檢測(cè)機(jī)儀表論文講解

1、過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目：基于多功能動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置的參數(shù)檢測(cè) 學(xué)院：自動(dòng)化工程學(xué)院 班級(jí)：自動(dòng) 087 班 學(xué)號(hào)： 0807240738 姓名：趙維鑫 2011年 7 月 吉林 一. 題目背景及意義 換熱設(shè)備污垢的形成過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的能量、 質(zhì)量和動(dòng)量傳遞的物理化 學(xué)過(guò)程，污垢的存在給廣泛應(yīng)用于各工業(yè)企業(yè)的換熱設(shè)備造成極大的經(jīng)濟(jì)損失， 因而污垢問(wèn)題成為傳熱學(xué)界和工業(yè)界十分關(guān)注而又至今未能解決的難題之一。 本實(shí)驗(yàn)裝置的模擬換熱器是由恒溫水浴作為熱源加熱實(shí)驗(yàn)管段 （約 2m），水 浴溫度由溫控器、 電加熱管以及保溫箱體構(gòu)成。 水浴中平行放置兩實(shí)驗(yàn)管， 獨(dú)自 擁有補(bǔ)水箱和集水箱，構(gòu)

2、成兩套獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 可以做平行樣實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 為獲取水處理藥劑的效果、 強(qiáng)化換熱管的污垢特性、 污垢狀態(tài)下強(qiáng)化管的換熱效 果等等，管內(nèi)流體一般為人工配制的易結(jié)垢的高硬度水或是含有固體微粒等致垢 物質(zhì) 10 出口 1-恒溫槽體； 2-試驗(yàn)管段； 3-試驗(yàn)管入口壓力； 4-管段出口溫度測(cè)點(diǎn)； 5-管壁溫度測(cè)點(diǎn)； 6-管段出口溫度測(cè)點(diǎn)； 7-試驗(yàn)管出口壓力； 8-流量測(cè)量； 9-集水箱； 10-循環(huán)水泵； 11、 補(bǔ)水箱； 12- 電加熱 圖 1 實(shí)驗(yàn)裝置圖 該實(shí)驗(yàn)裝置上，需要檢測(cè)和控制的參數(shù)主要有： 1、溫度：包括實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)口（ 2040）、出口溫度（ 2080 ） ， 2、實(shí)驗(yàn)管壁溫（

3、 2080 ）以及水浴溫度（ 2080 ） 3、水位：補(bǔ)水箱上位安裝，距地面 2m，其水位要求測(cè)量并控制，以適應(yīng)不 同流速的需要，水位變動(dòng)范圍 200mm500mm 3 4、流量：實(shí)驗(yàn)管內(nèi)流體流量需要測(cè)量，管徑 25mm，流量范圍 0.54m3/h 5、差壓：由于結(jié)垢導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)阻力增大，需要測(cè)量流動(dòng)壓降，范圍為 050mm 水柱 二. 溫度測(cè)量 1. 檢測(cè)方法設(shè)計(jì)： 熱電阻溫度計(jì)測(cè)進(jìn)出口溫度和水浴溫度 電阻溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體或金屬氧化物半導(dǎo)體做測(cè)溫質(zhì)， 利用導(dǎo)體或半導(dǎo) 體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。 金屬電阻一般為正溫度系數(shù)，電阻隨溫度的變化可用多項(xiàng)式表示： Rt

4、R0 1 At Bt2 Ct 3式中： Rt和R0分別為溫度為 t和 0時(shí)的電阻值； A 、 B 、 C均為常數(shù)，其值決定 于熱電阻材料的種類。 熱電偶溫度計(jì)測(cè)管壁溫度 熱電偶溫度計(jì)由三部分組成： 1.熱電偶（感溫元件）；2.測(cè)量?jī)x表； 3.連接熱 電偶和測(cè)量?jī)x表的導(dǎo)線（補(bǔ)償導(dǎo)線及銅線） 。 圖 2 最簡(jiǎn)單的熱電偶測(cè)溫系統(tǒng) 它是有兩種不同材料的導(dǎo)體 A 和 B 焊接而成，焊接的一端插入被測(cè)介質(zhì) 中，感受被測(cè)溫度， 稱為工作端或熱端， 另一端與導(dǎo)線相連， 稱為冷端或自由端。 兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接、 形成回路， 直接測(cè)溫端叫測(cè)量端， 接線端子端 叫參比端。 當(dāng)測(cè)量端和參比端存在溫差時(shí)， 就

