檢測(cè)儀表課程設(shè)計(jì)-過(guò)程檢測(cè)技術(shù)與儀表

1、課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào)：學(xué) 院:自動(dòng)化工程學(xué)院班 級(jí):題 目:過(guò)程檢測(cè)技術(shù)與儀表指導(dǎo)教師： 職稱: 2011 年 6月 20日目錄1.設(shè)計(jì)背景及裝置介紹32.設(shè)計(jì)內(nèi)容與成果要求43.詳細(xì)測(cè)量方案53.1.溫度測(cè)量部分53.1.1實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)出口及水浴溫度53.1.1.1選擇方法設(shè)計(jì)及依據(jù)53.1.1.2儀表種類選用以及依據(jù)；53.1.1.3熱電阻的誤差分析63.1.1.4注意事項(xiàng)73.1.2實(shí)驗(yàn)管壁溫73.1.2.1選擇方法設(shè)計(jì)及依據(jù)73.1.2.2儀表種類選用以及依據(jù)83.1.2.3誤差分析93.1.2.4注意事項(xiàng)103.2.水位測(cè)量部分103.2.1選擇方法設(shè)計(jì)及依據(jù)103

2、.2.2儀表種類選用以及依據(jù)103.2.3誤差分析123.2.4注意事項(xiàng)123.3流量測(cè)量部分123.3.1檢測(cè)方法設(shè)計(jì)以及依據(jù)123.3.2儀表種類選用以及依據(jù)123.3.3誤差分析133.3.4注意事項(xiàng)143.4差壓測(cè)量部分143.4.1檢測(cè)方法設(shè)計(jì)以及依據(jù)143.4.2儀表種類選用以及依據(jù)143.4.3誤差分析153.4.4注意事項(xiàng)164.設(shè)計(jì)心得165.參考文獻(xiàn)161.設(shè)計(jì)背景及裝置介紹換熱設(shè)備污垢的形成過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的能量、質(zhì)量和動(dòng)量傳遞的物理化學(xué)過(guò)程，污垢的存在給廣泛應(yīng)用于各工業(yè)企業(yè)的換熱設(shè)備造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，因而污垢問(wèn)題成為傳熱學(xué)界和工業(yè)界十分關(guān)注而又至今未能解決的難題之一

3、。 我們采用污垢監(jiān)測(cè)的熱學(xué)法中的污垢熱阻法來(lái)對(duì)沉積物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。圖1-1 清潔和有污垢時(shí)的溫度分布及熱阻如圖，設(shè)傳熱過(guò)程是在熱流密度q為常數(shù)情況下進(jìn)行的，圖1a為換熱面兩側(cè)處于清潔狀態(tài)下的溫度分布，圖1b為兩側(cè)有污垢時(shí)的溫度分布，忽略換熱面上污垢的積聚對(duì)壁面與流體的對(duì)流傳熱系數(shù)影響，則易得出式1及式2。 (1) 該式表明污垢熱阻可以通過(guò)清潔狀態(tài)和受污染狀態(tài)下總傳熱系數(shù)的測(cè)量而間接測(cè)量出來(lái)。 (2)這樣，換熱面有垢一側(cè)的污垢熱阻可以通過(guò)測(cè)量清潔狀態(tài)和污染狀態(tài)下的壁溫和熱流而被間接測(cè)量出來(lái)。 125834679101112220v冷卻水入口 出口 圖 1-2 實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1-恒溫槽體;2-試驗(yàn)管段

4、;3-試驗(yàn)管入口壓力;4-管段出口溫度測(cè)點(diǎn);5-管壁溫度測(cè)點(diǎn);6管段出口溫度測(cè)點(diǎn);7-試驗(yàn)管出口壓力;8-流量測(cè)量;9-集水箱;10-循環(huán)水泵;11-補(bǔ)水箱; 12-電加熱管如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置是東北電力大學(xué)節(jié)能與測(cè)控研究中心楊善讓教授課題組基于測(cè)量新技術(shù)軟測(cè)量技術(shù)開(kāi)發(fā)的多功能實(shí)驗(yàn)裝置?；诒緦?shí)驗(yàn)裝置，先后完成國(guó)家、東北電力公司、省、市多項(xiàng)科研項(xiàng)目并獲獎(jiǎng)，鑒定結(jié)論為國(guó)際領(lǐng)先。目前承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金、973項(xiàng)目部分實(shí)驗(yàn)工作。本實(shí)驗(yàn)裝置的模擬換熱器是由恒溫水浴作為熱源加熱實(shí)驗(yàn)管段（約2m），水浴溫度由溫控器、電加熱管以及保溫箱體構(gòu)成。水浴中平行放置兩實(shí)驗(yàn)管，獨(dú)自擁有補(bǔ)水箱和集水箱，構(gòu)成兩套獨(dú)立的實(shí)

