化工儀表及自動(dòng)化 第3章.ppt

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化工儀表及自動(dòng)化 第三章檢測(cè)儀表與傳感器 內(nèi)容提要 概述測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差儀表的性能指標(biāo)工業(yè)儀表的分類壓力檢測(cè)及儀表流量檢測(cè)及儀表物位檢測(cè)及儀表溫度檢測(cè)及儀表現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展 1 第一節(jié)概述 用來(lái)檢測(cè)這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀表 用來(lái)將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號(hào)的儀表通常稱為傳感器 當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí) 通常稱為變送器 5 第一節(jié)概述 一 測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差 6 測(cè)量過(guò)程在實(shí)質(zhì)上都是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過(guò)程 而測(cè)量?jī)x表就是實(shí)現(xiàn)這種比較的工具 測(cè)量誤差指由儀表讀得的被測(cè)值與被測(cè)量真值之間的差距 通常有兩種表示方法 即絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差 第一節(jié)概述 絕對(duì)誤差 xi 儀表指示值 xt 被測(cè)量的真值 由于真值無(wú)法得到 x 被校表的讀數(shù)值 x0 標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值 相對(duì)誤差 7 第一節(jié)概述 二 儀表的性能指標(biāo) 8 1 精確度 簡(jiǎn)稱精度 說(shuō)明 儀表的測(cè)量誤差可以用絕對(duì)誤差 來(lái)表示 但是 儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同 因此 常說(shuō)的 絕對(duì)誤差 指的是絕對(duì)誤差中的最大值 max 相對(duì)百分誤差 允許誤差 第一節(jié)概述 儀表的 允越大 表示它的精確度越低 反之 儀表的 允越小 表示儀表的精確度越高 將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉 號(hào)及 號(hào) 便可以用來(lái)確定儀表的精確度等級(jí) 目前常用的精確度等級(jí)有0 005 0 02 0 05 0 1 0 2 0 4 0 5 1 0 1 5 2 5 4 0等 小結(jié) 9 第一節(jié)概述 10 舉例 例1某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200 700 校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為 4 試確定該儀表的精度等級(jí) 解該儀表的相對(duì)百分誤差為 如果將該儀表的 去掉 號(hào)與 號(hào) 其數(shù)值為0 8 由于國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)中沒(méi)有0 8級(jí)儀表 同時(shí) 該儀表的誤差超過(guò)了0 5級(jí)儀表所允許的最大誤差 所以 這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為1 0級(jí) 第一節(jié)概述 例2某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為 1000 根據(jù)工藝要求 溫度指示值的誤差不允許超過(guò) 試問(wèn)應(yīng)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足以上要求 解根據(jù)工藝上的要求 儀表的允許誤差為 如果將儀表的允許誤差去掉 號(hào)與 號(hào) 其數(shù)值介于0 5 1 0之間 如果選擇精度等級(jí)為1 0級(jí)的儀表 其允許的誤差為 1 0 超過(guò)了工藝上允許的數(shù)值 故應(yīng)選擇0 5級(jí)儀表才能滿足工藝要求 11 第一節(jié)概述 12 儀表的精度等級(jí)是衡量?jī)x表質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一 精度等級(jí)數(shù)值越小 就表征該儀表的精確度等級(jí)越高 也說(shuō)明該儀表的精確度越高 0 05級(jí)以上的儀表 常用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)表 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量?jī)x表 其精度大多在0 5以下 儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上 舉例 1 5 1 0 如 第一節(jié)概述 根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)和根據(jù)工藝要求來(lái)選擇儀表精度等級(jí) 情況是不一樣的 根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定儀表精度等級(jí)時(shí) 儀表的允許誤差應(yīng)該大于 至少等于 儀表校驗(yàn)所得的相對(duì)百分誤差 根據(jù)工藝要求來(lái)選擇儀表精度等級(jí)時(shí) 儀表的允許誤差應(yīng)該小于 至多等于 工藝上所允許的最大相對(duì)百分誤差 小結(jié) 13 第一節(jié)概述 2 變差 變差是指在外界條件不變的情況下 用同一儀表對(duì)被測(cè)量?jī)x表在其全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程 即被測(cè)參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到小 測(cè)量時(shí) 被測(cè)量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差 圖3 1測(cè)量?jī)x表的變差 14 注意 儀表的變差不能超出儀表的允許誤差 第一節(jié)概述 15 3 靈敏度與靈敏限 儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移 與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量的比值 即 式中 S為儀表的靈敏度 為指針的線位移或角位移 x為引起 所需的被測(cè)參數(shù)變化量 儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)的最小變化量 通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對(duì)誤差的一半 注意 上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表 在數(shù)字式儀表中 往往用分辨力表示 第一節(jié)概述 4 分辨力 對(duì)于數(shù)字式儀表 分辨力是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)參數(shù)變化量 