變送單元PPT課件

1、變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 絕對(duì)壓力 絕對(duì) 壓力 真空度 表壓 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 變送單元 變送單元 變送單元 檢測(cè)部分檢測(cè)部分: P 輸入力輸入力Fi 杠桿系統(tǒng)杠桿系統(tǒng): 力的傳遞和力矩比較，生成位移信號(hào)力的傳遞和力矩比較，生成位移信號(hào) 位移檢測(cè)放大器位移檢測(cè)放大器: 位移位移 輸出輸出Io 電磁反饋裝置電磁反饋裝置: : 輸出輸出反饋力反饋力Ff 變送單元 作用：作用：把被測(cè)差壓把被測(cè)差壓P轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成 作用于主杠桿下端的輸入力作用于主杠桿下端的輸入力Fi A1= A2= Ad Fi= Ad(P1 -P2) = AdP Fi

2、= A1P1 -A2P2 因因: : 故故: p1p2 負(fù)壓室 正壓室 軸封膜片 主杠桿 變送單元 進(jìn)行力的傳遞和力矩比較進(jìn)行力的傳遞和力矩比較 主杠桿主杠桿 將將Fi轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為F1 矢量機(jī)構(gòu)矢量機(jī)構(gòu) 將將F1轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為F2 副杠桿副杠桿 將將F2產(chǎn)生的力矩與產(chǎn)生的力矩與Ff 產(chǎn)生的力矩進(jìn)行比較，產(chǎn)生的力矩進(jìn)行比較， 生成位移變化生成位移變化 變送單元 將將Fi轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為F1 F1作用于矢量機(jī)構(gòu)上作用于矢量機(jī)構(gòu)上 i F l l F 2 1 1 H F1 Fi l2 l1 變送單元 將輸入力將輸入力F1轉(zhuǎn)換為作用于副杠桿上的力轉(zhuǎn)換為作用于副杠桿上的力F2 tgFF 12 1 F 3 F

3、2 F 1 F 2 F 3 F (a)(b) 變送單元 進(jìn)行力矩的比較進(jìn)行力矩的比較 23F lM i fff FlM zzz FlM fi MMM F2產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩 Ff產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩 合力矩合力矩 調(diào)零力調(diào)零力Fz產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩 ifz MMMM 變送單元 作用：把變送器的輸出電流作用：把變送器的輸出電流I0轉(zhuǎn)換成作用于轉(zhuǎn)換成作用于 副杠桿的電磁反饋力副杠桿的電磁反饋力Ff Ff =BDcWI0 設(shè)設(shè) Kf =BDcW 改變反饋動(dòng)圈的匝數(shù)改變反饋動(dòng)圈的匝數(shù)W， 可以改變可以改變 Kf的大小的大小 反饋動(dòng)圈反饋動(dòng)圈1固定在副杠桿上，且處于永久固定在副杠桿上，且處于永久 磁

4、鋼磁鋼2的磁場(chǎng)中，可在其中左右移動(dòng)。軟的磁場(chǎng)中，可在其中左右移動(dòng)。軟 鐵芯鐵芯3和永久磁鋼和永久磁鋼2組成磁路。軟鐵芯使組成磁路。軟鐵芯使 環(huán)形氣隙中形成均勻的輻射磁場(chǎng)，從而環(huán)形氣隙中形成均勻的輻射磁場(chǎng)，從而 使流過(guò)反饋動(dòng)圈的電流方向總是與磁場(chǎng)使流過(guò)反饋動(dòng)圈的電流方向總是與磁場(chǎng) 方向垂直。當(dāng)變送器的輸出電流過(guò)反饋方向垂直。當(dāng)變送器的輸出電流過(guò)反饋 動(dòng)圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電磁反饋力動(dòng)圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電磁反饋力Ff。Ff與變與變 送器輸出電流送器輸出電流I0之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： 則則 Ff = KfI0 變送單元 )tan( 1 00 2 31 0 lF l ll Ap lKK K I i ff

