弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)第四章過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)ppt課件

1、第四章第四章 過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 壓力的檢測(cè)壓力的檢測(cè)第二節(jié)第二節(jié) 物位的檢測(cè)物位的檢測(cè)第三節(jié)第三節(jié) 溫度的檢測(cè)溫度的檢測(cè)第四節(jié)第四節(jié) 流量的檢測(cè)流量的檢測(cè)第五節(jié)第五節(jié) 物質(zhì)成分的檢測(cè)物質(zhì)成分的檢測(cè)第六節(jié)第六節(jié) 機(jī)械量的檢測(cè)機(jī)械量的檢測(cè)第三章第三章 過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 壓力的檢測(cè)壓力的檢測(cè)一、壓力檢測(cè)方法及分類一、壓力檢測(cè)方法及分類重力平衡方法重力平衡方法機(jī)械力平衡方法：將壓力轉(zhuǎn)換成集中力，用外力與機(jī)械力平衡方法：將壓力轉(zhuǎn)換成集中力，用外力與之平衡，經(jīng)過(guò)丈量平衡時(shí)的外力間接丈量壓力之平衡，經(jīng)過(guò)丈量平衡時(shí)的外力間接丈量壓力彈性力平衡方法：利用彈

2、性元件的彈性變形特性進(jìn)彈性力平衡方法：利用彈性元件的彈性變形特性進(jìn)展丈量展丈量物性丈量方法物性丈量方法液柱式壓力計(jì)：上限液柱式壓力計(jì)：上限0.10.2MPa,精度精度0.15負(fù)荷式壓力計(jì)：范圍寬，精度高，負(fù)荷式壓力計(jì)：范圍寬，精度高，0.01電測(cè)式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力直接轉(zhuǎn)換為各種電測(cè)式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力直接轉(zhuǎn)換為各種電量丈量電量丈量其他新型壓力計(jì)：集成壓力計(jì)、光纖壓力計(jì)其他新型壓力計(jì)：集成壓力計(jì)、光纖壓力計(jì)二、常用壓力檢測(cè)儀表二、常用壓力檢測(cè)儀表1、彈性壓力計(jì)、彈性壓力計(jì)彈性元件是儀表的中心部分，彈性元件是儀表的中心部分，其作用是感受壓力并產(chǎn)生彈其作用是感受壓力并產(chǎn)生彈性變形，彈性元件采用的方

3、性變形，彈性元件采用的方式要根據(jù)丈量要求選擇和設(shè)式要根據(jù)丈量要求選擇和設(shè)計(jì)；計(jì)；變換放大機(jī)構(gòu)的作用是將彈性元件的變形進(jìn)展變換和放大；指示變換放大機(jī)構(gòu)的作用是將彈性元件的變形進(jìn)展變換和放大；指示機(jī)構(gòu)如指針與刻度標(biāo)尺，用于給出壓力示值；調(diào)整機(jī)構(gòu)是用于調(diào)機(jī)構(gòu)如指針與刻度標(biāo)尺，用于給出壓力示值；調(diào)整機(jī)構(gòu)是用于調(diào)整儀表的零點(diǎn)和量程。整儀表的零點(diǎn)和量程。彈性膜片彈性膜片波紋管波紋管彈簧管彈簧管彈簧管壓力計(jì)：測(cè)壓范圍：彈簧管壓力計(jì)：測(cè)壓范圍：105109Pa,精度精度0.1波紋管差壓計(jì)：波紋管差壓計(jì)：彈性測(cè)壓計(jì)：電位器式、霍爾元件式彈性測(cè)壓計(jì)：電位器式、霍爾元件式2、力平衡式壓力計(jì)、力平衡式壓力計(jì)采用反響力

4、平衡的原理，反響力的平衡方式可以是彈性力平衡或采用反響力平衡的原理，反響力的平衡方式可以是彈性力平衡或電磁力平衡等。電磁力平衡等。被測(cè)壓力或壓差作用于彈性敏感元件上，它感受壓力作用并將其轉(zhuǎn)被測(cè)壓力或壓差作用于彈性敏感元件上，它感受壓力作用并將其轉(zhuǎn)換為位移或力，并作用于力平衡系統(tǒng)，力平衡系統(tǒng)受力后將偏離原換為位移或力，并作用于力平衡系統(tǒng)，力平衡系統(tǒng)受力后將偏離原有的平衡形狀；由偏向檢測(cè)器輸出偏向值至放大器；放大器將信號(hào)有的平衡形狀；由偏向檢測(cè)器輸出偏向值至放大器；放大器將信號(hào)放大并輸出電流放大并輸出電流(或電壓或電壓)信號(hào)，電流信號(hào)控制反響力或力矩發(fā)活力信號(hào)，電流信號(hào)控制反響力或力矩發(fā)活力構(gòu)，使

