油庫安全監(jiān)測系統(tǒng)傳感器設計 熱電偶溫度傳感器設計教材

1、西安石油大學本科課程設計安全檢測技術課程設計任務書題 目油庫安全監(jiān)測系統(tǒng)傳感器設計二（熱電偶溫度傳感器設計）學生姓名學號專業(yè)班級設計內(nèi)容與要求課程設計主要完成某油庫安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計中熱電偶溫度傳感器的選型、應用及接線等。要求運用已學過各類傳感器的知識，完成安全監(jiān)測系統(tǒng)中傳感器的原理、選型、廠家產(chǎn)品參數(shù)、接線等內(nèi)容，將書本傳感器的理論知識與廠家具體產(chǎn)品對應起來，使得可以真正理論聯(lián)系實際。要求熟悉相關傳感器的原理與硬件結構，學會計算機監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計的步驟和方法，具有初步設計小型計算機安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件方案中傳感器部分的能力。課程設計內(nèi)容及基本要求如下：1.熟悉油庫工藝流程、監(jiān)控目標及監(jiān)控要求。

2、2.學會常用的各種傳感器（溫度、流量、壓力、液位等）參數(shù)及使用，了解其工作原理。3.課程設計中以熱電偶溫度傳感器為主，詳細介紹所選溫度傳感器的工作原理、硬件組成、測量電路、使用時的注意事項。詳細介紹所選溫度傳感器的廠家產(chǎn)品參數(shù)、接線、特點等參數(shù)。4.完成監(jiān)測系統(tǒng)硬件方案設計，畫出原理圖。 5.課程設計時間一周，完成課程設計報告。起止時間2013年6月17日 至 2013年6月23日指導教師簽名年 月 日系（教研室）主任簽名年 月 日學生簽名年 月 日目錄1 緒論11.1 油庫11.1.1 油庫的分類11.1.2 國內(nèi)外油庫的現(xiàn)狀11.2 油庫的總體布局21.3 油庫的工藝流程31.4 計算機監(jiān)

3、控及要求41.5 系統(tǒng)I/O點數(shù)統(tǒng)計52 溫度傳感器的選型62.1 熱電偶溫度傳感器62.1.1 熱電偶的工作原理62.1.2 溫度傳感器的分類82.1.3 熱電偶的技術特點92.1.4 熱電偶的結構形成92.2 溫度傳感器的選型102.2.1 技術指標102.2.2 儀表主要特點112.2.3 測溫范圍112.2.4 結構形式112.2.5 接線盒形式123 其他傳感器選型143.1 壓力變送器143.2 物位計153.3 流量計163.4 加速度傳感器184 結論19參考文獻2011 緒論1.1 油庫油庫指用以貯存油料的專用設備，因油料具有的特異性用以相對應的油庫進行貯藏。油庫是協(xié)調原油生

4、產(chǎn)、原油加工、成品油供應及運輸?shù)募~帶，是國家石油儲備和供應的基地，它對于保障國防和促進國民經(jīng)濟高速發(fā)展具有相當重要的意義。油庫是油氣運輸過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它直接關系到外輸原油的質量，其工藝特點是系統(tǒng)關聯(lián)緊密、操作規(guī)程嚴格、系統(tǒng)運行狀況復雜多變且系統(tǒng)過程中流程多變。所以采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)對其工藝過程進行實時監(jiān)控可以有效的提高生產(chǎn)率、減少事故發(fā)生率、降低工人的勞動強度。隨著石油工業(yè)的進步和石油戰(zhàn)略地位的不斷提高，油庫的安全也越來越重要。本課程設計根據(jù)課程設計指導書以及相關資料，運用溫度傳感器設計油庫的日常生產(chǎn)和運行的檢測系統(tǒng)。1.1.1 油庫的分類1)按油庫的管理體制和經(jīng)營性質可分為獨立油庫和

5、企業(yè)附屬油庫兩大類。獨立油庫是指專門從事接收、儲存和發(fā)放油料的獨立經(jīng)營的企業(yè)和單位。企業(yè)附屬油庫是工業(yè)、交通或其它企業(yè)為滿足本部門的需要而設置的油庫。2)按主要儲油方式可分為地面（或稱地上）油庫、隱蔽油庫、山洞油庫、水封石洞庫和海上油庫等。地面油庫與其他類型油庫相比，建設投資省、周期短，是中轉、分配、企業(yè)附屬油庫的主要建庫形式，也是目前數(shù)量最多的油庫。3)油庫還可按照其運輸方式分為水運油庫、陸運油庫和水陸聯(lián)運油庫；按照經(jīng)營油品分為原油庫、潤滑油庫、成品油庫等。4)油庫按照油罐的總容積劃分為小型油庫，其容積為一萬立方米以下，中型油庫其容積為一萬至五萬立方米，大型油庫其容積為五萬立方米以上。1.1