5、00 0 0 2 31 0 tan FKpK F lK l pA lKl l l I ii ff i ff 變送單元 1.變送器的輸出電流變送器的輸出電流I0和輸入信號(hào)和輸入信號(hào)P之間呈線性關(guān)系之間呈線性關(guān)系 2.調(diào)整調(diào)零彈簧可以使變送器輸出電流調(diào)整調(diào)零彈簧可以使變送器輸出電流I0在輸入信號(hào)范圍下限時(shí)在輸入信號(hào)范圍下限時(shí) 為為4mA 。 3.改變改變tg或或Kf可以調(diào)整變送器的量程可以調(diào)整變送器的量程 4.零點(diǎn)和量程要反復(fù)調(diào)整零點(diǎn)和量程要反復(fù)調(diào)整 z ff z ff d F Kl l P Kll ll tgAI 2 31 0 Io mA PminPmax 4 20 P 變送單元 變送單元 變送

6、單元 四線制和二線制方式四線制和二線制方式 L R四 線 制 變 送 器 0 I 電源 L R 二 線 制 變 送 器 0 I 電源 T U min0 0II )( maxmax0min0 rRIEU L )( maxmin0minmin0minL RIEIP 二線制滿足的條件： 變送單元 電容式差壓變送器采用差動(dòng)電容作為檢測(cè)元件電容式差壓變送器采用差動(dòng)電容作為檢測(cè)元件 主要包括測(cè)量部件和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分：主要包括測(cè)量部件和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分： 差壓電 容膜盒 電容-電流轉(zhuǎn) 換電路 調(diào)零、零 遷電路 電流放大器 反饋電路 p C Ii If Iz Io 變送單元 0 021 d A CCC

7、pKd 1 0 00 00 21 12 d d dd A dd A dd A dd A CC CC 圖3-7 差動(dòng)電容結(jié)構(gòu)示意圖 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 Vz) r(VV if ziT VVV fF VV TF VV fo VV5)(5 zio VVV ziT VVV ziT VVV 變送單元 變送單元 A B C C 0 000 00 )()(0 )()( teteE tetete teteteE ABABt CABCAB CABCABt v熱電偶測(cè)量的關(guān)鍵是如 何保證冷端的溫度 變送單元 + - 補(bǔ)償導(dǎo)線 測(cè)量電路 熱電偶 v補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)與熱電偶的電 極材料配合使用

8、； v補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)不同，接 線時(shí)應(yīng)特別注意不能接錯(cuò)。 變送單元 與直流毫伏量程單元的區(qū)別： 1)需進(jìn)行冷端溫度校正： 2)反饋線性化 變送單元 )1 ()( 000 tRtRcu /1029. 4 3 變送單元 變送單元 變送單元 與熱電偶量程單元的區(qū)別 1）用三線制代替了冷端溫度補(bǔ)償； 2）對(duì)鉑電阻需進(jìn)行非線性校正，而銅電阻則無(wú)需校正 3）采用正反饋方法進(jìn)行校正 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 變送單元 圖3.27 靶式流量計(jì)的工作原理 在管道內(nèi)流體的垂直沖擊下，靶受力為: 變送單元 變送單元 變送單元 h 變送單元 變送單元 變送單元 變送

9、單元 五、容積式流量計(jì)五、容積式流量計(jì) 橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)是利用兩個(gè)相互嚙合的橢圓是利用兩個(gè)相互嚙合的橢圓 形齒輪在流體的推動(dòng)下，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)測(cè)流量的。形齒輪在流體的推動(dòng)下，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)測(cè)流量的。 當(dāng)流體要流過(guò)橢圓齒輪時(shí)，進(jìn)口側(cè)壓力當(dāng)流體要流過(guò)橢圓齒輪時(shí)，進(jìn)口側(cè)壓力p1大于大于 出口側(cè)壓力出口側(cè)壓力p2，在此壓力差的作用下，產(chǎn)生作用力，在此壓力差的作用下，產(chǎn)生作用力 矩使橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。矩使橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 變送單元 圖（圖（a）位置時(shí)，由于）位置時(shí)，由于p1 p2，所產(chǎn)生的合力矩，所產(chǎn)生的合力矩 使使A輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。A帶動(dòng)帶動(dòng)B轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)至（轉(zhuǎn)至（b）位置，）位