5、會(huì)在回路地產(chǎn)生熱電流， 接上顯示 儀表，儀表上就批示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電流， 接上顯示儀表， 儀表上就批示同 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的溫度值。 熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度升高而增長(zhǎng)， 熱電動(dòng)勢(shì)的的大小只和熱 電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)， 和熱電極的長(zhǎng)度、 直徑無(wú)關(guān)。 裝配式熱電偶主 要由接線盒、保護(hù)管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結(jié)構(gòu)，并配以種安 裝固定裝置組成。 2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)、出口溫度，管壁溫度和水浴溫度大約控制在 20 80 之間， 屬于低溫測(cè)量， 所以只需采用簡(jiǎn)單的接觸式溫度計(jì)即可。 實(shí)驗(yàn)中， 我們還需得到 精度較高的溫度值并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出， 膨脹式溫

6、度計(jì)精度雖高但不可以轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)， 低溫測(cè)量時(shí)熱電阻溫度計(jì)精度比熱電偶溫度計(jì)要高。 所以綜合考慮 選擇熱電阻溫度計(jì)較好。 對(duì)于測(cè)量管壁溫度， 由于熱電阻溫度計(jì)不好安裝， 所以 選用熱電偶溫度計(jì)。 3. 儀表種類選用 熱電阻溫度計(jì)選用鎧裝鉑電阻溫度計(jì)（產(chǎn)品規(guī)格為 WZP）K 鎧裝式鉑電阻溫度計(jì)通常由鎧裝鉑熱電阻感溫元件、 安裝固定裝置和接線裝 置等主要部件組成。 2 適合等級(jí)（表 1） 標(biāo)準(zhǔn) ZBY301-85 工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表、 JJG229-98 工業(yè)鉑、 銅熱電阻檢定規(guī)程 分度 0時(shí)的公稱電 電阻溫度系 測(cè)溫范圍、精度選編用允差 號(hào) 阻值 數(shù) 測(cè)量范圍 （0） 精度等級(jí)和允差

7、 主要 技術(shù) 參數(shù) Pt10 Pt100 10 100 0.003851 -200- 500 A 級(jí) Grade A: (0.15+0.002%lt l) B 級(jí) Grade B: (0.3 +0.005%ltl) Cu50 50 0.004280 -50- 150 (0.3+0.006ltl) 圖 4 WZ 系列鎧裝式鉑電阻溫度計(jì) 熱電偶溫度計(jì)選用熱套式熱電偶溫度計(jì)（產(chǎn)品規(guī)格為 WRN-62）5 適合于蒸汽管道、鍋爐及其他對(duì)溫度、壓力、流速有所要求的場(chǎng)所。主要用 于測(cè)量電站蒸汽管道及鍋爐溫度 . 結(jié)構(gòu)采用熱套保護(hù)管與電偶可分離方式 , 使用 時(shí), 用戶可將熱套焊接或機(jī)械固定在設(shè)備上 ,然后裝