6、.2 國內(nèi)外油庫的現(xiàn)狀我國非常豐富的石油資源，是今后一個時期內(nèi)國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一，無論是開發(fā)利用國內(nèi)石油資源，還是利用國外石油資源，它們都離不開儲備油庫。在石油價格飆升的帶動下，目前全國范圍內(nèi)壓縮石油的需求也在急劇上升。石油在城市中的應用越來越廣泛，使得許多城市的油庫建設成為重點。由于技術的原因，目前我國城市用油以城市加油站為主。在現(xiàn)在加油站不斷增多的情況下，要求有更多的油庫盡快建成。全國各省市地方也在積極地興建新的油庫，改進油庫建設技術，發(fā)展油庫，保證油庫安全，這些都顯的極為重要。國內(nèi)外油庫建設技術領域的專家學者就油庫設計開發(fā)應用前景及合作已進行了很長時間的研究。有關專家認為，管道局

7、與國內(nèi)外壓縮機生產(chǎn)、科研及技術服務等單位的合作，必將推動油庫建設效率、高穩(wěn)定性、高信息化、高科技含量和高附加值的方向發(fā)展。在國外，對大型石油石化公司的“低成本戰(zhàn)略”進行了全方位、多角度的綜合分析，并提出了適合我國石油石化工業(yè)國情的“低成本戰(zhàn)略”。 美國政府早在二戰(zhàn)時期就有國家戰(zhàn)略石油儲備的構想，但直到20世紀70年代“石油危機”發(fā)生后，美國的戰(zhàn)略石油儲備才開始正式建立。 70年代前期，阿拉伯國家以石油為武器對西方國家實施禁運，導致美國國內(nèi)石油產(chǎn)品供應緊缺，價格飛漲，最終使美國經(jīng)濟陷入長時期的嚴重衰退。美國前總統(tǒng)福特于1975年12月22日簽署了能源政策和儲備法，其中最重要的

8、內(nèi)容之一就是決定建立戰(zhàn)略石油儲備，目的是為了在此后發(fā)生類似事件時，可以對美國能源市場起到保護和緩沖作用。美國政府從1977年7月21日正式開始儲備石油，當時決定的儲備目標是10億桶，后來最終形成的儲備能力為7億桶。1.2 油庫的總體布局油庫區(qū)域內(nèi)建筑物、構筑物、裝置、設備及所有設施的布置。合理確定油庫內(nèi)建筑設施的位置，以保證油庫有一個固有的安全條件和環(huán)境，使得油品的貯存運轉以及收發(fā)作業(yè)能夠順利地進行。鐵路裝卸區(qū)鐵路收發(fā)棧橋應為非燃燒體結構，盡可能地設在油庫的邊緣地區(qū)，避免與庫內(nèi)道路交叉；應布置在輔助作業(yè)區(qū)的上風，并與其他建(構)筑物保持一定的距離。鐵路作業(yè)線的中心線至圍墻的距離一般采用10m，

9、以便布置消防通道。輕油作業(yè)線應與潤滑油作業(yè)線保持大于10m的距離，輕油裝卸線與桶裝油共用的作業(yè)線保持5665m距離，裝卸臺的邊緣與相鄰鐵路中心線應距離175m，站臺地坪標高比軌跡高出11m。對于設置兩股或單股作業(yè)線的中小型油庫，可將輕油作業(yè)線放在鐵路岔道的始端，將粘油作業(yè)線放在岔道的終端。作業(yè)線路與外部鐵路應絕緣，可在鐵軌連結處的魚尾板中夾一層石棉墊等絕緣材料，采取路軌接地措施，每100m一個接地。汽車收發(fā)作業(yè)區(qū)應布置在油庫出入口附近，接近公路干線。應筑有實體圍墻與油庫其他區(qū)域分開，以免提油車輛、人員深入庫區(qū)。裝卸油品的碼頭與其他客、化運的碼頭及橋梁等建筑應離開一定的距離，盡可能設置在下游地帶

