第三章检测仪表与传感器.ppt

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1、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%

2、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.

3、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max2.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

4、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max4.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,

5、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

6、: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

7、，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

8、: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

9、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

10、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)

11、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

12、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:,

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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,

18、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

19、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

20、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

21、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：(

22、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

23、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

24、,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

25、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

26、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

27、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

28、,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

29、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

30、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

31、,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

32、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,

33、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

34、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

35、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

36、,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

37、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 0172

38、7、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，

39、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

40、,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

41、、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0

42、30kPa,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

43、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

44、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

45、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

46、,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

47、,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

48、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

49、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、

50、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