过程检测技术章优选ppt资料

过程(guòchéng)检测技术章第一页，共165页。教学内容与要求：1测量误差的表示方法——绝对误差、相对误差、折合误差（相对百分误差）2掌握仪表的性能指标——精确度、变差、灵敏度与灵敏限、分辨力、线性度、反应时间3掌握如何给仪表定精度等级？4掌握如何根据工艺要求：①选择合适精度等级的仪表②判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求思考题：Pg125：1、2、3、4；作业：1训练(xùnliàn)求仪表的各类误差和确定仪表的精度等级；P125：52训练(xùnliàn)根据仪表的精度等级选择满足工艺的仪表；P125：8

§3.1测量及误差(wùchā)理论第二页，共165页。测量(cèliáng)及误差理论3.1.1测量(cèliáng)的基本概念◆定义(dìngyì)◆测量方法◆测量仪器与设备直接测量与间接测量等精度测量与不等精度测量接触测量与非接触测量静态测量与动态测量第三页，共165页。组成(zǔchénɡ)环节——组成(zǔchénɡ)框图◆测量仪器(yíqì)与设备图3-1检测仪表的组成框图测量及误差理论传感器，变换器，显示器以及连接各环节的传输通道第四页，共165页。(1)感受件(传感器〕——检测仪表与被测对象直接发生联系的部分。作用(zuòyòng)——感受被测量的变化，直接从对象中提取被测量的信息，并转换成相应的输出信号。对传感器的要求：准确性稳定性灵敏性经济性耐腐蚀低能耗测量(cèliáng)及误差理论第五页，共165页。(2)中间件(变送器或变换器)能准确稳定(wěndìng)地传输、放大和转换信号，且受外界其他因素的干扰影响小，变换信号的误差小。★作用(zuòyòng)——测量(cèliáng)及误差理论将传感器的输出信号进行变换，实现放大、远传、线性化处理或转变成规定的统一信号，供给显示器等。★要求——第六页，共165页。指示式(模拟式显示(xiǎnshì))、数字式和屏幕式(图像显示(xiǎnshì)式)。传感器往往(wǎngwǎng)也被称为敏感元件、一次仪表，显示仪表常被称为二次仪表。显示被测量数值的大小，有瞬时量显示、累积量显示、越限报警等，也可以是相应(xiāngyīng)的记录显示。测量及误差理论★作用——★显示方式——(3)显示件(显示器)第七页，共165页。误差(wùchā)的基本概念测量误差存在(cúnzài)的必然性仪器仪表准确度的限制环境条件的变化测量方法的不够完善测量人员生理、心理(xīnlǐ)上的原因测量过程测量误差(1)测量误差及分类★定义——被测变量不随时间变化——静态误差。被测变量随时间而变化产生的附加误差——动态误差（时变特性）。测量及误差理论测量结果与被测变量的真值之差称为误差。第八页，共165页。原因(yuányīn)测量工具(gōngjù)本身的不准确或安装调整得不正确测试人员的分辨能力或固有(gùyǒu)的读数习惯不良测量方法的理论根据有缺陷近似公式★误差分类（依性质分）系统误差随机误差粗大误差系统误差——exp：仪表零位未调整引起恒值系统误差，仪表使用环境条件与校验条件不同引起变值系统误差。测量及误差理论相同测量条件多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或者在条件变化时按某一规律变化。第九页，共165页。测量过程中大量彼此独立的微小因素(yīnsù)对被测值的综合影响。单次不可预料(yùliào)，因此无法修正，也不能采用实验方法予以消除。多次测量总体上服从统计规律，利用概率论和数理统计(shùlǐtǒnɡjì)的方法来估计其影响。粗大误差——明显地歪曲测量结果的误差。

原因操作者的粗心不正确的操作实验条件未达到要求匆忙试验随机误差（偶然误差）测量及误差理论——相同条件下多次测量，误差绝对值和符号随机变化。原因——特点——第十页，共165页。(2)粗大误差的检验(jiǎnyàn)与剔除坏值判别(pànbié)准则①拉依达准则(zhǔnzé)(3σ准则(zhǔnzé))◆按上述准则剔除坏值xk后，应重新计算剔除坏值后的标准误差σ

，再按准则判断，直至余下的值无坏值存在。◆简单，但对于有限次测量不可靠。注意对某一测量值，若其则认为该测量值为坏值，应剔除。测量及误差理论第十一页，共165页。②肖维奈(Chauvenet)准则(zhǔnzé)kc为肖维奈准则中与测量(cèliáng)次数有关的判别系数，可查表得到。对某一测量(cèliáng)值，若其则认为该测量(cèliáng)值为坏值，应剔除。测量及误差理论第十二页，共165页。③格拉(ɡélā)布斯(Grubbs)准则该准则是根据正态分布理论提出的，考虑到测量次数n以及所选定(xuǎndìnɡ)的粗差误判概率α。准则规定：凡剩余误差大于格拉布斯鉴别值的误差属于粗大(cūdà)误差，相应的测量值是坏值，应予剔除。测量及误差理论第十三页，共165页。测量(cèliáng)及误差理论3-1第十四页，共165页。测量及误差(wùchā)理论第十五页，共165页。测量(cèliáng)及误差理论第十六页，共165页。实际上：补充:测量误差的表示方法(fāngfǎ)绝对误差

理论上：相对误差(xiānɡduìwùchà)：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值x0之比。x指——测量(cèliáng)仪表的指示值x真——被测量(cèliáng)的真实值x0——比所使用的仪表精度高一级的仪表的读数（标准表的指示值）测量及误差理论第十七页，共165页。引用(yǐnyòng)误差：绝对误差折合成仪表测量范围（量程范围）的百分数

x上——仪表的测量上限

x下——仪表的测量下限(xiàxiàn)N——仪表的量程（x上－x下）例2：若被测介质的实际温度为500℃，仪表的指示值为495℃，仪表的量程(liángchéng)为0～1000℃，试确定绝对误差、相对误差、折合误差和对仪表的读数的修正值。解:绝对误差:

△=X指－

X0=495－500=－5℃

仪表读数的修正值:C=X0

－X指=5℃

相对误差:y=△/X0=5/500×100%=1%

引用误差:δ=△max/（x上－x下）=0.5%测量及误差理论第十八页，共165页。误差精度等级灵敏度变差量程(liángchéng)响应时间漂移仪表技术指标仪表(yíbiǎo)经济指标使用寿命功耗(ɡōnɡhào)价格操作维修是否方便运行是否可靠安全抗干扰与防护能力的强弱重量体积的大小自动化程度的高低仪表使用指标