5、之產(chǎn)生反響力；當(dāng)反響力與作用力平衡時(shí)，儀表處于新的平構(gòu)，使之產(chǎn)生反響力；當(dāng)反響力與作用力平衡時(shí)，儀表處于新的平衡形狀；顯示機(jī)構(gòu)可輸出與被測(cè)壓力或壓差相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。衡形狀；顯示機(jī)構(gòu)可輸出與被測(cè)壓力或壓差相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。3、壓力傳感器、壓力傳感器可以檢測(cè)壓力值并提供遠(yuǎn)傳信號(hào)的安裝稱為壓力傳感器可以檢測(cè)壓力值并提供遠(yuǎn)傳信號(hào)的安裝稱為壓力傳感器應(yīng)變式壓力傳感器應(yīng)變式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器壓電式壓力傳感器壓電式壓力傳感器振頻式壓力傳感器振頻式壓力傳感器集成式壓力傳感器集成式壓力傳感器光纖式壓力傳感器光纖式壓力傳感器三、壓力檢測(cè)實(shí)例三、壓力檢測(cè)實(shí)例1基于光

6、纖的壓力檢測(cè)基于光纖的壓力檢測(cè)三、壓力檢測(cè)實(shí)例三、壓力檢測(cè)實(shí)例2壓電式壓力傳感器壓電式壓力傳感器根據(jù)運(yùn)用要求不同，壓電式測(cè)壓傳感器有各種不同的構(gòu)根據(jù)運(yùn)用要求不同，壓電式測(cè)壓傳感器有各種不同的構(gòu)造方式。但它們的根本原理一樣。造方式。但它們的根本原理一樣。由引線由引線1、殼體、殼體2、基座、基座3、壓電晶片、壓電晶片4、受壓膜片、受壓膜片5及導(dǎo)及導(dǎo)電片電片6組成。當(dāng)膜片組成。當(dāng)膜片5遭到壓力遭到壓力P作用后，那么在壓電晶作用后，那么在壓電晶片上產(chǎn)生電荷。在一個(gè)壓電片上所產(chǎn)生的電荷片上產(chǎn)生電荷。在一個(gè)壓電片上所產(chǎn)生的電荷q為為 123456p 壓電式測(cè)壓傳感器原理圖SPdFdq1111F作用于壓電片

7、上的力；作用于壓電片上的力；d11壓電系數(shù)；壓電系數(shù)；P壓強(qiáng)，壓強(qiáng)， ；S膜片的有效面積。膜片的有效面積。SFP 測(cè)壓傳感器的輸入量為壓力測(cè)壓傳感器的輸入量為壓力P，假設(shè)傳感器只由一，假設(shè)傳感器只由一個(gè)壓電晶片組成，那么根據(jù)靈敏度的定義有：個(gè)壓電晶片組成，那么根據(jù)靈敏度的定義有： 電荷靈敏度電荷靈敏度 電壓靈敏度電壓靈敏度 根據(jù)根據(jù)5.4-42式，電荷靈敏度可表示為式，電荷靈敏度可表示為由于由于 ，所以電壓靈敏度也可表示為，所以電壓靈敏度也可表示為PqkqPUku0Sdkq1100CqU 011CSdkuSPdFdq1111式中式中 U0壓電片輸出電壓；壓電片輸出電壓； C0壓電片等效電容。壓

8、電片等效電容。 案例：電子稱案例：電子稱原理將物品分量經(jīng)過(guò)懸臂梁轉(zhuǎn)化構(gòu)造變形再經(jīng)過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。三、壓力檢測(cè)實(shí)例三、壓力檢測(cè)實(shí)例3第二節(jié)第二節(jié) 物位的檢測(cè)物位的檢測(cè)一、物位定義及分類一、物位定義及分類1、物位的定義、物位的定義 “物位物位 指設(shè)備和容器中液體或固體物料的外表位指設(shè)備和容器中液體或固體物料的外表位置。對(duì)應(yīng)不同性質(zhì)的物料又有以下的定義。置。對(duì)應(yīng)不同性質(zhì)的物料又有以下的定義。 (1)液位液位 指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)外表的高低。指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)外表的高低。 (2)料位料位 指設(shè)備和容器中所儲(chǔ)存的塊狀、顆?；蚍壑冈O(shè)備和容器中所儲(chǔ)存的塊狀、顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度。末狀

