新儀表自動化

1、鍋爐液位控制系統(tǒng)的認識報告專業(yè):應用化工技術(shù)班級:09化工班組員:柏佩冬 李佳 謝飛 夏超指導老師:周玲玲 基礎(chǔ)部09化工班 制作時間:2011-09-07 目錄一.測量誤差的分類、表示方法及檢測儀表的品質(zhì)指標。二.液位的檢測方法、液位測儀表的工作原理。三.差壓變送器的校驗及其零點遷移。四.調(diào)節(jié)閥的組成、功能、原理、工作方式是什么?一.測量誤差的分類、表示方法及檢測儀表的品質(zhì)指標。答：測量誤差按照其產(chǎn)生原因的不同，可以分為三類：1系統(tǒng)誤差，指質(zhì)量儀表由于本身的缺陷，觀測者的習慣或偏向，外界因素環(huán)境條件的變化等。由于這種誤差是有一定規(guī)律，所以在測量過程中是容易消除或加以修正的。2疏忽誤差，由于測

2、量者在測量過程中疏忽大意所致的。它比較容易被發(fā)覺，并應將它從測量結(jié)果中去掉。只要我們在測量過程中認真、仔細，就可以避免產(chǎn)生這類誤差。3偶然誤差，是指在同樣的測量條件下，反復多次，每次結(jié)果都不重復的誤差。這種誤差是由一些隨機的偶然原因引起的，亦稱隨機誤差。它不易被發(fā)覺和修正。偶然誤差的大小反映了測量過程的精度。測量誤差的表示方法：通常有兩種表示方法，即絕對表示法和相對表示法。絕對誤差在理論上是指儀表指示值和被測量的真實值之間的差值，可以表示為： 在工程上，要知道被測量的真實值是困難的。因此，所謂檢測儀表在其標尺范圍內(nèi)各點讀數(shù)的絕對誤差，一般是指用被校表（準確度較低）和標準表（準確度較高）同時對同

3、一參數(shù)測量所得到的兩個讀數(shù)之差，可用下式表示：式中 絕對誤差 被校表的讀數(shù)值 標準表的讀數(shù)值測量誤差還可以用相對誤差來表示。某一被測量的相對誤差等于這一點的絕對誤差與它的真實值（或）之比?？捎檬阶颖硎荆?或式中 儀表在處的相對誤差。求取測量誤差的目的在于判斷測量結(jié)果的可靠程度。檢測儀表的品質(zhì)指標:一臺儀表的優(yōu)劣，可用它的品質(zhì)（性能）指標來衡量，以下是幾項常見的指標：a.檢測儀表的準確度（習慣上稱精確度）。b.檢測儀表的恒定度。c.靈敏度與靈敏限（也叫靈敏閥）。d.反應時間。e.線性度。f.重復性。二.液位的檢測方法、液位測儀表的工作原理。液位的檢測方法:1. 超聲波液位測量。超聲波液位測量的方

4、法很多，應用比較廣泛的是脈沖回波法。這種方法是從聲波源發(fā)射聲波，測量聲波到達所測液面后反射回來所需時間，利用該時間與液位高度成比例的原理來進行測量。通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間，再根據(jù)介質(zhì)中超聲波的傳播速度和換能器的安裝高度，就可計算出液位的高度。2.激光液位測量。激光測距的方法很多，主要有脈沖法、相位法等。下面主要介紹脈沖法 。激光脈沖法測量液位的原理類似于超聲波法，激光發(fā)射頭發(fā)出激光脈沖到被測液面，反射或散射回來的激光脈沖被激光器接收端所接收。3.光纖液位測量。光纖液位計是根據(jù)力平衡原理測量儲罐液位的儀表。它由浮球、光纖傳感器、力平衡傳動機構(gòu)

5、、光電變換器、光纜及智能式數(shù)顯表等所組成。其工作原理簡述如下：在力平衡機構(gòu)的作用下，浮球把感測到的液位的變化量，通過鋼絲繩傳遞給測量裝置內(nèi)的磁偶合器，在磁偶合器的作用下使隔離的光纖傳感器感受到位移的變化量，并通過光纖送出光信號給光電變換器變換成電信號給智能式數(shù)顯示液位，智能式數(shù)顯表可以根據(jù)用戶的要求實現(xiàn)聲光報警，輸出4-20mA和RS232通訊，實現(xiàn)液位的檢測與控制。液位測儀表的工作原理： 常用于測量液位的液位計有連通器式、吹泡式、差壓式、電容式等，測量物位的有超聲波物位計和放射性物位計等。其原理和特點如下：a. 連通器式就是應用最普通的玻璃液位計，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、價廉、直觀，適

6、于現(xiàn)場使用，但易破損，內(nèi)表面沾污，造成讀數(shù)困難，不便于遠傳和調(diào)節(jié)。b. 浮力式液位計包括恒浮力式和變浮力式兩類。(1) 恒浮力式液位計恒浮力式液位計是依靠浮標或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格較低，適于各種貯罐的測量；(2) 變浮力式液位計變浮力式亦稱沉筒式液位計，當液面不同時，沉筒浸泡于液體內(nèi)的體積不同，因而所受浮力不同而產(chǎn)生位移，通過機械傳動轉(zhuǎn)換為角位移來測量液位。此類儀表能實現(xiàn)遠傳和自動調(diào)節(jié)。c. 吹泡式液位計是應用靜壓原理測量敞口容器液位。壓縮空氣經(jīng)過過濾減壓閥后，再經(jīng)定值器輸出一定的壓力，經(jīng)節(jié)流元件后分兩路：a) 一路進到安裝在容器內(nèi)的導管，由容器底部吹出；b