10、。船位間保持一定的安全距離。油庫罐區(qū)在布局時必須考慮油罐的呼吸閥和測量孔、在檢修和灌裝轉運時的油蒸氣擴散撲油罐發(fā)生著火石油品燃燒產(chǎn)生的熱輻射撲油品的突沸特性撲油罐類型撲救條件等因素。防火堤應采用不燃材料建造。堤高宜為1116m。用土質建造的防火堤頂寬不小于05m。防火堤應能承受油罐破裂后相當于流出油品的靜壓力。地上油罐或半地下油罐的外擘到防火堤的內(nèi)側基腳線的距離應有利于滅火。防火堤內(nèi)的平地，從油罐基礎向堤內(nèi)側基腳線應有一定的排水坡度。堤內(nèi)構成的空間容積，應不小于堤內(nèi)地上油罐總貯量的12，且不小于最大罐的地上部分貯量。灌油間灌油柱的相互距離為2m左右，灌油柱上閥門裝在高15m左右。灌裝輕質油的灌

11、油間，其建筑耐火等級不應低于二級，其余油品的灌油間建筑耐火等級不低于三級。灌油間內(nèi)應用不發(fā)火地坪，地面應坡向集油溝及集油井。灌裝輕質油品和重質油品，應分別設置在單獨的灌油間內(nèi)或設置防火墻隔開。灌區(qū)內(nèi)防火間距和消防設施及通道均應符合規(guī)范要求。1.3 油庫的工藝流程 圖1-1 油庫工藝流程1）分離器流程。從各個采油隊輸送過來的原油首先通過計量器計量后又進入聯(lián)合站的油氣水三相分離器，在這里實現(xiàn)氣體和液體的分離。原油從分離器一端進入，然后天然氣從另一端上部流出進行天然氣外輸，而油水混合的液體從下部流出進入一次沉降罐。2）油罐區(qū)流程。油罐區(qū)的儲罐主要的任務是進行油水分離，分離器將油水混合液體輸入沉降罐，

12、沉降罐分離出大部分的原油，并把部分天然氣再行收集，而將水輸?shù)轿鬯畢^(qū)，進行污水處理，然后原油進入加熱爐加熱和脫水器脫水。經(jīng)過加熱和脫水后的原油進入凈化油罐，等待外輸。3）加熱爐流程。從油罐區(qū)二次沉降罐輸送過來的原油在這里經(jīng)過加熱，以利于原油的輸送，然后送到脫水器脫水。4）原油外輸流程。經(jīng)過加熱和脫水處理的原油含水已經(jīng)很少，通過原油外輸泵將原油輸送出聯(lián)合站。污水處理工藝流程。在這一流程里，從一次沉降罐過來的污水首先進入緩沖罐，將含有的殘留天然氣進行收集。1.4 計算機監(jiān)控及要求計算機監(jiān)控技術時一門綜合性的技術。他是計算機及技術（包括軟件技術，接口技術，通信技術，網(wǎng)絡技術，顯示技術）、自動控制技術、

13、自動檢測技術和傳感技術的綜合應用。任何一個計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計與開發(fā)基本上由六階段組成的。既：可行性研究、初步設計、詳細設計、系統(tǒng)設施、系統(tǒng)測試和系統(tǒng)運行。當然，這六個階段并不是完全按照直線順序進行的。在任何一個階段出現(xiàn)了問題都可以返回到前面的階段進行修改。所謂計算機監(jiān)控就是利用傳感器裝置將被監(jiān)控對象中的物理參量（如溫度、壓力、流量、液位、速度）轉換為電量，并且在計算機的顯示裝置中以數(shù)字、圖形或曲線的方式顯示出來，從而時操作人員能夠直觀而迅速的了解被監(jiān)控對象的變化過程。通過應用計算機監(jiān)控技術，可以穩(wěn)定和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質量，降低能源和原材料的消耗，降低生產(chǎn)成本。還可以降低勞動這的強度，并