9、固體物料的堆積高度。 (3)界位界位 指相界面位置。容器中兩種互不相溶的液指相界面位置。容器中兩種互不相溶的液體，因其重度不同而構(gòu)成分界面，為液體，因其重度不同而構(gòu)成分界面，為液液相界面；液相界面；容器中互不相溶的液體和固體之間的分界面，為液容器中互不相溶的液體和固體之間的分界面，為液固相界面。液固相界面。液液、液液、液固相界面的位置簡(jiǎn)稱界位。固相界面的位置簡(jiǎn)稱界位。 物位是液位、料位、界位的總稱。對(duì)物位進(jìn)展丈量、物位是液位、料位、界位的總稱。對(duì)物位進(jìn)展丈量、指示和控制的儀表，稱物位檢測(cè)儀表。指示和控制的儀表，稱物位檢測(cè)儀表。2、物位檢測(cè)儀表分類、物位檢測(cè)儀表分類按丈量方式：延續(xù)丈量和定點(diǎn)丈量

10、按丈量方式：延續(xù)丈量和定點(diǎn)丈量 按任務(wù)原理：直讀式、壓力式、浮力式、機(jī)械式、電氣按任務(wù)原理：直讀式、壓力式、浮力式、機(jī)械式、電氣式等。式等。 (1)直讀式：直讀式： 采用側(cè)壁開(kāi)窗口或旁通管方式，直接顯采用側(cè)壁開(kāi)窗口或旁通管方式，直接顯示容器中物位的高度。方法可靠、準(zhǔn)確，但是只能就地示容器中物位的高度。方法可靠、準(zhǔn)確，但是只能就地指不。主要用于液位檢測(cè)和壓力較低的場(chǎng)所。指不。主要用于液位檢測(cè)和壓力較低的場(chǎng)所。 (2)靜壓式：靜壓式： 基于流體靜力學(xué)原理，適用于液位檢測(cè)?；诹黧w靜力學(xué)原理，適用于液位檢測(cè)。容器內(nèi)的液面高度與液柱分量所構(gòu)成的靜壓力成比例關(guān)容器內(nèi)的液面高度與液柱分量所構(gòu)成的靜壓力成比

11、例關(guān)系，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度不變時(shí)，經(jīng)過(guò)丈量參考點(diǎn)的壓力可系，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度不變時(shí)，經(jīng)過(guò)丈量參考點(diǎn)的壓力可測(cè)知液位。測(cè)知液位。 (3)浮力式：基于阿基米德定律，適用于液位檢測(cè)。浮力式：基于阿基米德定律，適用于液位檢測(cè)。漂浮于液面上的浮子或浸沒(méi)在液體中的浮筒，在液面變漂浮于液面上的浮子或浸沒(méi)在液體中的浮筒，在液面變動(dòng)時(shí)其浮力會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而檢測(cè)液位。動(dòng)時(shí)其浮力會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而檢測(cè)液位。 (4)機(jī)械接觸式：機(jī)械接觸式： 經(jīng)過(guò)丈量物位探頭與物料面接觸時(shí)經(jīng)過(guò)丈量物位探頭與物料面接觸時(shí)的機(jī)械力實(shí)現(xiàn)物位的丈量。這類儀表有重錘式、旋冀式的機(jī)械力實(shí)現(xiàn)物位的丈量。這類儀表有重錘式、旋冀式和音叉式等。和音叉

12、式等。 (5)電氣式：將電氣式物位敏感元件置于被測(cè)介質(zhì)中，電氣式：將電氣式物位敏感元件置于被測(cè)介質(zhì)中，當(dāng)物位變化時(shí)其電氣參數(shù)如電阻、電容等也將改動(dòng)，經(jīng)當(dāng)物位變化時(shí)其電氣參數(shù)如電阻、電容等也將改動(dòng)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)這些電量的變化可知物位。過(guò)檢測(cè)這些電量的變化可知物位。 (6)其他物位檢測(cè)方法如聲學(xué)式、射線式、光纖式、其他物位檢測(cè)方法如聲學(xué)式、射線式、光纖式、激光式等激光式等二、常用物位檢測(cè)儀表二、常用物位檢測(cè)儀表1、浮子式液位檢測(cè)儀表、浮子式液位檢測(cè)儀表作為檢測(cè)元件的浮子漂浮在液面上，作為檢測(cè)元件的浮子漂浮在液面上，浮子隨著液面的變化而上下挪動(dòng)，其浮子隨著液面的變化而上下挪動(dòng)，其所受浮力的大小堅(jiān)持一定，

13、檢測(cè)浮子所受浮力的大小堅(jiān)持一定，檢測(cè)浮子所在位置可知液面高低。浮子的外形所在位置可知液面高低。浮子的外形常見(jiàn)有圓盤(pán)形、圓柱形和球形等，其常見(jiàn)有圓盤(pán)形、圓柱形和球形等，其構(gòu)造根據(jù)運(yùn)用條件和運(yùn)用要求設(shè)計(jì)。構(gòu)造根據(jù)運(yùn)用條件和運(yùn)用要求設(shè)計(jì)。假設(shè)圓柱形浮子的外直徑為假設(shè)圓柱形浮子的外直徑為D、浮子、浮子浸入液體的高度為浸入液體的高度為h、液體密度為、液體密度為o那么其所受浮力那么其所受浮力F為為 此浮力與浮子的分量減去繩帶向上的拉力相平衡。當(dāng)液位發(fā)此浮力與浮子的分量減去繩帶向上的拉力相平衡。當(dāng)液位發(fā)生變化時(shí)，浮子浸入液體的深度將改動(dòng)，所受浮力亦變化。生變化時(shí)，浮子浸入液體的深度將改動(dòng)，所受浮力亦變化。浮

