第二章 检测仪表1

1、第二章第二章 过程参数的检测与仪表过程参数的检测与仪表压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表本章内容 概概 述述物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标绝对误差-指检测仪表的指示值X与被测量的真值Xt之差。=X-Xt 通常用精度高一等级的标准表所测得的量值X0代替真值Xt (实际值)。=X-X0相对误差-指绝对误差与真值或测量值之百分比。常见有如下三种表示方式： 实际相对误差-是指绝对误差与标准表在这一点的指示值之比。 引用相对误差-是指绝对误差与仪表的量程(测量上限-测量下限)之比。

2、 基本误差是一种简化的相对误差检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标%100max仪表量程绝对误差的最大值基本误差仪表精度(仪表准确度) 将仪表的基本误差去掉“”号及“”号，即可套入国家统一的仪表精度等级系列。 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 等检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标例1：某台测温仪表的测温范围为100700，校验该表时测得全量程内最大绝对误差为+5，试确定该仪表的精度等级。 解： 该仪表的基本误差为 对应国家规定的精密等级1.0级。 %625. 0%1001007005检测仪表的基本技术

3、指标检测仪表的基本技术指标例2：某台测压仪表的测压范围为08MPa，根据工艺要求，测压示值的误差不允许超过0.05MPa，试问应如何选择仪表的精密等级才符合要求。解： 根据工艺要求，仪表的允许基本误差为 应选对应国家规定的精密等级0.5级的仪表。%625. 0%100805. 0MPaMPa检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标 小结：小结：在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得到的最大引用误差；而根据工艺要求来选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差。 检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标 灵敏度-表示测量

4、仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出变化量，如指针的线位移或角位移与引起此位移的被测参数变化量之比来表示，即 灵敏限（仪表死区）-指在量程起点处，能引起仪表示值发生变化的最小被测参数变化量。通常其值应不大于仪表允许误差的一半。XY灵敏度检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标变差-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，正反行程示值校验曲线间的最大偏差与量程的比值。 变差=最大绝对差值/量程响应时间-被测量突然变化以后，到仪表给出有效测量值的时间。 检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标反行程正行程max被测参数仪表

5、示值 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表接触式测温接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。 (1) (1) 膨胀式温度计膨胀式温度计 (2) (2) 热电阻温度计热电阻温度计 (3)(3)热电偶温度计热电偶温度计 (4)(4)其他原理的温度计其他原理的温度计直观、可靠，测量仪表也比较简单，热惯性问题直观、可靠，测量仪表也比较简单，热惯性问题特点非接触测温非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交

6、换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。能的大小来推算被测物体的温度。 (1) (1) 辐射式温度计辐射式温度计 (2) (2) 红外式温度计：红外式温度计：特点不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。测温速度快，精度一不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。测温速度快，精度一般不高般不高。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热膨胀原理测温应用热膨胀原理测温 测量原理物体受热时产生膨胀 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 玻璃管温度计 双金属温度计温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热电效应测温应用热电效应测温 测量原理两种不同的金属两种不同的金属A A和和B B构成闭合回路构成闭合回路当

7、两个接触端当两个接触端 T T T T0 0时，回路中会产生热电势时，回路中会产生热电势热电势由两种材料的热电势由两种材料的接触电势接触电势和单一材料的和单一材料的温差电势温差电势决定决定热电极热电极温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表闭和回路总电势 AB )(0tAB),(0ttB),(0ttA)(tAB),()(),()(),(0000ttttttttAABBABAB)()(0ttABAB温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 分分 度度 表表如果能使冷端温度如果能使冷端温度t t0 0 固定，则总电势就只与温度固定，则总电势就只与温度t t成单值函数关系成单值函数关系 CtttABAB)(

8、),(0分度表分度表-冷端温度为度时冷端温度为度时，热电势与热端温度之间，热电势与热端温度之间 关系列成表格关系列成表格注：热电势与热端温度之间注：热电势与热端温度之间 关系是非线性关系是非线性温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 补偿导线温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极正负极一一一一对应对应补偿导线连接端的工作温度不能超出（补偿导线连接端的工作温度不能超出（01000100），否则），否则会给测量带来误差。会给测