5、驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)平行樣實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)行水處理藥劑的效果評(píng)價(jià)；強(qiáng)化換熱管的污垢特性；污垢狀態(tài)下強(qiáng)化管的換熱效果評(píng)價(jià)等等。管內(nèi)流體一般為人工配制的易結(jié)垢的高硬度水或是含有固體微粒等致垢物質(zhì)。以上為設(shè)計(jì)背景。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容與成果要求本設(shè)計(jì)題目以多功能動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置為對(duì)象，要求綜合以前所學(xué)知識(shí)，參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，完成此實(shí)驗(yàn)裝置所需檢測(cè)參數(shù)的檢測(cè)；設(shè)計(jì)檢測(cè)方案，包括檢測(cè)方法、儀表種類選用以及需要注意事項(xiàng)，并分析誤差產(chǎn)生的原因等等。需要檢測(cè)和控制的參數(shù)主要有：1、溫度：包括實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)口（2040）、出口溫度（2080 ） ，實(shí)驗(yàn)管壁溫（2080 ）以及水浴溫度（2080 ） 2、水位：補(bǔ)水箱上位安裝，距

6、地面2m，其水位要求測(cè)量并控制循環(huán)水泵，以適應(yīng)不同流速的需要，水位變動(dòng)范圍200mm500mm3、流量：實(shí)驗(yàn)管內(nèi)流體流量需要測(cè)量，管徑25mm，流量范圍0.54m3/h4、差壓：由于結(jié)垢導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)阻力增大，需要測(cè)量流動(dòng)壓降，范圍為050mm水柱成果要求：1設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2檢測(cè)方法設(shè)計(jì)以及依據(jù)；3儀表種類選用以及依據(jù)；4測(cè)量注意事項(xiàng)，并分析可能產(chǎn)生誤差的原因。3.詳細(xì)測(cè)量方案3.1.溫度測(cè)量部分3.1.1實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)出口及水浴溫度本設(shè)計(jì)采用鎧裝薄膜鉑熱電阻wzpk-305u傳感器測(cè)量實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)出口及水浴溫度。3.1.1.1選擇方法設(shè)計(jì)及依據(jù)選擇依據(jù)由于入口，出口及水浴溫度均在 20-80范圍內(nèi)，

7、屬于中低溫測(cè)量。熱電阻是利用金屬導(dǎo)體或金屬氧化物半導(dǎo)體做測(cè)溫質(zhì)，利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體阻值隨溫度變化這一現(xiàn)象測(cè)量溫度。熱電阻具有測(cè)量范圍寬，精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。其他的溫度檢測(cè)器件，如熱電偶，并不能有一種相當(dāng)線性的電阻隨溫度變化特性，而熱電阻這種線性度極好的電阻溫度特性，大大簡(jiǎn)化了信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)制作。鉑熱電阻測(cè)溫為目前使用最廣泛的熱電阻測(cè)溫計(jì)。其精度高，線性好，測(cè)溫范圍寬，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好，但價(jià)格較高。而銅電阻則易產(chǎn)生腐蝕，長(zhǎng)期穩(wěn)定性差；而鎳電阻適用溫度范圍較窄；鉑電阻適于對(duì)成本考慮較強(qiáng)，對(duì)熱響應(yīng)講究的場(chǎng)合，所以選用鉑電阻進(jìn)行測(cè)量。0-850熱電阻的溫度特性為