14、力變化浮力變化F與液位變化與液位變化H的關(guān)系：的關(guān)系：2、電容式物位計(jì)、電容式物位計(jì)hC1CC22 r12r2hx)/ln(2120rrhxxKhArrh)/ln()(2120C=+)/ln(2120rrhA)/ln()(2120rrK可見(jiàn)傳感器電容量C與被測(cè)液位高度hx成線性關(guān)系。 3、超聲式物位計(jì)、超聲式物位計(jì)回波反射式超聲波物位計(jì)原理：利用發(fā)射的回波反射式超聲波物位計(jì)原理：利用發(fā)射的超聲波脈沖將由被測(cè)物料的外表反射，丈量超聲波脈沖將由被測(cè)物料的外表反射，丈量從發(fā)射超聲波到接納回波所需的時(shí)間，求出從發(fā)射超聲波到接納回波所需的時(shí)間，求出從探頭到分界面的間隔，進(jìn)而測(cè)得物位。從探頭到分界面的間隔

15、，進(jìn)而測(cè)得物位。設(shè)設(shè)c為超聲波在被測(cè)介質(zhì)中的傳播速度，為超聲波在被測(cè)介質(zhì)中的傳播速度， t為從發(fā)射超聲波到接納回波所需的時(shí)間，為從發(fā)射超聲波到接納回波所需的時(shí)間，那么測(cè)得液位那么測(cè)得液位H:留意：超聲波在介質(zhì)中的傳播速度易受介質(zhì)的溫度、成分等留意：超聲波在介質(zhì)中的傳播速度易受介質(zhì)的溫度、成分等變化的影響，是影響物位丈量的主要要素，需求進(jìn)展補(bǔ)償。變化的影響，是影響物位丈量的主要要素，需求進(jìn)展補(bǔ)償。通常可在超聲換能器附近安裝濕度傳感器，自動(dòng)補(bǔ)償聲速因通?？稍诔晸Q能器附近安裝濕度傳感器，自動(dòng)補(bǔ)償聲速因溫度變化對(duì)物位丈量的影響。還可運(yùn)用校正器，定期校正聲溫度變化對(duì)物位丈量的影響。還可運(yùn)用校正器，定期

16、校正聲速。速。4、光纖式物位計(jì)、光纖式物位計(jì)三、物位檢測(cè)實(shí)例三、物位檢測(cè)實(shí)例結(jié)合站注水水源井的無(wú)線遙控系統(tǒng)結(jié)合站注水水源井的無(wú)線遙控系統(tǒng) 由主控站和各水源井測(cè)控箱兩大部分組成。由主控站和各水源井測(cè)控箱兩大部分組成。主控站以工控機(jī)作為主機(jī)，對(duì)各個(gè)水源井的現(xiàn)場(chǎng)形狀、數(shù)據(jù)進(jìn)展主控站以工控機(jī)作為主機(jī)，對(duì)各個(gè)水源井的現(xiàn)場(chǎng)形狀、數(shù)據(jù)進(jìn)展遙測(cè)和遠(yuǎn)程遙控開(kāi)關(guān)機(jī)，還可對(duì)注水罐、消防罐、凈化污水罐的遙測(cè)和遠(yuǎn)程遙控開(kāi)關(guān)機(jī)，還可對(duì)注水罐、消防罐、凈化污水罐的水位和注水主干線的壓力進(jìn)展檢測(cè)，主控站與各水源井之間由無(wú)水位和注水主干線的壓力進(jìn)展檢測(cè)，主控站與各水源井之間由無(wú)線電臺(tái)進(jìn)展通訊，具備打印報(bào)表和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。水源井

17、測(cè)控箱線電臺(tái)進(jìn)展通訊，具備打印報(bào)表和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。水源井測(cè)控箱對(duì)水源井的壓力、流速、流量、液面、電壓、電流、功率進(jìn)展檢對(duì)水源井的壓力、流速、流量、液面、電壓、電流、功率進(jìn)展檢測(cè)，還可對(duì)電機(jī)的過(guò)載、缺相、過(guò)熱、三相不平衡、逆相進(jìn)展檢測(cè)，還可對(duì)電機(jī)的過(guò)載、缺相、過(guò)熱、三相不平衡、逆相進(jìn)展檢測(cè)，具有電機(jī)軟啟動(dòng)和遙控啟停功能，由無(wú)線電臺(tái)控制其任務(wù)。測(cè)，具有電機(jī)軟啟動(dòng)和遙控啟停功能，由無(wú)線電臺(tái)控制其任務(wù)。 工控機(jī)顯 示 器打 印 機(jī)主控器三個(gè)干線壓力信號(hào)注水罐消防罐污水罐鍵盤(pán)/鼠標(biāo)天線單單片片機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)壓壓 力力 表表電壓傳感器電壓傳感器電流傳感器電流傳感器流流 量量 表表 電機(jī)檢測(cè)電機(jī)檢測(cè)液位傳感器