9、量带来误差。 使用补偿导线注意问题温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 冷端温度补偿0恒温法恒温法 冷端温度修正法冷端温度修正法 仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法 补偿电桥法补偿电桥法 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 0恒温法适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表冷端温度修正法 设：冷端温度恒为设：冷端温度恒为t t0 0（t t0 000）被测温度为）被测温度为 t t 修正公式修正公式)0 ,(),()0 ,(00tEttEt冷端 t0的热电势测量得出的热电势 被测温度 t 的热电势 仪表机械零点调

10、整法 将显示仪表的机械零点调至将显示仪表的机械零点调至t t0 0处，相当于在输入热电偶热电势之前就处，相当于在输入热电偶热电势之前就给显示仪表输入了电势给显示仪表输入了电势E(tE(t0 0, 0) , 0) 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表由分度表查得由分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 mvE (20,0 ) = 0.113 mv 则则 E (t, 0) = E (t, tE (t, 0) = E (t, t0 0)+E (t)+E (t0 0, 0) , 0) = 7.32 + 0.113 = 7.32 + 0.113 = 7.434 mv = 7.434 mv 再查分

11、度表得其对应的被测温度再查分度表得其对应的被测温度t = 808t = 808例用用S S型热电偶测温，热电偶的冷端温度型热电偶测温，热电偶的冷端温度t t0 0=20=20，测得热电势，测得热电势为为7.32 mv7.32 mv，求被测对象的实际温度，求被测对象的实际温度t t 。解温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 使用补偿电桥注意问题根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥 注意补偿温度的起点注意补偿温度的起点 在在2020平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到20 20 在在00平衡，须把显示仪表的机械零点预先

12、调整到平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到00补偿是相对的，以此有一定误差补偿是相对的，以此有一定误差+-温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与保护套管之为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与保护套管之间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套管也是必不可少的管也是必不可少的。1. 1. 普通型装配式结构普通型装配式结构2. 2. 柔性安装型铠装结构柔性安装型铠装结构温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热电阻原理测温应用热电阻原理测温 导体或半导体的电阻值随温度变化

13、导体或半导体的电阻值随温度变化 测量原理在在0 0630.74630.74范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为 T R热电阻在在-50-50180180范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为)1 (0tRRt1 320CtBtAtRRt温度0时的电阻值 温度t时的电阻值 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表热电阻温度计热电阻温度计 应用于应用于-200600-200600范围内的温度测量范围内的温度测量 热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻的材料要求：热电阻的材料要求：电阻温

14、度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。应有良好的可加工性，且价格便宜。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表456温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 铂电阻电阻率较大，电阻电阻率较大，电阻- -温度关系呈非线性，但测温范围广，精温度关系呈非线性，但测温范围广，精度高，且材料易提纯，复现性好度高，且材料易提纯，复现性好工业用铂电阻分度号为工业用铂电阻分度号为PtPt100

15、100和和PtPt1010 铜电阻电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在100100以上易被氧以上易被氧化化工业用铜热电阻的分度号为工业用铜热电阻的分度号为CuCu5050和和CuCu100100 热敏电阻（负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻 NTC NTC ）电阻温度系数约为铂电阻的电阻温度系数约为铂电阻的4 49 9倍，且本身电阻值较高。半导体倍，且本身电阻值较高。半导体热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻- -温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。

16、温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表插入深度要求插入深度要求测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管道中心线道中心线510mm510mm。流体流动方向插入方向要求插入方向要求保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插入，正交入，正交9090也可，但切勿与被测介质形成顺流。也可，但切勿与被测介质形成顺流。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表电压输出型电压输出型： （LM135/ LM235/ LM335LM135/ LM235/ L

17、M335）可以看作是温度）可以看作是温度系数为系数为10mV/K10mV/K的电压源的电压源电流输出型电流输出型： AD590AD590可以看作是温度系数为可以看作是温度系数为1uA/K1uA/K的电压的电压源源数字输出型数字输出型： DS18B20DS18B20同一条但总线可以挂接多个同一条但总线可以挂接多个DS18B20DS18B20，每个有惟一的序列号，每个有惟一的序列号 集成温度传感器集成温度传感器温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表检测信号要进入系统，必须符合控制系统的信号标准。变送器的检测信号要进入系统，必须符合控制系统的信号标准。变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号

