人机工程学实践报告

机电工程学院工业设计——仪表调查报告仪表的调查报告地点：姓名：指导老师：日期：2011年10月21一、调研时间：2011年10月21日二、调研地点：三、调研目的：1、通过对市场上的仪表的调查和研究，增加关于仪表设计的知识，与课堂中学习的理论联系结合，更加深入的理解人与机的关系，为今后的学习和发展打下坚实的基础。2、通过走出课堂，对市场上的现有产品进行调研，锻炼同学的自主学习能力，同时也可以更好地激发学生的学习兴趣。四、调研内容：（一）、仪表的分类1.流量仪表系列2.温度仪表系列3.压力仪表系列4.校验仪表系列5.物位仪表系列6.数显仪表系列7.变送器仪表系列（二）、温度仪表1、概述温度仪表是众多仪表中的一个分支，常见的温度仪表有温度计，温度记录仪，温度送变器等。温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。温度仪表通常分一次仪表与二次仪表，一次仪表通常为：热电偶、热电阻、双金属温度计、就地温度显示仪等二次仪表通常为温度记录仪、温度巡检仪、温度显示仪、温度调节仪、温度变送器等。V型金属外壳玻璃温度计机上体长度分别为：110mm、150mm、200mm下体长度分别为：50、63、75、100mm材质：铜、不透刚304铁电镀锌。2、分类（1）、智能温控仪表智能温控仪表由单片机控制，可输入各种热电偶、热电阻或线性信号。具有PV、SV值变送功能。五种输出方式只须插上相应模块即可，正反控制任意设置；性能高、质量好，低价格，提供了四种报警方式；手动自动切换。主控有两位式、PID两种控制方式。智能温控仪表出厂前进行严格的测试，提高了仪表的可靠性。温控仪表常见的故障一般是操作或参数设置不当引起的。仪表带有RS-485多主机通讯方式与上位机连接，通过通讯协议的配合，可以构成DCS操作系统。（2）、数显温控表数显温控仪表为三位或四位数码管显示，单一信号输入。并应用了独特的抗干扰技术，精度高，控制效果好，安装方便。并有二位式、三位式、上下限位差、时间比例、可控硅连续调节式、位式PID、PID连续调节等多种控制方式。产品的各项技术指标达到国内先进水平。温度仪表根据需要还可增加超温报警功能，可广泛应用于冶金、机械、纺织、塑料、制冷、烘箱等用作温度测量和自动控制。（三）、流量仪表（1）、简介流量仪表又称为流量计（英文：flowmeter），常用的流量仪表有1.电磁流量计；2.涡街流量计；⒊浮子流量计⒋科氏力质量流量计；⒌热式（气体）质量流量计；⒍超声波流量计；⒎涡轮流量计。主要应用于工业生产过程，能源计量,环境保护工程交通运输，生物技术，科学实验，海洋气象，江河湖泊等领域。（2）、电磁流量计测量原理测量原理是基于法拉第电磁感应定律。即当导电液体流过电磁流量计时，导体液体中会产生与平均流速V（体积流量）成正比的电压，其感应电压信号通过两个与液体接触的电极检测，通过电缆传至放大器，然后转换成统一的输出信号。基于电磁流量计的测量原理，要求流动的液体具有最低限度的电导率。优点①电磁流量计的变送器结构简单，没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件，所以当流体通过时不会引起任何附加的压力损失，同时它不会引起诸如磨损，堵塞等问题，特别适用于测量带有固体颗粒的矿浆，污水等液固两相流体，以及各种粘性较大的浆液等．同样，由于它结构上无运动部件，故可通过附上耐腐蚀绝缘衬里和选择耐腐材料制成电极，起到很好的耐腐蚀性能，使之可用于各种腐蚀性介质的测量．②电磁流量计是—种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度．粘度、密度以及电导率(在一定范围内)的影响．因此，电磁流量计只需经水标定以后，就可以用来测量其它导电性液体的流量，而不需要附加其它修正．③电磁流量计的量程范围极宽，同一台电磁流量计的量程比可达1：100．此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称分布下的流动状态（层流或紊流）无关．④电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好．因此，可将测置信号直接用转换器线性地转换成标准信号输出，可就地指示，也可远距离传送．