18、液位傳感器電壓變送器電壓變送器隔隔 離離 器器數(shù)字隔離器數(shù)字隔離器壓力變送器壓力變送器電流變送器電流變送器液位變送器液位變送器數(shù)數(shù) 碼碼 電電 臺(tái)臺(tái)電源電源控制箱控制箱電機(jī)電機(jī)控制器控制器水泵電機(jī)水泵電機(jī)水泵電機(jī)水泵電機(jī)手控開(kāi)關(guān)手控開(kāi)關(guān)水源井各部件框圖水源井各部件框圖第三節(jié)第三節(jié) 溫度的檢測(cè)溫度的檢測(cè)一、測(cè)溫原理及方法一、測(cè)溫原理及方法溫度丈量方式有接觸式和非接觸式測(cè)溫兩大類。采用接觸式測(cè)溫溫度丈量方式有接觸式和非接觸式測(cè)溫兩大類。采用接觸式測(cè)溫時(shí)，依托傳熱和對(duì)流進(jìn)展熱交換，二者需求良好的熱接觸，以獲時(shí)，依托傳熱和對(duì)流進(jìn)展熱交換，二者需求良好的熱接觸，以獲得較高的丈量精度。但是它往往會(huì)破壞被測(cè)

19、對(duì)象的熱平衡，存在得較高的丈量精度。但是它往往會(huì)破壞被測(cè)對(duì)象的熱平衡，存在置人誤差。由于丈量環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)溫度敏感元件的構(gòu)造和性能要置人誤差。由于丈量環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)溫度敏感元件的構(gòu)造和性能要求較高。采用非接觸式測(cè)溫方法，是經(jīng)過(guò)熱輻射進(jìn)展熱交換，或求較高。采用非接觸式測(cè)溫方法，是經(jīng)過(guò)熱輻射進(jìn)展熱交換，或溫度敏感元件接納被測(cè)對(duì)象的部分熱輻射能，由熱輻射能的大小溫度敏感元件接納被測(cè)對(duì)象的部分熱輻射能，由熱輻射能的大小推出被測(cè)對(duì)象的溫度。特點(diǎn)是測(cè)溫呼應(yīng)快，對(duì)被測(cè)對(duì)象干擾小，推出被測(cè)對(duì)象的溫度。特點(diǎn)是測(cè)溫呼應(yīng)快，對(duì)被測(cè)對(duì)象干擾小，可丈量高溫、運(yùn)動(dòng)的被測(cè)對(duì)象和有強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)所?？烧闪扛邷?、運(yùn)動(dòng)的被測(cè)

20、對(duì)象和有強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)所。溫度反映物體的冷熱程度，是物體分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)溫度反映物體的冷熱程度，是物體分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。溫度的定量丈量以熱平衡景象為根底，兩個(gè)受熱程度不同志。溫度的定量丈量以熱平衡景象為根底，兩個(gè)受熱程度不同的物體相接觸后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的熱交換，到達(dá)共同的平衡態(tài)的物體相接觸后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的熱交換，到達(dá)共同的平衡態(tài)后具有一樣的溫度。溫度丈量原理是選擇適宜的物體作為溫度后具有一樣的溫度。溫度丈量原理是選擇適宜的物體作為溫度敏感元件，其某一物理性質(zhì)隨溫度而變化的特性為知，經(jīng)過(guò)溫敏感元件，其某一物理性質(zhì)隨溫度而變化的特性為知，經(jīng)過(guò)溫度敏感元件與被測(cè)對(duì)象的熱交

21、換，丈量相關(guān)的物理量，即可確度敏感元件與被測(cè)對(duì)象的熱交換，丈量相關(guān)的物理量，即可確定被測(cè)對(duì)象的溫度。定被測(cè)對(duì)象的溫度。常用溫度檢測(cè)方法常用溫度檢測(cè)方法二、接觸式測(cè)溫二、接觸式測(cè)溫?zé)犭娕紲y(cè)溫?zé)犭娕紲y(cè)溫?zé)犭娮铚y(cè)溫?zé)犭娮铚y(cè)溫?zé)崦綦娮锜崦綦娮韫饫w溫度傳感器光纖溫度傳感器液晶溫度傳感器液晶溫度傳感器分布溫度傳感器分布溫度傳感器雙金屬溫度傳感器雙金屬溫度傳感器集成溫度傳感器集成溫度傳感器三、非接觸式測(cè)溫三、非接觸式測(cè)溫在工業(yè)消費(fèi)中，有些場(chǎng)所是利用非接觸式溫度傳感器在工業(yè)消費(fèi)中，有些場(chǎng)所是利用非接觸式溫度傳感器丈量溫度，其優(yōu)點(diǎn)：不從被測(cè)物體上吸收熱量；不會(huì)丈量溫度，其優(yōu)點(diǎn)：不從被測(cè)物體上吸收熱量；不會(huì)干擾被

