检测仪表与传感器演示文稿

检测仪表与传感器演示文稿目前一页\总数一百三十页\编于二点检测仪表与传感器目前二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第1节温度检测及仪表1、温度检测方法及仪表温度不能直接测量。

温度的测量都是通过温度传递到敏感元件后，以及某些物理性质随温度变化的特性而进行间接检测的。 热交换 热辐射

600ºC以上-------高温计

600ºC以下-------温度计 接触式、非接触式

目前三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第1节温度检测及仪表温度测量的基本原理及方法1、物体受热，体积膨胀V--T2、压力随温度变化P--T3、金属导体电阻随温度变化R--T4、热电效应原理E--T5、热辐射原理6、比色7、光电目前四页\总数一百三十页\编于二点19第2章检测仪表与传感器

第1节温度检测及仪表方式温度计种类优点缺点接触式测温仪表膨胀结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录远传结构紧凑，牢固可靠精度低，量程和使用范围有限压力结构简单，耐震，防爆能记录、报警，价格低精度低，测温距离短，滞后大热电偶测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制需冷端温度补偿，在低温段测量精度较低热电阻测量精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制不能测高温，需注意环境温度的影响非接触式测温仪表辐射式测温时，不破坏被测温度场低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度红外线测温范围大，适于测温度分布，不破坏被测温度场，响应快易受外界干扰，标定困难目前五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第1节温度检测及仪表1.膨胀式温度计双金属片

双金属温度信号器1—双金属片；2—调节螺钉；3—绝缘子；4—信号灯膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。目前六页\总数一百三十页\编于二点2.压力式温度计

根据在封闭系统中的液体、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这一原理而制成的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。压力式温度计结构原理图

1—传动机构；2—刻度盘；3—指针；4—弹簧管；5—连杆；6—接头；7—毛细管；8—温包；9—工作物质

应用压力随温度的变化来测温的仪表叫压力式温度计。第2章检测仪表与传感器

第1节温度检测及仪表目前七页\总数一百三十页\编于二点热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。热电偶温度计测温系统示意图1—热电偶；2—导线；3—测量仪表由三部分组成：热电偶；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。1.热电偶热电偶示意图目前八页\总数一百三十页\编于二点（1）热电现象及测温原理

热电现象接触电势形成的过程热电偶原理及电路图左图闭合回路中总的热电势或目前九页\总数一百三十页\编于二点注意

组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度如何，闭合回路的总热电势为零；如果热电偶两接点温度相同，尽管两导体材料不同，闭合回路的总热电势也为零目前十页\总数一百三十页\编于二点（2）插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，见下图。热电偶测温系统连接图图（a）总的热电势（3-72）由于（3-75）（3-74）将式（3-73）、式（3-74）代入式（3-72）（3-73）目前十一页\总数一百三十页\编于二点（3）常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求温度每增加１℃时所能产生的热电势要大，而且热电势与温度应尽可能成线性关系；物理稳定性要高；化学稳定性要高；材料组织要均匀，要有韧性，便于加工成丝；复现性好，便于成批生产，而且在应用上也可保证良好的互换性。目前十二页\总数一百三十页\编于二点热电偶名称代号分度号热电极材料测温范围/℃正热电极负热电极长期使用短期使用铂铑30-铂铑6铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍铁-铜镍铜-铜镍WRRWRPWRNWREWRFWRCBSKEJT铂铑30合金铂铑10合金镍铬合金镍铬合金铁铜铂铑6合金纯铂镍硅合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金300～1600-20～1300-50～1000-40～800-40～700-400～300180016001200900750350工业用热电偶目前十三页\总数一百三十页\编于二点（4）热电偶的结构①普通型热电偶热电偶的结构热电极绝缘管保护套管接线盒目前十四页\总数一百三十页\编于二点材料工作温度/℃橡皮、绝缘漆珐琅玻璃管石英管瓷管纯氧化铝管80150500120014001700常用绝缘子材料常用保护套管材料工作温度/℃无缝钢管不锈钢管石英管瓷管Al2O3陶瓷管6001000120014001900以上目前十五页\总数一百三十页\编于二点②铠装热电偶