不同量程的分辨力是不同的 相應(yīng)于最低量程的分辨力稱為該表的最高分辨力 也叫靈敏度 通常以最高分辨力作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo) 分辨率與儀表的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān) 16 第一節(jié)概述 17 5 線性度 線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度 通常總是希望測(cè)量?jī)x表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系 圖3 2線性度示意圖 式中 f為線性度 又稱非線性誤差 fmax為校準(zhǔn)曲線對(duì)于理論直線的最大偏差 以儀表示值的單位計(jì)算 第一節(jié)概述 18 6 反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)間就是用來(lái)衡量?jī)x表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo) 反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng) 說(shuō)明儀表需要較長(zhǎng)時(shí)間才能給出準(zhǔn)確的指示值 那就不宜用來(lái)測(cè)量變化頻繁的參數(shù) 儀表反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短 實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞 儀表的反應(yīng)時(shí)間有不同的表示方法 當(dāng)輸入信號(hào)突然變化一個(gè)數(shù)值后 輸出信號(hào)將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值 儀表的輸出信號(hào)由開(kāi)始變化到新穩(wěn)態(tài)值的63 2 95 所用的時(shí)間 可用來(lái)表示反應(yīng)時(shí)間 第一節(jié)概述 三 工業(yè)儀表的分類 19 1 按儀表使用的能源分類 氣動(dòng)儀表 電動(dòng)儀表 液動(dòng)儀表 以電為能源 信號(hào)之間聯(lián)系比較方便 適宜于遠(yuǎn)距離傳送和集中控制 便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用 現(xiàn)在電動(dòng)儀表可以做到防火 防爆 更有利于電動(dòng)儀表的安全使用 一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 易受溫度 濕度 電磁場(chǎng) 放射性等環(huán)境影響 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 常用 第一節(jié)概述 20 2 按信息的獲得 傳遞 反映和處理的過(guò)程分類 檢測(cè)儀表 作用是獲取信息 并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換 顯示儀表 作用是將由檢測(cè)儀表獲得的信息顯示出來(lái) 集中控制裝置 包括各種巡回檢測(cè)儀 巡回控制儀等 控制儀表 可以根據(jù)需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算 執(zhí)行器 可以接受控制儀表的輸出信號(hào)或直接來(lái)自操作員的指令 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行操作或控制 第一節(jié)概述 圖3 3各類儀表的作用 21 第一節(jié)概述 22 3 按儀表的組成形式分類 基地式儀表特點(diǎn)是將測(cè)量 顯示 控制等各部分集中組裝在一個(gè)表殼里 形成一個(gè)整體 這種儀表比較適于在現(xiàn)場(chǎng)做就地檢測(cè)和控制 但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制 這在一定程度上限制了基地式儀表的應(yīng)用范圍 分為基地式儀表和單元組合儀表 第一節(jié)概述 化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動(dòng)單元組合儀表和氣動(dòng)單元組合儀表兩種 國(guó)產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱DDZ儀表 氣動(dòng)單元組合儀表簡(jiǎn)稱QDZ儀表 注意 單元組合儀表是將對(duì)參數(shù)的測(cè)量及其變送 顯示 控制等各部分 分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表 簡(jiǎn)稱單元 例如變送單元 顯示單元 控制單元等 這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)互相聯(lián)系 可以根據(jù)不同要求 方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng) 適用性和靈活性都很好 23 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 一 壓力單位及測(cè)量?jī)x表 壓力是指均勻垂直地作用在單位面積上的力 壓力的單位為帕斯卡 簡(jiǎn)稱帕 Pa 24 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 為了使大家了解國(guó)際單位制中的壓力單位 Pa或MPa 與過(guò)去的單位之間的關(guān)系 下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表 25 26 表3 1各種壓力單位換算表 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 27 在壓力測(cè)量中 常有表壓 絕對(duì)壓力 負(fù)壓或真空度之分 當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí) 一般用負(fù)壓或真空度來(lái)表示 圖3 4絕對(duì)壓力 表壓 負(fù)壓 真空度 的關(guān)系 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 28 測(cè)量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同 分為四類 1 液柱式壓力計(jì) 它根據(jù)流體靜力學(xué)原理 將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量 按其結(jié)構(gòu)形式的不同 有U形管壓力計(jì) 單管壓力計(jì)等 優(yōu)點(diǎn) 這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 使用方便 缺點(diǎn) 其精度受工作液的毛細(xì)管作用 密度及視差等因素的影響 測(cè)量范圍較窄 一般用來(lái)測(cè)量較低壓力 真空度或壓力差 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 2 彈性式壓力計(jì) 它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量的 3 電氣式壓力計(jì) 它是通過(guò)機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量 如電壓 電流 頻率等 來(lái)進(jìn)行測(cè)量的儀表 29 