22、測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)；延續(xù)丈量不會(huì)產(chǎn)生耗費(fèi)；反干擾被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)；延續(xù)丈量不會(huì)產(chǎn)生耗費(fèi)；反響快等。近年來(lái)，這種溫度傳感器在國(guó)外開(kāi)展迅猛。響快等。近年來(lái)，這種溫度傳感器在國(guó)外開(kāi)展迅猛。l輻射高溫計(jì)輻射高溫計(jì) 是開(kāi)展得較早的一類非接觸式溫度傳感器，常用來(lái)丈是開(kāi)展得較早的一類非接觸式溫度傳感器，常用來(lái)丈量量 1000以上高溫。它可分為四種：光學(xué)高溫計(jì)、比以上高溫。它可分為四種：光學(xué)高溫計(jì)、比色高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)和光電高溫計(jì)。色高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)和光電高溫計(jì)。2光譜高溫計(jì)光譜高溫計(jì) 前蘇聯(lián)研制的前蘇聯(lián)研制的YCII型自動(dòng)測(cè)溫通用光譜高溫計(jì)、其型自動(dòng)測(cè)溫通用光譜高溫計(jì)、其丈量范圍為丈量范圍為4006000，

23、它是采用電子化自動(dòng)跟蹤系，它是采用電子化自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)展自動(dòng)丈量。統(tǒng)，保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)展自動(dòng)丈量。3超聲波溫度傳感器超聲波溫度傳感器 特點(diǎn)是呼應(yīng)快約為特點(diǎn)是呼應(yīng)快約為10ms左右，方向性強(qiáng)。目前國(guó)左右，方向性強(qiáng)。目前國(guó)外已有可測(cè)到外已有可測(cè)到5000 的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。4激光溫度傳感器激光溫度傳感器 適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度丈量。據(jù)報(bào)導(dǎo)，美、適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度丈量。據(jù)報(bào)導(dǎo)，美、日、英等國(guó)均在努力于將其運(yùn)用到科研工程，如日、英等國(guó)均在努力于將其運(yùn)用到科研工程，如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計(jì)可測(cè)很高的溫度公司用氦氖激光源的激光做光反射計(jì)可測(cè)很高的溫

24、度,精度為精度為1。美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫。美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫度計(jì)，最高溫度可達(dá)度計(jì)，最高溫度可達(dá)8000，是專門(mén)用于核聚變研討，是專門(mén)用于核聚變研討的。瑞士的。瑞士Browa Borer研討中心用激光溫度傳感器可研討中心用激光溫度傳感器可測(cè)幾千開(kāi)測(cè)幾千開(kāi)K的高溫。的高溫。四、設(shè)計(jì)實(shí)例四、設(shè)計(jì)實(shí)例溫控系統(tǒng)溫控系統(tǒng)電氣接口：電氣接口：、電源：、電源：AC220V，50Hz、加熱控制部分選用固態(tài)繼電、加熱控制部分選用固態(tài)繼電 器：器：開(kāi)場(chǎng)加熱開(kāi)場(chǎng)加熱 35停頓加熱停頓加熱 加熱器電氣接口：加熱器電氣接口：1000，AC220V，50Hz、散熱控制部分選用固態(tài)繼電器：、散

25、熱控制部分選用固態(tài)繼電器：50開(kāi)場(chǎng)散熱開(kāi)場(chǎng)散熱 40停頓散熱停頓散熱 加熱器電氣接口：加熱器電氣接口：200，AC220V，50Hz4、對(duì)外接線方式：、對(duì)外接線方式： 8芯接線柱，芯接線柱，AC220V， 10A；主用；主用3對(duì)對(duì)AC220V電源輸入、電源輸入、AC220V加加熱輸出、熱輸出、AC220V散熱輸出，備用一對(duì)。散熱輸出，備用一對(duì)。 4 mm 固定孔4個(gè)線路板尺寸表示圖15mm150mm120mm15mm15mm15mm8芯接線柱第一節(jié)概述一.流量的概念流流體體在在單單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)流流經(jīng)經(jīng)某某一一有有效效截截面面的的體體積積或或質(zhì)質(zhì)量量，前前者者稱稱體體積積流流量量（m3/s)