8、上電偶就可工作。 熱套式熱電偶（表 2） 熱套式熱電偶 名稱 型號(hào) 分度號(hào) 測(cè)溫范圍 公稱壓力 流速 保護(hù)管材料 單支 WRN-625 K 熱電偶 WRE-625 E O600 29.4MPa 100m/s 1Cr18Ni9Ti 雙支 WRN 2-625 K 熱電偶 WRE 2-625 E 圖 5 熱套式熱電偶 4. 選用依據(jù) 鎧裝鉑電阻作為一種溫度傳感器， 它比裝配式鉑電阻直徑小， 易彎曲， 適 宜安裝在管道狹窄和要求快速反應(yīng)、 微型化等特殊場(chǎng)合。 其可對(duì) -200600溫度 范圍內(nèi)的氣體、 液體介質(zhì)和固體表面進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)， 并且可直接用銅導(dǎo)線和二次 儀表相連接使用， 由于它具有良好的電輸出

9、特性， 可為顯示儀、 記錄儀、調(diào)節(jié)器、 掃描器、數(shù)據(jù)記錄儀以及電腦提供精確的輸入值。 電阻外保護(hù)管采用不銹鋼， 內(nèi)充滿高密度氧化物質(zhì)絕緣體， 因此它具有很強(qiáng) 的抗污染和優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，適合安裝在環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。 熱套式熱電偶主要用于測(cè)量電站蒸汽管道及鍋爐溫度 . 結(jié)構(gòu)采用熱套保護(hù) 管與電偶可分離方式 , 使用時(shí),用戶可將熱套焊接或機(jī)械固定在設(shè)備上 ,然后裝上 電偶就可工作 ,它的優(yōu)點(diǎn)是提高了保護(hù)管的工作壓力和使用壽命 , 又便于電偶的 維修或更換 , 目前這種結(jié)構(gòu)形式被國(guó)外廣泛采用。 5. 測(cè)量注意事項(xiàng) 熱電阻溫度計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)管進(jìn)、出口溫度時(shí)應(yīng)注意接線方式，采用三線制接線 可較好地消除引線電阻的

10、影響，測(cè)量準(zhǔn)確度高。 熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差， 而不是熱電偶冷端與工作端兩端溫度差的函數(shù)； 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小， 當(dāng)熱電偶的材料是 均勻時(shí)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)， 只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)； 當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后， 熱電偶熱電勢(shì)的大小， 只與熱電偶的 溫度差有關(guān)； 若熱電偶冷端的溫度保持一定， 這進(jìn)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫 度的單值函數(shù)。 6. 誤差分析 分度誤差。該誤差取決于材料純度和加工工藝。 通電發(fā)熱誤差。由于電阻通電后會(huì)產(chǎn)生自升溫現(xiàn)象，從而帶來(lái)測(cè)量誤差。 該誤差無(wú)法消除，但可用規(guī)定最大電流 6mA 。 線路電阻不同或變

11、化引入的測(cè)量誤差。 可通過(guò)串聯(lián)電位器調(diào)整， 此外規(guī)定 三線、四線接線方法也可以減小誤差。 附加熱電動(dòng)勢(shì)。 電阻絲與引線接點(diǎn)處構(gòu)成熱偶， 若節(jié)點(diǎn)溫度不同將產(chǎn)生附 加電動(dòng)勢(shì)， 對(duì)于測(cè)量回路可能產(chǎn)生影響。 可通過(guò)節(jié)點(diǎn)靠近， 同溫等方法減小或消 除。 三. 水位測(cè)量 1. 檢測(cè)方法設(shè)計(jì)：磁浮子液位計(jì)測(cè)水位 磁浮子液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。它的結(jié)構(gòu)如圖 6 所示，主體是一根連通管體， 通過(guò)法蘭與用戶容器連接， 連通管體內(nèi)有一磁性浮 子，隨著液位的升降而升降。 管體外面固定由翻柱組成的指示器， 翻柱由紅綠兩 色組成，液位未上升前為綠色，當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)主體管 中的磁性浮子也

