过控过程参数检测与变送

1、过控过程参数检测与变送第1页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三 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 概 述第2页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三3.1 检测与变送的基本概念一、测量过程与测量误差（P50）测量过

2、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：第3页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三 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0.54。二、检测仪表的性能指标 （P

3、51）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第4页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三3.2 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

4、。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。第5页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三测温方法、测温原理的比较见 P53表3-11、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。第6页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三2、热电阻温度传感器工作原理：导体或半

5、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。第7页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三3、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0.440m的波段，其中： 0.40.8m 的波段用光电传感器测量其辐射能0.840m 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、光电池等第8页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三二、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

6、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第9页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三由（1）、（2）其中：第10页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三2、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； 转子上、下流体作用在转 子上的静压力； 转子最大的横截面积。 第11页，共19页，2022年

7、，5月20日，18点25分，星期三根据流体力学知识可知：式中： 重力加速度； 流体流过环隙的流速； 阻力系数，与转子形状、流体粘性等有关； 第12页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三第13页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三其中：3、椭圆齿轮流量计第14页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三4、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）式中：第15页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三三、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

8、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。第16页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三4、超声波传感器5、激光测距仪适于远距离测距第17页，共19页，2022年，5月20日，18点25分，星期三四、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1/32/3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、周围有否振动冲击），安全性（防火、防爆），信号输出方式等； 4、价格 第18页，共19页，20