26、，后后者者稱稱質(zhì)質(zhì)量量流流量量(kg/s)。如果在截面上速度分布是均勻的，則：vFqvAmv如果介質(zhì)的密度為，那么量q流=量q質(zhì)第四節(jié)第四節(jié) 流量的檢測(cè)流量的檢測(cè)qv=vAF假設(shè)介質(zhì)的密度為，那么質(zhì)量流量： qm=qv流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不能夠是均勻的，假定在這個(gè)截面上某一微小單元面積上dAF速度是均勻的，流過(guò)該單元面積上的體積流量為qv=vAF整個(gè)截面上的流量qv為vFFqvdA一、流量的概念一、流量的概念A(yù)F為流通截面面積測(cè)測(cè)量量某某一一段段時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)流流過(guò)過(guò)的的流流體體量量，即即瞬瞬時(shí)時(shí)流流量量對(duì)對(duì)時(shí)時(shí)間間的的積積分分，稱稱之之流流體體總總量量。vtmtVqd tMq

27、d t用用來(lái)來(lái)測(cè)測(cè)量量流流量量的的儀儀表表統(tǒng)統(tǒng)稱稱為為流流量量計(jì)計(jì)。測(cè)測(cè)量量總總量量的的儀儀表表稱稱為為流流體體計(jì)計(jì)量量表表或或總總量量計(jì)計(jì)。流量計(jì)分類流量計(jì)分類二、體積流量檢測(cè)方法二、體積流量檢測(cè)方法是直接根據(jù)排出體積進(jìn)展流量累計(jì)的儀表，它利用運(yùn)動(dòng)元件的往是直接根據(jù)排出體積進(jìn)展流量累計(jì)的儀表，它利用運(yùn)動(dòng)元件的往復(fù)次數(shù)或轉(zhuǎn)速與流體的延續(xù)排出量成比例對(duì)被測(cè)流體進(jìn)展延續(xù)的復(fù)次數(shù)或轉(zhuǎn)速與流體的延續(xù)排出量成比例對(duì)被測(cè)流體進(jìn)展延續(xù)的檢測(cè)。容積式流量計(jì)可計(jì)量各種液體和氣體的累積流量，由于這檢測(cè)。容積式流量計(jì)可計(jì)量各種液體和氣體的累積流量，由于這種流量計(jì)可以精細(xì)丈量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤種流量

28、計(jì)可以精細(xì)丈量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計(jì)量?jī)x表。氣表到大容積的石油和天然氣計(jì)量?jī)x表。組成：丈量室、運(yùn)動(dòng)部件、傳動(dòng)和顯示部件。組成：丈量室、運(yùn)動(dòng)部件、傳動(dòng)和顯示部件。丈量室是具有固定規(guī)范容積的丈量主體，由流量計(jì)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)部丈量室是具有固定規(guī)范容積的丈量主體，由流量計(jì)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)部件與殼體構(gòu)成。在流體進(jìn)、出口壓力差的作用下，運(yùn)動(dòng)部件不斷件與殼體構(gòu)成。在流體進(jìn)、出口壓力差的作用下，運(yùn)動(dòng)部件不斷地將充溢在丈量室中的流體從入口排向出口。假定丈量室的固定地將充溢在丈量室中的流體從入口排向出口。假定丈量室的固定容積為容積為V，某一時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)過(guò)流量計(jì)排出流體的固定容積數(shù)為

29、，某一時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)過(guò)流量計(jì)排出流體的固定容積數(shù)為n，那么被測(cè)流體的體積總量那么被測(cè)流體的體積總量Q可知。容積流量計(jì)的流量方程式可以可知。容積流量計(jì)的流量方程式可以表示為：表示為：計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)測(cè)出運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)測(cè)出運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)數(shù)，n即可知，從而得出經(jīng)即可知，從而得出經(jīng)過(guò)流量計(jì)的流體總量。在丈量較小流量時(shí)，要思索走漏量的影響，過(guò)流量計(jì)的流體總量。在丈量較小流量時(shí)，要思索走漏量的影響，通常儀表有最小流量的丈量限制。通常儀表有最小流量的丈量限制。1、容積式流量計(jì)、容積式流量計(jì)基于在流通管道上設(shè)置流動(dòng)阻力件，流體經(jīng)過(guò)阻力件時(shí)將產(chǎn)生壓基于在流通管道上設(shè)置流動(dòng)阻力件，流體經(jīng)過(guò)阻力件