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 4 活塞式壓力計(jì) 它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理 將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 測(cè)量精度很高 允許誤差可小到0 05 0 02 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 價(jià)格較貴 30 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 二 彈性式壓力計(jì) 31 定義 彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性元件 在被測(cè)介質(zhì)壓力的作用下 使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測(cè)壓儀表 優(yōu)點(diǎn) 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 使用可靠 讀數(shù)清晰 牢固可靠 價(jià)格低廉 測(cè)量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn) 可用來(lái)測(cè)量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 32 1 彈性元件 彈性元件是一種簡(jiǎn)易可靠的測(cè)壓敏感元件 當(dāng)測(cè)壓范圍不同時(shí) 所用的彈性元件也不一樣 圖3 5彈性元件示意圖 彈簧管式彈性元件如圖 a 和 b 所示 波紋管式彈性元件如圖 e 所示 薄膜式彈性元件如圖 c 和 d 所示 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 33 2 彈簧管壓力表 分類 使用的測(cè)壓元件單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧管壓力表 用途普通彈簧管壓力表 耐腐蝕的氨用壓力表 禁油的氧氣壓力表等 1 彈簧管 2 拉桿 3 扇形齒輪 4 中心齒輪 5 指針 6 面板 7 游絲 8 調(diào)整螺絲 9 接頭 彈簧壓力表 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 基本測(cè)量原理 單圈彈簧管是一根彎成270 圓弧的橢圓截面的空心金屬管子 管子的自由端B封閉 另一端固定在接頭 上 當(dāng)通入被測(cè)的壓力p后 由于橢圓形截面在壓力p的作用下 將趨于圓形 而彎成圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生擴(kuò)張變形 同時(shí) 使彈簧管的自由端B產(chǎn)生位移 輸入壓力p越大 產(chǎn)生的變形也越大 由于輸入壓力與彈簧管自由端B的位移成正比 所以只要測(cè)得B點(diǎn)的位移量 就能反映壓力p的大小 注意 彈簧管自由端B的位移量一般很小 直接顯示有困難 所以必須通過(guò)放大機(jī)構(gòu)才能指示出來(lái) 34 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 在化工生產(chǎn)過(guò)程中 常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi) 即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí) 就會(huì)破壞正常工藝條件 甚至可能發(fā)生危險(xiǎn) 這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表 將普通彈簧管壓力表稍加變化 便可成為電接點(diǎn)信號(hào)壓力表 它能在壓力偏離給定范圍時(shí) 及時(shí)發(fā)出信號(hào) 以提醒操作人員注意或通過(guò)中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制 警惕 35 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 圖3 7電接點(diǎn)信號(hào)壓力表 1 4 靜觸點(diǎn) 2 動(dòng)觸點(diǎn) 3 綠燈 5 紅燈 壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn)2 表盤(pán)上另有兩根可調(diào)節(jié)指針 上面分別有靜觸點(diǎn)1和4 當(dāng)壓力超過(guò)上限給定數(shù)值時(shí) 2和4接觸 紅色信號(hào)燈5的電路被接通 紅燈發(fā)亮 若壓力低到下限給定數(shù)值時(shí) 2與1接觸 接通了綠色信號(hào)燈3的電路 1 4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié) 36 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 三 電氣式壓力計(jì) 定義 電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表 37 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 圖3 8電氣式壓力計(jì)組成方框圖 組成 一般由壓力傳感器 測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成 常用的信號(hào)處理裝置有指示儀 記錄儀以及控制器 微處理機(jī)等 38 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 幾種常見(jiàn)的傳感器或變送器 1 霍爾片式壓力傳感器 霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的 即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì) 從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量 圖3 9霍爾效應(yīng) 霍爾電勢(shì)可用下式表示 式中 UH為霍爾電勢(shì) RH為霍爾常數(shù) 與霍爾片材料 幾何形狀有關(guān) B為磁感應(yīng)強(qiáng)度 I為控制電流的大小 39 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 注意 霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流成正比 提高B和I值可增大霍爾電勢(shì)UH 但兩者都有一定限度 一般I為3 20mA B約為幾千高斯 所得的霍爾電勢(shì)UH約為幾十毫伏數(shù)量級(jí) 導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng) 不過(guò)它們的霍爾電勢(shì)遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢(shì)小得多 40 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 將霍爾元件與彈簧管配合 就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器 如圖3 10所示 圖3 10霍爾片式壓力傳感器 1 彈簧管 2 磁鋼 3 霍爾片 當(dāng)被測(cè)壓力引入后 在被測(cè)壓力作用下 彈簧管自由端產(chǎn)生位移 因而改變了霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的位置 