10、置，A輪與輪與B輪均為主動(dòng)輪。輪均為主動(dòng)輪。 轉(zhuǎn)至（轉(zhuǎn)至（c）位置，合力矩使）位置，合力矩使B輪帶動(dòng)輪帶動(dòng)A輪轉(zhuǎn)動(dòng)。輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 A 、B輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連續(xù)將半月形容積內(nèi)的流體輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連續(xù)將半月形容積內(nèi)的流體 排出。排出。 變送單元 此圖表示橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)了此圖表示橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)了1/4周的情況，其排周的情況，其排 出的流體為一個(gè)半月形容積出的流體為一個(gè)半月形容積V0。所以，橢圓齒輪。所以，橢圓齒輪 每轉(zhuǎn)一周所排出的被測(cè)介質(zhì)量為半月形容積的每轉(zhuǎn)一周所排出的被測(cè)介質(zhì)量為半月形容積的4倍。倍。 故通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量故通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量Q為：為： Q = 4nV0 n齒輪轉(zhuǎn)速齒輪轉(zhuǎn)速 如果

11、累計(jì)齒輪轉(zhuǎn)速，則得到體積總量。如果累計(jì)齒輪轉(zhuǎn)速，則得到體積總量。 變送單元 q特點(diǎn)特點(diǎn) 由于橢圓齒輪流量計(jì)是基于容積式原理測(cè)量的，由于橢圓齒輪流量計(jì)是基于容積式原理測(cè)量的， 與流體的粘度、密度、雷諾數(shù)等參數(shù)無(wú)關(guān)。因此，與流體的粘度、密度、雷諾數(shù)等參數(shù)無(wú)關(guān)。因此， 安裝時(shí)不需要有直管段，對(duì)流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)要求，安裝時(shí)不需要有直管段，對(duì)流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)要求， 特別適用于高粘度介質(zhì)的流量測(cè)量。測(cè)量精度高，特別適用于高粘度介質(zhì)的流量測(cè)量。測(cè)量精度高， 最高可達(dá)最高可達(dá)0.1%。 橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度不能過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度不能過(guò) 高，否則可能使齒輪膨脹卡死。另高，否則可能使齒輪膨脹卡死。另

12、外被測(cè)流體中不能含有固體顆粒外被測(cè)流體中不能含有固體顆粒， 否則會(huì)引起齒輪磨損以至損壞。否則會(huì)引起齒輪磨損以至損壞。 變送單元 六、渦輪流量計(jì)六、渦輪流量計(jì) 在測(cè)量管道內(nèi)，安裝一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪，在測(cè)量管道內(nèi)，安裝一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪， 當(dāng)流體通過(guò)時(shí)，流體的動(dòng)能使渦輪旋轉(zhuǎn)。流體的流當(dāng)流體通過(guò)時(shí)，流體的動(dòng)能使渦輪旋轉(zhuǎn)。流體的流 速越大，渦輪轉(zhuǎn)速也就越高。速越大，渦輪轉(zhuǎn)速也就越高。 因此，測(cè)出渦輪的轉(zhuǎn)速或因此，測(cè)出渦輪的轉(zhuǎn)速或 轉(zhuǎn)數(shù)，就可確定流過(guò)管道的流轉(zhuǎn)數(shù)，就可確定流過(guò)管道的流 體流量或總量。日常生活中使體流量或總量。日常生活中使 用的某些自來(lái)水表、油量計(jì)等，用的某些自來(lái)水表、油量計(jì)等，