由金属套管、绝缘材料（氧化镁粉）、热电偶丝一起经过复合拉伸成型，然后将端部偶丝焊接成光滑球状结构。优点反应速度快、使用方便、可弯曲、气密性好、不怕振、耐高压等。③表面型热电偶

专门用来测量物体表面温度的一种特殊热电偶。优点反应速度极快、热惯性极小。目前十六页\总数一百三十页\编于二点④快速热电偶

测量高温熔融物体一种专用热电偶。

热电偶的结构形式可根据它的用途和安装位置来确定。在热电偶选型时，要注意三个方面：热电极的材料；保护套管的结构，材料及耐压强度；保护套管的插入深度。目前十七页\总数一百三十页\编于二点２补偿导线的选用补偿导线接线图

采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。

它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0～100℃）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。见左图。目前十八页\总数一百三十页\编于二点在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。热电偶名称补偿导线工作端为100℃，冷端为0℃时的标准热电势/mV正极负极材料颜色材料颜色铂铑10-铂镍铬-镍硅（镍铝）镍铬-铜镍铜-铜镍铜铜镍铬铜红红红红铜镍铜镍铜镍铜镍绿蓝棕白0.645±0.0374.095±0.1056.317±0.1704.277±0.047常用热电偶的补偿导线目前十九页\总数一百三十页\编于二点３.冷端温度的补偿

在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为０℃，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法。（1）冷端温度保持为０℃的方法热电偶冷端温度保持０℃的方法（2）冷端温度修正方法

在实际生产中，冷端温度往往不是0℃，而是某一温度t1，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。目前二十页\总数一百三十页\编于二点举例

某一设备的实际温度为t，其冷端温度为t1，这时测得的热电势为E（t，t1）。为求得实际t

的温度，可利用下式进行修正，即因为

由此可知，冷端温度的修正方法是把测得的热电势E（t，t1），加上热端为室温t１，冷端为0℃时的热电偶的热电势E（t1，0），才能得到实际温度下的热电势E（t，0）。

用计算的方法来修正冷端温度，是指冷端温度内恒定值时对测温的影响。该方法只适用于实验室或临时测温，在连续测量中显然是不实用的。目前二十一页\总数一百三十页\编于二点举例例用镍铬-铜镍热电偶测量某加热炉的温度。测得的热电势E（t，t1）＝66982μV，而自由端的温度t1＝30℃，求被测的实际温度。解

由附录三可以查得

则再查附录2可以查得68783μV对应的温度为900℃。目前二十二页\总数一百三十页\编于二点

由于热电偶所产生的热电势与温度之间的关系都是非线性的（当然各种热电偶的非线性程度不同），因此在自由端的温度不为零时，将所测得热电势对应的温度值加上自由端的温度，并不等于实际的被测温度。譬如在上例中，测得的热电势为66982μV，由附录2可查得对应温度为876.6℃，如果再加上自由端温度30℃，则为906.6℃，这与实际被测温度有一定误差。其实际热电势与温度之间的非线性程度越严重，则误差就越大。目前二十三页\总数一百三十页\编于二点（3）校正仪表零点法

若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上。注意：只能在测温要求不太高的场合下应用。（4）补偿电桥法

利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。

目前二十四页\总数一百三十页\编于二点

由于电桥是在20℃时平衡的，所以采用这种补偿电桥时须把仪表的机械零位预先调到20℃处。如果补偿电桥是在0℃时平衡设计的（DDZ-Ⅱ型温度变送器中的补偿电桥），则仪表零位应调在0℃处。注意！具有补偿电桥的热电偶测温线路目前二十五页\总数一百三十页\编于二点（5）补偿热电偶法

补偿热电偶连接线路

在实际生产中，为了节省补偿导线和投资费用，常用多支热电偶而配用一台测温仪表。目前二十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表压力检测方法液柱测压法弹性变形法电测压力法压力检测仪表弹簧管压力表霍尔式压力表差压（压力）变送器力平衡式压力变送器微位移式变送器智能差压（压力）变送器目前二十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表垂直而均匀地作用在单位面积上的力式中Ｐ——压力（Pa）

Ｆ——均匀垂直作用力（N）

Ｓ——受力面积（m2）1Pa=1*10-3KPa

=1*10-6MPa单位:牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa”