使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例 利用這一電勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制 41 42 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 2 應(yīng)變片壓力傳感器 應(yīng)變片式壓力傳感器利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成 電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類 被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變 當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮 拉伸 應(yīng)變時(shí) 其阻值減小 增加 再通過(guò)橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出 并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力 從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì) 圖3 11應(yīng)變片壓力傳感器示意圖 1 應(yīng)變筒 2 外殼 3 密封膜片 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 3 壓阻式壓力傳感器 壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成 采用單晶硅片為彈性元件 在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝 在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻 并將電阻接成橋路 單晶硅片置于傳感器腔內(nèi) 當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí) 單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變 使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化 再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào) 工作原理 43 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 圖3 12壓阻式壓力傳感器 1 基座 2 單晶硅片 3 導(dǎo)環(huán) 4 螺母 5 密封墊圈 6 等效電阻 特點(diǎn) 精度高 工作可靠 頻率響應(yīng)高 遲滯小 尺寸小 重量輕 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化 可以測(cè)量壓力 稍加改變 還可以測(cè)量差壓 高度 速度 加速度等參數(shù) 44 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 4 力矩平衡式壓力變送器 力矩平衡式壓力變送器是一種典型的自平衡檢測(cè)儀表 它利用負(fù)反饋的工作原理克服元件材料 加工工藝等不利因素的影響 使儀表具有較高的測(cè)量精度 一般為0 5級(jí) 工作穩(wěn)定可靠 線性好 不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點(diǎn) 45 舉例 以DDZ 型電動(dòng)力矩平衡壓力變送器為例 圖3 13DDZ 型電動(dòng)力矩平衡壓力變送器示意圖 1 測(cè)量膜片 2 軸封膜片 3 主杠桿 4 矢量機(jī)構(gòu)5 量程調(diào)整螺釘 6 連桿 7 副杠桿 8 檢測(cè)片 銜鐵 9 差動(dòng)變壓器 10 反饋動(dòng)圈 11 放大器 12 調(diào)零彈簧 13 永久磁鋼 DDZ 型系列為直流24V供電 輸出4 20mA DC 兩線制 安全防爆 被測(cè)壓力p作用在測(cè)量膜片1上 通過(guò)膜片的有效面積轉(zhuǎn)變成集中力Fi 即 f為膜片的有效面積 3 13 46 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 該變送器是按力矩平衡原理工作的 根據(jù)主 副杠桿的平衡條件可以推導(dǎo)出被測(cè)壓力p與輸出信號(hào)I0的關(guān)系 當(dāng)主杠桿平衡時(shí) 應(yīng)有 3 14 式中 分別為Fi F1離支點(diǎn)O1的距離 3 15 將式 3 13 代入式 3 14 有 式中 為一比例系數(shù) 47 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 而 式中 分別為F2及電磁反饋力離支點(diǎn)O2的距離 將式 3 18 代入式 3 17 得 3 18 3 17 3 19 3 16 聯(lián)立式 3 16 與 3 19 得 3 20 式中 為轉(zhuǎn)換比例系數(shù) 48 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 5 電容式壓力變送器 電容式壓力變送器是一種開(kāi)環(huán)檢測(cè)儀表 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 過(guò)載能力強(qiáng) 可靠性好 測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn) 其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4 20mA DC 電流信號(hào) 工作原理 圖3 14電容式差壓變送器原理圖 1 隔離膜片 2 7 固定電極 3 硅油 4 測(cè)量膜片 5 玻璃層 6 底座 8 引線 49 先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化 然后進(jìn)行測(cè)量 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)可以有效地保護(hù)測(cè)量膜片 當(dāng)差壓過(guò)大并超過(guò)允許測(cè)量范圍時(shí) 測(cè)量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上 因此不易損壞 過(guò)載后的恢復(fù)特性很好 這樣大大提高了過(guò)載承受能力 與力矩平衡式相比 電容式?jīng)]有杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 因而尺寸緊湊 密封性與抗振性好 測(cè)量精度相應(yīng)提高 可達(dá)0 2級(jí) 小結(jié) 50 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 四 智能型壓力變送器 智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測(cè)儀表 可進(jìn)行遠(yuǎn)程通信 利用手持通信器 可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變送器進(jìn)行各種運(yùn)行參數(shù)的選擇和標(biāo)定 其精確度高 使用與維護(hù)方便 特點(diǎn) 51 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 舉例 以美國(guó)費(fèi)希爾 羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器為例介紹其工作原理 