),變送器,絕緣內(nèi)襯,156,結(jié)構(gòu)：磁路系統(tǒng)由交流磁場(chǎng)，磁極、線圈、磁軛。 電路：電極、絕緣襯里、接線盒。 電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器

20、感應(yīng)電勢(shì)?。? 3mV，要有高倍放大器。 輸出阻抗與輸入阻抗很高； 具有較高的抗干擾能力。 電磁流量計(jì)的特點(diǎn) 1.壓損小、無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏。 2.量程比大 10:1。 3.可雙向測(cè)量;對(duì)介質(zhì)無(wú)要求，用水標(biāo)定后不需要修正。,157,渦輪式流量計(jì),渦輪為磁性材料；外殼為不銹鋼,外殼,渦輪,鐵芯,線圈,反軸向力裝置,158,0513,159,160,161,渦輪式流量計(jì)的工作原理,當(dāng)渦輪葉片與軸的夾角（螺旋角）確定 后，渦輪的轉(zhuǎn)速與流速成正比。 渦輪為磁性材料，當(dāng)每一葉片經(jīng)過(guò)前置 放大器的磁鋼與線圈時(shí)，產(chǎn)生磁通變化而 產(chǎn)生周期性的交變電流，經(jīng)放大整形后變 成計(jì)數(shù)脈沖，送至計(jì)數(shù)器并顯示。 流量計(jì)外

21、殼為不銹鋼非磁性材料。,162,0514,163,0515,164,渦輪式流量計(jì)的特點(diǎn)與使用,支撐，軸上設(shè)計(jì)了反推力裝置。故 精度高、反應(yīng)快、耐高壓。 使用時(shí)應(yīng)注意被測(cè)介質(zhì)的溫度、密 度、壓力對(duì)流量系數(shù)的修正。被測(cè)介質(zhì)進(jìn) 口處安裝過(guò)濾器。接線正確、接地良好。 開(kāi)啟時(shí)注意流體充滿管道。,165,166,漩渦式流量計(jì),漩渦式：卡門式； f = St V/d （ St 或Sr : 斯特羅哈爾常數(shù) ）,167,各式渦街流量計(jì),168,各式渦街流量計(jì),169,各式渦街流量計(jì),170,旋進(jìn)式（強(qiáng)迫振蕩式）,示意圖：Ff,171,漩渦旋進(jìn)式流量計(jì),172,漩渦旋進(jìn)式流量計(jì),173,漩渦頻率的檢測(cè) 園柱體、三

22、角柱形：逆環(huán)流升力 F=1.7dv2 使用電阻檢測(cè)器，熱電阻以高于流體10 0C 的溫度，當(dāng)漩渦發(fā)生時(shí)電阻值變化。 T形柱：可使用電容、電感變換器； 應(yīng)變片、壓電陶瓷變換器。,174,雁南飛,175,超聲波流量計(jì)（速度差、相位差、頻率差）,聲源為振子；拾音為聲楔。,176,超聲波流量計(jì),177,超聲波流量計(jì),178,靶式流量計(jì)示意圖,FV,液體,F,靶,輸出軸密封,主杠桿,179,180,超聲波流量計(jì),便攜式超聲波流量計(jì),181,質(zhì)量式流量計(jì)（直接式、推導(dǎo)式、補(bǔ)償式）,直接式：（振動(dòng)管科里奧利力式）,182,0517,科里奧利力（流出）,183,0518,科里奧利力（流入）,184,質(zhì)量式U型

23、管式流量計(jì),185,0519,進(jìn)動(dòng)所制,一根水管左右擺動(dòng)時(shí)的水花（軸側(cè)視圖）,186,0520,進(jìn)動(dòng)所制,一根水管左右擺動(dòng)時(shí)的水花（頂視圖）,187,測(cè)量原理：受力、扭角與質(zhì)量,科里奧利力： Fe=2mv 符合右手螺旋定則 扭力矩與彈性力矩：Me=2 r Fe= Kf = Mf 流量與轉(zhuǎn)角關(guān)系： =,0521,188,0521,質(zhì)量式流量計(jì)U型管的振動(dòng),189,直管式 質(zhì)量流量計(jì) 直管：采用鈦或鎬管直徑25mm。 振蕩頻率：600 1100Hz 振幅：0.06mm,190,直管式質(zhì)量流量計(jì),191,各式質(zhì)量流量計(jì),192,直管式質(zhì)量流量計(jì),193,直管式質(zhì)量流量計(jì)原理 是由二根完全對(duì)稱的25m