8、： 3.1.1.2儀表種類選用以及依據(jù)；本設(shè)計(jì)采用鎧裝薄膜鉑熱電阻wzpk-305u傳感器。圖3-1 鎧裝薄膜鉑熱電阻wzpk-305u鎧裝薄膜鉑熱電阻是一種溫度傳感器，它比裝配式鉑電阻直徑小，易彎曲，適宜安裝在裝配式鉑電阻無(wú)法安裝的場(chǎng)合。本公司生產(chǎn)的wzpk系列鎧裝鉑電阻采用薄膜鉑電阻測(cè)溫元件，因此，具有精確、靈敏、熱響應(yīng)時(shí)間快，具有很強(qiáng)的抗污染和優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。安裝方式：將閥門(mén)固定在需要測(cè)量溫度的管道上，在底座內(nèi)的管道上鉆孔，將組裝好的本實(shí)用新型通過(guò)閥門(mén)安裝在管道上，探頭桿頭部的溫度傳感器進(jìn)入管道內(nèi)的液體中，進(jìn)行管道內(nèi)液體溫度的測(cè)量，在不停產(chǎn)、停止管道內(nèi)液體流動(dòng)

9、的條件下，將溫度傳感器安裝在管道內(nèi)，可以準(zhǔn)確測(cè)量管道內(nèi)液體溫度，安全可靠，并可以方便的進(jìn)行檢修、更換。技術(shù)參數(shù)：1、分度號(hào)：pt1002、測(cè)溫范圍：-200-4503、允差值：a+-（0.15+0.002iti）、b+-（0.3+0.005iti）4、安裝固定方式：固定螺紋、活動(dòng)螺紋、固定法蘭、活動(dòng)法蘭、活絡(luò)管接頭5、接線方式：接線盒、插頭式、直接引線式、手柄式、6、保護(hù)管直徑：10mm12mm14mm16mm20mm25mm7、接線盒形式電氣出口：m20*1.5;npt1/28、防護(hù)等級(jí)：ip659、保護(hù)官材質(zhì)：1gr18ni9ti、316l、哈氏合金10、精度：+-0.25%3.1.1.3

10、熱電阻的誤差分析1）分度誤差，即元件初始誤差，還有其他的誤差源會(huì)影響熱電阻溫度傳感器的總精度，器件應(yīng)用時(shí)的機(jī)械缺陷，如線材的彎曲,使用中不慎產(chǎn)生的沖擊,器件受 熱膨脹時(shí)由于外殼的收縮所引起的應(yīng)力,以及震動(dòng)等,均會(huì)對(duì)傳感器的測(cè)量重復(fù) 性產(chǎn)生長(zhǎng)周期的影響. 以上所述的機(jī)械應(yīng)力會(huì)影響熱電阻的穩(wěn)定性,也會(huì)影響熱電阻的精度。2）其次是激勵(lì)電流對(duì)熱電阻的加熱效應(yīng), 因?yàn)闊犭娮栊枰眉?lì)電流才能將電 阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓,人們希望流過(guò)電阻的激勵(lì)電流大些,以使輸出信號(hào)大大高于系統(tǒng)的噪聲電平,但這樣做的負(fù)面效應(yīng)傳感器會(huì)自行發(fā)熱,因?yàn)殡娏髋c電阻產(chǎn)生了熱功率使器件溫度升高,而這一溫升又使電阻增加。3）附加熱電動(dòng)勢(shì)。電

11、阻絲與引線接點(diǎn)處構(gòu)成熱電偶，若節(jié)點(diǎn)溫度不同將產(chǎn)生附加熱電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于測(cè)溫回路可能產(chǎn)生影響?？赏ㄟ^(guò)接點(diǎn)靠近，同溫等辦法減小或消除。4）將器件連接至電路的其余部分是極為重要的一環(huán)，有三種形式可考慮采用：下圖所示二線方式是最為經(jīng)濟(jì)的，但激勵(lì)電流同埋流經(jīng)引線及熱電阻，引線與熱電阻一起暴露于同溫度下，引線電阻會(huì)隨溫度而變化，故二導(dǎo)線引線方式精度較差，可改在三線或四線方式,以完全消除導(dǎo)線引入的誤差。3.1.1.4注意事項(xiàng)使用時(shí)應(yīng)采用三線制連接方式以減少導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)溫的影響；另外還要保持工作電源的穩(wěn)定性，減少其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；保護(hù)套管的截面積尺寸和材料保持一致。圖3-2 熱電阻三線制接法圖3.1.2實(shí)驗(yàn)管壁