圖3 153051C型智能差壓變送器 4 20mA 方框圖 52 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 圖3 16手持通信器的連接示意圖 3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為275型 帶有鍵盤(pán)及液晶顯示器 可以接在現(xiàn)場(chǎng)變送器的信號(hào)端子上 就地設(shè)定或檢測(cè) 也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室中 接在某個(gè)變送器的信號(hào)線上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測(cè) 1 組態(tài) 2 測(cè)量范圍的變更 3 變送器的校準(zhǔn) 4 自診斷 53 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 54 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 五 壓力計(jì)的選用及安裝 1 壓力計(jì)的選用 壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求 結(jié)合其他各方面的情況 加以全面的考慮和具體的分析 一般考慮以下幾個(gè)問(wèn)題 儀表類型的選用 儀表精度級(jí)的選取 儀表測(cè)量范圍的確定 55 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 舉例 例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25 28MPa 測(cè)量誤差不得大于1MPa 工藝上要求就地觀察 并能高低限報(bào)警 試正確選用一臺(tái)壓力表 指出型號(hào) 精度與測(cè)量范圍 解由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大 所以選擇儀表的上限值為根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求 由本章附錄一 可查得選用YX 150型電接點(diǎn)壓力表 測(cè)量范圍為0 60MPa 56 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 由于 故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1 3 這是允許的 另外 根據(jù)測(cè)量誤差的要求 可算得允許誤差為所以 精度等級(jí)為1 5級(jí)的儀表完全可以滿足誤差要求 至此 可以確定 選擇的壓力表為YX 150型電接點(diǎn)壓力表 測(cè)量范圍為0 60MPa 精度等級(jí)為1 5級(jí) 57 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 2 壓力計(jì)的安裝 1 測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小 要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分 不要選在管路拐彎 分叉 死角或其他易形成漩渦的地方 測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí) 應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直 取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊 不應(yīng)有凸出物或毛刺 測(cè)量液 氣 體壓力時(shí) 取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下 上 部 使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣 液 體 58 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 2 導(dǎo)壓管鋪設(shè) 導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適 一般內(nèi)徑為6 10mm 長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短 最長(zhǎng)不得超過(guò)50m 以減少壓力指示的遲緩 如超過(guò)50m 應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì) 導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1 10 1 20的傾斜度 以利于積存于其中之液體 或氣體 的排出 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí) 必須加設(shè)保溫伴熱管線 取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥 以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用 切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方 59 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 3 壓力計(jì)的安裝 壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方 安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響 60 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 測(cè)量蒸汽壓力時(shí) 應(yīng)加裝凝液管 以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸 圖3 17 a 對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量 應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐 右圖 b 表示了被測(cè)介質(zhì)密度 2大于和小于隔離液密度 1的兩種情況 圖3 17壓力計(jì)安裝示意圖 壓力計(jì) 切斷閥門(mén) 凝液管 取壓容器 61 第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表 壓力計(jì)的連接處 應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì) 選擇適當(dāng)?shù)牟牧?