P=F/S1、基本概念目前二十八页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表2、压力表示方法

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目前二十九页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表压力单位单位符号数值帕Pa1兆帕MPa1×106工程大气压kgf/cm20.980665×105物理大气压atm1.01325×105汞柱mmHg1.333224×102水柱mH2O0.980665×10巴bar1×103磅/英寸21bf/in20.68949×104目前三十页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表3、常用压力仪表1）液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度。2）弹性式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移。3）电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现压力的间接测量。4）活塞式：根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量。目前三十一页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前三十二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表提高工作液密度将增加压力的测量范围，但灵敏度要降低。目前三十三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前三十四页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表弹性式压力计

弹簧管式波纹管式弹性膜式单圈弹簧管多圈弹簧管波纹管平薄膜波纹膜挠性膜0～106kPa0～105kPa0～103kPa0～105kPa0～103kPa0～102kPa目前三十五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表

弹簧管压力表

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目前三十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表电接点信号压力表目前三十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表电气式压力仪表

弹簧管霍尔片

K——霍尔式压力传感器输出系数

χ——自由端霍尔元件的位移量磁钢霍尔片+弹簧管霍尔式压力表

电气式压力测量方法有电位器式、应变式、电感式、电容式、压电式、压阻式、压磁式、霍尔效应式、振弦式、光纤式。目前三十八页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表应变式压力传感器基本思路压力作用电阻材料与受力材料同时变形电阻阻值变化电桥失衡比较得压力值输出电压变化关键:材料变形与压力的关系目前三十九页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表压阻式压力传感器目前四十页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表力平衡式压力变送器

1—低压室2—高压室3—测量元件（膜盒、膜片）

4—轴封膜片5—主杠杆6—过载保护片7—静压调整螺钉

8—矢量机构9—零点迁移弹簧10—平衡锤11—量程调整螺钉12—检测片（衔铁）13—差动变压器14—副杠杆15—放大器16—反馈动圈

17—永久磁钢18—电源19—负载20—调零弹簧

测量机构杠杆机构检测放大机构反馈机构目前四十一页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表电容式差压（压力）变送器微位移式变送器

I0（1）测量部分

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

测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等.

测量原理:将被测压力的变化转换成电容量的变化。。目前四十二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前四十三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表感压弹性膜片、支持片、压电晶体及引出线、绝缘套管等组成。压电式压力传感器结构目前四十四页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表

活塞式压力计能达到的准确度等级有0.02、0.05和0.2级三种，可分别用来校验0.25级精密压力表、各种工业级压力计和传感器等，校验压力最高值有0.6、6、60MPa三种。活塞式压力计是利用静力平衡原理工作的，由压力发生系统和活塞测量系统两部分组成，目前四十五页\总数一百三十页\编于二点压磁式压力传感器压磁式压力传感器结构示意图1—外壳2—弹性膜3—线圈4—铁芯

被测压力通过感压弹性膜片2传递给由坡莫合金制成的铁芯4，铁芯在压力作用下，其磁导率发生改变，从而引起线圈3阻抗变化。显然，线圈阻抗变化与被测压力有关。第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前四十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表智能差压（压力）变送器

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年才需校检一次。

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--4～20mA信号目前四十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表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4～20mA智能变送器原理图目前四十八页\总数一百三十页\编于二点（1）从被测介质的性质考虑（2）从被测介质压力大小考虑（3）从工艺要求来考虑（4）从仪表的使用环境考虑1、仪表种类的选择第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前四十九页\总数一百三十页\编于二点仪表量程的选择测量稳定压力时，最大工作压力不应超过量程的2/3；测量脉动压力时，最大工作压力则不应超过量程的1/2；测高压时则不应超过量程的3/5。为了保证测量准确度，最小工作压力应不低于量程的1/3。测压力变化范围较大，超过了上述要求，则应使仪表量程上限满足最大工作压力条件。第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前五十页\总数一百三十页\编于二点压力测量仪表的选用压力检测方法及仪表仪表种类和型号的选择工艺要求现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警介质性质温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性现场环境温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性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