14、且提高管理水平，從而帶來極大的社會效益。正因為如此計算機監(jiān)控技術以在各個領域都有所發(fā)展。 圖1-2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以由一下幾個部分組成：計算機（含可視話的人機界面）、輸入輸出裝置（板卡），監(jiān)測、變松機構。設計原則有可靠性原則、使用方便原則、開放性原則、經(jīng)濟性原則、開發(fā)周期短原則。圖1-2就是一個典型的計算機測控系統(tǒng)組成原理圖。1.5 系統(tǒng)I/O點數(shù)統(tǒng)計根據(jù)油庫的流程圖，先要列出統(tǒng)計出系統(tǒng)的I/O點數(shù)，系統(tǒng)的I/O點數(shù)如表1-3所示. 系統(tǒng)I/O點數(shù)通過列表的形式列舉如下表。序號設備名稱總點數(shù)控制量AIAODIDO11個三相分離器8水室的液位、壓力、溫度3油室的液位、壓力、溫度3

15、油室、水室液位恒定控制221個緩沖罐4罐的液位、壓力、溫度3罐的壓力恒定控制141個分餾塔3塔的液位、壓力、溫度351個沉降罐3罐的液位、壓力、溫度371個柴油罐3罐的液位、壓力、溫度381個天然氣罐2罐的壓力、溫度291個汽油罐3罐的液位、壓力、溫度3107個電磁閥7閥的開、關控制7112個外輸泵8泵的前后壓力4泵的起、停2泵運行狀況顯示2124個中輸泵16泵的前后壓力8泵的起、停4泵運行狀況顯示4136個流量計3監(jiān)控個反應器前的流量6合計60383613 表1-3 油庫系統(tǒng)I/O點數(shù)統(tǒng)計表2 溫度傳感器的選型2.1 熱電偶溫度傳感器熱電偶是一種熱電型的溫度傳感器，它將溫度信號轉換成電勢(m

16、V)信號，配以測量信號的儀表或變換器，便可以實現(xiàn)溫度的測量和溫度信號的轉換熱。電偶是接觸法測溫常用的傳感器之一。自1821年塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電效應起，熱電偶的發(fā)展已經(jīng)歷了一個多世紀，據(jù)統(tǒng)計，在此期間曾有300余種熱電偶問世，但應用較廣的熱電偶僅有四、五十種，國際電工委員會(IEC)對其中被國際公認、性能優(yōu)良和產(chǎn)量最大的七種 制定標準，即IEC584-1和6842中所規(guī)定的。S分度號 (鉑銠一鉑)；B分度號（鉑銠一鉑銠)；K分度號( 鎳鉻一鎳硅)；T分度號（銅一康銅)；E分度號(鎳鉻一康銅);J分度號(鐵一康銅);R分度號(鉑銠一鉑) 等熱電偶。2.1.1 熱電偶的工作原理兩種不同成份的導體（稱為熱

17、電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。當工作端的被測介質溫度發(fā)生變化時，熱電勢隨之發(fā)生變化，將熱電勢送入計算機進行處理，即可得到溫度值。 圖2-1 兩種道題構成的熱電偶由理論分析知道，熱電效應產(chǎn)生的熱電勢E（T,T）是由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成的。（1）接觸電勢產(chǎn)生的原因：我們知道，所有金屬導體都具有自由電子，

18、而不同的金屬材料中自由電子的濃度不同。當兩種不同性質的導體接觸時，在接觸面上因自由電子的濃度不同而發(fā)生電子擴散。如果導體A的自由電子的濃度大于導體B的自由電子濃度，那么在單位時間內(nèi)，由導體A擴散到導體B中去的電子數(shù)要比導體B擴散到導體A去的電子數(shù)多，因而導體A失去電子而帶正電，導體B因獲得電子而帶負電。于是，在接觸表面上便形成了電場，如圖2-2所示。 圖2-2該電場將阻礙擴散作用的進一步進行，當擴散作用和阻礙作用相等時，接觸面上的自由電子的擴散便達到動態(tài)平衡。在這種平衡狀態(tài)下，A和B兩導體之間便產(chǎn)生一定的接觸電勢。它的數(shù)值取決于兩種導體的性質和接觸處的溫度而與導體的形狀及尺寸無關。根據(jù)物理學可

19、知，兩個接點的接觸電勢分別為e(T)=U-U= (1)e(T)=U-U=ln (2)式中：k為波爾茲曼常數(shù)；T、T為接觸處的絕對溫度（K）;N、N為導體A、B的自由電子濃度；e為電子的電荷量。（2）溫差電勢產(chǎn)生的原因：對于任何金屬導體，當其兩端溫度不同時，兩端的自由電子濃度不同，溫度高的一端的自由電子濃度大，具有的動能較大；溫度低的一端的自由電子濃度小， 圖2-3動能也小。因此，高溫端的自由電子要向低溫端擴散，最后達到動態(tài)平衡時，高溫端失去電子而帶正電，低溫端獲得電子而帶負電，從而在兩端形成溫差電勢。如圖2-3所示。溫差電勢的大小可表示為e(T,T)= （3）e(T,T)= （4）式中：e(T