18、输出。模拟温度任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。模拟温度变送器（变送器（4 420mA20mA、1 15V5V）传感元件输入电路放大电路反馈电路被测温度电量输出电流输入电路：实现热电偶的冷端补偿和测量零点调整。输入电路：实现热电偶的冷端补偿和测量零点调整。放大电路：放大电信号（毫伏级）采取抗干扰措施放大电路：放大电信号（毫伏级）采取抗干扰措施反馈电路：量程调整和非线性校正反馈电路：量程调整和非线性校正温度变送器温度变送器温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表测温范围：01000设备温度变化范围：5001000希望420mA表示5001000，对500 以下的温度不予显示零点迁移量程

19、调整提高灵敏度提高灵敏度传感元件输入电路放大电路反馈电路被测温度电量输出电流eVfIoe Vf = 0令令 Vf = KIo，则，则Io 1/K ee Vf = 0令令 Vf = f(Io)，则，则f(Io) f(T)e = f(T)Io T 压力检测方法与仪表压力检测方法与仪表压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表v液柱式压力计液柱式压力计v弹性式压力计弹性式压力计v电气式压力计电气式压力计v活塞式压力计活塞式压力计压力计种类压力的基本概念压力的基本概念垂直而均匀地作用在单位面积上的力垂直而均匀地作用在单位面积上的力 式中式中压力（压力（PaPa） 均匀垂直作用力（均匀垂直作用力（N N） 受

20、力面积（受力面积（m2m2）SF1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa单位单位: : 牛顿牛顿/ /米米2 2（N/m2N/m2），简称），简称“帕帕”，用符号，用符号“PaPa” 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表压力的几种表示形式压力的几种表示形式被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度） 表压（正压）绝对压力的零线大气压力线绝对压力绝对压力真空度压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表P表 P绝 P大P真 P大 P绝压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表液柱测压法液柱测压法 根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量hh12211p1p2h2P0h1h21

21、1p200 常用的压力表有U形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。 测量原理弹性变形法弹性变形法 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 测量原理P 弹簧管式弹性元件P 膜片式弹性元件弹性元件结构和特点压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表 弹簧管压力表弹簧管压力表 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表弹簧管拉杆指针中心齿轮扇形齿轮接头游丝刻度盘调整螺钉电测压力法电测压力法 利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变换为电信号利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变换为电信号来进行测量的。来进行测量的。 压力检测方法及仪表压力

22、检测方法及仪表 测量原理1.1. 弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量转换成相应弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量转换成相应的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等；的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等； 2.2. 非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的某一物理性非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等。压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表v电容式压差变送器电容式压差变送器采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来

23、改变可变电采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量，然后通过测量电容量容器的电容量，然后通过测量电容量C C便可以知道被测便可以知道被测压力的大小，从而实现压力压力的大小，从而实现压力- -电容转换的。电容转换的。 dC定极板弹性元件动极板被测压力 测量原理 电容器极板间绝缘介质的介电电容器极板间绝缘介质的介电 常数，常数，F/m A电容器两平行板覆盖的面积，电容器两平行板覆盖的面积，m2 d两平行板之间的距离，两平行板之间的距离，m C电容量，电容量，F压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表I0（1）测量部分测量部分 测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等. 测量原理:

24、 将被测压力的变化转换成电容量的变化。填充液（硅油）固定电极可动电极P1转换放大单元 P2电容式压力传感器隔离膜片ddKC021ddKC022)(2111ppKpKdpKddCCCC301212（2）信号处理信号处理 R2R1R4I1I2I0C1C2221121011)(1jwCIjwCICCjwIC1和C2阻抗相对较大，并联电容的压降12110)(ICCCI22120)(ICCCI当R1R2R4时1212012120012401122412CCCCICCCCIIIIRIRIRIVVVv应变片式压力传感器应变片式压力传感器 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表l543211敏感栅 2基片 3粘