第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前五十一页\总数一百三十页\编于二点压力计的安装测压点的选择要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路拐弯、分叉、死角或其他易形成漩涡的地方。测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设备连接处的内壁应保持平齐，不应有凸出物或毛刺。测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管内不积存气体；测量气体压力时，取压点应在管道上方，使导压管内不积存液体。第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前五十二页\总数一百三十页\编于二点导出管粗细要合适，一般内径为6～l0mm，长度应尽可能短，最长不得超过50m，以减少压力指示的迟缓。如超过50m，应选用能远距离传送的压力计。导压管水平安装时应保证有1：10～1：20的倾斜度，以利于积存于其中之液体(或气体)的排出。当被测介质易冷凝或冻结时，必须加保温伴热管线。取压口到压力计之间应装有切断阀，以备检修压力计时使用。切断阀应装设在靠近取压口的地方。导压管铺设第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表目前五十三页\总数一百三十页\编于二点 1）压力计应安装在易观察和检修的地方。2）安装地点应力求避免振动和高温影3）测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接与测压元件接触。对于有腐蚀性介质的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐。4）当被测压力较小，而压力计与取压口又不在同一高度时，对由此高度差而引起的测量误差应按△p=±Hpg进行修正5）压力计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄漏。6）为安全起见，测量高压的仪表除选用表壳有通气孔的外，安装时表壳应向墙壁或无人通过之处，以防发生意外第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表压力计的安装目前五十四页\总数一百三十页\编于二点目前五十五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第2节压力检测及仪表1．校验原理指示误差变差线性调整2．校验仪器-活塞式压力计活塞式压力计的精度很高，量程也可以较高；可以用自身精度校验，也可以砝码校验。3．校验内容对比校验高一级的标准压力表与被较仪表在相同条件下进行；标准仪表量程要比被校仪表高一档；标准仪表允许绝对误不超过被校仪表的1/3最好是1/5目前五十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表目前五十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表1、流量的定义与单位流经管道或设备某一截面的流体的数量。流量瞬时流量累积流量（总量）体积流量质量流量O=vAM=Qρ=vAρ目前五十八页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表流量测量仪表分类

1）速度式直接测量流体流速（电磁、超声和与之相关仪表）间接测量流体流速（压差、浮子、涡轮、涡街、靶式等）2）容积式椭圆齿轮、活塞、腰轮、圆盘式等3）质量流量式热式质量、角动量式、陀螺式、科里奥利力式目前五十九页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表2、差压（节流）式流量计 利用流体流经节流装置时产生的压力差实现流量测量。 节流现象-流体在装有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象。

测量原理

在管道中流动的流体具有动压能和静压能，在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，但参加转换的能量总和不变。

用节流元件测量流量时，流体流过节流装置前后产生压力差Δp(Δp=p1-p2)，且流过的流量越大，节流装置前后的压差也越大，流量与压差之间存在一定关系，这就是差压式流量传感器测量原理。目前六十页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表

对于可压缩流体，例如各种气体及蒸气通过节流元件时，由于压力变化必然会引起密度ρ的改变，即ρ1≠ρ2，这时在公式中应引入体积膨胀系数ε，可压缩性流体体积膨胀系数ε小于1，如果是不可压缩性流体，则ε=1。流量方程式变为

流量公式中的流量系数α与节流装置的结构形式、取压方式、节流装置开孔直径、流体流动状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标准节流装置，α值可直接从有关手册中查出。目前六十一页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表1）标准节流装置

常用的节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管，它们的结构形式、相对尺寸、技术要求、管道条件和安装要求等均已标准化，故又称标准节流元件。

目前六十二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表2）取压方式角接取压-在孔板（或喷嘴）前后两端与管壁的夹角取压，可通过环室或单独钻孔结构实现。环室取压：6.4MPa以下，DN50~520mm，测量精度高，加工和安装要求高；单独钻孔取压：2.5MPa以下，DN50~1000mm，结构简单，安装方便，可测流量大。孔板的最大缺点：压力损失大，标准喷嘴和标准文丘里管压力损失小，加工复杂，所以现场多用孔板式。适用范围：管径大于50mm，雷诺数104~105，清洁，完全充满，前后须有稳流管。目前六十三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表3）差压式流量计的测量误差 测量准确的前提：选型合理、设计加工准确、正确安装和维护、符合使用条件。误差原因：（1）被测流体工作状态的变动（2）节流装置安装不正确（3）孔板入口边缘磨损（4）导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象（5）差压计安装或使用不正确