13、都是利用這種原理制成的，都都是利用這種原理制成的，都 屬于速度式儀表。屬于速度式儀表。 變送單元 渦輪上的螺旋形葉片用高導(dǎo)渦輪上的螺旋形葉片用高導(dǎo) 磁系數(shù)的不銹鋼材料制成。磁系數(shù)的不銹鋼材料制成。 導(dǎo)流器用導(dǎo)流器用 以穩(wěn)定流以穩(wěn)定流 體的流向體的流向 外殼由非外殼由非 導(dǎo)磁的不導(dǎo)磁的不 銹鋼制成銹鋼制成 變送單元 渦輪流量計(jì)的工作過(guò)程渦輪流量計(jì)的工作過(guò)程 當(dāng)流體通過(guò)渦輪葉片與管道之間的間隙時(shí)，葉當(dāng)流體通過(guò)渦輪葉片與管道之間的間隙時(shí)，葉 片前后的壓差力推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)。高導(dǎo)磁性的渦輪葉片前后的壓差力推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)。高導(dǎo)磁性的渦輪葉 片就周期性地掃過(guò)磁鋼底部，片就周期性地掃過(guò)磁鋼底部， 使磁路的磁阻發(fā)生

14、周期性的變使磁路的磁阻發(fā)生周期性的變 化，線圈中的磁通量也跟著發(fā)化，線圈中的磁通量也跟著發(fā) 生周期性的變化，線圈中便感生周期性的變化，線圈中便感 應(yīng)出脈沖電信號(hào)。其頻率與渦應(yīng)出脈沖電信號(hào)。其頻率與渦 輪的轉(zhuǎn)速成正比，即與流量成輪的轉(zhuǎn)速成正比，即與流量成 正比。正比。 N S 變送單元 輸出脈沖頻率輸出脈沖頻率 f 與被測(cè)流量與被測(cè)流量 Q 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： f = NQ N儀表常數(shù)儀表常數(shù) N S 變送單元 插入式插入式 q特點(diǎn)特點(diǎn) 渦輪轉(zhuǎn)速不用軸輸出，沒(méi)有齒渦輪轉(zhuǎn)速不用軸輸出，沒(méi)有齒 輪傳動(dòng)誤差和密封問(wèn)題，因而渦輪輪傳動(dòng)誤差和密封問(wèn)題，因而渦輪 流量計(jì)測(cè)量精度高（可達(dá)流量計(jì)測(cè)量精度高

15、（可達(dá)0.2級(jí)），級(jí)）， 耐高壓（靜壓可達(dá)耐高壓（靜壓可達(dá)50MPa）。）。 輸出信號(hào)為頻率信號(hào)，不易受輸出信號(hào)為頻率信號(hào)，不易受 干擾，便于遠(yuǎn)傳干擾，便于遠(yuǎn)傳 。 要求流體清潔，安裝時(shí)，應(yīng)加要求流體清潔，安裝時(shí)，應(yīng)加 裝過(guò)濾器，且前后要有一定的直管裝過(guò)濾器，且前后要有一定的直管 段。段。 變送單元 七、七、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì) 利用流體遇到阻礙物后產(chǎn)生的旋渦來(lái)測(cè)量流利用流體遇到阻礙物后產(chǎn)生的旋渦來(lái)測(cè)量流 量?？梢杂脕?lái)測(cè)量管道中的液體、氣體和蒸汽的量?？梢杂脕?lái)測(cè)量管道中的液體、氣體和蒸汽的 流量。旋渦式流量計(jì)有兩類(lèi)：旋進(jìn)型旋渦流量計(jì)流量。旋渦式流量計(jì)有兩類(lèi)：旋進(jìn)型旋渦流量計(jì) 和卡曼型旋渦流量計(jì)