12、隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指 示器，驅(qū)動(dòng)紅、綠翻柱翻轉(zhuǎn) 180 。當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色， 當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，指示器的紅綠交界處為容器內(nèi)部液 位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。 圖6 磁浮子液位計(jì)的結(jié)構(gòu)圖 圖 7 磁浮子液位計(jì)的原理圖 液位計(jì)下方可裝上排污閥，當(dāng)需要時(shí)可打開(kāi)排污閥，排除污垢。而上方設(shè)有 排空螺栓，需要時(shí)可旋松螺栓排除空氣。 2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 基于水位測(cè)量，我首先想到的是浮子式液位計(jì)，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作 可靠，測(cè)量范圍較大，不易受到外界環(huán)境的影響，并且能連續(xù)指示水位。但由于 試驗(yàn)流體為易結(jié)垢的高硬度水， 久而久之， 浮子也會(huì)受到

13、腐蝕， 導(dǎo)致浮子所受浮 力發(fā)生變化，影響測(cè)量結(jié)果。另外，浮子上承受的力除重錘的重力外，還有繩索 本身的重力， 以及繩與滑輪之間的摩擦力等， 它們隨位置和運(yùn)動(dòng)方向而改變， 使 浮子的吃水線相對(duì)于浮子上下移動(dòng)， 也會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。 考慮到上述因素， 我選 擇了磁浮子液位計(jì)來(lái)測(cè)量補(bǔ)水箱的水位。它可用于各種塔、罐、槽、球型容器 和鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位檢測(cè)。該種液位計(jì)可以做到高密封，防泄漏和適 用于高溫、高壓、耐腐蝕的場(chǎng)合。它彌補(bǔ)了玻璃板（管）液位計(jì)指示清晰 度差、易破裂等缺陷，且全過(guò)程測(cè)量無(wú)盲區(qū)，顯示清晰、測(cè)量范圍大。由 于測(cè)量顯示部分不與介質(zhì)直接接觸，所以對(duì)高溫、高壓、有毒、有害、強(qiáng) 腐蝕介質(zhì)更顯其

14、優(yōu)越性。因此，它比傳統(tǒng)的玻璃板（管）液位計(jì)具有更高 的可靠性、安全性、先進(jìn)性、實(shí)用性。 3. 儀表種類選用： UHC 系列磁性浮子式液位計(jì) 本液位計(jì)在就地指示的基礎(chǔ)上還可制成帶上下限報(bào)警或電遠(yuǎn)傳。輸出 4-20mA.DC 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指示、控制及檢測(cè)。 磁性浮子液位計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)： 測(cè)量范圍： 5008000mm 精確度： 5mm ， 10mm（高溫型） 介質(zhì)密度： 0.452g/cm 介質(zhì)密度差： 0.15g/cm（測(cè)量界位） 介質(zhì)溫度： -80+450 介質(zhì)粘度： 0.4Pa.s，對(duì)于粘度大的介質(zhì)或溫度低時(shí)易結(jié)晶的介質(zhì)，可根 據(jù)用戶要求選用加熱夾套式液位計(jì)。 環(huán)境振動(dòng)：頻率 25HZ

15、，振幅 0.5mm 接口法蘭： 采用化工部 1997 年最新頒發(fā)的 HG2059220635-97法蘭標(biāo)準(zhǔn)。 圖 8 UHC 系列磁性浮子式液位計(jì) 4. 選用依據(jù) 由于本液位計(jì)直觀醒目、安全可靠，檢測(cè)功能齊全、測(cè)量范圍寬、使用壽命 長(zhǎng)、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。所以廣泛用于石油、化工、電力、冶金、環(huán)保等部門(mén) 的液位檢測(cè)與控制。它具有以下特點(diǎn)： 適合容器內(nèi)液體介質(zhì)的液位、界面的測(cè)量。除現(xiàn)場(chǎng)指示，還可配 遠(yuǎn) 傳變送器、報(bào)警開(kāi)關(guān)、檢測(cè)功能齊全。 指示新穎、讀數(shù)直觀、醒目、觀察指示器的方向可根據(jù)用戶需要改變 角度。 測(cè)量范圍大，不受貯槽高度的限制。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、維護(hù)方便、耐腐蝕、無(wú)需電源、防爆。 5