目前六十四页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表3、浮子流量计特点：小流量、流速低、灵敏（DN<50mm，低雷诺数）1）工作原理：恒压降，变节流面积原理 平衡条件：V(ρt-ρf)g=(p1-p2)A

体积流量和质量流量分别为：

目前六十五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表2）电远传式浮子流量计 利用随浮子上下可动的铁心改变初级、次级感应线圈的磁通量，从而改变次级输出电势的原理进行测定，并用电路实现远程监控的流量计。3）浮子流量计的指示修正 由于流量计是在工业基准态下（水，空气：20℃,0.10133MPa）进行的测定，对于密度、粘度、温度、压力有变化的流体的测定就会有偏差，所以必须进行校正。

目前六十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表4）浮子流量计安装注意事项 为了保证测量精度，防止出现故障，避免损坏仪表，对流量计的安装有以下要求：（1）垂直安装，流体由下向上，小进大出；（2）地点无振动，易检修；管道有旁路，仪表后开；（3）玻璃管式不承受重量，温度超70℃应加装防护；（4）拆装金属管式流量计要保护浮子连杆部分，电远传式安装、检查无误方可通电运行。目前六十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表4、椭圆齿轮流量计容积式流量计，对粘度不敏感，可用于糊状物测定。1）工作原理每旋转一周，排液量为一个半月形容积的4倍。测量范围：3L/h~540m3/h，口径10~250mm。2）使用特点高粘度体系，压降小，精度高，安装方便；不能有固体，入口加装过滤器，温度不能过高。

目前六十八页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表5、涡轮式流量计1）工作原理 流体驱动涡轮旋转，涡轮上的磁体使感应线圈上的磁通量发生变化，通过计数和频率的计算，可以测定即时流量和总体积或质量，可远传。优点：整体不用密封，可耐压（静压50MPa），反应速度快，可测脉动流量，输出电信号，便于远传。

缺点：易磨损，流体要干净；安装前后要有稳流管段。目前六十九页\总数一百三十页\编于二点目前七十页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表6、电磁流量计利用导电介质加电后再磁场流动对电磁感应的影响工作。特点：1）管内无突出部件，几乎没有压力损失，不会发生堵塞，可测含颗粒或纤维物料，可测腐蚀性介质；2）流量计输出电流与流量具有线性关系，不受其他物理量的变化的影响；3）测量范围宽4）无机械惯性，反应灵敏，可测脉动流量；目前七十一页\总数一百三十页\编于二点目前七十二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表不足：1）工作温度有限制2）被测流体的导电率限制，不能测不导电或气体介质3）流速和流速分布，流速具有一定下限使用注意事项1）安装最好垂直，避免气泡的影响2）信号弱，要有良好的接地3）远离磁源和振动4）变送器和二次仪表使用电源的同一相线

目前七十三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表7、涡街流量计（漩涡流量计）可用于测量液体、气体、蒸汽的流量。工作原理 利用漩涡的有规律剥离现象进行测量，可用热敏、电容、应力、超声等方法测定漩涡的局部压力、密度、流速的变化。特点 结构简单，无可动部件，维护容易，寿命长，压力损失小，使用多种流体的测量，特别适用于大口径管的检测。精度不受流体压力、粘度、密度等的影响，精度高。目前七十四页\总数一百三十页\编于二点目前七十五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表8、超声波流量计原理利用流动流体对超声波的时间差、相位差、频率差法或多普勒效应，测定超声波的在一定距离内的变化而测定流量的方法进行测定。特点非接触式测量仪表，不影响流体的流动状态，无压力损失，对有毒、强腐蚀、高清洁的流体特别适用。

目前七十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表9、质量流量计分类：直接接触式，间接式或推导式直接接触式：量热式、角动量式、差压式和科式力式科式力式：流体流动时，一定质量的流体对管子的摆动或转动有一定的影响，会使摆动或转动的正弦波形发生位差，测定位差即可测定质量流量。

目前七十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第3节流量检测及仪表间接式质量流量计 测定体积的仪器与测定密度的仪器配合组成。

