《检测变送仪表》课件

检测变送仪表变送器是一种将非电量信号转换为标准电信号的装置，广泛应用于工业自动化、过程控制和数据采集等领域。检测变送仪表在工业生产中发挥着重要作用，例如测量温度、压力、流量、液位等物理量，并将这些信息传递给控制系统进行处理。课程目标理解定义了解变送仪表的概念，以及其在工业自动化中的重要作用。掌握分类熟悉常见变送仪表的类型，并了解其工作原理和应用场景。应用知识能够根据实际需求选择合适的变送器，并进行正确的安装、调试和维护。检测变送仪表的定义和作用检测变送仪表检测变送仪表是一种将物理量转换为标准信号输出的仪器，主要用于工业自动化和过程控制领域。作用将现场的物理量转换为标准信号，以便于传输和处理，实现对工业过程的监控和控制。检测变送仪表的分类压力变送器压力变送器是将被测介质的压力转换成标准信号输出的仪表，广泛应用于工业自动化控制系统中。温度变送器温度变送器是将被测介质的温度转换成标准信号输出的仪表，用于测量和控制各种工业过程的温度。液位变送器液位变送器是将被测介质的液位转换成标准信号输出的仪表，用于测量和控制各种容器或管道中的液位。流量变送器流量变送器是将被测介质的流量转换成标准信号输出的仪表，用于测量和控制各种管路中的流体流量。常见的变送仪表类型压力变送器压力变送器将压力信号转换为标准电信号，用于测量液体或气体的压力值。温度变送器温度变送器将温度信号转换为标准电信号，用于测量温度变化。液位变送器液位变送器将液位信号转换为标准电信号，用于测量液体容器的液位高度。流量变送器流量变送器将流量信号转换为标准电信号，用于测量流体流动的速度和体积。压力变送器原理压力变送器是一种将压力信号转换为标准电信号的传感器。1压力感受弹性元件感受压力变化2信号转换将压力信号转换为电信号3信号输出输出标准电信号压力变送器的核心部件是弹性元件，压力感受时，弹性元件发生形变，形变的大小与压力成正比。通过传感器将形变转换为电信号，最后输出标准电信号。压力变送器的结构和工作特性1敏感元件将压力信号转换为机械位移2转换元件将位移信号转换为电信号3放大器增强电信号4输出电路将信号发送至控制系统压力变送器通过敏感元件将压力信号转换为机械位移，再由转换元件转换为电信号。放大器增强电信号，输出电路将信号发送至控制系统。常见的压力变送器有电容式、电阻式、电感式等。温度变送器原理1温度敏感元件温度变送器将温度信号转换为电信号，以用于控制和监测系统。常见的温度敏感元件包括热电偶、热电阻和半导体传感器。2信号放大和转换温度敏感元件产生的电信号通常很微弱，需要进行放大和转换。放大和转换电路可将微弱信号转换为标准电信号，例如4-20mA或0-10V。3输出信号变送器输出的电信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。模拟信号通常用于传统的控制系统，而数字信号则用于现代的自动化系统。温度变送器的结构和工作特性温度传感器温度传感器将温度变化转换为电信号。常见的温度传感器类型包括热电偶、热电阻和铂电阻。信号放大电路信号放大电路将温度传感器输出的微弱信号放大，使其达到变送器输出要求的幅值。线性化电路线性化电路将温度传感器输出的非线性信号转换成线性信号，以便于仪表显示和控制系统的使用。输出电路输出电路将线性化的信号转换成标准的输出信号，例如4-20mA电流信号或0-10V电压信号。液位变送器原理测量原理液位变送器通过测量液位变化并将其转换为电信号输出，常用的测量原理包括浮球式、气泡式、压力式和超声波式等。浮球式浮球式液位变送器利用浮球在液位变化时上下移动，带动传感器产生电信号，从而反映液位的变化。气泡式气泡式液位变送器利用气泡在液体中上升的速度与液位高度成反比的原理，通过测量气泡上升的时间来确定液位高度。压力式压力式液位变送器利用液体静压与液位高度成正比的原理，通过测量液体压力来确定液位高度。超声波式超声波式液位变送器利用超声波在液体中传播的时间与液位高度成正比的原理，通过测量超声波在液体中的传播时间来确定液位高度。液位变送器的结构和工作特性1结构液位变送器主要由传感器、转换器、输出装置三部分组成。传感器负责测量液位变化，转换器将液位信号转换为标准信号，输出装置则将信号传输至控制系统。2工作原理常见的液位变送器工作原理包括气泡式、浮球式、超声波式等。气泡式利用气泡的上升时间测量液位，浮球式通过浮球的移动变化测量液位，超声波式则利用超声波的传播时间测量液位。3工作特性液位变送器的主要工作特性包括测量范围、精度、响应速度、输出信号等。这些特性决定了液位变送器的测量性能和适用范围。流量变送器原理1测量流量传感器检测流体流速或体积2转换为信号传感器将流量转换为电信号3放大校准信号放大并校准成标准输出4输出信号输出流量数据至控制系统流量变送器将流量转换为标准信号，用于测量控制系统。它们广泛应用于工业自动化和过程控制，例如测量管道或容器中的流体流量。流量变送器的结构和工作特性1流量传感器测量流体流量2信号调理电路将流量信号转换为标准信号3输出电路输出标准信号给控制系统流量变送器将流量传感器测量的流量信号转换为标准信号输出，用于控制系统。