16、. 測(cè)量注意事項(xiàng) a. 安裝時(shí)液位計(jì)筒體內(nèi)不允許有鐵屑、焊渣等異物進(jìn)入，以免卡死浮子，液 位計(jì)必須垂直安裝。 （ 30） b. 液位計(jì)與容器之間應(yīng)安裝截止閥，以便檢修清洗時(shí)關(guān)閉液料，液位計(jì)周圍 不允許有強(qiáng)磁場(chǎng)，以免影響正常工作。 c. 安裝完畢，翻柱可能是花的，或使用過(guò)程中，由于液位突變等其它原因造 成個(gè)別翻柱不翻轉(zhuǎn)，這時(shí)可用磁鋼進(jìn)行較正，使零位 （液位 ）以上翻成綠色。 d. 液位計(jì)命使用時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)上閥門(mén)，然后緩慢打開(kāi)下閥門(mén)，防止磁浮子急 速上升，造成翻柱翻亂。 e. 使用過(guò)程中應(yīng)定期進(jìn)行清洗，清除筒體內(nèi)的污垢雜質(zhì)。 f. 對(duì)超過(guò) 3.5 米以上的液位計(jì)需考慮增加中間加固支承耳朵攀以增加其

17、強(qiáng)度 與穩(wěn)定 . 6. 誤差分析 安裝誤差：液位計(jì)安裝傾斜，會(huì)給讀數(shù)帶來(lái)誤差； 裝置誤差：浮子運(yùn)動(dòng)不夠靈活或被卡死，會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差，這是主要 誤差； 讀數(shù)誤差：讀數(shù)時(shí)應(yīng)平視液面的最低點(diǎn)。 四流量測(cè)量 1. 檢測(cè)方法設(shè)計(jì)：渦街流量計(jì)測(cè)流量 渦街流量計(jì)基本原理是流體流經(jīng)阻擋體或者是特制的元件時(shí)，產(chǎn)生了流動(dòng)振 蕩，通過(guò)測(cè)定其振蕩頻率來(lái)反映通過(guò)的流量。 當(dāng)流體流動(dòng)受到一個(gè)垂直于流動(dòng)方向的非流線型阻體的阻礙時(shí)，柱體的下游 兩側(cè)會(huì)發(fā)生明顯的旋渦，左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反（如圖 9 所示），這種旋 渦稱為卡門(mén)渦街。 這些渦列多數(shù)是不穩(wěn)定的， 只有形成相互交替的內(nèi)旋的兩排渦 列，且渦列寬度 h與同列相鄰的

18、兩旋渦的間距 l 之比滿足 h 0.2806（對(duì)圓柱形 l 旋渦發(fā)生體）時(shí)，渦街達(dá)到穩(wěn)定。 根據(jù)卡門(mén)渦街原理，渦列頻率 f （交替產(chǎn)生的頻率）與管內(nèi)平均流速 u 有如 u1 u 下關(guān)系 f St 1 St dmd式中 u 渦列發(fā)生體兩側(cè)流體的平均流速， m/s； d 渦列發(fā)生體特征寬度， m ； St 斯特羅哈爾數(shù)(無(wú)量綱系數(shù)) ，它與旋渦發(fā)生體的形狀及雷諾數(shù)有 關(guān)，圖 10 所示為圓柱形旋渦發(fā)生體的斯特羅哈爾數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系圖，由 圖 10 所知，當(dāng)雷諾數(shù) Re 在 2 104 7 106 的范圍內(nèi) St 基本是一個(gè)常數(shù)； m 旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道內(nèi)橫截面積之比 St與 Re的關(guān)