25、合剂 4引线 5覆盖片 llKRR敏感栅敏感栅 直径为直径为0.025mm0.025mm左右的合金电阻丝左右的合金电阻丝基基 底底 绝缘绝缘覆盖层覆盖层 保护保护位移、力、力矩、位移、力、力矩、加速度、压力加速度、压力应变 弹性敏感元件 外力作用被测对象表面产生微小机械变形应变片敏感栅随同变形电阻值发生相应变化 应变片组成r1r2r1r2压力检测仪表压力检测仪表 v智能差压（压力）变送器智能差压（压力）变送器 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表 在普通压力传感器上增加微处理器 特点：具有远程通讯的功能 依靠手操通信器，用户可在现场或控制室设定变送器各种参数 使用维护方便 长期稳定工作，每5年

26、才需校检一次。以3051C 为例： 组成：传感膜头：被测压力- A/D转换-数字信号 电子线路板：对信号进行修正，线性化处理-D/A转换- 420mA信号压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表A/D转换器 温度传感器 电容传感器传感膜头内存 修正系数 膜头信号微处理器传感器线性化重设量程诊断工程单位通信电子板内存量程值变送器组态信息D/A转换数字通信本机量程和零点调整手操器传感膜头电子线路板 420mA3051C型智能变送器原理图压力测量仪表的选用压力测量仪表的选用 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表仪表种类和型号的选择仪表种类和型号的选择 工艺要求工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动

27、调节或信号报警 介质性质介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性 仪表量程的确定仪表量程的确定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的2/3； 被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的1/2 被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3 仪表精度等级的选择仪表精度等级的选择 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表有一台空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为13.516 MPa ，工艺要求最大测量误差为0.8 MPa，并可就地观察及高低限报警。试选一合适的压力表（包括测量范围、精度等级）。例题解空压机的缓

28、冲罐的压力视为脉动压力PaPP322162max根据就地观察及能进行高低报警的要求，可选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0 40MPa。31405 .13PaPa检验量程下限检验量程下限被测压力的最小值不低于满量程的1/3，符合要求。仪表量程选择仪表量程选择最大引用误差最大引用误差%2%100408 . 0所以选择测量范围为0 40 Mpa，精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。 流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测的基本概念流量检测的基本概念瞬时流量瞬时流量单位时间内流体通过一定截面积的数量。单位时间内流体通过一定截面积的数量。体

29、积流量体积流量用流体的体积来表示（用流体的体积来表示（q qv v），单位为），单位为m m3 3/h/h。质量流量质量流量用流量的质量来表示（用流量的质量来表示（q qm m），单位为），单位为kg/hkg/h。累积流量累积流量 一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值累积体积流量dtqVtv0流量计量流量计量对在一定通道内流动流体的流量进行测量对在一定通道内流动流体的流量进行测量。dtqmtm0累积质量流量流量测量的任务流量测量的任务： 根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件，根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件，研究各种相

30、应的测量方法，并保证流量值的正确传递。研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正确传递。流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表v应用容积法检测流量（应用容积法检测流量（腰轮流量计）v应用动、静压能转换原理检测流量应用动、静压能转换原理检测流量（差压式流量计)v应用改变流通面积的方法检测流量应用改变流通面积的方法检测流量(转子流量计)v应用电磁感应原理检测流量应用电磁感应原理检测流量(电磁流量计)v应用超声波检测流量应用超声波检测流量(超声波流量计)本节主要内容本节主要内容流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表体积流量的测量方法体积流量的测量方法 （1 1）容积法：

31、）容积法：在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流量。容积数来计算流量。椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。 （2 2）速度法：）速度法：这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积流量。体的体积流量。 较宽的使用条件，可用于各种工况下的

32、流体的流量检测，利用平均流较宽的使用条件，可用于各种工况下的流体的流量检测，利用平均流速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对称等都会给测量带来误差。称等都会给测量带来误差。 流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表应用容积法检测流量应用容积法检测流量 单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据 测量原理测量原理0nVV 设：V0计量室的容积 n转子的旋转次数则排出的流体总量 根据转子的形状分为：椭圆齿轮流量计（液体型） 腰轮流量计（气体型和液体） 刮板式流量计（液体型）流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表腰轮