16、。和卡曼型旋渦流量計(jì)。 旋進(jìn)型旋進(jìn)型 卡曼型卡曼型 變送單元 渦街流量計(jì)測(cè)量原理渦街流量計(jì)測(cè)量原理 在測(cè)量管道中垂直插入一個(gè)非流線形的柱狀在測(cè)量管道中垂直插入一個(gè)非流線形的柱狀 物（圓柱或三角柱）作為阻流體。當(dāng)流體受到阻物（圓柱或三角柱）作為阻流體。當(dāng)流體受到阻 礙物阻擋時(shí)，會(huì)在阻礙物的下游處產(chǎn)生兩列平行、礙物阻擋時(shí)，會(huì)在阻礙物的下游處產(chǎn)生兩列平行、 且上下交替出現(xiàn)的旋渦。因?yàn)檫@些旋渦有如街道且上下交替出現(xiàn)的旋渦。因?yàn)檫@些旋渦有如街道 旁的路燈，故有旁的路燈，故有“渦街渦街”之稱(chēng)，又因此現(xiàn)象首先之稱(chēng)，又因此現(xiàn)象首先 被卡曼（被卡曼（Karman）發(fā)現(xiàn)，也稱(chēng)作）發(fā)現(xiàn)，也稱(chēng)作“卡曼渦街卡曼渦街”。

17、 變送單元 實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)兩列旋渦的間距實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)兩列旋渦的間距h和同列相鄰兩和同列相鄰兩 個(gè)旋渦之間的距離個(gè)旋渦之間的距離 l 之比能滿足之比能滿足hl0.218時(shí)，所時(shí)，所 產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。滿足如下關(guān)系：產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。滿足如下關(guān)系： d v Sf t = f 單側(cè)旋渦發(fā)生頻率單側(cè)旋渦發(fā)生頻率 St 斯特勞哈爾系數(shù)斯特勞哈爾系數(shù) v 流體平均流速流體平均流速 d 圓柱體直徑圓柱體直徑 式中：式中： v公式表明，公式表明， St 為常數(shù)時(shí)，單側(cè)旋渦的發(fā)生頻為常數(shù)時(shí)，單側(cè)旋渦的發(fā)生頻 率率 f 與流體平均流速與流體平均流速v成正比。成正比。 變送單元 v測(cè)得測(cè)得 f 便可算出體積流量便

18、可算出體積流量Q Q = A1v = A1 St f d A1管道中旋渦發(fā)管道中旋渦發(fā) 生體處流通截面積。生體處流通截面積。 A1 A1 q旋渦流量計(jì)的特點(diǎn)是精旋渦流量計(jì)的特點(diǎn)是精 確度高、測(cè)量范圍寬、沒(méi)有運(yùn)確度高、測(cè)量范圍寬、沒(méi)有運(yùn) 動(dòng)部件、壓力損失小。動(dòng)部件、壓力損失小。 變送單元 旋渦頻率的檢測(cè)旋渦頻率的檢測(cè) 旋渦頻率的檢測(cè)方法很多。如：熱敏檢測(cè)法旋渦頻率的檢測(cè)方法很多。如：熱敏檢測(cè)法 、 超聲波檢測(cè)法、電容檢測(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法等。超聲波檢測(cè)法、電容檢測(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法等。 這些方法都是利用旋渦的局部壓力、密度、流這些方法都是利用旋渦的局部壓力、密度、流 速等的變化作用于敏感元件，產(chǎn)生電信號(hào)

19、，再經(jīng)放速等的變化作用于敏感元件，產(chǎn)生電信號(hào)，再經(jīng)放 大整形，得到脈沖信號(hào)輸出。例大整形，得到脈沖信號(hào)輸出。例1：熱敏檢測(cè)法熱敏檢測(cè)法 變送單元 如圖所示，圓柱形內(nèi)腔的中心位置上安裝一個(gè)如圖所示，圓柱形內(nèi)腔的中心位置上安裝一個(gè) 鉑電阻，通以電流時(shí)產(chǎn)生熱量，使內(nèi)腔溫度高于腔鉑電阻，通以電流時(shí)產(chǎn)生熱量，使內(nèi)腔溫度高于腔 外。外。當(dāng)流體產(chǎn)生旋渦時(shí)，產(chǎn)生旋渦的一側(cè)流體流速當(dāng)流體產(chǎn)生旋渦時(shí)，產(chǎn)生旋渦的一側(cè)流體流速 低，靜壓高，使一部分流體由導(dǎo)壓孔進(jìn)入內(nèi)腔，向低，靜壓高，使一部分流體由導(dǎo)壓孔進(jìn)入內(nèi)腔，向 未產(chǎn)生旋渦的一側(cè)流出，帶走一部分熱量，鉑絲溫未產(chǎn)生旋渦的一側(cè)流出，帶走一部分熱量，鉑絲溫 度降低，電阻