仪表的性能指标测量及误差理论第十九页，共165页。是衡量仪表准确程度的一个品质指标。数值上等于在规定的正常情况下，仪表所允许的引用(yǐnyòng)误差。精确等级：将仪表允许的引用误差±号及%号去掉，和国家规定的精度等级比较后，确定仪表的精度等级国家规定的精确度等级有：高精度等级低，，，，，，，，，，。标准用表准确(zhǔnquè)测量用表工业上用表1.52.51.精确度:仪表(yíbiǎo)的性能指标第二十页，共165页。在实践中常遇到(yùdào)以下两类问题：

▲（1）如何给仪表定精度等级：即已知仪表的量程N和与精度等级高一级的标准表校验时的最大绝对误差。求出允许误差，去掉±、%和国家(guójiā)精度等级比，取相等或低档的精度等级。（1）如何给仪表定精度等级？（2）如何根据(gēnjù)工艺要求选择合适精度等级的仪表或判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求？仪表的性能指标第二十一页，共165页。例3：某台测温仪表的测温范围为200∽700℃。校验该表时得到的最大绝对误差(juéduìwùchà)为±4℃，试确定该仪表的精度等级。解：该仪表的允许(yǔnxǔ)的引用误差为：

所以(suǒyǐ)，该测温仪表的精度等级为级。＜＜仪表的性能指标第二十二页，共165页。▲（2）如何根据工艺要求：

①选择(xuǎnzé)合适精度等级的仪表

②判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求①选择(xuǎnzé)合适精度等级的仪表

根据工艺条件确定仪表的量程N：X上=（～）X工艺和工艺允许的最大绝对误差△max。求出：去掉%和±并与国家精度等级相比，取相等或高档的精度等级。仪表(yíbiǎo)的性能指标第二十三页，共165页。例4：某反应器内的最高温度500℃。根据工艺要求，最大允许误差不超过+7℃，试问应如何选择(xuǎnzé)仪表的精度等级才能满足以上要求？解：根据(gēnjù)工艺要求：仪表的量程上限：X上=2XMax=1000℃仪表的允许引用误差为：去掉±、%，＜＜，所以选精度等级的仪表才能满足工艺要求。精度等级的仪表，其允许引用误差为±1.0%，超过了工艺上允许的数值.仪表(yíbiǎo)的性能指标第二十四页，共165页。即仪表的量程(liángchéng)N和精度等级都已知，判断仪表是否满足工艺要求。先算出仪表的：△允max=N×δ%再测出仪表的：△测max=X指－X0再比较：△测max≤△允max合格△测max＞△允max不合格▲（2）如何根据工艺(gōngyì)要求：

①选择合适精度等级的仪表

②判断现有的仪表精度等级是否满足工艺(gōngyì)要求仪表(yíbiǎo)的性能指标第二十五页，共165页。例5：一台精度等级为，量程(liángchéng)范为600∽1200℃的电子电位差计，校验时，其中的某一点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？

解：根据工艺上的要求(yāoqiú)，仪表的允许误差为：△允max=N×δ%=（1200－600）×0.5%=3℃而△测max=4℃＞3℃，所以此表不合格(hégé)，需重新进行校验。仪表的性能指标第二十六页，共165页。指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部(quánbù)测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。最大绝对误差被测变量正行程反行程仪表的指示值仪表(yíbiǎo)的性能指标2变差（迟滞(chízhì)误差）：注意：减少弹性原件、磁化元件、机械结构中的间隙及运动摩擦可降低迟滞误差。第二十七页，共165页。灵敏度K：是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。它是指仪表在达到稳定状态以后，仪表输出信号变化Δy与引起(yǐnqǐ)此输出信号变化的被测参数（输入信号）变化量Δx之比。灵敏限△Xmix：引起仪表输出信号发生变化（动作(dòngzuò)）的被测参数（输入信号）的最小变化量。△Xmix≤1/2△(仪表允许的绝对误差）仪表(yíbiǎo)的性能指标3灵敏度与灵敏限第二十八页，共165页。表征线性刻度仪表的输出量与输入量的标定曲线与拟合直线(zhíxiàn)的吻合程度。

被测变量仪表指示值Lmax仪表(yíbiǎo)的性能指标4线性度注意：量程(liángchéng)越小，线性化产生的误差越小，分段线性化。第二十九页，共165页。衡量仪表(yíbiǎo)能不能尽快反映参数变化的品质指标。反应时间长，说明仪表(yíbiǎo)需要较长的时间才能给出准确的指示值，那不宜用来测量变化频繁的参数。63.2%A(∞)；95%A(∞)。指输入量不变时，经过一定的时间(shíjiān)后输出量产生变化的现象，是衡量仪表稳定性的重要指标。温漂、零漂。仪表(yíbiǎo)的性能指标5反应时间T：6漂移：第三十页，共165页。检测仪表

显示(xiǎnshì)仪表

控制仪表

执行器

工业(gōngyè)仪表的分类1按仪表使用(shǐyòng)的能源分类电动仪表

气动仪表

液动仪表2按信息的获得、传递、处理的过程分类第三十一页，共165页。

Ⅰ电子管型：已淘汰

Ⅱ晶体管：将近(jiāngjìn)淘汰（0～10mA）

Ⅲ集成电路：应用中（4～20mA）3按仪表的组成(zǔchénɡ)形式分类

工业(gōngyè)仪表的分类基地式仪表：单元组合仪表气动单元组合仪表（QDZ）：～0.1MPa

电动单元组合仪表（DDZ）第三十二页，共165页。传感器概述(ɡàishù)传感器基本概念及组成传感器分类传感器特性及标定新型传感器介绍(jièshào)传感器选用自学(zìxué)第三十三页，共165页。教学目的与要求：1掌握各种(ɡèzhǒnɡ)压力检测仪表的基本原理；2掌握压力表的选用及安装；§3.3压力(yālì)检测与变送本节思考题：Pg125：10、11、12、14、15本节作业：

1训练压力仪表的选用。Pg125：13

课外作业：1查找(cházhǎo)压力传感器方面的资料；2交流压力传感器资料；第三十四页，共165页。§3.3压力(yālì)检测与变送

1压力(压强）：指均匀垂直作用在单位(dānwèi)面积上的力。

2压力的表示：绝对压力：P绝=P真实表压：P表=P绝－P气真空度：P真=P大－P绝（Pa=1N/m2)1MPa=106Pa1Kgf/cm2一概述(ɡàishù)第三十五页，共165页。1液柱式压力计斜管压力计DhDhα2弹性式压力计:弹性式压力计加上附加装置（如：记录(jìlù)机构、电气变换装置、控制元件等，则可实现压力的记录(jìlù)、远传、信号报警、自动控制等）皮托管(tuōguǎn)（测速管）二测压仪表的分类（按转换(zhuǎnhuàn)原理的不同）