目前七十八页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表1、概述几个概念液位料位液位计界位计测量物位的两个目的按其工作原理分为直读式物位仪表差压式物位仪表浮力式物位仪表电磁式物位仪表核辐射式物位仪表声波式物位仪表光学式物位仪表目前七十九页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表2、差压式液位变送器1）工作原理差压液位变送器原理图压力表式液位计目前八十页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表将差压变送器的一端接液相，另一端接气相因此

当被测容器是敞口的，气相压力为大气压时，只需将差压变送器的负压室通大气即可。若不需要远传信号，也可以在容器底部安装压力表。目前八十一页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表2）零点迁移问题负迁移示意图在使用差压变送器测量液位时，一般来说实际应用中，正、负室压力p1、p2分别为则目前八十二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表迁移弹簧的作用

改变变送器的零点。迁移和调零

都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。迁移

同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。目前八十三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表正负迁移示意图正迁移示意图

某差压变送器的测量范围为0～5000Pa，当压差由0变化到5000Pa时，变送器的输出将由4mA变化到20mA，这是无迁移的情况，如左图中曲线a所示。负迁移如曲线b所示，正迁移如曲线c所示。

目前八十四页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表3）用法兰式差压变送器测量液位法兰式差压变送器测量液位示意图1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器

单法兰式

双法兰式

法兰式差压变送器按其结构形式

为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如下图所示。目前八十五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表3、电容式物位传感器1）测量原理电容器的组成1-内电极；2-外电极两圆筒间的电容量C当D和d一定时，电容量C的大小与极板的长度L和介质的介电常数ε的乘积成比例。通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。

目前八十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表2）液位的检测非导电介质的液位测量1—内电极；2—外电极；3—绝缘套；4—流通小孔当液位为零时，仪表调整零点，其零点的电容为

对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。当液位上升为H时，电容量变为电容量的变化为目前八十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表

电容量的变化与液位高度H成正比。该法是利用被测介质的介电系数ε与空气介电系数ε0不等的原理进行工作，（ε-ε0）值越大，仪表越灵敏。电容器两极间的距离越小，仪表越灵敏。目前八十八页\总数一百三十页\编于二点电容式料位计

对于固体物料，如锅炉煤粉仓粉位的测量，其原理与上述液位测量原理类似，但由于固体物料的摩擦力比较大，容易发生“滞留”现象，故一般是采用电极棒（内电极）和容器壁组成的电容传感器来测量非导电性固体物料的料位，或者是采用由套以绝缘套管的内电极和容器壁组成的电容传感器来测量导电性固体物料的料位。电容式料位计电容式液位计目前八十九页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表3）料位的检测

用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。1-金属电极棒；2-容器壁左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。

电容量变化与料位升降的关系为料位检测目前九十页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表优点

电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。

缺点

需借助较复杂的电子线路。应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要发生变化这种情况。目前九十一页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表4、核辐射物位计射线的透射强度随着通过介质层厚度的增加而减弱，具体关系见下式1—辐射源2—接受器特点

适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量，还可以测量高温融熔金属的液位。可在高温、烟雾等环境下工作。但由于放射线对人体有害，使用范围受到一些限制。目前九十二页\总数一百三十页\编于二点目前九十三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表5、称重式液罐计量仪该计量仪既能将液位测得很准，又能反映出罐中真实的质量储量。称重仪根据天平原理设计。杠杆平衡时由于代入上式如果液罐是均匀截面目前九十四页\总数一百三十页\编于二点称重式液罐计量仪1-下波纹管；2-上波纹管；3-液相引压管；4-气相引压管；5-砝码；6-丝杠；7-可逆电机；8-编码盘；9-发讯器式中如果液罐的横截面积A为常数从而得第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表目前九十五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表直读式液位计玻璃液位计使用最早和最简单的直读式液位计，分为玻璃管和玻璃板式两种。玻璃液位计构造简单，安装简便。不需要外接能源，适用于就地现场指示，应用比较广泛。目前九十六页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表