20、減小。每產(chǎn)生一個(gè)旋渦，鉑電阻就變度降低，電阻減小。每產(chǎn)生一個(gè)旋渦，鉑電阻就變 小一次。小一次。 測(cè)量出鉑電阻變化測(cè)量出鉑電阻變化 的頻率就測(cè)定了的頻率就測(cè)定了旋旋渦頻渦頻 率，也就測(cè)得了流量。率，也就測(cè)得了流量。 變送單元 鉑絲阻值的變化頻率，采鉑絲阻值的變化頻率，采 用一個(gè)不平衡電橋進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用一個(gè)不平衡電橋進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 經(jīng)放大和整形，再變換成直流經(jīng)放大和整形，再變換成直流 電流信號(hào)輸出，供顯示，累積電流信號(hào)輸出，供顯示，累積 流量或進(jìn)行自動(dòng)控制。流量或進(jìn)行自動(dòng)控制。 鉑電阻絲鉑電阻絲 電橋輸出信號(hào)頻率電橋輸出信號(hào)頻率fv= 2f 變送單元 八、電磁流量計(jì)八、電磁流量計(jì) 在流量測(cè)量中，當(dāng)被測(cè)介

21、質(zhì)是具有導(dǎo)電性的液在流量測(cè)量中，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)是具有導(dǎo)電性的液 體介質(zhì)時(shí)，可以應(yīng)用電磁感應(yīng)的方法來(lái)測(cè)量流量。體介質(zhì)時(shí)，可以應(yīng)用電磁感應(yīng)的方法來(lái)測(cè)量流量。 變送單元 工作原理工作原理 在管道兩側(cè)安放磁鐵，流動(dòng)的液體當(dāng)作切割磁在管道兩側(cè)安放磁鐵，流動(dòng)的液體當(dāng)作切割磁 力線的導(dǎo)體，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流體的流速成正力線的導(dǎo)體，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流體的流速成正 比關(guān)系。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度比關(guān)系。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變、管道直徑一定時(shí)，流不變、管道直徑一定時(shí)，流 體切割磁力線而產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)體切割磁力線而產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)E的大小僅與流體的的大小僅與流體的 流流 v 速有關(guān)。速有關(guān)。 變送單元 式中：式中： Ex 感應(yīng)電勢(shì)

22、；感應(yīng)電勢(shì)； B 磁感應(yīng)強(qiáng)度；磁感應(yīng)強(qiáng)度； D 管道直徑；管道直徑； v 流體速度。流體速度。 當(dāng)當(dāng)BD一定時(shí)，一定時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)感應(yīng)電勢(shì)E與流速與流速v成正比。成正比。 v= BDE 感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判斷，其大小為：感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判斷，其大小為： E= BDv 變送單元 體積流量體積流量Q與流速與流速v的關(guān)系為：的關(guān)系為： 2 1 4 QD v 將將 v= BDE代入可得：代入可得： 式中式中稱(chēng)為儀表常數(shù)稱(chēng)為儀表常數(shù) 感應(yīng)電勢(shì)感應(yīng)電勢(shì)E與被測(cè)流與被測(cè)流 量量Q成正比關(guān)系。成正比關(guān)系。 2 2 1D EkE 44B QD v 2 D k 4B Q v D 變送單元 變送器結(jié)構(gòu)變