3电气式压力计§3.3.2测压仪表的分类

U型管压力计单管压力计第三十六页，共165页。※基本原理——※使用(shǐyòng)注意内径不均匀会改变(gǎibiàn)仪器的零点，两边读数以消除影响毛细现象的影响(yǐngxiǎng)：介质为水时，修正值取-30/dmm；为水银时取14/dmm。消除视差工作液体的膨胀系数较大时，需进行修正：h=h’ρ’/ρB1液柱式压力计——（1）U型管压力计§3.3.2测压仪表的分类

第三十七页，共165页。(2)单管压力计※使用(shǐyòng)注意测量对象是正压还是(háishi)负压，保证容器侧接较高压力，肘管侧接较低压力。※基本原理——简化(jiǎnhuà)公式A1h1=A2h2故A1<<A2，Dh§3.3.2测压仪表的分类

第三十八页，共165页。(3)微压计※基本原理——※使用(shǐyòng)注意:700～1000，α:20°～30°,管子(guǎnzi)内径2～3mm，以提高灵敏度。Dhα§3.3.2测压仪表(yíbiǎo)的分类

第三十九页，共165页。(4)皮托管（测速管）测量原理：通过测取流场中的速度(sùdù)，来测取流量。§3.3.2测压仪表(yíbiǎo)的分类

第四十页，共165页。补充(bǔchōng)图：弹性元件示意图●弹簧管式弹性元件（100～1000MPa）：横截面为扁圆或椭圆？（a）（b）

●薄膜式弹性元件（中、低压(dīyā)）：铜质的膜片（单片或双片）、膜盒。（c）（d）●波纹管式压力元件（微压与低压(dīyā)）：铜质。（e）（1）常见(chánɡjiàn)弹性元件2弹性式压力计§3.3.2测压仪表的分类

第四十一页，共165页。（2）弹簧管压力表[15]（最常见(chánɡjiàn)的弹性式压力计）压力(yālì)自由端的(duāndì)位移表盘指针显示放大机构

10游丝：克服传动间隙而产生的仪表变差5、6调整螺钉：调整仪表的量程补充图具有上、下报警功能的电接点信号压力表补充图如图3-15，其测压原理：§3.3.2测压仪表的分类

第四十二页，共165页。注意：弹性(tánxìng)元件的不完全弹性(tánxìng)因素弹性滞后——是指由于弹性元件工作时分子间存在(cúnzài)摩擦而导致的加载曲线与卸载曲线不重合的现象，如图3-13所示。弹性后效——指弹性元件所受载荷改变后，不是立即完成相应的变形，而是在一定的时间间隔内逐渐完成变形的一种现象，如图3-14所示。§3.3.2测压仪表(yíbiǎo)的分类

第四十三页，共165页。3电气式压力计

——是一种能将压力转换成电信号进行传输(chuánshū)及显示的仪表。常见的压力传感器和压力变送器有:1霍尔片式压力传感器2应变片式压力传感器3压阻式压力传感器4力矩(lìjǔ)平衡式压力变送器5电容式压力变送器其测压原理：压力电信号远距离传输及显示组成：由压力传感器、测量电路(diànlù)和信号处理装置（一般有指示仪、记录仪、控制器、微处理机等）组成。§3.3.2测压仪表的分类

第四十四页，共165页。（1）霍尔片式压力(yālì)传感器：霍尔效应(xiàoyìng)及霍尔片式压力传感器如下图所示:补充(bǔchōng)图霍尔效应Z轴方向:

加一磁感应强度为B的恒定磁场Y轴方向:

加一外电场(接入直流稳压电源X轴方向:

出现电位差

根据霍尔效应制成，即利用霍尔元件(半导体如锗)将压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的测量。§3.3.2测压仪表的分类

第四十五页，共165页。霍尔电势Uh的大小与半导体材料、所通过(tōngguò)的电流、磁感应强度以及霍尔片的几何尺寸等有关。霍尔效应(xiàoyìng)及霍尔片式压力传感器如下图所示:补充(bǔchōng)图霍尔片式压力传感器RH——霍尔常数§3.3.2测压仪表的分类

第四十六页，共165页。利用应变片的电阻(diànzǔ)应变原理构成。即压力(yālì)应变片产生应变为压缩应变(yìngbiàn)时,其阻值减小为拉伸应变(yìngbiàn)时,其阻值增大由桥式电路获得相应的毫伏级不平衡电势优点:当直流电源10V时,可获得5mA的电势.故被测压力可达25MPa,且动态性能好,适合快速变化的压力测量。（金属应变片和半导体应变片）补充图（2）应变片式压力传感器——§3.3.2测压仪表的分类

第四十七页，共165页。优点：精度高、工作可靠、频率响应快、迟滞小、尺寸(chǐcun)小、重量轻、结构简单利用单晶硅的压阻效应构成，其工作原理如图所示。当压力发生变化(biànhuà)时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化(biànhuà)，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。补充图（3）压阻式压力(yālì)传感器§3.3.2测压仪表的分类

第四十八页，共165页。是一种自平衡的检测仪表，它利用负反馈的工作原理克服元件材料、加工工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量精度(jīnɡdù)（一般为级）。（4）力矩平衡(pínghéng)式压力变送器：优点：工作稳定(wěndìng)可靠、线性好、不灵敏区小等一系列优点。§3.3.2测压仪表的分类

第四十九页，共165页。※DDZ-III型电动力矩平衡式压力(yālì)变送器的工作原理（1）测量部分（波纹管）：PF(2）机械力转换部分（双杠杆）：F→检测片的位移，同时也起力矩(lìjǔ)与反力矩(lìjǔ)的平衡作用。（3）位移检测器与电子放大(fàngdà)器：检测线圈的电感量，经放大(fàngdà)转换为4～20mA的直流信号输出。（4）电磁反馈机构：将直流信号转换为作用于副杠杆上负反馈力矩，和输入力矩平衡时，输出电流与被测压力成比例。§3.3.2测压仪表的分类

第五十页，共165页。※力矩(lìjǔ)平衡式压力变送器的受力分析力矩(lìjǔ)平衡式压力变送器的受力分析O2O1F3θFiF2FfF1l2l1l3l4§3.3.2测压仪表(yíbiǎo)的分类

第五十一页，共165页。（5）电容式压力(yālì)变送器：优点：结构简单、过载(guòzài)能力强、可靠性好、测量精度高、体积小、重量轻、使用方便等优点。先将压力(yālì)的变化转换为电容的变化，然后进行测量。§3.3.2测压仪表的分类