33、流量计腰轮流量计测量原理测量原理腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。 04nVV 计量室体积腰轮转速体积流量流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表 腰轮流量计 腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表，用以测量封闭管中流体的体积流量。 就地显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲转换器和流量积算仪配套，可进行远程测量，显示和控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量计前后直管段要求不高。 适用较高粘度流体，流体粘度变化对示值影响较小。 适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油制品 (柴油，润滑油等)。 腰轮流量计腰轮流量计 流量检测

34、方法及仪表流量检测方法及仪表应用动压能和静压能转换的原理检测流量应用动压能和静压能转换的原理检测流量 节流元件附近流速和压力分布情况 检测原理检测原理当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。基础：基础：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。压差影响因素：压差影响因素：流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质（密度、粘度）流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表 流量基本方程式流量基本方程式根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程，可以推导出

35、流量与压差之间的流量方程式，即 体积流量 /20pSQ 质量流量 pS20式中 流量系数 S0节流装置的开孔截面积 流体密度 节流装置前后实际测得的压力差流量与压力差的平方根成正比流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表差压式流量计差压式流量计 测量对象测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污；：流体方面，单相、混相、洁净、脏污；工作状态工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温；：常压、高压、真空、常温、高温、低温；管径方面管径方面：从几毫米到几米；：从几毫米到几米；流动条件流动条件：亚音速流、临界流、脉动流：亚音速流、临界流、脉动流历史悠久、技术成熟、应用最广泛。历史悠久、技术成熟、应用最

36、广泛。节流式特点：节流式特点： 结构简单、使用寿命长，适应能力强，结构简单、使用寿命长，适应能力强， 几乎能测量各种工况下的流量。几乎能测量各种工况下的流量。差压式流量计 孔板引压管差压计流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表选用考虑要点 安装条件方面 流件前后有必要直管段长度 引压管线 仪表性能方面(1) 精确度、重复性、线性度、流量范围 压力损失流体特性方面 流体物性参数的确定 (2)流体的腐蚀、磨蚀、结垢、脏污等环境条件方面流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表应用改变流通面积的方法检测流量应用改变流通面积的方法检测流量 变面积式测量方法示意图 检测原理检测原理锥形管锥形管-由下往上逐渐扩大

37、管由下往上逐渐扩大管转子转子-阻力件阻力件 组成组成当流体自下而上流经当流体自下而上流经锥形管与转子之间的锥形管与转子之间的环形流通面积时，由环形流通面积时，由于受到流体的冲击，于受到流体的冲击，转子便要向上运动。转子便要向上运动。 流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表gVfz1gVff2pSf3 流量基本方程式流量基本方程式设：作用在转子上的力有转子本身垂直向下的重力设：作用在转子上的力有转子本身垂直向下的重力f f1 1； 流体对转子所产生的垂直向上的浮力流体对转子所产生的垂直向上的浮力f f2 2； 流体作用在转子上的向上冲力流体作用在转子上的向上冲力f f3 3；则有则有当转子处于平衡

38、时，则有当转子处于平衡时，则有 0321fff 设设:S :S0 0为环隙流通面积，转子流量计的体积流量为为环隙流通面积，转子流量计的体积流量为 fpSQ20 SgVkHQffz)(2 SgVpfz)( 物位检测方法与仪表物位检测方法与仪表物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表物位检测方法物位检测方法v应用浮力原理检测物位v应用静压原理检测物位v应用超声波反射检测物位物位检测仪表物位检测仪表v超声波物位计本章主要内容本章主要内容物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表 物位物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒 物的料位和两种不同液体介质分界面的总

39、称物的料位和两种不同液体介质分界面的总称 液位液位容器中的液体介质的高低容器中的液体介质的高低料位料位容器中固体或颗粒状物质的堆积高度容器中固体或颗粒状物质的堆积高度 物位检测的作用物位检测的作用 确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算；确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算； 为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内； 对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。 物位的基本概念物位的基本概念物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用浮力原理检测物位应用浮力原理检测物位应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位 应用超声波反射检测物位应用超声波反射检测物位物物位位检检测测方方法法物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用浮力原理检测物位应用浮力原理检测物位利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对利用漂浮于液面上