三过程参数检测与变送PPT课件

3 0引言 3 1概述 3 2工业过程中的传感器 第三章过程参数检测与变送 返回 过程参数检测 是指连续生产过程中的温度 压力 流量 液位和成分等参数的检测 传感器 是过程控制系统中的检测部件 它感受被测量参数的变化 并将其转化成相应的电信号 作用 1 实现对过程参数的显示 2 是过程控制的依据 测量精度 目的 1 了解常用检测仪表的工作原理 2 合理地选择检测仪表 3 正确地使用检测仪表 变送器 是将检测部件测量输出的信号转化成标准统一信号的仪表 返回 3 0引言 3 1概述 一 测量过程与测量误差 P50 测量过程 是利用一个已知的单位量 即标准量 与被测的同类量进行比较的过程 测量误差 由于测量工具的准确性 观察者的主观性 外界条件的变化以及某些偶然因素等的影响 使得测量结果与被测量的真值之间存在一定的差值 称之为测量误差 绝对误差与相对误差 系统误差 随机误差和疏忽误差 基本误差 附加误差和允许误差 误差分类 仪表精度等级常以 或 的形式标于仪表的面板上 我国过程检测控制仪表的精度等级有0 005 0 02 0 1 0 35 0 5 1 0 1 5 2 5 4等 一般工业用仪表的精度等级为0 5 4 二 检测仪表的性能指标 P51 1 仪表精度 2 变差 在外界条件不变的情况下 用同一仪表对同一个量进行正 反行程 即逐渐由小到大或逐渐由大到小 测量时 所得仪表两示值之差 称为变差 3 灵敏度与灵敏限 返回 3 2工业过程中的传感器 主要介绍温度传感器 流量传感器 液位传感器 一 温度传感器 温度是表示物体冷热程度的物理量 温度检测约占所有过程变量检测的50 测温方法 接触式 非接触式 优点 简单 可靠 测量精度较高 通过测量物体与被测介质的接触来测量物体的温度 通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度 缺点 测量有滞后 不能应用于温度很高或产生化学反应的场合 优点 测温范围广 测温速度快 可对运动物体测温 缺点 准确性不高 测温方法 测温原理的比较见P53表3 1 1 热电偶温度传感器 工作原理 将任意两种不同的导体A B组合成一个闭合回路 由于它们的自由电子密度不同 因而相互扩散 在A B接触处产生电场 平衡时 在A B间的电位差称为接触电动势 接触电动势的大小取决于A B的材料种类和接触点的温度 回路中的总电动势 当A B材料一定 冷端温度一定时 热电势是热端温度的单值函数 因而 2 热电阻温度传感器 工作原理 导体或半导体的电阻值随温度而变化 例如 铂电阻 较热电偶 测量精度高 输出信号大 性能稳定 灵敏度高 3 辐射式温度传感器 工作原理 物体具有辐射特性 其辐射能的多少与物体的温度有关 热辐射的本质是电磁波 它是电磁波频谱中波长为0 4 40 m的波段 其中 0 4 0 8 m的波段 用光电传感器测量其辐射能 0 8 40 m的波段 用热敏元件测量其辐射能 目前常见的光电传感器有 光敏电阻 光敏二极管 光敏三极管 光电池等 二 流量传感器 物料主要有 气体 液体 固体 流量 单位时间内通过管道某一截面积的物料数量 体积流量Q 重量流量G 质量流量M 1 差压流量计 原理 当流体充满水平管道流动时 满足伯努利方程 静压力 压力位能 流体动能 由 1 2 其中 2 转子流量计 适用于测量管径在50mm以下管道的流量 小流量的测量 流体的流速越快 转子上升越高 平衡时 转子会稳定在一定的高度上 转子在锥形管流体中的平衡条件为 式中 转子的体积 转子材料重度 被测流体的重度 被测流体的重度 转子最大的横截面积 根据流体力学知识可知 式中 重力加速度 转子材料重度 被测流体的重度 被测流体的重度 转子最大的横截面积 2 转子流量计 适用于测量管径在50mm以下管道的流量 小流量的测量 流体的流速越快 转子上升越高 平衡时 转子会稳定在一定的高度上 3 椭圆齿轮流量计 其中 4 电磁流量计 用以测量管道中导电性液体的体积流量 运用法拉弟电磁感应定律 右手定则 三 液位传感器 1 浮力式液位计 P84 2 静压式液位计 容器内取压平面上的静压力 3 电容式液位计 用以测量导电液体 原理 平行板电容器之间填充的介质发生变化时 电容量的大小发生变化 4 超声波传感器 5 激光测距仪 四 传感器的选用 1 根据测量范围和精度要求 确定仪表量程和精度等级 某些传感器在量程的1 3 2 3范围内测量较准确 精度等级根据具体系统的控制要求而定 精度等级越高 价格越高 2 必须注意传感器的工作环境 腐蚀性 环境温度是否过高等等 3 必须考虑 容器的条件 形状 大小 现场安装条件 安装位置 周围有否振