第五十二页，共165页。1选用：根据工艺(gōngyì)要求，全面考虑，具体分析（1）选仪表类型：根据工艺要求、介质性质、环境条件(tiáojiàn)等。如：Y型普通压力表，其外壳为黑色；YA型氨用压力表，其外壳为黄色；YD型氧用压力表，其外壳为蓝色。（2）选量程：|

测稳压时:P上=（～2.0)Pmax,P下=0(无特殊要求)

测波动压力时:P上=（～3.0)Pmax

为了延长仪表(yíbiǎo)的使用寿命，按“化工自控设计技术规定”还要求:测稳压时：P测≤2/3P上

测波动压力时：P测≤1/2P上

测高压时：P测≤3/5P上

被测最小压力：Pmin≥1/3P上(3)选精度:根据工艺允许的最大测量误差来确定。在满足工艺的前提下，一般选精度低、价廉耐用的仪表。§3.3压力检测与变送

三压力表的选用及安装第五十三页，共165页。压力仪表量程精度介质性质及使用条件显示及其它要求外形选择

刻度(kèdù)上限常用(chánɡyònɡ)压限稳定(wěndìng)压力脉动压力大于或等于１.５倍正常工作压力大于或等于２倍正常工作压力稳定压力脉动压力１／３～１／２量程上限小于１／２两程上限压力表的选用及安装第五十四页，共165页。压力仪表量程精度介质性质及使用条件显示及其它要求外形选择

工业用实验室或校验(xiàoyàn)一般(yībān)为０.５～２.５级一般(yībān)为０.２５～０.４级压力表的选用及安装第五十五页，共165页。压力仪表量程精度介质性质及使用条件显示及其它要求外形选择

防腐(fángfǔ)型，专用型腐蚀性介质(jièzhì)膜片式，加隔离(gélí)装置粘性结晶介质防爆型，QDZ型，防爆DDZ型爆炸性介质耐高温型，加隔热装置高温介质耐振型剧烈振动装螺旋型或U型弯曲蒸汽介质压力表的选用及安装第五十六页，共165页。压力仪表量程精度介质性质及使用条件显示及其它要求外形选择

指示(zhǐshì)以下(yǐxià)非危险场所弹簧(tánhuáng)管压力表，双管双针压力计，波纹管压力计以上非危险场所膜盒微压计，玻璃管压力计，记录记录式压力计或传递记录仪远传远传压力表，压力变送器调节基地式指示（记录）调节仪，压力变送器（单元组合）压力表的选用及安装第五十七页，共165页。压力仪表量程精度介质性质及使用条件显示及其它要求外形选择

盘装多圈螺旋管压力表矩形(jǔxíng)压力计波纹管压力表现场(xiànchǎng)安装有电的弹簧(tánhuáng)管压力表气动管线和辅助管线安装远传压力表或压力变送器几乎所有压力表Φ200~Φ300的弹簧管压力表不易看清的场所Φ60~Φ100的弹簧管压力表压力表的选用及安装第五十八页，共165页。例5：某台往复式压缩机的出口压力范围为25∽28MPa，测量误差不得大于1MPa。工艺上要求就地观察(guānchá)，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。解：由于往复式压缩机的出口(chūkǒu)压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为:p上=2.Pmax=28×2=56MPa查附录一(P95)[厉玉鸣）:选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0∽60MPa。由于25/60＞1/3，满足被测压力的最小值不低于满量程的1/3。允许误差：1/60×100%=1.67%所以选精度等级为级的仪表完全可以满足误差要求。选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0∽60MPa，精度等级为级。压力表的选用(xuǎnyòng)及安装第五十九页，共165页。2压力表的安装(ānzhuāng)（1）测压点的选取：①选直管段②与介质的流动方向垂直③测液体压力时，取压点在管道(guǎndào)下部；测气体压力时，取压点在管道(guǎndào)上部（2）引压导管的铺设：①内径一般为6～10mm②水装时要有一定的倾斜度，便于气体或液体的排放。③测易结晶介质(jièzhì)，需加伴热管线。取压口与压力计之间加截断阀。压力表的选用及安装第六十页，共165页。（3）压力计的安装：①易观测，检修的地方②测蒸汽压力时，加冷凝罐，如图（a）测腐蚀介质(jièzhì)时，加隔离罐，如图（b）③避震动、高温影响④防泄漏；⑤压力计与取压口不在同一水平面时，应按△P=±Hρg进行压力修正补充(bǔchōng)图压力表的选用(xuǎnyòng)及安装第六十一页，共165页。教学目的与要求：1掌握热电偶温度计的测温原理、热电偶的热电势(diànshì)方程、工业常用的热电偶及分度号、补偿导线的作用、冷端温度补偿的方法。2掌握热电阻温度计的测温原理、热电阻的电阻值与温度的关系式、工业常用的热电阻及分度号。3掌握热电偶温度计与热电阻温度计的区别。4了解电动温度变送器的作用及原理。5掌握测温元件的安装及布线要求。§3.4温度(wēndù)测量本节思考题：Pg125：16、17、20、21

本节作业：P125：18、19（书上无分度表可查）课外作业：1通过网络查找(cházhǎo)温度传感器；2交流温度传感器资料；第六十二页，共165页。§3.4温度(wēndù)检测一引言(yǐnyán)特点：①按测温范围分：高温计（≥600℃）、温度计（＜600℃）②按用途分：标准(biāozhǔn)仪表、实用仪表③按测量方式分：接触式温度计、非接触式温度计不能直接测量，只能通过热交换间接测量。测温仪表的分类：第六十三页，共165页。接触式温度传感器非接触式温度传感器第六十四页，共165页。常用(chánɡyònɡ)温度计的种类及优缺点见下表④按工作(gōngzuò)原理分：膨胀(péngzhàng)式温度计—压力式温度计—热电偶温度计—热电阻温度计—辐射式高温计—§3.4.1温度检测引言利用物体的热膨胀来测温。利用密闭容器中物质受热后体积膨胀而压力升高的原理来测温。利用导体的热电效应来测温。利用电阻随温度的变化特性来测温。利用物体表面辐射与温度的关系来测温。第六十五页，共165页。补充(bǔchōng)表常用温度计的种类及优缺点§3.4.1温度(wēndù)检测引言第六十六页，共165页。§3.4.1温度(wēndù)检测引言第六十七页，共165页。1膨胀(péngzhàng)式温度计