磁翻转液位计

目前九十七页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表1、浮标液位计工作原理是浮标在液面上并随液位变化而升高或降低，但是浮标所受的浮力不变。直读式浮标液位计浮球式液位计目前九十八页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表2、浮筒式液位计浮筒式液位计由四部分组成：浮筒、弹簧、磁钢室和输出指示。适合对各种密封容器内的液面测量。目前九十九页\总数一百三十页\编于二点目前一百页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表目前一百零一页\总数一百三十页\编于二点电极式液位计目前一百零二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表常见液位计的性能特点（1）人工测量尺它是古老而有效的储罐计量方法，可以作为现场检验其它测量仪表的参考手段。误差是人为的。（2）浮子式钢带液位计观测直观，价格便宜，但是传动部件较多，容易发生机械故障，维护量比较大，需要厂家现场指导安装。适用于中小罐。（3）伺服式液位计被广泛用于储罐液位的高精度测量，它是一种多功能的仪表，仅用一台液位计便可测出储罐内液体的液位、油水界面、单点温度、平均温度、平均密度、分段密度等综合参数，一台液位计便组成一套混合式自动计量系统.目前一百零三页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表目前一百零四页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表

投入式液位计

投入式液位计的突出优点是安装使用方便，只需将量程合适的投入式液位计从敞口容器顶部投入到液体中，并经零点调整、量程调整和电缆固定即可，一般不存在零点迁移问题。不适合含泥沙等杂质较多的液体液位测量。目前一百零五页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表热电偶式液位计

在容器壁上选定若干个测点，并在每个测点处安装相应的热电偶，然后再用计算机等设备实时记录各测点的温度，根据温度发生突变的位置，即可得出高温液体（如钢水、铁水）的液位高度。目前一百零六页\总数一百三十页\编于二点超声波物位计连续式超声波物位计

超声波物位计是采用压电晶体换能器（也叫超声波换能器）来发射和接收超声波，根据回声测距原理，利用超声波从发射到接收的时间间隔与物位高度成比例的关系来求得物位高度。气介式超声波物位计

单探头气介式超声波物位计如右图。用计时器测出超声波来回所经历的时间t，即可求得物位高度为：目前一百零七页\总数一百三十页\编于二点

对于右图所示的双探头气介式超声波物位计，被测物位高度可用下式表示液介式超声波液位计目前一百零八页\总数一百三十页\编于二点单探头液介式超声波液位计如图5－26(a)所示，液位高度计算公式为：

对于图5-26（b）所示的双探头液介式超声波液位计，被测液位高度可用下式表示固介式超声波物位计

计算公式：这种计算方法忽略了超声波在液体中的传播时间，会带来一定的测量误差。为提高精度，也可将超声波在液体中的传播时间和距离计入在内。目前一百零九页\总数一百三十页\编于二点超声波物位开关气介穿透式超声波料位开关

当物位升高到换能器所在高度时，超声波声路将会被阻断，这样，接收换能器就接收不到超声波，控制器即可发出相应的开关控制信号。目前一百一十页\总数一百三十页\编于二点液介穿透式超声波液位开关

这种液位开关是利用固体与液体和固体与气体的声阻抗差有显著差别这一特性而工作的。目前一百一十一页\总数一百三十页\编于二点声阻式超声波液位开关

这种液位开关是利用气体和液体对超声波振动的阻尼有显著差别这一特性而工作的。

当换能器的辐射面与气体接触时，由于气体对辐射面振动的阻尼较小，则换能器压电陶瓷的振幅就比较大；反之，当辐射面与液体接触时，由于液体对辐射面振动的阻尼较大，则换能器压电陶瓷的振幅就较小。目前一百一十二页\总数一百三十页\编于二点第2章检测仪表与传感器

第4节物位检测及仪表机械接触式物位计重锤式料位计重锤式料位计是利用失重原理测量物位的。如高炉料位探尺即为重锤式料位计。目前一百一十三页\总数一百三十页\编于二点雷达物位计概述雷达物位计又称微波物位计，是利用雷达测距原理工作的。雷达物位计根据用途的不同可分为位式和连续式两种。

位式雷达物位计左所示。当物位低于微波束的传播路径时，接收器可接收到信号，而当物位升高到波束处时，微波被反射或吸收，接收器接收到的信号将会非常微弱，据此可进行物位的上下限报警。连续式雷达物位计是将发射器和接收器安装在