作為密封墊片 以防泄漏 當(dāng)被測(cè)壓力較小 而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí) 對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按 p H g進(jìn)行修正 式中H為高度差 為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度 g為重力加速度 為安全起見(jiàn) 測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外 安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無(wú)人通過(guò)之處 以防發(fā)生意外 62 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 一 概述 介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù) 流量大小 單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體數(shù)量的大小 即瞬時(shí)流量 總量 在某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道的流體流量的總和 即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值 定義 63 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 質(zhì)量流量M 體積流量Q 如以t表示時(shí)間 則流量和總量之間的關(guān)系是 流量計(jì) 測(cè)量流體流量的儀表 計(jì)量表 測(cè)量流體總量的儀表 64 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 1 速度式流量計(jì) 以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀表 2 容積式流量計(jì) 以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀表 3 質(zhì)量流量計(jì) 以測(cè)量流體流過(guò)的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì) 質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種 65 分類 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 二 差壓式流量計(jì) 差壓式 也稱節(jié)流式 流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理 利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的 通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量值顯示出來(lái)的差壓計(jì)以及顯示儀表所組成 66 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 1 節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 1 節(jié)流現(xiàn)象 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí) 在節(jié)流裝置前后的管壁處 流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象 節(jié)流裝置包括節(jié)流件和取壓裝置 67 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 圖3 18孔板裝置及壓力 流速分布圖 要準(zhǔn)確測(cè)量出截面 處的壓力有困難 因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓力p2 的截面 的位置隨著流速的不同會(huì)改變 因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn) 來(lái)測(cè)量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化 因而所測(cè)得的壓差與流量之間的關(guān)系 與測(cè)壓點(diǎn)及測(cè)壓方式的選擇是緊密相關(guān)的 注意 68 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 2 節(jié)流基本方程式 流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式 它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的 可以看出 要知道流量與壓差的確切關(guān)系 關(guān)鍵在于 的取值 流量與壓力差 P的平方根成正比 69 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 國(guó)內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置 孔板 噴嘴 文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化 并稱為 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu) 尺寸 加工要求 取壓方法 使用條件等 70 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 圖3 19孔板斷面示意圖 如左圖 標(biāo)準(zhǔn)孔板對(duì)尺寸和公差 粗糙度等都有詳細(xì)規(guī)定 舉例 其中d D應(yīng)在0 2 0 8之間 最小孔徑應(yīng)不小于12 5mm 直孔部分的厚度h 0 005 0 02 D 總厚度H 0 05D 錐面的斜角 30 45 等等 需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊(cè) 71 舉例 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角接取壓法 我國(guó)規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法 角接取壓法 法蘭取壓法 分為 圖3 20環(huán)式取壓結(jié)構(gòu) 1 管道法蘭 2 環(huán)室 3 孔板 4 夾緊環(huán) 72 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 環(huán)室取壓法能得到較好的測(cè)量精度 但是加工制造和安裝要求嚴(yán)格 如果由于加工和現(xiàn)場(chǎng)安裝條件的限制 達(dá)不到預(yù)定的要求時(shí) 其測(cè)量精度仍難保證 所以 在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí) 為了加工和安裝方便 有時(shí)不用環(huán)室而用單獨(dú)鉆孔取壓 特別是對(duì)大口徑管道 73 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 74 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測(cè)量管道直徑大于50mm 雷諾數(shù)在104 105以上的流體 而且流體應(yīng)當(dāng)清潔 充滿全部管道 不發(fā)生相變 節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的差壓大小 但這個(gè)差壓信號(hào)還必須由導(dǎo)壓管引出 并傳遞到相應(yīng)的差壓計(jì) 以便顯示出流量的數(shù)值 75 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 3 差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差 在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí) 往往具有比較大的測(cè)量誤差 有的甚至高達(dá)10 20 76 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 誤差產(chǎn)生的原因 