常见的有：液体(yètǐ)膨胀式温度计：如玻璃管温度计固体膨胀式温度计：如双金属温度计§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类二测温仪表的分类①测温原理：是利用物体受热时体积膨胀的性质而制成的。第六十八页，共165页。图3-21双金属片补充图②双金属温度计：其感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起(yīqǐ)而制成的，由于两片金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的线膨胀长度差就越大，因而引起弯曲的角度就越大。如图3-21。利用双金属片还可做成温度控制器，如图§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类第六十九页，共165页。2压力(yālì)式温度计利用封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化的原理制成的。并由压力表来测量(cèliáng)压力的变化，从而测得温度。温包：感受(gǎnshòu)温度的变化毛细管：传递压力的变化（D0～5mm，Di=0.15～）弹簧管：压力表的弹性元件补充图§3.4.2测温仪表的分类①测温原理：②结构：如图，由三部分组成第七十页，共165页。3辐射式温度计测温原理：基于物体热辐射作用(zuòyòng)来测量温度。测温范围：＞800℃§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类第七十一页，共165页。4热电偶温度计§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类思考(sīkǎo)：热电效应的发现？第七十二页，共165页。热电效应(rèdiànxiàoyìng)的发现塞贝克效应——1821，德国物理学家(wùlǐxuéjiā)塞贝克帕尔帖效应——1834年，法国实验科学家帕尔帖汤姆逊效应——1856年，爱尔兰物理学家(wùlǐxuéjiā)汤姆逊热电偶温度(wēndù)检测仪表§3.4.2测温仪表的分类第七十三页，共165页。①热电极(diànjí)必须是A、B两种不同的材料；(?)②热电极(diànjí)的两接点温度不相等；(?)

③构成闭合回路；（1）热电势(diànshì)产生的条件：图3-2热电势(diànshì)的产生特别提醒§3.4.2测温仪表的分类第七十四页，共165页。（2）热电势(diànshì)的形成：图3-2热电势(diànshì)的产生接触电势：两种不同导体的自由电子密度不同，从而在接触点处发生自由电子扩散(kuòsàn)而形成的电动势。

如：Na＞Nb，A+，B－，A、B点形成由B到A的接触电位差。温差电势：同一种导体中由于自由电子从高温端向低温端迁移而引起的电动势，形成由低温端到高温端的温差电势。§3.4.2测温仪表的分类第七十五页，共165页。接触电势：两种不同导体的电子密度不同，从而在接触点处发生电子扩散(kuòsàn)而形成的电动势。

如：Na＞Nb，A+，B－，A、B点形成由A到B的接触电位差。温差电势(diànshì)：同一根导体中电子从高温端向低温端迁移而引起的电动势。

如：Et＞Et0，t+，t0－，形成由低温端到高温端的温差电势(diànshì)。温差(wēnchā)电势接触电势总电势为：？§3.4.2测温仪表的分类第七十六页，共165页。对于给定热电偶，热电势是其两端温度函数之差。若其冷端温度to恒定，则fAB(t0)是定值，因此(yīncǐ)热电势的大小只依赖于热端温度t，两者一一对应。结论(jiélùn)EAB(t,t0)=eAB(t)+eB(t,t0)-eAB(t0)-eA(t,t0)=eAB(t)+eB(t)-eB(t0)-eAB(t0)-eA(t)+eA(t0)令fAB(t)=eAB(t)+eB(t)-eA(t)fAB(t0)=eAB(t0)+eB(t0)-eA(t0)EAB(t,t0)=fAB(t)-fAB(t0)（3）热电势(diànshì)的大小：§3.4.2测温仪表的分类第七十七页，共165页。

①匀质导体定律(dìnglǜ)②中间导体定律(dìnglǜ)④标准电极(diànjí)定则（4）

热电偶的基本定律③中间(zhōngjiān)温度定律EAB(t,tn)+EAB(tn,t0)=EAB(t,t0)EAC(t,t0)+ECB(t,t0)=EAB(t,t0)t1AB2CC43t1t1····(a)213t0t0ABCC(b)···§3.4.2测温仪表的分类第七十八页，共165页。（5）热电偶测温系统(xìtǒng)①热电偶：是测温元件。②补偿导线和冷端温度补偿③连接(liánjiē)导线：用来连接(liánjiē)热电偶与测温仪表④测量仪表：用来检测热电偶产生的热电势信号大小★测温系统(xìtǒng)的组成§3.4.2测温仪表的分类第七十九页，共165页。作用——使冷端远离测温现场(xiànchǎng)，并维持冷端温度恒定；性能——与所接的热电偶热电性能相同的廉价金属丝；特点——只改变了冷端的位置，不影响热电偶的工作；使用注意——型号和极性与热电偶配套。★补偿(bǔcháng)导线表3-7常用热电偶的补偿导线补充表§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类第八十页，共165页。★常用(chánɡyònɡ)测温线路(a)热电偶反向(fǎnxiànɡ)串联——测两点的温度差(b})热电偶正向串联(chuànlián)——测多点温度之和(c)热电偶并联——测量多点温度的平均温度§3.4.2测温仪表的分类第八十一页，共165页。（6）热电偶冷端温度的影响(yǐngxiǎng)及处理由于工业上常用的各种热电偶的温度—热电势关系曲线是在冷端温度保持0℃的情况下得到的，而且与其配套使用的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的。而实践测量时，冷端温度往往高于0℃，且是不断(bùduàn)变化的，从而使测量结果产生误差。所以使热电偶冷端的温度保持0℃，或进行一定的修正得到准确的测量结果的做法称为冷端温度补偿。为什么热电偶测温要进行(jìnxíng)冷端温度补偿？

§3.4.2测温仪表的分类第八十二页，共165页。（6）热电偶冷端温度的影响(yǐngxiǎng)及处理如何(rúhé)将冷端温度保持恒定值？①恒温(héngwēn)法②计算修正法

§3.4.2测温仪表的分类③校正仪表零点法④补偿电桥法⑤补偿热电偶法第八十三页，共165页。（6）热电偶冷端温度(wēndù)的影响及处理如何将冷端温度(wēndù)保持恒定值？①恒温(héngwēn)法②计算修正法

§3.4.2测温仪表的分类③校正仪表零点法④补偿电桥法：⑤补偿热电偶法即通过示值t’和冷端温度t0查分度表求得E(t’,0)和E(t0,0),代入上式求出E(t,0)，再根据分度表求出被测温度t。第八十四页，共165页。（6）热电偶冷端温度的影响(yǐngxiǎng)及处理如何将冷端温度保持(bǎochí)恒定值？①恒温(héngwēn)法②计算修正法

§3.4.2测温仪表的分类③校正仪表零点法④补偿电桥法：⑤补偿热电偶法把仪表的指针调整到相当于室温的数值上。由于室温在不断变化，故适合于要求不太高的场合。第八十五页，共165页。（6）热电偶冷端温度的影响(yǐngxiǎng)及处理如何将冷端温度(wēndù)保持恒定值？①恒温(héngwēn)法②计算修正法