19、系 圖 10 圖 9 渦街流量計(jì)原理 對(duì)于直徑為 d 的圓柱形旋渦發(fā)生體 d m12 D d2 arcsin d D 式 3) 式中 D 管道內(nèi)徑， m。 瞬時(shí)體積流量 qvD2 u D mdf v 4 4St m3/s) 儀表系數(shù) Kf qv 1 D2 md 4St 式 5) 式中 qv 通過(guò)流量記的體積流量， L /s; f 流量計(jì)輸出的信號(hào)頻率， Hz ； K 渦街流量計(jì)儀表系數(shù)， L-1。 由上式可知，在斯特羅哈爾數(shù) St 為常數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)渦街流量計(jì)的體積 流量與旋渦頻率成正比。 儀表系數(shù) K 僅與旋渦發(fā)生體幾何參數(shù)有關(guān)， 而與流體物 性和組分無(wú)關(guān)。 因此，只要測(cè)出流量計(jì)輸出的信號(hào)

20、頻率 f ，就可以求出通過(guò)渦街流量計(jì)的體 積流量。 2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 由于試驗(yàn)所用的流體為人工配制的易結(jié)垢的高硬度水或是含有固體微粒等致 垢物質(zhì)，其導(dǎo)電率變化較大，不固定，所以不宜采用電磁式流量計(jì)。 試驗(yàn)管段管徑只有 25mm，空間很小，幾乎很難再在管中放置大的節(jié)流件， 這樣會(huì)造成壓力損失，使流速減小，從而影響流量測(cè)量。所以也不宜采用 節(jié)流式流量計(jì)和渦輪式流量計(jì)。 渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸 氣等多種介質(zhì)。 其特點(diǎn)是壓力損失小 ,量程范圍大 , 精度高 ,在測(cè)量工況體積流 量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零 件，因此可靠性高 ,維

21、護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電 應(yīng)力式傳感器 ,可靠性高 ,可在 -20 +250 的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模 擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) , 也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出 ,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是 一種比較先進(jìn)、理想的流量?jī)x表。 3. 儀表種類選用： LUGB 型渦街流量計(jì) LUGB 型渦街流量計(jì)適用于測(cè)量過(guò)熱蒸汽、 飽和蒸汽、 壓縮空氣和一般 氣體、水和液體的質(zhì)量流量和體積流量 品牌 沈陽(yáng) 型號(hào) LUGB 類型 渦街流量傳感器 測(cè)量范圍 1-28000 測(cè)量精度 0.5-1.0-1.5 產(chǎn)品適用范圍 液體氣體蒸氣 圖 11 渦街流量計(jì)實(shí)物圖 4. 選用依據(jù) 與國(guó)內(nèi)其他同類產(chǎn)品相比，它具

22、有以下功能特點(diǎn)：無(wú)可動(dòng)部件，運(yùn)行 可靠，性能較好，使用壽命長(zhǎng)。測(cè)量被測(cè)流體，不直接接觸傳感器，性 能穩(wěn)定。輸出信號(hào)是與流量成正比的脈沖信號(hào)或輸出 420mA 標(biāo)準(zhǔn)電流 信號(hào)。壓力損失較少，故比差壓流量計(jì)具有節(jié)能特點(diǎn)。測(cè)量量程比大， 可達(dá) 1： 10 。而差壓式只有 1： 3。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，安裝方便，維修費(fèi) 用極少。 5. 測(cè)量注意事項(xiàng) 正確地選擇安裝點(diǎn)和正確安裝傳感器都是非常重要的環(huán)節(jié)，若在安裝環(huán) 節(jié)失誤輕者影響測(cè)量精度，重者會(huì)影響傳感器的使用壽命，甚至損壞傳感 器。 （1）渦街流量計(jì)盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和電磁干擾較強(qiáng)的地方，振動(dòng)存 在的地方必須采用減振裝置，減少管道受振動(dòng)的影響。 （2）直