12、溫本設(shè)計(jì)采用天儀/wrn-120 wrn-220熱電偶測(cè)溫計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)管壁溫。3.1.2.1選擇方法設(shè)計(jì)及依據(jù)該實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)管壁溫度為20-80 。采用熱電偶測(cè)溫法測(cè)量其溫度。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269(如金鐵鎳鉻)，最高可達(dá)+2800(如鎢-錸)。構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)

13、體a和b的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。熱電偶種類很多。根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的要求可分為標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。綜合各類熱電偶性能，本設(shè)計(jì)采用k型標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶測(cè)溫計(jì)。k型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。k型熱電偶絲直徑一般為.24.0，使用溫度為-2001300。 k型熱電偶具有線性度好，熱電動(dòng)勢(shì)較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性惰性氣氛中。廣泛為用戶所采用。 k型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的

14、氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛。它可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中從-20100(熱電阻)范圍內(nèi)的液 體,蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度.為了保證冷端溫度固定不變,使用補(bǔ) 償導(dǎo)線將冷端延長(zhǎng)到一個(gè)溫度穩(wěn)定的地方再將冷端處理表3-1 k型熱電偶分度表3.1.2.2儀表種類選用以及依據(jù)本設(shè)計(jì)采用天儀/wrn-120 wrn-220熱電偶測(cè)溫計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)管壁溫。圖3-3 天儀/wrn-120 wrn-220熱電偶測(cè)溫計(jì)主要技術(shù)參數(shù) 電氣出口：m20x1.5,npt1/2 精度等級(jí)：i 、 ii 防護(hù)等級(jí)：ip65 公稱壓力：常壓3.1.2.3誤差分析 1.安裝不當(dāng)引入的誤差熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門(mén)和加

15、熱的地方，插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的810倍，安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度。熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)，致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入，因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞，以免冷熱空氣對(duì)流而影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性。熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)，不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差。熱電偶不能安裝在被測(cè)介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用熱電偶測(cè)量管內(nèi)氣體溫度時(shí)，必須使熱電偶逆著流速方向安裝，而且充分與氣體接觸。2.絕緣變差而引入的誤差如熱電偶保護(hù)管和拉線板污垢或鹽渣過(guò)多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴(yán)重

16、，這不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且還會(huì)引入干擾，由此引起的誤差有時(shí)可達(dá)上百度。3.熱惰性引入的誤差由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測(cè)溫度的變化，在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí)，甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測(cè)量滯后，用熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)量滯后越大，熱電偶波動(dòng)的振幅就越小，與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)溫或控溫時(shí)，儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小，但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準(zhǔn)確地測(cè)量溫度，應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比，與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比

17、熱成正比，如要減小時(shí)間常數(shù)，除增加傳熱系數(shù)以外，最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中，通常采用導(dǎo)熱性能好的材料，管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測(cè)量中，使用無(wú)保護(hù)套管的裸絲熱電偶，但熱電偶容易損壞，應(yīng)及時(shí)校正及更換。4.熱阻誤差高溫時(shí)，如保護(hù)管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導(dǎo)，這時(shí)溫度示值比被測(cè)溫度的真值低。因此，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差。3.1.2.4注意事項(xiàng)在使用中，補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)具有與所匹配的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)稱值相同的特性.。而且補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶正負(fù)極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶接點(diǎn)溫度必須相同。3.2.水位測(cè)量部分本設(shè)計(jì)采用sonometer

18、30外置式超聲波液位傳感器測(cè)量并控制補(bǔ)水箱水位。3.2.1選擇方法設(shè)計(jì)及依據(jù)裝置補(bǔ)水箱上位安裝，距地面2m，并且需要控制水箱內(nèi)水位以適應(yīng)不同流速的需要，水位變動(dòng)范圍200mm500mm。超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表.在測(cè)量中脈沖超聲波由傳感器發(fā)出，聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)物體的距離。由于采用非接觸的測(cè)量，被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測(cè)量。連續(xù)測(cè)量液位時(shí)，利用反射原理，發(fā)射換能器發(fā)出超聲脈沖，到達(dá)液面后反射回來(lái)由接受換能器接收，根據(jù)聲波往返時(shí)間，在已知聲速的條件下判斷液位（實(shí)際上