§3.4.2测温仪表的分类③校正仪表零点法④补偿电桥法

⑤补偿热电偶法适合工业生产的连续测量，利用不平衡电桥（也叫补偿电桥或冷端温度补偿器）产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。如图3-26第八十六页，共165页。

R1、R2、R3=1Ω（锰铜丝绕制，其电阻不随温度(wēndù)而变化）和Rcu=1Ω（铜丝绕制，其电阻随温度(wēndù)的变化而变化）。RS为限流电阻、在20℃时组成平衡桥路。

Cu－＋输入输出R1R3R2R4abE=4V§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类④补偿(bǔcháng)电桥法第八十七页，共165页。（6）热电偶冷端温度的影响(yǐngxiǎng)及处理如何将冷端温度(wēndù)保持恒定值？①恒温(héngwēn)法②计算修正法

§3.4.2测温仪表的分类③校正仪表零点法④补偿电桥法⑤补偿热电偶法设置补偿热电偶使多支热电偶的冷端温度保持恒定。一般补偿热电偶的工作端置于恒温器中t0，其冷端与多支热电偶的冷端接在温度为t1的接线盒中，则测温仪表的指示值E（t，t0）所对应的温度，不受接线盒处温度t1的影响。如图所示第八十八页，共165页。补充图⑤补偿(bǔcháng)热电偶法§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类第八十九页，共165页。（7）常见(chánɡjiàn)热电偶的种类及结构种类：工业(gōngyè)上常见的热电偶如补充表。注意：不同分度号的热电偶必须与其相对应的显示仪表配套使用。表3-4工业用热电偶补充表§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类第九十页，共165页。热电偶的结构(jiégòu)：

普通型热电偶：由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等主要部分组成铠装热电偶：金属导管、热电偶丝和绝缘材料（氧化镁粉）一起经过复合拉伸成型。表面型热电偶：利用真空镀膜法将热电偶材料蒸镀在绝缘基底上的薄膜热电偶。专门测表面温度。快速热电偶：测高温熔融物体(wùtǐ)的专用温度计。

普通§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类第九十一页，共165页。例1：用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示(xiǎnshì)仪表指示值为500℃，而这时冷端温度为60℃。试问：实际温度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20℃，此时显示(xiǎnshì)仪表的指示值应为多少？已知热电偶分度表如下表所示：20℃60℃500℃557℃538℃539℃0.798mV2.436mV20.64mV23.07mV22.260mV22.303mV第九十二页，共165页。例2用K热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？如果改用E热电偶来测温时，在相同的条件下，E热电偶测得的热电势为多少(duōshǎo)？已知K,E热电偶的分度号如下表所示：K热电偶E热电偶25℃509℃25℃509℃1.0mV21.0mV1.50mV37.7mV第九十三页，共165页。弹簧管：压力表的弹性元件（3）位移检测器与电子放大(fàngdà)器：检测线圈的电感量，经放大(fàngdà)转换为4～20mA的直流信号输出。课外作业：查阅资料，了解新型(xīnxíng)物位检测及仪表的工作原理测量过程中大量彼此独立的微小因素(yīnsù)对被测值的综合影响。如：Na＞Nb，A+，B－，A、B点形成由A到B的接触电位差。浓差电池的电动势与两侧的氧浓度有关，当一侧氧浓度固定时，可通过输出电势和浓差——电势关系求出另一侧氧气浓度。物质成分(chéngfèn)分析★测温系统(xìtǒng)的组成第一百零六页，共165页。大、易结晶、不便于管路输送的测量场合。第一百一十九页，共165页。传感器，变换器，显示器以及连接各环节的传输通道(1)感受件(传感器〕第一百六十三页，共165页。※使用(shǐyòng)注意例3现用一支镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表的机械零位在0℃，仪表指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对？为什么？正确值为多少(duōshǎo)？已知热电偶的分度号如下表所示：30℃400℃420℃430℃1.801mV28.943mV30.546mV31.350mV第九十四页，共165页。

5热电阻温度计（－200～＋500℃）①铂电阻（新型号为WZP、老型号为WZB）：有R0=10Ω和R0=100Ω两种。对应的分度号Pt10、Pt100。(《化工仪表及自动化》附录(fùlù)七)。②铜电阻（新型号为WZC、老型号为WZG）：有R0=50Ω和R0=100Ω两种。对应的分度号Cu50、Cu100。（《化工仪表及自动化》附录(fùlù)九）。§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类(1)测温原理(yuánlǐ)利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性进行温度测量的。电阻值与温度的关系α——电阻温度系数，R0——温度为t0℃时电阻(2)工业上常用的热电阻特点？第九十五页，共165页。①普通型热电阻：由电阻体、保护套管和接线盒等主要部分(bùfen)组成。②铠装热电阻：将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保护套连成一体。体积小、抗震性强、可弯曲、热惯性小、使用寿命长。③薄膜热电阻：将热电阻材料通过真空渡膜法，直接蒸渡到绝缘基底上。体积小、热惯性小、灵敏度高。补充图§3.4.2测温仪表(yíbiǎo)的分类（3）热电阻结构(jiégòu)(p93:表3-4热电阻的结构(jiégòu)及特点）第九十六页，共165页。§3.4.3测温仪表(yíbiǎo)的选用与安装1测温仪表(yíbiǎo)的选用：P93表3-5第九十七页，共165页。§3.4.3测温仪表的选用(xuǎnyòng)与安装②感温点处于流速(liúsù)最大处：热电偶、铂电阻、铜电阻的保护套末端应分别越过流束中心线5～10mm、50～70mm、25～30mm③有足够的插入深度：2测温元件(yuánjiàn)的安装要求①保证测温元件与流体接触充分。测温元件应迎着被测流体流向插入：补充图测温元件安装示意图√√×补充图测温元件安装示意图第九十八页，共165页。④当管道直径(zhíjìng)＜80mm，应接扩压管：补充图小工艺管道测温元件(yuánjiàn)安装示意图补充图测温元件安装示意图⑥应插在有保温层的管道或设备处。⑦测温元件安装(ānzhuāng)在负压管道中，应保证密封性。⑤接线盒的面盖应朝上，避免其他液体进入接线：§3.4.3测温仪表的选用与安装第九十九页，共165页。①按规定的型号配用热电偶补偿(bǔcháng)导线②热电阻的线路电阻要符合所配的二次仪表的要求③导线应穿入钢管或走槽板④导线应尽量避免接头⑤导线应尽量避开交流动力线⑥补偿(bǔcháng)导线不应有中间接头，否则应加接线盒。最好与其他导线分开铺设。§3.4.3测温仪表的选用(xuǎnyòng)与安装3布线(bù xiàn)要求第一百页，共165页。§3.5流量(liúliàng)测量1了解各种流量计的测量原理▲2差压式流量计的流量方程式及安装(ānzhuāng)时的要求▲3转子流量计的流量方程式及测量不同介质时的修正本节思考题：Pg126：22,24本节作业题:Pg126：23，25课外作业：查阅新型流量测量(cèliáng)技术及仪器方面的资料教学目的与要求：第一百零一页，共165页。一基本概念（瞬时）流量：指单位时间内流过管道某一截面的流体(liútǐ)的数量总量：指在一段时间内流过管道的流体(liútǐ)流量的总和体积流量（Q）：单位时间内流过的流体(liútǐ)以体积表示的，叫体积流量（m3/h、L/h、L/min）质量流量（M）：单位时间内流过的流体(liútǐ)以质量表示的，叫质量流量（t/h、Kg/h、Kg/s）。M=Qρ或Q=M/ρ流量计：测量流体(liútǐ)流量的仪表叫流量计计量计：测量流体(liútǐ)总量的仪表叫计量计§3.5流量(liúliàng)测量第一百零二页，共165页。二流量(liúliàng)测量仪表的分类