24、m鈦管焊接在流量管徑為上，管中間加電磁振蕩，頻率6001100Hz，振幅為0 .06mm。 管中無(wú)流量時(shí)，振蕩左右對(duì)稱。 管中有流量時(shí)，由于科里奧利力的作用下，流入端阻滯振動(dòng)，振幅變??；流入端科氏力方向與振動(dòng)方向相同而助振，振幅變大。從而產(chǎn)生相位移，流量越大，相位移越大。 相位移由光電檢測(cè)器檢出。是一種高精度、對(duì)流體介質(zhì)、形式無(wú)要求并可測(cè)量流體密度。,194,光電檢測(cè)器,0522,0523,195,第五節(jié) 溫度檢測(cè)儀表,俗 名:表示冷熱程度的物理量。 熱力學(xué)：表征分子平均動(dòng)能大小的物理量。 熱力學(xué)方程：（卡諾循環(huán)) Q1/T1= Q2/T2,196,一、概念 國(guó)際溫標(biāo)（ITS 90）,1.開(kāi)爾

25、文氏溫標(biāo) T ： 定義：水的三相點(diǎn)為273.16K，則有 1 K 為水的三相點(diǎn)溫度的 1/273.16 2.攝氏溫標(biāo) t ： t = T 273.15 （0C） 因此水的三相點(diǎn)為0.01 0C。,197,溫標(biāo)：溫度的標(biāo)尺,國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)（ITS90） 凱氏溫標(biāo)：T90 定義水三相點(diǎn)為273.16 0K 攝氏溫標(biāo)：t90= （T90 273.15） 則有：水的三相點(diǎn)為0.01 水的沸點(diǎn)仍是100 鋅的熔點(diǎn)為419.58 銀：961.78 ； 金：1064.18 ,198,ITS 90 簡(jiǎn)介,1.固定點(diǎn)溫度:共有17個(gè),從氦到銅。 2.區(qū)間公式: 0-5.0K; 3-24.5561K。 13.803

26、3 - 961.78 0C。 961.78 0C以上。 3.T68與T90之間的差值: 0 1000 0C : 小于0.26 0C， 大于1000 0C 小于2.5 0C。,199,ITP 90定義固定點(diǎn)(溫度),序號(hào),T90 (K),物質(zhì),t90 ( ),狀態(tài),說(shuō)明,1,3 5,He,-270.15 -267,V,蒸汽,6,54.3584,O2,-218.7916,T,三相點(diǎn),8,234.3156,Hg,-38.8344,T,三相點(diǎn),9,273.16,H2O,0.01,T,三相點(diǎn),14,933.473,Al,660.323,F,熔點(diǎn),16,1337.33,Au,1064.18,F,凝固點(diǎn),1

27、7,1357.77,Cu,1084.62,F,熔點(diǎn),200,各種測(cè)溫方法簡(jiǎn)介,膨脹式：液體式、固體式。 壓力式：氣、液、蒸汽式。 電阻式：導(dǎo)體或半導(dǎo)體的溫變電阻。 熱電偶：熱電勢(shì)與溫度有關(guān)。 輻射式：光學(xué)、輻射、比色行。 聲學(xué)式、電阻噪聲式、磁式溫度計(jì)。,201,液體膨脹式溫度計(jì),酒精式 水銀式,202,203,雙金屬溫度計(jì),204,雙金屬溫度計(jì),A,B,A,B,t0,t t0,205,雙金屬溫度計(jì),206,液體膨脹式溫度計(jì)的工作液,工作介質(zhì),膨脹系數(shù)C-1,測(cè)溫范圍0C,水銀,0.00018,-30 550,二甲苯,0.00108,-40 400,乙醇,0.00105,-46 150,甘油,