被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng) 節(jié)流裝置安裝不正確 孔板入口邊緣的磨損 導(dǎo)壓管安裝不正確 或有堵塞 滲漏現(xiàn)象差壓計(jì)安裝或使用不正確 到78頁(yè) 到82頁(yè) 77 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 78 導(dǎo)壓管要正確地安裝 防止堵塞與滲漏 否則會(huì)引起較大的測(cè)量誤差 對(duì)于不同的被測(cè)介質(zhì) 導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的要求 下面分類討論 圖3 21測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置 圖3 22測(cè)量液體流量時(shí)的連接圖 1 節(jié)流裝置 2 引壓導(dǎo)管 3 放空閥 4 平衡閥 5 差壓變送器 6 貯氣罐 7 切斷閥 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 a 取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部 與水平線夾角 為0 45 b 引壓導(dǎo)管最好垂直向下 如條件不許可 導(dǎo)壓管亦應(yīng)下傾一定坡度 至少1 20 1 10 使氣泡易于排出 c 在引壓導(dǎo)管的管路中 應(yīng)有排氣的裝置 測(cè)量液體的流量時(shí) 應(yīng)該使兩根導(dǎo)壓管內(nèi)都充滿同樣的液體而無(wú)氣泡 以使兩根導(dǎo)壓管內(nèi)的液體密度相等 79 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 80 測(cè)量氣體流量時(shí) 上述的這些基本原則仍然適用 a 取壓點(diǎn)應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部 b 引壓導(dǎo)管最好垂直向上 至少亦應(yīng)向上傾斜一定的坡度 以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體 c 如果差壓計(jì)必須裝在節(jié)流裝置之下 則需加裝貯液罐和排放閥 如圖3 23所示 測(cè)量蒸汽的流量時(shí) 要實(shí)現(xiàn)上述的基本原則 必須解決蒸汽冷凝液的等液位問(wèn)題 以消除冷凝液液位的高低對(duì)測(cè)量精度的影響 常見(jiàn)的接法見(jiàn)圖3 24所示 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 圖3 23測(cè)量氣體流量時(shí)的連接圖 1 節(jié)流裝置 2 引壓導(dǎo)管 3 差壓變送器 4 貯液罐 5 排放閥 圖3 24測(cè)量蒸汽流量的連接圖 1 節(jié)流裝置 2 凝液罐 3 引壓導(dǎo)管 4 排放閥 5 差壓變送器 6 平衡閥 81 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 82 差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測(cè)量誤差 由引壓導(dǎo)管接至差壓計(jì)或變送器前 必須安裝切斷閥1 2和平衡閥3 構(gòu)成三閥組 如圖3 25所示 測(cè)量腐蝕性 或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì) 的介質(zhì)流量時(shí) 必須采取隔離措施 常用的兩種隔離罐形式如圖3 26所示 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 圖3 25差壓計(jì)閥組安裝示意圖 1 2 切斷閥 3 平衡閥 圖3 26隔離罐的兩種形式 83 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 三 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 84 1 工作原理 以壓降不變 利用節(jié)流面積的變化來(lái)測(cè)量流量的大小 即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降 變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法 圖3 27轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是 3 25 由式 3 25 可得 根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測(cè)介質(zhì)的流量大小 或 將式 3 26 代入上兩式 得 或 3 26 85 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 86 2 電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì) 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 適合于遠(yuǎn)傳 進(jìn)行顯示或記錄 LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由流量變送及電動(dòng)顯示兩部分組成 1 流量變送部分 圖3 28差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu) 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 87 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 88 2 電動(dòng)顯示部分 圖3 29LTD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì) 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量標(biāo)尺上的刻度值 對(duì)用于測(cè)量液體來(lái)講是代表20 時(shí)水的流量值 對(duì)用于測(cè)量氣體來(lái)講則是代表20 0 10133MPa壓力下空氣的流量值 所以 在實(shí)際使用時(shí) 要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正 1 液體流量測(cè)量時(shí)的修正 3 31 89 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 如果被測(cè)介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大 可近似認(rèn)為 是常數(shù) 則有 3 32 整理后得 3 34 3 33 90 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為 當(dāng)采用耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時(shí) t 7 9g cm3 水的密度 w 1g cm3 代入 3 34 與式 3 36 得 3 35 3 36 3 37 3 38 91 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 當(dāng)介質(zhì)密度 f變化時(shí) 密度修正系數(shù)KQ KM的數(shù)值見(jiàn)下表 表3 2密度修正系數(shù)表 92 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 舉例 例4現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量苯的流量 