速度式流量计差压式流量计、转子(zhuànzǐ)流量计电磁流量计、涡轮流量计靶式流量计、堰式流量计椭圆(tuǒyuán)齿轮流量计活塞式流量计容积式流量计惯性式流量计补偿式流量计质量式流量计§3.5流量测量第一百零三页，共165页。1差压式流量计[16]：基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力(yālì)差而实现流量测量的。标准(biāozhǔn)信号

（4－20mA）流量(liúliàng)信号压差信号节流装置压差变送器（力矩平衡式、电容式压差变送器）适合：测大流量，大管径（D＞50mm）。

§3.5.2流量测量仪表的分类原理：第一百零四页，共165页。流体(liútǐ)在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后管壁处，流体(liútǐ)的静压力产生差异的现象。如图3-18孔板装置(zhuāngzhì)及压力、流速分布图在实践中，一般是在孔板前后的管壁上选两个固定的取压点，来测量流体(liútǐ)在节流装置前后的压力变化，所以测得的压差与流量之间的关系，与取压点和测压方式的选择有关（1）节流现象：§3.5.2流量测量仪表的分类第一百零五页，共165页。(2)标准节流(jiéliú)装置——节流(jiéliú)件，取压装置

标准孔板：结构简单、安装方便，适合大流量测量

标准喷嘴

标准文丘管（流体在喉部未达到(dádào)音速）节流(jiéliú)件

§3.5.2流量测量仪表的分类补充图节流元件第一百零六页，共165页。环室结构(D=50～520mmP≤6.4MPa)单独(dāndú)钻孔结构(D=50～1000mmP≤2.5MPa)角接取(jiēqǔ)压方式法兰取压法取压方式(fāngshì)补充图§3.5.2流量测量仪表的分类第一百零七页，共165页。（3）差压式流量计组成：由节流装置、引压导管、压差(yāchà)变送器、二次仪表组成注意(zhùyì)：（1）三阀组的操作原则：不能让引压导管内的凝结水或隔离液流失。不可使测量元件（膜盒或波纹管）受压或受热。（2）三阀组的启动顺序先打开平衡阀→打开正阀门→打开负阀门→关闭平衡阀（3）三阀组的停用顺序先打开平衡阀→关闭正阀门→关闭负阀门§3.5.2流量测量仪表(yíbiǎo)的分类第一百零八页，共165页。（4）流量(liúliàng)基本方程§3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类F0为孔板开孔截面的面积μ流束的收缩系数第一百零九页，共165页。P1’<p1,P2’<P2实测(shícè)p1，p2修正(xiūzhèng)修正(xiūzhèng)系数，与取压位置、流动损失及流速分布有关不可压缩流体流量方程可压缩流体的流量方程质量流量体积流量§3.5.2流量测量仪表的分类第一百一十页，共165页。α—流量系数。与节流装置型式、尺寸(chǐcun)、取压方式、工艺条件有关。对标准节流装置可查表；非标准节流装置由实验确定。ε—膨胀校正系数。查手册，对不可压缩液体，取ε=1ρ1—节流装置前的流体密度。F0—节流装置的开孔截面积△P—节流装置前后实测的压力差注意(zhùyì)：§3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类第一百一十一页，共165页。（5）差压式流量计的测量误差测量误差原因有：①被测流体工作状态有变动。如果实际使用时被测流体的工作状态（温度、压力、湿度）以及相应(xiāngyīng)的流体密度、粘度、雷诺数等参数数值与设计计算时不同。②节流装置安装不正确或节流装置不清洁。③孔板入口边缘的磨损。会引起指示值偏低④导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象⑤差压计或差压变送器的安装或使用不正确§3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类第一百一十二页，共165页。（6）压差式流量计的使用(shǐyòng)及特点GB2624-81，国际标准(ɡuójìbiāozhǔn)有ISO5176使用(shǐyòng)范围：管径为50-1000mm测量范围：1.5-100000m3/h精度：±1--2%，安装要点（因压力损失大）特点：变压差恒流通面积§3.5.2流量测量仪表的分类第一百一十三页，共165页。2转子(zhuànzǐ)流量计恒压降，变节流面积来测量流量(liúliàng)的大小，即转子流量(liúliàng)计采用的是恒压降、变节流面积的流量(liúliàng)测量方法。流量(liúliàng)信号→转子位置的高低。由平衡条件得到：Vρtg－Vρfg=（P1－P2）AV—转子(zhuànzǐ)的体积ρt—转子(zhuànzǐ)材料的密度ρf—被测流体的密度P1、P2—转子(zhuànzǐ)前后的流体的压力A—转子(zhuànzǐ)的最大截面△P=P1－P2=V（ρt－ρf）g/A§3.5.2流量测量仪表的分类（1）工作原理：第一百一十四页，共165页。即：流体通过环隙的流速C=K

因此：即：流量与流通(liútōng)截面F（即转子浮起的高度h）有关

（2）转子(zhuànzǐ)流量计的流量方程式

§3.5.2流量测量仪表(yíbiǎo)的分类第一百一十五页，共165页。（3）电远传式转子流量计——流量变送和电动显示

转子的运动(yùndòng)→差动变压器的铁心运动(yùndòng)流量信号→电信号补充图§3.5.2流量(liúliàng)测量仪表的分类补充图第一百一十六页，共165页。（4）转子(zhuànzǐ)流量计指示值的修正