28、0.0005,20 175,207,水銀電接點(diǎn)溫度計(jì),208,水銀體溫表,209,紅外體溫計(jì),210,壓力式溫度計(jì)的結(jié)構(gòu),壓力表 毛細(xì)管 溫包、膨脹液,211,各種壓力式溫度計(jì),212,壓力式溫度計(jì)的結(jié)構(gòu),壓力表 毛細(xì)管 溫包、膨脹液,213,各種壓力式溫度計(jì),214,二、熱電偶測(cè)量溫度的原理,電子密度序列： 鋁、鋅、錫、鎘、鉛、銻、鉍、汞、鐵、 銅、銀、金、鉑、鈀。 （由大到?。?密度小的與大的接觸為負(fù)極；密度大的則 為正極，熱電勢(shì)是接觸電勢(shì)的代數(shù)和。 回路電勢(shì)公式： EAB（t，t0）= EAB（t） EAB（t0）,215,常見(jiàn)材料的熱電勢(shì)(e100,0)mV,鐵 1.8,銅 0.76,

29、金 0.75,銀 0.72,鋁 0.4,鉑 0,鎳 -1.5,前者與后者接觸,前為正;后為負(fù)。,參考電極,216,各種熱電偶,217,熱電偶的工作原理,二種金屬的結(jié)點(diǎn),218,熱電偶的等效電路圖,電路,t,t0,EAB（t）,EAB（t0）,2020/11/12,219,普通熱電偶的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)圖,電極 （熱端）,絕緣子,保護(hù)管,接線盒,冷端,220,221,常見(jiàn)熱電偶的特性曲線,XK鎳鉻-考銅 K鎳鉻-鎳硅 S鉑銠-鉑 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800,222,S 鉑銠-鉑熱電偶特性圖,223,高 溫 熱 電 偶 分度號(hào)S 高溫 陶瓷 保護(hù)管

30、,224,K 鎳鉻-鎳硅熱電偶特性圖,225,工業(yè)常用熱電偶,226,工業(yè)常用熱電偶技術(shù)指標(biāo),分度號(hào),名稱,e(100,0)/mV,測(cè)溫范圍/0C,K,鎳鉻-鎳硅,4.095,-50 1000,S,鉑銠-鉑,0.645,-20 1300,B,鉑銠-鉑銠,0.033,300 1600,E,鎳鉻-銅鎳,6.317,0 600,227,熱電偶、熱電阻保護(hù)管,材料 名稱,耐溫度 / ,銅,350,20號(hào)碳鋼,不銹鋼1Cr18Ni 9Ti,石英,高溫陶瓷,高純氧化鋁,氮化硼,600,870,1100,1300,1700,3000,228,熱電偶回路中加入第三種導(dǎo)線,若接點(diǎn)處同溫對(duì)熱電勢(shì)無(wú)影響,t,t0,

31、t0,mV,+,-,229,常用補(bǔ)償導(dǎo)線,230,熱電偶的種類,雙支式 樹(shù)枝式 開(kāi)口式 壁溫式,231,補(bǔ)償導(dǎo)線,232,熱電偶使用補(bǔ)償導(dǎo)線圖,接線,233,冷端溫度補(bǔ)償法則,冰浴法,t,mV,-,鎳鉻-鎳硅,銅-康銅,保溫瓶?jī)?nèi) 冰水,玻璃管內(nèi) 變壓器油,234,零點(diǎn)校正（查表法）補(bǔ)償電橋,零點(diǎn)校正,235,熱電偶的測(cè)溫的場(chǎng)合與特點(diǎn),高溫測(cè)量用于溫度較高的場(chǎng)合 可組成無(wú)電源的顯示儀表 測(cè)量的誤差較多，需要經(jīng)常校驗(yàn) 安裝時(shí)需要補(bǔ)償導(dǎo)線，較為復(fù)雜 熱電勢(shì)是半導(dǎo)體結(jié)電場(chǎng)的基礎(chǔ)，是熱 電偶發(fā)電與半導(dǎo)體制冷的先導(dǎo)。,236,三、熱電阻,在低溫區(qū)使用熱電偶電勢(shì)小，又不易得 到完全補(bǔ)償，使用熱電阻。 工業(yè)常