常见的流量传感器包括涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计等。变送器信号的输出形式1模拟信号模拟信号通常为电压或电流信号，可以反映被测量的真实值，广泛应用于工业现场。2数字信号数字信号以数字代码的形式表示被测量，抗干扰能力强，适用于长距离传输和数据处理。3总线信号总线信号通过标准通信协议进行传输，可实现多设备的数据交互，提高系统效率。4无线信号无线信号使用无线通信技术，免去布线，适用于恶劣环境和特殊应用场景。数字变送器的工作原理1数字信号处理将模拟信号转换成数字信号2数字转换通过A/D转换器完成3数字信号输出输出标准的数字协议数字变送器使用数字信号进行处理和传输，与模拟变送器相比，数字变送器具有更高的精度、抗干扰性和稳定性。智能变送器的特点数字化智能变送器将模拟信号转换为数字信号，提高测量精度和抗干扰能力。自诊断功能通过内置诊断程序，可以自动监测自身状态，并及时提醒用户进行维护或更换。灵活配置用户可根据实际需求设置参数，实现不同应用场景下的最佳性能。网络连接可以通过网络与其他设备进行通信，方便数据采集和远程控制。变送器的性能指标精度变送器输出信号与实际测量值之间的偏差，反映了变送器对被测量的真实反映程度。稳定性变送器在一定时间内保持输出信号稳定的能力，确保了测量结果的可靠性。重复性变送器在相同的测量条件下，多次测量结果的偏差程度，体现了变送器的稳定性。线性度变送器的输出信号与输入信号之间的线性关系，影响了测量结果的准确性。变送器的选型与应用1过程参数根据被测参数类型，例如压力、温度、液位或流量，选择相应的变送器。2测量范围选择能够覆盖被测参数范围的变送器，确保测量精度。3精度等级根据应用需求选择合适的精度等级的变送器，以确保测量数据的可靠性。4输出信号选择与控制系统兼容的输出信号，例如4-20mA电流信号或数字信号。5环境条件考虑安装环境的温度、湿度、振动等因素，选择耐腐蚀、防爆等功能的变送器。6成本预算在满足应用需求的前提下，选择性价比高的变送器。变送器的安装与调试1环境检查确认安装环境是否符合要求，如温度、湿度、振动等。2安装位置选择合适的位置，确保方便接线、维护和检修。3安装方式根据变送器类型和安装环境选择合适的安装方式。4连接线路按照规范连接电源线、信号线和接地线。5调试参数设置变送器参数，如量程、零点、输出类型等。安装后需进行调试，确保变送器正常工作。变送器的维护与检修定期检查定期检查变送器的工作状态，包括零点、量程、灵敏度、响应时间等性能指标。清洁维护清除变送器表面灰尘和污垢，保持变送器清洁，防止故障发生。故障排除及时发现和排除变送器故障，确保变送器正常工作。更换零件根据需要更换变送器中的损坏部件，确保变送器性能良好。变送器的故障诊断与排除1检查外部连接首先检查变送器电源线、信号线和接地线连接是否良好，并检查连接器是否松动或损坏。2检查输入信号确认变送器接收到的输入信号是否正常，是否存在干扰或异常波动，例如压力、温度、液位或流量等。3测试输出信号使用万用表等仪器测量变送器的输出信号，检查其是否在正常范围内，并观察信号是否稳定，是否存在噪声或漂移。变送器检定的方法变送器检定是保证其准确性和可靠性的重要环节。1现场检定利用标准仪表进行现场比对。2实验室检定使用高精度标准仪器进行检定。3在线检定利用在线检定装置进行实时校准。现场检定方法简单易行，适用于日常维护。实验室检定精度更高，适用于定期检定。在线检定可实现实时监控，适用于高精度要求的场合。变送器的校准与调整校准目的确保变送器输出信号与实际测量值的一致性，提高测量精度。校准方法采用标准测试仪器，如压力表、温度计等，对变送器进行校准。调整过程根据校准结果，调整变送器的零点和量程，使其输出信号符合要求。校准记录详细记录校准过程和结果，以便跟踪和维护变送器。变送器设备管理的方法建立设备档案详细记录变送器的型号、规格、生产日期、使用环境、维护记录等信息。定期维护保养根据变送器型号和使用环境制定维护计划，定期进行清洁、校准、更换易损件等工作。故障诊断与处理掌握变送器故障诊断的方法，及时发现和排除故障，确保设备正常运行。数据备份和管理定期备份变送器数据，建立数据管理系统，方便查询和分析。实验操作演示通过演示实验，学生可以更好地理解检测变送仪表的原理和应用。实验内容包括：压力变送器、温度变送器、液位变送器和流量变送器的接线、调试、信号输出和数据分析等。典型案例分析本节课将介绍几个典型的变送器应用案例，例如，在化工生产中，压力变送器用于监测反应釜压力，温度变送器用于监测反应温度，液位变送器用于监测反应釜液位。通过这些案例，可以更好地理解变送器在实际应用中的重要作用。本课程小结11.理解检测变送仪表的概念了解检测变送仪表的定义、作用和分类。22.掌握常见变送器的原理学习压力、温度、液位和流量变送器的原理和工作特性。33.熟悉变送器的结构和应用掌握变送器的结构、信号输出形式、性能指标和选型方法。44.学习变送器的安装、调试和维护了解变送器的安装、调试、维护和检修的步骤和注意事项。复习思考题为了加深对本课程内容的理解，请思考以下问题:1.简述检测变送仪表的定义和作用。2.常用的检测变送仪