转子(zhuànzǐ)流量计上的刻度是以标况（20℃、0.10133MPa）下，水或空气的流量进行标定的，当被测介质的密度和工况不同时，必须对密度、温度、压力进行修正。ק3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类第一百一十七页，共165页。（5）转子流量计的使用(shǐyòng)和特点◆使用：系列化，出厂以空气标定，若被测介质不是(bùshi)空气应重新标定。测量范围：3/h，管径范围：4-150mm，精度：±1%-2.5%◆特点(tèdiǎn)：可测小流量，无压力损失，恒压差变流通面积。§3.5.2流量测量仪表的分类第一百一十八页，共165页。3椭圆(tuǒyuán)齿轮流量计[17]适用(shìyòng)于高粘度介质的流量测量。测量精度高，压力损失小，安装使用方便。但是使用时被测介质中不能含有固体颗粒，不能夹杂机械物。补充图椭圆齿轮流量计结构(jiégòu)原理就地显示远传显示§3.5.2流量测量仪表的分类★工作原理：★使用特点：齿轮转动把被测介质以半月形容积为单位一次次地由进口排至出口，因此Q=4nV0第一百一十九页，共165页。4涡轮流量计将流体的流速（流量）转换为安装在管道内涡轮的转速，然后通过磁电感应转换器将转速信号转换为相应的电信号的频率来进行(jìnxíng)测量的。在规定的流量范围和一定的流体粘度下，转速与流速（流量）成线性关系。补充图

涡轮组成导流器磁感应转换器§3.5.2流量(liúliàng)测量仪表的分类★测量(cèliáng)原理：第一百二十页，共165页。安装方便、测量精度高、可耐高压、响应快、可测脉动信号、输出信号为电频率信号、便于远传、不受干扰。缺点：易磨损。故一般要加过滤器；为使流向比较平稳，其前后(qiánhòu)应保证有一定的直管段。§3.5.2流量(liúliàng)测量仪表的分类4涡轮流量计★使用(shǐyòng)特点：第一百二十一页，共165页。5电磁(diàncí)流量计基于电磁感应定律工作的。它是将流体的流速转换为感应电势(diànshì)的大小来进行测量的。电磁流量计由变送器和转换器组成。§3.5.2流量(liúliàng)测量仪表的分类测量原理：第一百二十二页，共165页。（1）由于没有可动部件和插入管道(guǎndào)的阻力件，没有使流体收缩和改变流体的流束，所以压力损失小、无堵塞，对测量导电性液体是较为合适的。另外，由于电磁的衬里和电极是防腐的，所以也可用来测量腐蚀的流量。（2）流速测量范围很窄（～10m/s），口径从1mm到2mm以上，反应快、惰性小。可用于测量脉动流体、双相流体以及灰浆等含固体颗粒的液体流量。5电磁(diàncí)流量计§3.5.2流量(liúliàng)测量仪表的分类使用特点第一百二十三页，共165页。6旋涡(xuánwō)流量计（卡曼涡街流量计）

卡曼涡街现象：当流体以足够大的流速流过垂直于流体流向的物体时，若该物体的几何尺寸适当，则在物体的后面，沿两条平行直线上产生整齐排列，转向(zhuǎnxiàng)相反且上下交替的涡列。涡列的个数，即涡街频率和流体的流速成正比。因而通过测旋涡频率（热敏检测法、电容检测法、应力检测法、超声检测法），就可知道流体的流速，从而测出流体的流量。

补充图卡慢涡街§3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类测量原理利用流体有规则的旋涡剥离现象（卡曼涡街现象）来测量流体流量的仪表。即利用流体自然震荡的原理制成的一种漩涡分离型流量计。第一百二十四页，共165页。旋涡(xuánwō)频率：6旋涡(xuánwō)流量计（卡曼涡街流量计）

§3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类第一百二十五页，共165页。超声流量计是使用压电材料镐钛酸铅（PZT）晶体制成的，能将电能转换成声能的元件。是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用(zuòyòng)，以测量体积流量的仪表。使用超声流量传感器的方法有：传播时间法、多普勒效应法、波束偏移法、相关法、噪声法§3.5.2流量测量(cèliáng)仪表的分类7超声流量(liúliàng)传感器

第一百二十六页，共165页。超声流量(liúliàng)传感器示意图7超声流量(liúliàng)传感器

§3.5.2流量(liúliàng)测量仪表的分类第一百二十七页，共165页。3.5.3流量测量(cèliáng)仪表的选用要考虑流体的性质和状态；要考虑工艺允许的压力损失；最大、最小额定流量；应注意使用场合的特点；测量精度的要求(yāoqiú)以及显示的方式等等。第一百二十八页，共165页。§3.6物位检测(jiǎncè)及仪表教学要求与学习(xuéxí)目标：1了解各种液位计的测量原理2重点掌握差压式液位计测量过程中的零点迁移的意义及正、负迁移量的计算本节思考题：Pg126：26；27；28课外作业：查阅资料，了解新型(xīnxíng)物位检测及仪表的工作原理第一百二十九页，共165页。液位：容器中液体介质的高低料位：容器中固体或颗粒状物质的堆积(duījī)高度液位计：测量液位的仪表料位计：测量料位的仪表界面计：测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表§3.6物位检测(jiǎncè)及仪表3.6.1概述(ɡàishù)第一百三十页，共165页。①直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计▲②压差式物位仪表：压力式和差压式物位仪表，利用液柱或物料堆积对某定点产生(chǎnshēng)压力的原理工作。③浮力式物位仪表：利用浮子高度随液位变化而改变或液体对浸沉于液体中的浮子的浮力随液位高度而变化的原理工作。可分为浮子带钢丝绳的、浮球带杠杆的和沉筒式的几种。测量物位的仪表(yíbiǎo)，按工作原理分：§3.6物位检测(jiǎncè)及仪表3.6.1概述第一百三十一页，共165页。④电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，通过测出这些电量的变化来测知物位。它又可分为电阻式（即电极式）、电容式和电感式物位仪表等，还有利用压磁效应的物位仪表。

⑤核辐射式物位仪表：利用核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度而变化的原理(yuánlǐ)而工作的，目前应用较多的是γ射线。

⑥声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。所以声波式物位仪表可以根据它的工作原理(yuánlǐ)分为声波遮断式、反射式和阻尼式。

⑦光学式液位计量仪：利用物位对光源的遮断和反射原理(yuánlǐ)工作，它利用的光源可以有普通白炽灯光或激光等。§3.6物位检测(jiǎncè)及仪表3.6.1概述(ɡàishù)第一百三十二页，共165页。①测量(cèliáng)原理自身(zìshēn)重力所受浮力(fúlì)设浮子所受外力为F’，当浮子处于平衡状态时有液位上升⊿h时浮力增加⊿

F，设F’不变，则有F’+F+⊿F>G，因此浮子上移达到一新的平衡位置，浮子位置表示了新液面的位置。1浮力式液位计——(1)恒浮力式液位计3.6.2液位计分类第一