32、用熱電阻：銅電阻是線性公式，測(cè) 溫范圍 -50150 。 R(t) = R0（1+t） 鉑電阻：測(cè)溫范圍 0 630.74 時(shí)應(yīng)用 R(t) =R0（1+ At + B t2 + C t3）,237,各種帶有變送器的熱電阻,238,熱電阻的結(jié)構(gòu)與形狀,銅電阻 鉑電阻,239,熱電阻特性曲線 銅 鉑,R（t）曲線： 2 1 -200 -100 0 100 200 300 400 5000 C,240,鉑電阻Pt100 分度表,241,半導(dǎo)體熱敏電阻,半導(dǎo)體由：MnO2、Cu O 、 NiO2等材料。,242,常用熱電阻技術(shù)指標(biāo),243,四、 溫度變送器,框圖,感溫元件,輸入回路,放大器,反饋回路

33、,t,E,Vi,+,e,Vf,Io,244,熱電阻,數(shù)顯表,一體式變送器,245,五、動(dòng)圈表 平衡式儀表 數(shù)顯表,動(dòng)圈表 是一種磁電式、指針指示表。 自動(dòng)平衡式儀表 是一種電動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)的 顯示記錄儀表。 數(shù)顯表 直接使用數(shù)字顯示技術(shù)，讀數(shù)直 觀、自動(dòng)檢測(cè)與打印。 圖示儀 與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的工作方式，采用 屏幕圖像顯示與控制。,246,動(dòng)圈表 XCZ102型,溫度顯示儀表,247,(一)動(dòng)圈式指示儀,配套熱電偶的XCZ101型動(dòng)圈指示儀,248,XCZ101型動(dòng)圈指示儀測(cè)量線路,無(wú)電源線路,249,XCZ101型動(dòng)圈表接線圖,共有四個(gè)接線端；運(yùn)輸時(shí)1、4端短接。,250,XCZ102的接線端圖,電源

34、另外,251,硅穩(wěn)壓管雙重穩(wěn)壓電路,電路,252,U a b 動(dòng)圈表不抗振 被數(shù)顯表代替,XCZ102型動(dòng)圈指示儀測(cè)量線路,253,（二）自動(dòng)平衡式儀表,重力平衡,254,手動(dòng)電位計(jì),255,電阻箱,256,單臂式電位差計(jì),由電位發(fā)生器、被測(cè)電位、檢流計(jì)組成 當(dāng)IG= 0時(shí)：UAB= Ex,257,電子電位差計(jì)構(gòu)成與原理框圖,說(shuō)明：信號(hào),258,電子電位差計(jì)工作原理圖,原理圖,259,2.電子自動(dòng)平衡電橋,電橋 加入熱電阻原理圖示,260,自動(dòng)平衡電橋結(jié)構(gòu)與原理框圖,示意,261,電子自動(dòng)平衡電橋工作原理圖,電橋,262,電子平衡電橋?qū)嶒?yàn)接線圖,接線圖：,263,數(shù)字式儀表的構(gòu)成框圖,264,

35、數(shù)碼-光電顯示板,二極管、液晶。當(dāng)X i；Y i 通電時(shí)，發(fā)光。 Y1- Y n X1 X n,265,266,數(shù)字式儀表,267,智能顯示儀表,智能數(shù)字顯示表可有多種輸入信號(hào)， 并能設(shè)定測(cè)量范圍。 數(shù)字式儀表讀數(shù)方便、無(wú)視差。精度 可達(dá)0.05級(jí)。 運(yùn)算功能強(qiáng)大，便于與計(jì)算機(jī)接口， 將儀表納入DCS系統(tǒng)。,268,ER180系列顯示儀表,變送器,直流 放大器,斬 波 相敏功放,可 逆 放大器,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),指示機(jī)構(gòu),記錄機(jī)構(gòu),測(cè)量電路,平衡機(jī)構(gòu),同步電機(jī),269,分類: 記錄筆式 181單筆; 182 雙筆; 183三筆. 打印式 184188 雙點(diǎn); 3點(diǎn); 6點(diǎn); 12點(diǎn); 24點(diǎn). 工作原