19、是超聲測(cè)距原理）。發(fā)射和接收可由同一換能器完成，分時(shí)先發(fā)射隨即轉(zhuǎn)為接受。如果換能器裝在液面以上的氣體介質(zhì)中垂直向下發(fā)射和接收，則稱為氣介式，其最大特點(diǎn)是不必和液體接觸，便于防腐蝕和滲漏，而且對(duì)于有黏性的液體的液體及含有顆粒雜志或氣泡的液體，也不妨礙工作。由于氣介式在防腐和維護(hù)方便比液介式優(yōu)越得多，且可測(cè)黏性及含雜質(zhì)的液體，所以氣介式的應(yīng)用更為廣泛。3.2.2儀表種類選用以及依據(jù)本設(shè)計(jì)采用hqcsb-100超聲波液位計(jì)測(cè)量并控制補(bǔ)水箱水位。圖3-4 hqcsb-100超聲波液位計(jì)產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)、1）獨(dú)家采用物理全封閉探頭2）獨(dú)特探頭設(shè)計(jì)，適應(yīng)16公斤壓力環(huán)境3）先進(jìn)回波跟蹤算法4）多種補(bǔ)償模式5）點(diǎn)陣

20、式液晶，全中文菜單6）靈活的測(cè)量模式技術(shù)參數(shù)：測(cè)量范圍：0.305m、 8m 、10m 、12m 、15m工作頻率：30 khz、20khz、10khz 、5khz；信號(hào)輸出：4-20ma ，0-5v（10v） rs485，rs232，開(kāi)關(guān)量pnp（npn）,繼電器輸出(定貨約定） 現(xiàn)場(chǎng)顯示：4位 led最大負(fù)載:24vdc 550（4-20ma） 供電電壓：24vdc (1824v) 最大功消耗：1.2w(55ma，dc24v) 測(cè)量誤差：量程的0.5(空氣中) 分辨率：2mm （溫度補(bǔ)償內(nèi)置）響應(yīng)時(shí)間：1.5s發(fā)射波束角：10 過(guò)程壓力：正常大氣壓 環(huán)境溫度：2050 (耐高溫,耐水氣須定

21、制) 相對(duì)濕度：100 防護(hù)等級(jí)：ip653.2.3誤差分析要來(lái)自超聲測(cè)距中的影響,其中影響較大的是環(huán)境溫度,觸發(fā)時(shí)間,相應(yīng) 時(shí)間和換能器之間的間隔。3.2.4注意事項(xiàng)安裝超聲波液位計(jì)時(shí)必須考慮超聲波液位計(jì)的盲區(qū)問(wèn)題，當(dāng)液位進(jìn)入盲區(qū)后，超聲波變送器就無(wú)法測(cè)量液位了，所以在確定超聲波液位計(jì)的量程時(shí)，必須留出 50 公分的余量，安裝時(shí)變送器探頭必須高出最高液位 50 公分左右。這樣才能保證對(duì)液位的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及保證超聲波液位計(jì)的安全。3.3流量測(cè)量部分本設(shè)計(jì)采用lkb-1 hfs-25靶式流量計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)管內(nèi)流體流量。3.3.1檢測(cè)方法設(shè)計(jì)以及依據(jù)本設(shè)計(jì)要求測(cè)量實(shí)驗(yàn)管內(nèi)流體流量，管徑25mm，流量范圍0

22、.54m3/h。靶式流量計(jì)是20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的流量計(jì)。適用于低速測(cè)量，測(cè)量小流量對(duì)外界的震動(dòng)干擾不敏感，耐高溫，可測(cè)量高溫介質(zhì)；測(cè)量精度高，重復(fù)性好，精度可達(dá)千分之二；在大部分情況下可以測(cè)量高粘度流體，對(duì)流體的粘度變化不敏感；適用于液體以及氣體測(cè)量，對(duì)于混合型介質(zhì)，多相流介質(zhì)，一定程度上也可以計(jì)算。不會(huì)因?yàn)榱黧w產(chǎn)生的氣旋現(xiàn)象影響計(jì)量精度，不怕管道雜志影響，不怕堵塞，壓力損失小，只有傳統(tǒng)孔板的六分之一，小于渦街，節(jié)能效果明顯。靶式流量計(jì)的工作原理為：當(dāng)介質(zhì)在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能與靶板產(chǎn)生壓差，而產(chǎn)生對(duì)靶板的作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，