\o"查看图片"流量仪表缺点电磁流量计虽具有上述优良特性，但目前它还有一些不足之处，以致在使用上受到一定限制．主要有如下几点：①电磁流量计不能用于测量气体、蒸气以及含有大量气体的液体．②电磁流量计目前还不能用来测量电导率很低的液体介质，被测液体介质的电导率不能低于10－5（S/cm），相当于蒸馏水的电导率．对石油制品或者有机溶剂等还无能为力。③由于测量管绝缘衬里材料受温度的限制，目前工业电磁流量计还不能测量高温高压流体。④电磁流量计受流速分布影响，在轴对称分布的条件下，流量信号与平均流速成正比．所以，电磁流量计前后也必须有一定长度的前后直管段．⑤电磁流量计易受外界电磁干扰的影响（3）、玻璃转子流量计玻璃转子流量计主要用于化工、石油、轻工、医药、化肥、化纤、食品、染料、环保及科学研究等各个部门中，用来测量单相非脉动（液体或气体）流体的流量。耐腐蚀型流量计主要用于有腐蚀性液体、气体介质流量的检测，例如强酸（氢氟酸除外）、强碱、氧化剂、强氧化性酸、有机溶剂和其它具有腐蚀性气体或液体介质的流量检测。LZB型的测量锥管使用光滑锥形玻璃管，LZJ型使用带筋锥形玻璃管。（4）、靶式流量计靶式流量计是差压流量计的一个品种，它在工业上的开发应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，这种流量计使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷，如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累，靶式流量计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥，至今用户对旧靶式流量计的不良印象仍未消除。新型靶式流量计的力转换器采用应变式力转换器，它完全消除了上述力平衡机构的缺点，新型靶式流量计还把微电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分，流量计具有一系列优点，相信今后在众多流量计中发挥重要的作用。主要特点1、感测件为无可动部件，结构简单牢固；2、应用范围和适应性很广泛，一般工业过程中的流体介质，包括液、气和蒸汽，口径范围（DN15以上），各种工作状态（高、低温，常压、高压）皆可应用，可以说其应用范围可与孔板流量计相比美。3、准确度高，总量测量可达0.2%R；4、范围度宽，4：1～15：1至30：1；5、可解决困难的流量测量问题，如测量含有杂质（微粒）之类的脏污流体；原油、污水、高温渣油、浆液、烧碱液，沥青等；6、灵敏度高，能测量微小流量，流速可低至0.08m/s；7、用于小口径(DN15～DN50)，低雷诺数(Red=103～5×103)的流体，它可以弥补标准节流装置难以应用的场合，如小口径蒸汽流量测量等；8、可适应高参数流体的测量，压力高达数十MPa，温度达450℃；9、可用于双向流动流体的测量；10、压力损失较低，约为标准孔板的一半；11、抗上游阻流件干扰能力强，上游侧直管段长度一般5～10D即可；12、可采取干式（挂重法）校验，给用户周期校验带来方便；13、直读式仪表无需外能源，清晰明了，操作简便，亦可输出标准信号（脉冲频率或电流信号）；14、仪表性能价格比高，为经济实惠的流量计；15、安装简单方便，易维护。（5）、发展趋势1.结构日趋简洁、轻便早期流量仪表为纯机械就地显示，如容积式流量计。不仅结构复杂笨重，重量/口径比很大；且其中的转动件因磨损需经常维修。随着工业管道口径日益增大，插入式仪表以其结构简单、轻巧、拆装简便，日益受到用户青睐，而近十年发展最快的电磁、超声流量仪表，管道中更是没有任何转动件、阻力件，结构更为简洁，且压损小，准确度高，是最有发展潜力的流量仪表。2.功能力求完善、多样早期流量仪表为就地显示（如容积、转子），随着工业水平的不断提高，已不能适应工艺要求数十台仪表集中显示、调节、控制。有必要将传感器（也称一次表，如孔板、喷嘴、内锥）与变送器（也称二次表）分离开。并将流量参数转换为电参数，远传至中央控制室。随着工业规模再扩大，模拟信号已无法适应，输出信号需转换为数字信号，以适应现场总线系统、SCADA系统的要求。为增加仪表的可靠性，不少仪表已增加多达10余种自诊断功能。如KROHNE公司推出的Optiflu