36、理: 測(cè)量信號(hào)與橋路信號(hào)比較后的差值,經(jīng)斬波放大后轉(zhuǎn)換成相位正、反的交流電信號(hào)；以驅(qū)動(dòng)可逆電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；使橋路與測(cè)量信號(hào)平衡。指示并記錄溫度的測(cè)量值。,270,衡量數(shù)儀表的技術(shù)指標(biāo)： 1精確度：b %未位1個(gè)字；高精度表： b %c % 。 2顯示位數(shù)：3位半，2001999 0C 3分辨率與分辨力： 分辨率是指：顯示的最小數(shù)與最大數(shù)之比。 即位數(shù)的倒數(shù)。 分辨力是指靈敏度限。使未位改變的最小輸入 量。 EPROM: 可擦可編只讀存儲(chǔ)器 BCD: 二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 LED: 發(fā)光二極管,271,A/D 轉(zhuǎn)換電路,一.雙斜式V-T轉(zhuǎn)換器:,272,雙斜式V-T轉(zhuǎn)換器波形圖,273,二. Vf 轉(zhuǎn)換器,

37、電路圖 f = UX / RCU,274,光學(xué)高溫計(jì)（燈絲隱滅式）,物鏡 目鏡,275,三菱觸摸式 顯示屏,276,兩線PLC數(shù)顯表,277,圖示儀,278,實(shí)時(shí)雙通道顯示,279,實(shí)時(shí)雙通道顯示,280,圖像顯示儀 分辨率是指：顯示的最小數(shù)與最大數(shù)之 比。即位數(shù)的倒數(shù)。 分辨力是指靈敏度限。使未位改變的最 小輸入量。 EPROM: 可擦可編只讀存儲(chǔ)器 BCD: 二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 LED: 發(fā)光二極管,281,圖像顯示儀 以CPU為核心的顯示記錄儀,無(wú)紙無(wú)筆可分析、處理儀表。采用液晶顯示屏和圖像處理功能的儀表。使用屏幕各顯示區(qū)功能單通道使用：左上為時(shí)間、右上為單位。第二行為棒圖（標(biāo)尺），并有上、

38、下位報(bào)警。,282,各通道數(shù)據(jù)的通道號(hào)及報(bào)警顯示 （H為上限；L為下限）。 通道號(hào)右側(cè)為有 手自動(dòng)翻頁(yè)顯示 A自動(dòng)； M手動(dòng)。 中間有工程數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)趨勢(shì)線：百分量標(biāo)尺 右為0； 左為 5.0 (min)。,283,棒圖,284,屏幕底部：六個(gè)報(bào)警觸點(diǎn) 為非報(bào)警狀態(tài)； 為報(bào)警狀態(tài)。 最后一行為按鍵： 上方符號(hào)為組態(tài)用按鍵； 下方為顯示用按鍵。 每按一下追憶鍵，手自動(dòng)翻頁(yè)切換一 次，相應(yīng)顯示A或M。,285,286,287,功能鍵 單通道趨勢(shì)、八通道棒圖、 八通道數(shù)據(jù)、雙曲線比較、 雙通道追憶、單通道PID調(diào)節(jié)顯示。 翻頁(yè)鍵 供手動(dòng)翻頁(yè)，用來(lái)顯示實(shí)時(shí)曲 線及棒圖。 時(shí)標(biāo)鍵 可選擇四種標(biāo)尺： 2.5

39、min; 5.0min; 10min; 20min。,288,1/4 VGA TFT彩色液晶顯示 觸摸式屏幕界面 高質(zhì)量I / O，6-12路輸入 6個(gè)轉(zhuǎn)換繼電器 所有輸入通道的掃描速度為125ms 以太網(wǎng)通訊 數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在3.5軟盤或PC卡中 在線幫助 用戶自定義畫面,289,5100v是用作工業(yè)過(guò)程指示的一種新型圖形記錄儀。具有世界領(lǐng)先技術(shù)水平的32位RISC處理器在前面板和IT界面之間建立了一個(gè)完美的無(wú)縫接口。5100v最多帶12路通用輸入，可用高清晰度棒圖、數(shù)值和曲線圖顯示當(dāng)前測(cè)量值和歷史記錄。 功能選項(xiàng) 累加器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用觸摸式屏幕、用于實(shí)時(shí)測(cè)量的OPC通用模塊。,290,