20、,T)、e(T,T)分別為導體A、B兩端溫度為T、T時形成的溫差電勢；為湯姆遜系數(shù)。對于由導體A與B組成的熱電偶，如圖3所示。當溫度T> T時，回路總的熱電勢為E = (5)綜上所述，可得出有關熱電偶的幾點結論：1）如果構成熱電偶的兩個熱電極為材料相同的均質導體，即,則無論兩結點的溫度如何，熱電偶回路內(nèi)的總熱電勢為零。2）如果熱電偶兩結點溫度相同，即,則盡管導體A、B的材料不同，熱電偶回路內(nèi)的總熱電勢也為零。因此，熱電偶兩結點必須存在溫差。3）熱電偶A、B的熱電勢的大小與導體A、B材料的中間溫度無關，只與結點溫度有關。在金屬導體中的自由電子數(shù)目很多，以致溫度不能顯著地改變它的自由電子濃度

21、，所以在同一種導體內(nèi)的溫差電勢極小，可以忽略。因此，在一個熱電偶回路中起決定作用的是兩個結點處產(chǎn)生的與材料性質和該點溫度有關的接觸電勢。所以（5）式可以改寫成 (6) 由（6）式可以看出，回路的總熱電勢是隨溫度T和變化的。在實際使用中很不方便，為此，在標定熱電偶時，使為常數(shù)（通常是=0），即則（6）式可以改寫為(T) （7）式（7）表明，當熱電偶回路的自由端保持溫度不變時，熱電偶回路的總熱電勢只隨工作端的溫度變化而變化。兩個端點的溫差越大，回路中的總熱電勢也就越大。2.1.2 溫度傳感器的分類常用溫度傳感器熱電偶可分為標準溫度傳感器熱電偶和非標準溫度傳感器熱電偶兩大類。所調用標準溫度傳感器熱電

22、偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的溫度傳感器熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化溫度傳感器熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化溫度傳感器熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化溫度傳感器熱電偶我國從1988年1月1日起，溫度傳感器熱電偶和溫度傳感器熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化溫度傳感器熱電偶為我國統(tǒng)一設計型溫度傳感器熱電偶。2.1.3 熱電偶的技術特點 測量精度高。因溫度傳感器熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響； 測量范圍廣。常用的溫度傳感器熱電偶從-50+1

23、600均可邊續(xù)測量，某些特殊溫度傳感器熱電偶最低可測到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800（如鎢-錸）； 構造簡單，使用方便。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。2.1.4 熱電偶的結構形成各種熱電偶盡管外形各有不同，但其基本結構式一樣的。普通熱電偶由熱電極、絕緣套管、保護管、接線盒等四部分組成。如CAD圖所示。（1）熱電極 組成熱電偶的兩根細絲成為熱電極。熱電偶通常以熱電極材料種類來命名。從理論上講，凡是兩種不同性質的導體或半導體材料都可以組成熱電偶，用來測量溫度。但實際上并不是所有的材料都可以組成熱電偶。一般來說，熱電

24、極材料應滿足一下要求：a) 在測量范圍內(nèi)，熱電性能穩(wěn)定，不隨時間變化而變化；b) 在測量范圍內(nèi)，有足夠的物理、化學性質穩(wěn)定性，不易氧化或腐蝕；c) 電阻溫度系數(shù)小，電導率高；d) 組成熱電偶測溫時，產(chǎn)生熱電勢大，且希望熱電勢與被測溫度變化成單值線性或接近線性關系；e) 由足夠的機械強度及較好的耐振動、耐、沖擊性；f) 材料復制性好、工藝性好，可制成標準分度，制作工藝簡單，價格便宜。但是，實際上沒有一種材料能滿足上述全部要求。因此，在設計選用熱電偶的電極材料時，要根據(jù)測溫的具體條件來加以選擇。（2）絕緣材料套管 絕緣材料套管又稱為絕緣子，用來防止兩根熱電極短路。絕緣子一般呈橢圓形或圓形，中間有一