23、送器結(jié)構(gòu) 變送器由測(cè)量管和轉(zhuǎn)變送器由測(cè)量管和轉(zhuǎn) 換器兩部分組成。換器兩部分組成。 測(cè)量管兩側(cè)分別繞有測(cè)量管兩側(cè)分別繞有 馬鞍形的勵(lì)磁線圈。馬鞍形的勵(lì)磁線圈。 為了避免直流磁場(chǎng)產(chǎn)為了避免直流磁場(chǎng)產(chǎn) 生的直流感應(yīng)電勢(shì)使電極生的直流感應(yīng)電勢(shì)使電極 周?chē)鷮?dǎo)電液體電解，導(dǎo)致周?chē)鷮?dǎo)電液體電解，導(dǎo)致 電極表面極化，而減小感電極表面極化，而減小感 應(yīng)電勢(shì)，一般采用交流勵(lì)應(yīng)電勢(shì)，一般采用交流勵(lì) 磁。磁。 變送單元 為了避免磁力線被測(cè)量管的管壁短路，并使測(cè)量為了避免磁力線被測(cè)量管的管壁短路，并使測(cè)量 導(dǎo)管在磁場(chǎng)中盡可能地降低渦流損耗，測(cè)量導(dǎo)管應(yīng)由導(dǎo)管在磁場(chǎng)中盡可能地降低渦流損耗，測(cè)量導(dǎo)管應(yīng)由 非導(dǎo)磁的高阻材料制成

24、，如不銹鋼。但內(nèi)壁必須涂一非導(dǎo)磁的高阻材料制成，如不銹鋼。但內(nèi)壁必須涂一 層絕緣襯里，如環(huán)氧樹(shù)脂。以防止感應(yīng)電勢(shì)被短路。層絕緣襯里，如環(huán)氧樹(shù)脂。以防止感應(yīng)電勢(shì)被短路。 變送單元 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無(wú)任何阻礙物，因而被測(cè)流體的壓測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無(wú)任何阻礙物，因而被測(cè)流體的壓 力損失很小。力損失很小。 可以測(cè)量各種導(dǎo)電液體的流量，如酸、堿、鹽可以測(cè)量各種導(dǎo)電液體的流量，如酸、堿、鹽 溶液，流體可以含有固體顆粒、懸浮物或纖維等。溶液，流體可以含有固體顆粒、懸浮物或纖維等。 輸出信號(hào)與流量之間的關(guān)系不受流體的物理性輸出信號(hào)與流量之間的關(guān)系不受流體的物理性 質(zhì)（例溫度、壓力、粘度等）變化和流動(dòng)狀態(tài)的影質(zhì)

25、（例溫度、壓力、粘度等）變化和流動(dòng)狀態(tài)的影 響。響。 測(cè)量響應(yīng)速度快，可用來(lái)測(cè)量脈動(dòng)流量。測(cè)量響應(yīng)速度快，可用來(lái)測(cè)量脈動(dòng)流量。 變送單元 由于感應(yīng)電勢(shì)數(shù)由于感應(yīng)電勢(shì)數(shù) 值很小，后級(jí)采用高值很小，后級(jí)采用高 放大倍數(shù)的放大器，放大倍數(shù)的放大器， 很容易受外界電磁場(chǎng)很容易受外界電磁場(chǎng) 干擾的影響。干擾的影響。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 只能用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，要求導(dǎo)電率只能用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，要求導(dǎo)電率 不小于水的導(dǎo)電率。不能測(cè)量氣體、蒸汽及石油不小于水的導(dǎo)電率。不能測(cè)量氣體、蒸汽及石油 制品等的流量。制品等的流量。 變送單元 小結(jié)小結(jié) 流量測(cè)量流量測(cè)量 質(zhì)量流量質(zhì)量流量 體積流量體積流量 總量 總量 差

26、壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) 渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì) 渦街流量計(jì)渦街流量計(jì) 橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì) 靶式流量計(jì)靶式流量計(jì) 超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì) 變送單元 物位測(cè)量?jī)x表可分為下列幾種類(lèi)型。物位測(cè)量?jī)x表可分為下列幾種類(lèi)型。 1. 靜壓式物位測(cè)量靜壓式物位測(cè)量 利用液體或物料對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生的壓力隨液位高度而變利用液體或物料對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生的壓力隨液位高度而變 化的原理而工作?；脑矶ぷ?。 2浮力式物位測(cè)量浮力式物位測(cè)量 利用浮子所受的浮力隨液位高度而變化的原理工作。利用浮子所受的浮力隨液位高度而變化的原理工作。 3. 電氣式物位測(cè)量電氣式物位測(cè)量 利用敏感