40、技術(shù)參數(shù) 保護(hù)：IP65 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：3.5軟盤或PC卡,1.44M至260M 輸入信號(hào)類型：DC mV、DC V、DC mA， 熱電偶：B、 C、D、E、G2、J、K、L、N、R、S、T、U、 Ni/Ni Mo， 2/3線熱電阻：Pt100、Pt100A、Pt1000 Ni100、Ni120、Ni1000、JPT100、Cu100. 最大功耗：100VA 溫度范圍：工作溫度050 濕度范圍：工作濕度080% 參考文獻(xiàn)：HA026955 5000手冊(cè) 操作界面類型：彩色TFT LCD顯示 型號(hào)與分辨率：1/4VGA(320240像素),291,電源要求 工作電源：47-63Hz 85-265V

41、功率(最大)：60VA(啟動(dòng)電流36A) 以太網(wǎng)通訊 電氣標(biāo)準(zhǔn)：10Mbs以太網(wǎng) 傳輸協(xié)議：TCP/IP 選件 六通道通用輸入板：最多二塊輸入板(12通道) 三繼電器輸出板：最大板數(shù)二(6個(gè)繼電器輸出) 3.5英寸軟盤或PC卡(ATA閃爍存儲(chǔ)器或硬盤),292,環(huán)境參數(shù) PC卡溫度范圍：工作溫度050。 存儲(chǔ)溫度：-2570。 軟盤溫度范圍：工作溫度540。 存儲(chǔ)溫度：-2050。 PC卡濕度范圍： 工作濕度：8%85%。 存儲(chǔ)濕度：8%90%。 吸收：BS EN50082-2電氣安全(BSEN61010),293,軟盤濕度范圍 工作濕度：20%80%， 存儲(chǔ)濕度：8%80%； 保護(hù)：熒光屏顯

42、示 IP65； 沖擊：BS EN61010 震動(dòng)(10-150Hz)：最大2g 海拔：2000m 電磁兼容性能(EMC) 發(fā)射：BS EN50081-2,294,光學(xué)高溫計(jì),高溫物體表面 3000 溫度計(jì),295,296,第六節(jié) 成分自動(dòng)檢測(cè)及儀表,取樣裝置 ：將分析樣品引入分析儀。 預(yù)處理系統(tǒng)：保證結(jié)果正確與儀表工作。 分離裝置：測(cè)量各組分的基本方法。 檢測(cè)裝置：將成分量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量。 信號(hào)處理：放大與運(yùn)算功能。 顯示環(huán)節(jié)：成分分析的最終結(jié)果。,297,樣氣預(yù)處理系統(tǒng),流通過(guò)程,298,熱導(dǎo)式成分分析器,各種氣體在0的導(dǎo)熱系數(shù)（）相對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)（ / k ）及溫度系數(shù)（）,299,熱導(dǎo)室與

43、測(cè)量橋路,參比 測(cè)量 橋路,r1,r2,r3,r4,300,檢測(cè)熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu),工作原理 熱導(dǎo)池：金屬制成的47 mm的細(xì)長(zhǎng)氣室 內(nèi)絕緣安裝電極絲（鉑、鎢）。檢測(cè)池有 進(jìn)、出氣口。參比池封裝樣氣。 將檢測(cè)氣的導(dǎo)熱性能轉(zhuǎn)換成電阻信號(hào)。 測(cè)量電橋：四臂電橋?qū)⒊煞植钷D(zhuǎn)換成橋路 電勢(shì)，并具有調(diào)零、調(diào)量程的功能。,301,熱導(dǎo)分析器,302,熱導(dǎo)儀檢測(cè)器,303,氧氣的磁性與磁化率表,名稱 分子式 磁化率10-9（GSM） 氧氣 O2 +146 一氧化氮 NO +53 空氣 +30.8 二氧化氮 NO2 +9 甲烷 CH4 +1 氮?dú)?N2 0.84,304,熱磁式氧析器,原理圖：,r1,r2,r3,r4,E0,305,熱磁式氧析器,306,氧化鋯氧析儀探頭與原理圖,探頭,307,308,電極在氧濃度不同時(shí)的極性,電極極性：,309