25、個、兩個或四個小孔，孔德大小由熱電極的直徑?jīng)Q定。（3）保護管保護管的作用是使電極和待測溫度介質隔離，使之免受化學的侵蝕和機械損傷。對保護管的要求是必須具有優(yōu)良的傳熱性能，能經(jīng)久耐用。前者指的是具有良好的導熱性，以改善熱電極對被測溫度變化的響應速度，減少滯后；后者指的是耐高溫、耐急冷急熱、耐腐蝕，不分解出對電極有害的氣體，有足夠的機械強度。具體使用時應根據(jù)熱電偶的類型、測溫范圍和使用條件來選擇保護管材料。（4）接線盒接線盒供熱電偶和補償導線連接之用。接線盒固定在熱電偶保護管上，一般用鋁合金制成，分為普通式和密封式兩種。2.2 溫度傳感器的選型本次設計溫度變送器采用的是江蘇恒大儀表WRZ系列一體化

26、溫度變送器。江蘇恒大儀表的WRZ系列一體化溫度變送器熱電阻、熱電偶與變送器的完美結合，以十分簡捷的方式把-2001300的溫度信號轉換為標準420mA電流信號實現(xiàn)對溫度精確測量與控制。WZR溫度變送器可與顯示儀、控制系統(tǒng)、記錄儀等調節(jié)器配套使用，并被廣泛應用于石油、化工、發(fā)電、醫(yī)藥、紡織、鍋爐等工業(yè)領域。 圖2-3 一體化溫度變送器2.2.1 技術指標1) 基本誤差：±1.0%、±0.5%、±0.25%；2) 輸出信號：420mA；3) 負載電阻：250允許范圍為0500；4) 供電電源：24V DC 允許范圍為1830VDC；5) 溫度漂移：0.015%/；6)

27、 環(huán)境溫度：-2560、相對濕度：95%；7) 防爆等級：dIIBT4。 2.2.2 儀表主要特點1 二線制輸出、無需補償導線；2 抗干擾能力強、遠傳性能好；3 結構簡單、合理安裝方便；4 小型化、安全可靠、使用壽命長；5 三線制、二線制輸入方法通用；6 液晶顯示現(xiàn)場溫度，清晰度高，無視覺誤差。2.2.3 測溫范圍品名測溫材料分度號測溫范圍熱電偶鎳鉻-康銅E01000范圍內(nèi)任選鎳鉻-鎳硅K01300范圍內(nèi)任選鉑銠10-鉑S01600范圍內(nèi)任選鉑銠30-鉑銠6B01800范圍內(nèi)任選熱電阻鉑熱電阻Pt100-200600范圍內(nèi)任選銅熱電阻Cu50-50150范圍內(nèi)任選銅熱電阻Cu100-50150

28、范圍內(nèi)任選 表2-4注：1、在測溫范圍800以下、隔爆型機電一體化溫度變送器的防爆性能有效；2、 可按用戶要求特殊設計、生產(chǎn)其它型號的變送器。2.2.4 結構形式 圖2-52.2.5 接線盒形式 圖2-6 3 其他傳感器選型3.1 壓力變送器本次設計壓力變送器采用的是上海自動化儀表四廠YSG-2/3/4系列電感壓力變送器。YSG系列壓力變送器為電感壓力（微壓）變送器，主要適用于工業(yè)生產(chǎn)過程和測量系統(tǒng)中用以測量各種非結晶和非凝固的對鋼或鐵及其合金不起腐蝕作用的流體介質的壓力或負壓。本儀表既能將被測介質的壓力值轉換成標準直流的電流信號，以便于較長距離傳送測量值，而最終能在中央控制室中與二次儀表進行

29、配套，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動檢測與控制，又具有機械式指針直接指示壓力值的特點，以便于現(xiàn)場工藝檢查和調校。 圖3-1 YSG電感壓力變送器測量范圍： 表3-2使用條件：1)使用環(huán)境條件：-1055相對濕度不大于85；2)溫度影響：使用溫度偏離20±5，其溫度附加誤差不大于0.75%/10。3.2 物位計本次設計物位計采用上海質諾電子有限公司的VEGACAP系列物位測量儀表。這種電容式物位測量儀表幾乎可以廣泛的用于各個工業(yè)領域。傳感器和容器組成一個電容器。物位的變化會造成電容的變化，電容的變化可以通過電子部分進行分析處理，并轉換成一個開關命令。電容物位儀表非常堅固耐用，且免維護，可以用于各