23、其數(shù)學(xué)公式： f = cdav2/2 f:靶板所受的作用力 cd：流體阻力系數(shù) a：靶板對(duì)測(cè)量管軸向投影面積 ：工況下介質(zhì)密度 v：介質(zhì)在測(cè)量管中的特征流速3.3.2儀表種類選用以及依據(jù)本設(shè)計(jì)采用lkb-1 hfs-25靶式流量計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)管內(nèi)流體流量。圖3-5 lkb-1 hfs-25靶式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：耐高溫高壓，大口徑管道，性能可靠智能化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有參數(shù)設(shè)定標(biāo)校及故障提示功能六位液晶顯示，可顯示瞬時(shí)流量，累積流量具有上下限報(bào)警以及脈沖輸出功能指示表頭可以軸向360旋轉(zhuǎn)具有溫度補(bǔ)償和軟件修正功能主要技術(shù)參數(shù)：測(cè)量范圍0-400th精度等級(jí)：0.5fs1.0fs2.0fs輸出信號(hào)：420ma二線

24、制輸出與流量成線性關(guān)系供電電壓：1236vdc公稱壓力：1.62.54.06.4mpa環(huán)境溫度：3060(特殊：-4080）介質(zhì)溫度：普通型100（無(wú)散熱片）高溫型400（帶散熱片）接液材質(zhì)：測(cè)量室為碳鋼或1cr18i9ti；其余為1cr18ni9ti；外殼材質(zhì)：鑄鋁法蘭標(biāo)準(zhǔn)：din2501特殊型由用戶選擇電纜接口：m20*1.5（內(nèi)螺紋）防護(hù)等級(jí)：ip65負(fù)載特性：最大負(fù)載電阻50*（電源電壓12）=60024v報(bào)警輸出：集電極開(kāi)路形式，最大輸入電流100ma，最大開(kāi)關(guān)電壓30vdc，帶有偏差帶控制脈沖輸出：最小脈寬50ms，可雙路輸出最大累積流量顯示值50000單位，自動(dòng)復(fù)位阻尼時(shí)間：11

25、00秒任意可調(diào)防爆形式、防爆標(biāo)志、防爆合格證編號(hào)3.3.3誤差分析1）流體密度的影響。2）流量系數(shù)的影響。3）應(yīng)變電橋的影響。4）靶桿變形的影響。5）傳感器的零點(diǎn)誤差。6）二次儀表的誤差。3.3.4注意事項(xiàng)不充許直接在流量計(jì)測(cè)量管前后端安裝閥門(mén)、彎頭等極大改變流體流態(tài)的部件。如果需要在流量計(jì)前后管道上安裝閥門(mén)、彎頭等部件也應(yīng)盡量保證前后直管段長(zhǎng)度。3.4差壓測(cè)量部分本設(shè)計(jì)采用hdp801液差壓變送器測(cè)量管內(nèi)壓降。3.4.1檢測(cè)方法設(shè)計(jì)以及依據(jù)由于結(jié)垢導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)阻力增大，需要測(cè)量流動(dòng)壓降，范圍為050mm水柱。因其測(cè)量的差壓為較低的壓力，因此要求測(cè)量的靈敏度要高。壓阻式傳感器是指利用單晶硅材料

26、的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出。壓阻式傳感器用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹康臏y(cè)量和控制。其特點(diǎn)為靈敏度高，靈敏度比金屬應(yīng)變片高50倍以上，阻值大，響應(yīng)快，測(cè)量范圍寬，精度高，易于微小型化。圖3-6 壓阻式壓力傳感器3.4.2儀表種類選用以及依據(jù)本設(shè)計(jì)采用hdp801液差壓變送器測(cè)量管內(nèi)壓降。圖3-7 hdp801液差壓變送器本系列產(chǎn)品采用oem硅壓阻式差壓充油芯體組裝而成。外殼為全不銹鋼結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，兩個(gè)壓力接口為m201.5螺紋連接,可直接安裝在測(cè)量管道上或通過(guò)引壓管連接。主要應(yīng)用于航空，航天，汽車(chē)，醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的差壓、液位、流量測(cè)控等。主要參數(shù):量 程: 010kpa35mpa耐 壓: 三倍量程值綜合精度: 0.2%fs、0.5%fs (非線性+重復(fù)性+滯后) 輸出信號(hào): 420ma(二線制)、05v、15v、010v(三線制)