27、元件將物位的變化轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)的變化，利用敏感元件將物位的變化轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)的變化， 而得知物位。而得知物位。 變送單元 靜壓式液位變送器靜壓式液位變送器 浮球液位變送器浮球液位變送器 浮球液位變送器浮球液位變送器 靜壓式液位變送器靜壓式液位變送器 變送單元 變送單元 n利用浮子高度隨液面或液體界面變化而 變化的原理工作。 變送單元 xkgAxh gA gAkx h 變送單元 p1= H g + p2 p = p1-p2= H g 式中：式中： H液位高度；液位高度； 介質(zhì)密度；介質(zhì)密度； g重力加速度。重力加速度。 p2 p1 二、靜壓式液位變送器二、靜壓式液位變送器 利用測(cè)量容器底部和頂部

28、的壓差測(cè)液位。利用測(cè)量容器底部和頂部的壓差測(cè)液位。 測(cè)量原理測(cè)量原理 設(shè)容器上部空間為干燥氣體，其壓力為設(shè)容器上部空間為干燥氣體，其壓力為p2，下，下 部取壓點(diǎn)壓力為部取壓點(diǎn)壓力為p2 ，則：，則： 變送單元 若被測(cè)容器是敞口的，則氣相壓力為大氣壓，若被測(cè)容器是敞口的，則氣相壓力為大氣壓， 只需將差壓變送器的負(fù)壓室通大氣，或用壓力變送只需將差壓變送器的負(fù)壓室通大氣，或用壓力變送 器、或用壓力表即可測(cè)量。因?yàn)閴毫ψ兯推骱蛪毫ζ?、或用壓力表即可測(cè)量。因?yàn)閴毫ψ兯推骱蛪毫?表都是測(cè)量與大氣壓之差。表都是測(cè)量與大氣壓之差。 變送單元 零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移 理想測(cè)量條件下，液位理想測(cè)量條件下，液位H=0時(shí)，

29、變送器的輸入壓時(shí)，變送器的輸入壓 差信號(hào)差信號(hào)P=0，差壓變送器的輸出為零點(diǎn)信號(hào)，差壓變送器的輸出為零點(diǎn)信號(hào)4mA。 零點(diǎn)是對(duì)齊的：零點(diǎn)是對(duì)齊的： H0時(shí)，時(shí)， p = H g =0， I0=4mA 應(yīng)用時(shí)，由于差壓變送應(yīng)用時(shí)，由于差壓變送 器安裝的實(shí)際情況限制，測(cè)器安裝的實(shí)際情況限制，測(cè) 量零點(diǎn)很難對(duì)齊，需要對(duì)差量零點(diǎn)很難對(duì)齊，需要對(duì)差 壓變送器的零點(diǎn)進(jìn)行遷移。壓變送器的零點(diǎn)進(jìn)行遷移。 變送單元 p = p1-p2 = ( h1 2g + H 1g + p0 ) ( h2 2g + p0 ) = H 1g - ( h2- h1) 2g 1、負(fù)遷移、負(fù)遷移 如圖所示，變送器和容器之間用隔離罐隔離時(shí)：如圖所示，變送器和容器之間用隔離罐隔離時(shí)： 當(dāng)當(dāng) H =0時(shí)，時(shí)， p = - ( h2 - h1) 2g 此時(shí)，變送器應(yīng)輸此時(shí)，變送器應(yīng)輸 出出4mA以下，但變送器以下，但變送器 的輸出只能是的輸出只能是420mA 變送單元 v 零點(diǎn)遷移的方法是，另加零點(diǎn)遷移的方法是，另加 ( h2- h1) 2g 信號(hào)，信號(hào)，抵抵 消消( h2