30、個工業(yè)領域。全絕緣型的傳感器特別適用于測量液體，半絕緣的傳感器適用于測量固體介質。而且測量粘附性或腐蝕性的介質絕對沒有問題。由于電容式儀表對于安裝沒有特殊的要求，所以很多應用上可以改用VEGACAP60系列。 圖3-3 電容式物位計產(chǎn)品選型：VEGACAP62典型應用：固體，不導電液體類 型：棒式，半絕緣，同軸套管絕 緣：PTFE長 度：0.26M過程連接：螺紋從G3/4A過程溫度：-50200過程壓力：-164bar（-1006400kPa）VEGACAP63典型應用：導電液體類 型：棒式，全絕緣，同軸套管絕 緣：PE,PTFE長 度：0.26M過程連接：螺紋從G3/4A過程溫度：-5020

31、0過程壓力：-164bar（-1006400kPa）VEGACAP64典型應用：粘附性導電液體類 型：棒式，半絕緣絕 緣：PTFE長 度：0.26M過程連接：螺紋從G3/4A過程溫度：-50130過程壓力：-164bar（-1006400kPa） BEGACAP65典型應用：不導電液體類 型：纜式，半絕緣絕 緣：PTFE長 度：0.432M過程連接：螺紋從G3/4A過程溫度：-50200過程壓力：-164bar（-1006400kPa）3.3 流量計本次設計采用江蘇華清儀表有限公司的HQ-HLUG系列流量計。HQ-HLUG系列帶溫壓補償一體式渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量,如氣體

32、、液體、蒸氣等多種介質。一體式渦街流量計的特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。一體式渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20+250的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進、理想的流量。一體式渦街流量計VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信

33、號應同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。 圖3-4 一體式渦街流量計測量介質：氣體、液體、蒸氣； 口徑規(guī)格：法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100； 法蘭連接式口徑選擇：100,150,200； 流量測量范圍：正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×1044×106；氣體550m/s; 液體0.

34、57m/s； 測量精度：1.0級 1.5級； 高溫：25150 -25250； 輸出信號：脈沖電壓輸出信號 高電平810V 低電平0.71.3V； 脈沖占空比：約50%,傳輸距離為100m； 脈沖電流遠傳信號：420 mA,傳輸距離為1000m； 儀表使用環(huán)境：溫度:-25+55 濕度:590% RH50； 材質：不銹鋼, 鋁合金； 電源：DC24V或鋰電池3.6V； 防爆等級：本安型EX iaIIbT3-T6； 防護等級：IP65。3.4 加速度傳感器本次設計采用康泰電子ULT系列加速度傳感器。IEPE加速度傳感器, 是在傳感器內(nèi)部集成了微型集成電路放大器(mini IC)的壓電加速度傳感器

35、,將傳統(tǒng)的壓電加速度傳感器與電荷放大器集于一體, 能直接與采集或記錄儀器連接, 簡化了測試系統(tǒng), 提高了測試精度和可靠性, 同時具有低阻抗輸出、抗干擾、噪聲小、性價比高、安裝方便等顯著優(yōu)點。 圖3-5 IEPE 壓電加速度傳感器IEPE壓電加速度傳感器指標： 恒流源供電：220mA, 典型值：4mA(信號調理器供電電壓范圍:1830VDC, 典型值：24VDC)； 線性1%； 橫向靈敏度5%，典型值3%； 輸出偏壓：8-12Vdc； 輸出阻抗：<150； 放電時間常數(shù)：0.2秒； 溫度范圍：-40+120； 安裝力矩：約2030Kgf.cm(M5螺紋) 。4 結論為期兩周的課程設計結束了

36、。在這次的課程設計中，不僅檢驗了我們所學習的知識，也培養(yǎng)了我們?nèi)绾稳グ盐找患虑?，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。使我們深深懂得了許多測試理論和方法只有通過實際驗證才能加深理解并真正掌握。實驗就是使學生加深理解所學基礎知識，掌握各類典型傳感器、記錄儀器的基本原理和適用范圍；課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。在設計過程中我們自學了很多知識，同時也著重復習以前所學的知識，了解了如何確定方案，加強了我們動手、思索和解決問題的能力。在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次有一次的思考，一遍又一遍的檢查，終于找出了原因所在，也暴露除了前期我在這方面的知識的欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手設計，使我們掌握的不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。