23、管段的配置，前后直管段要滿足渦街流量計(jì)的要求，所配管道內(nèi) 徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致。 （3）傳感器避免安裝在溫度變化很大的場(chǎng)所和受到設(shè)備的熱輻射。 6. 誤差分析 旋渦發(fā)生體的雷諾數(shù)發(fā)生變化， 導(dǎo)致斯特羅哈爾數(shù) St 不在常數(shù)范圍內(nèi)， St 變化，給測(cè)量帶來(lái)誤差。 頻率檢測(cè)產(chǎn)生的誤差給流量測(cè)量帶來(lái)誤差。 環(huán)境溫度變化給測(cè)量帶來(lái)誤差。 五.差壓測(cè)量 1. 檢測(cè)方法設(shè)計(jì)：用電容式差壓傳感器測(cè)差壓 圖 12 所示是一種電容式差壓傳感器示意圖。左右對(duì)稱的不銹鋼基座內(nèi)有玻 璃絕緣層， 其內(nèi)側(cè)的凹形球面除邊緣部分外均鍍有金屬膜作為固定電極， 中間被 夾緊的彈性膜片作為可動(dòng)測(cè)量電極， 左、右固定電極

24、和測(cè)量電極經(jīng)導(dǎo)線引出， 從 而組成了兩個(gè)電容器。 不銹鋼基座和玻璃絕緣層中心開(kāi)有小孔， 不銹鋼基座兩邊 外側(cè)焊上了波紋密封隔離膜片， 這樣測(cè)量電極將空間分隔成左、 右兩個(gè)腔室， 其 中充滿硅油。 當(dāng)隔離膜片感受兩側(cè)壓力的作用時(shí)， 通過(guò)硅油將差壓傳遞到彈性測(cè) 量膜片的兩側(cè)從而使膜片產(chǎn)生位移， 其位移量和壓力差成正比。 電容極板間距離 的變化，將引起兩側(cè)電容器電容值的改變。 此電容量的變化經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)淖儞Q器電 路，可以轉(zhuǎn)換成反應(yīng)被測(cè)差壓的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。 圖 12 電容式差壓傳感器 2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 由于結(jié)垢導(dǎo)致流動(dòng)管內(nèi)阻力增大，所以需要測(cè)量流動(dòng)壓降。一般，我們都會(huì) 想到測(cè)出試驗(yàn)管的出口壓力和入口壓力

25、， 然后相減即可求出流動(dòng)壓降。 但這種方 法存在它的弊端， 因?yàn)閴毫y(cè)量需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償， 當(dāng)兩側(cè)壓力溫度補(bǔ)償不一致 時(shí)，相減后就會(huì)給測(cè)量帶來(lái)較大誤差， 而且這種誤差會(huì)積累起來(lái)， 最后使測(cè)量結(jié) 果存在嚴(yán)重偏差。所以，最好的測(cè)量方法就是采用壓力變送器。綜合考慮，我選 擇了電容式壓力傳感器。它結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，靈敏度高，過(guò)載能力大，精度高，其精確 度可達(dá) 0.05% 0.25% ，可以測(cè)量壓力和差壓。 3. 儀表種類選用： WS1151 系列電容式壓力 / 差壓變送器 基本參數(shù)： 測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體和蒸氣 10 測(cè)量范圍：見(jiàn) PDF 資料 （表一 ）。 輸出信號(hào)： 420mA（ 特殊可為四線制 010mADC 輸出 ）。 供電電源：供電電源為 12 45VDC ，帶 LCD 數(shù)字顯示器為 15 45VDC ， 典型供電為 24VDC 。 負(fù) 載：與供電電源有關(guān) ,在某一電源電壓時(shí)帶負(fù)載能力見(jiàn)圖 2, 負(fù)載阻抗 R 與電源電壓 V 的關(guān)系式為 R50（V-12） 圖 13 WS1151 系列電容式變送器 圖 14 負(fù)載特性圖 4. 選用依據(jù) WS1151 系列電容式變送器引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)和設(shè)備 , 并吸取了國(guó)外 1151 系列變送器設(shè)計(jì)的特點(diǎn) ,安裝使用和調(diào)校都很方便簡(jiǎn)單 ,電氣外殼采用二腔 結(jié)構(gòu) ,即接線端子和放大器線路各占一腔 ,密閉性較好 ,具有防爆和全天