7、) 另一路進入壓力計進行指示。當液位最低時，氣泡吹出沒有阻力，背壓力零，壓力計指零；當液位增高時，氣泡吹出要克服液柱的靜壓力，背壓增加壓力指示增大。因此，背壓即壓力計指示的壓力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位計結(jié)構(gòu)簡單、價廉，適用于測量具有腐蝕性、粘度大和含有懸浮顆粒的敞口容器的液位，但精度較低。d. 差壓式液位計有氣相和液相兩個取壓口。氣相取壓點處壓力為設(shè)備內(nèi)氣相壓力；液相取壓點處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產(chǎn)生的靜壓力。因此，由如下公式就測得了液位：    這類儀表包括氣動、電動差壓變送器及法蘭式液位變送器，安裝方便，

8、容易實現(xiàn)遠傳和自動調(diào)節(jié)，工業(yè)上應用較多。e. 電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)1和液面上的介電常數(shù)2不同，比如：1>2，則當液位升高時，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當液位下降，值減小，電容量也減小。    所以，可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有1和2的恒定才能保證液位測量準確，因被測介質(zhì)具有導電性，所以金屬棒電極都

9、有絕緣層覆蓋。電容液位計體積小，容易實現(xiàn)遠傳和調(diào)節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測量。f. 超聲波物位計是利用超聲波在氣體、液體或固體中的衰減、穿透能力和聲阻抗不同的性質(zhì)來測量兩種介質(zhì)的界面。此類儀表精度高、反應快，但成本高、維護維修困難，都用于要求測量精度較高的場合。g. 放射形物位計是利用物位的高低對放射形同位素的射線吸收程度不同來測量物位高低的，它的測量范圍寬，可用于低溫、高溫、高壓容器中的高粘度、高腐蝕、易燃易爆介質(zhì)物位的測量。但此類儀表成本高，使用維護不方便，射線對人體危害性大。三.差壓變送器的校驗及其零點遷移。一準備工作 我們知道差壓變送器在應用中是與導壓管相連接的，通常的做

10、法，需要把導壓管和差壓變送器的接頭拆開，再接入壓力源進行校準。對差壓變送器進行校準時，先把三閥組的正、負閥門關(guān)閉，打開平衡閥門，然后旋松排氣、排液閥或旋塞放空，然后用自制的接頭來代替接正壓室的排氣、排液閥或旋塞；而負壓室則保持旋松狀態(tài)，使其通大氣。壓力源通過膠皮管與自制接頭相連接，關(guān)閉平衡閥門，并檢查氣路密封情況，然后把電流表(電壓表)、手操器接入變送器輸出電路中，通電預熱后開始校準。二.常規(guī)差壓變送器的校準先將阻尼調(diào)至零狀態(tài)，先調(diào)零點，然后加滿度壓力調(diào)滿量程，使輸出為20mA, 零點和滿量程調(diào)校正常后，再檢查中間各刻度，看其是否超差?必要時進行微調(diào)。然后進行遷移、線性、阻尼的調(diào)整工作。三.智

11、能差壓變送器的校準用上述的常規(guī)方法對智能變送器進行校準是不行的，因為這是由HART變送器結(jié)構(gòu)原理所決定了。因為智能變送器在輸入壓力源和產(chǎn)生的4-20mA電流信號之間，除機械、電路外，還有微處理芯片對輸入數(shù)據(jù)的運算工作。因此調(diào)校與常規(guī)方法有所區(qū)別1先做一次4-20mA微調(diào)，用以校正變送器內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器，由于其不涉及傳感部件，無需外部壓力信號源。 2再做一次全程微調(diào)，使4-20mA、數(shù)字讀數(shù)與實際施加的壓力信號相吻合，因此需要壓力信號源。3最后做重定量程，通過調(diào)整使模擬輸出4-20mA與外加的壓力信號源相吻合，其作用與變送器外殼上的調(diào)零(Z)、調(diào)量程(R)開關(guān)的作用完全相同。零點遷移當輸入處于

12、范圍下限值時，由于某些影響量引起的輸出值的變化。當下限值不為零值時，亦稱為始點遷移（偏移）。遷移分為無遷移、負遷移和正遷移。以儀表的輸入信號（被測量）相對于量程作為橫坐標，以輸出信號相對于信號范圍作為縱坐標，則可以畫出儀表的輸入/輸出特性曲線，設(shè)其為直線關(guān)系。特性曲線平移而曲線斜率不變稱為零點遷移。應用差壓變送器測量液面時，如果差壓變送器的正、負壓室與容器的取壓點處在同一水平面上，就不需要遷移。而在實際應用中，出于對設(shè)備安裝位置和便于維護等方面的考慮，測量儀表不一定都能與取壓點在同一水平面上；又如被測介質(zhì)是強腐蝕性或重粘度的液體，不能直接把介質(zhì)引入測壓儀表，必須安裝隔離液罐，用隔離液來傳遞壓力信號，以防被測儀表被腐蝕。這時就要考慮介質(zhì)和隔離液的液柱對測壓儀表讀數(shù)的影響。四.調(diào)節(jié)閥的組成、功能、原理、工作方式是什么?1.調(diào)節(jié)閥的定義: 調(diào)節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。2.調(diào)節(jié)閥的組成: 調(diào)節(jié)閥通常由電動執(zhí)行機構(gòu)或氣動執(zhí)行機構(gòu)與閥體兩部分共同組成。3.調(diào)節(jié)閥的功能:1>調(diào)節(jié)功能,調(diào)節(jié)功能是調(diào)節(jié)閥的主要功能之一，表現(xiàn)為:可調(diào)比R；流量特性；流量系數(shù)；小開度工作性能；