已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼 t 7 9g cm3 苯的密度為 f 0 83g cm3 試問(wèn)流量計(jì)讀數(shù)為3 6L s時(shí) 苯的實(shí)際流量是多少 解由式 3 37 計(jì)算或由表3 2可查得將此值代入式 3 33 得即苯的實(shí)際流量為4L s 93 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 94 2 氣體流量測(cè)定時(shí)的修正 對(duì)被測(cè)介質(zhì)的密度 工作壓力和溫度均需進(jìn)行修正 當(dāng)已知儀表顯示刻度Q0 要計(jì)算實(shí)際的工作介質(zhì)流量時(shí) 可按下式修正 注意 上式計(jì)算得到的Q 是被測(cè)介質(zhì)在單位時(shí)間 小時(shí) 內(nèi)流過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)立方米 而不是被測(cè)介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下的容積流量 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 95 舉例 例5某廠用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量溫度為27 表壓為0 16MPa的空氣流量 問(wèn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為38Nm3 h時(shí) 空氣的實(shí)際流量是多少 解已知Q0 38Nm3 h p1 0 16 0 10133 0 26133MPa T1 27 273 300K T0 293K p0 0 10133MPa 1 0 1 293Kg Nm3 將上列數(shù)據(jù)代入上式 便可得即這時(shí)空氣的流量為60 3Nm3 h 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 96 3 蒸汽流量測(cè)量時(shí)的換算 轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來(lái)測(cè)量水蒸氣流量時(shí) 若將蒸汽流量換算為水流量 可按式 3 35 計(jì)算 若轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼 t 7 9g cm3 則有 當(dāng) 時(shí) 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 97 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 四 橢圓齒輪流量計(jì) 98 1 工作原理 圖3 30橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理 通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量 2 使用特點(diǎn) 適用于高黏度介質(zhì)的流量測(cè)量 測(cè)量精度較高 壓力損失較小 安裝使用也較方便 橢圓齒輪流量計(jì)的入口端必須加裝過(guò)濾器 橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度有一定范圍 橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 加工成本較高 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 五 渦輪流量計(jì) 99 圖3 31渦輪流量計(jì) 1 渦輪 2 導(dǎo)流器 3 磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器 4 外殼 5 前置放大器 優(yōu)點(diǎn) 安裝方便 測(cè)量精度高 可耐高壓 反應(yīng)快 可測(cè)脈動(dòng)流量 輸出信號(hào)為電頻率信號(hào) 便于遠(yuǎn)傳 不受干擾 缺點(diǎn) 一般應(yīng)加過(guò)濾器 安裝時(shí) 前后要有一定的直管段 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 六 電磁流量計(jì) 100 能夠測(cè)量酸 堿 鹽溶液以及含有固體顆粒 例如泥漿 或纖維液體的流量 圖3 32電磁流量計(jì)原理圖 感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判斷 大小由下式?jīng)Q定 3 43 而 3 44 將式 4 44 代入式 4 43 得 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 101 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 七 漩渦流量計(jì) 精度高 測(cè)量范圍寬 沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件 無(wú)機(jī)械磨損 維護(hù)方便 壓力損失小 節(jié)能效果明顯 圖3 33卡曼渦街 102 漩渦流量計(jì)是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來(lái)測(cè)量流體流量的儀表 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 滿足h L 0 281時(shí) 則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的 由圓柱體形成的卡曼漩渦 其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為 103 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 八 質(zhì)量流量計(jì) 104 1 直接式質(zhì)量流量計(jì) 圖3 35科氏力流量計(jì)測(cè)量原理 科氏力流量計(jì)的測(cè)量原理是基于流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí) 將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力 質(zhì)量流量 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 優(yōu)點(diǎn) 能夠直接測(cè)量質(zhì)量流量 不受流體物性 密度 黏度等 的影響 測(cè)量精度高 測(cè)量值不受管道內(nèi)流場(chǎng)影響 沒(méi)有上 下游直管段長(zhǎng)度的要求 可測(cè)各種非牛頓流體以及黏滯和含微粒的漿液 缺點(diǎn) 它的阻力損失較大 零點(diǎn)不穩(wěn)定 管路振動(dòng)會(huì)影響測(cè)量精度 105 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 106 2 間接式質(zhì)量流量計(jì) 1 測(cè)量體積流量Q的儀表與密度計(jì)配合 圖3 36渦輪流量計(jì)與密度計(jì)配合 質(zhì)量流量 2 測(cè)量 Q2的儀表與密度計(jì)配合 圖3 37差壓流量計(jì)與密度計(jì)配合 第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表 3 測(cè)量 Q2的儀表與測(cè)量Q的儀表配合 圖3 38差壓流量計(jì)與渦輪流量計(jì)配合 107 第一部分結(jié)束