30、時(shí)將產(chǎn)生壓力差，此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系，經(jīng)過(guò)丈量差力差，此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系，經(jīng)過(guò)丈量差壓值求得流體流量。最常用的差壓式流量計(jì)是由產(chǎn)生差壓的安裝壓值求得流體流量。最常用的差壓式流量計(jì)是由產(chǎn)生差壓的安裝和差壓計(jì)組合而成。流體流過(guò)差壓產(chǎn)生安裝構(gòu)成靜壓差，由差壓和差壓計(jì)組合而成。流體流過(guò)差壓產(chǎn)生安裝構(gòu)成靜壓差，由差壓計(jì)測(cè)得差壓值，并轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)輸出。產(chǎn)生差壓的安裝有多種計(jì)測(cè)得差壓值，并轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)輸出。產(chǎn)生差壓的安裝有多種型式，包括節(jié)流安裝：如孔板、噴嘴、文丘利管等，以及動(dòng)壓管、型式，包括節(jié)流安裝：如孔板、噴嘴、文丘利管等，以及動(dòng)壓管、均速管、彎管等。其他型式的

31、差壓式流量計(jì)還有浮子流量計(jì)、靶均速管、彎管等。其他型式的差壓式流量計(jì)還有浮子流量計(jì)、靶式流量計(jì)等。式流量計(jì)等。2、差壓式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)：用于丈量液體、氣體或蒸汽的流量。節(jié)流式流量計(jì)：用于丈量液體、氣體或蒸汽的流量。均速管流量計(jì)：基于動(dòng)壓管測(cè)速原理開(kāi)展而成的一種流量計(jì)，均速管流量計(jì)：基于動(dòng)壓管測(cè)速原理開(kāi)展而成的一種流量計(jì)，流體流經(jīng)均速管產(chǎn)生差壓信號(hào)，該信號(hào)與流體流量有確定關(guān)系，流體流經(jīng)均速管產(chǎn)生差壓信號(hào)，該信號(hào)與流體流量有確定關(guān)系，經(jīng)過(guò)差壓計(jì)可測(cè)出流體流量。經(jīng)過(guò)差壓計(jì)可測(cè)出流體流量。彎管流量計(jì)：當(dāng)流體經(jīng)過(guò)管道彎頭時(shí)，遭到角加速的作用而產(chǎn)彎管流量計(jì)：當(dāng)流體經(jīng)過(guò)管道彎頭時(shí)，遭到角加

32、速的作用而產(chǎn)生的離心力會(huì)在彎頭的外半徑側(cè)與內(nèi)半徑側(cè)之間構(gòu)成差壓，此生的離心力會(huì)在彎頭的外半徑側(cè)與內(nèi)半徑側(cè)之間構(gòu)成差壓，此差壓的平方根與流體流量成正比。差壓的平方根與流體流量成正比。3、速度式流量計(jì)、速度式流量計(jì)基于與流體流速有關(guān)的各種物理景象，儀表的輸出與流速有確定基于與流體流速有關(guān)的各種物理景象，儀表的輸出與流速有確定的關(guān)系，即可知流體的體積流量。工業(yè)消費(fèi)中運(yùn)用的速度式流量的關(guān)系，即可知流體的體積流量。工業(yè)消費(fèi)中運(yùn)用的速度式流量計(jì)種類很多，新的種類也不斷開(kāi)發(fā)，它們各有特點(diǎn)和適用范圍。計(jì)種類很多，新的種類也不斷開(kāi)發(fā)，它們各有特點(diǎn)和適用范圍。渦輪番量計(jì)是利用安裝在管道中可以自在轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪感受流渦

33、輪番量計(jì)是利用安裝在管道中可以自在轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪感受流體的速度變化，從而測(cè)定管道內(nèi)的流體流量。體的速度變化，從而測(cè)定管道內(nèi)的流體流量。渦街流量計(jì)屬旋渦流量計(jì)類型，它是利用流體振蕩的原理進(jìn)渦街流量計(jì)屬旋渦流量計(jì)類型，它是利用流體振蕩的原理進(jìn)展流量丈量。當(dāng)流體流過(guò)非流線型阻撓體時(shí)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦，展流量丈量。當(dāng)流體流過(guò)非流線型阻撓體時(shí)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦，旋渦的產(chǎn)生頻率與流體流速有著確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，丈量頻率的旋渦的產(chǎn)生頻率與流體流速有著確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，丈量頻率的變化，就可以得知流體的流量。變化，就可以得知流體的流量。電磁流量計(jì)用于丈量具有導(dǎo)電性的液體介質(zhì)流量，基于電磁電磁流量計(jì)用于丈量具有導(dǎo)電性的液體介質(zhì)

34、流量，基于電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中垂直于磁力線方向流過(guò)，在流通感應(yīng)原理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中垂直于磁力線方向流過(guò)，在流通管道兩側(cè)的電極上將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與流體速管道兩側(cè)的電極上將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與流體速度有關(guān)，經(jīng)過(guò)丈量此電勢(shì)可求得流體流量。度有關(guān)，經(jīng)過(guò)丈量此電勢(shì)可求得流體流量。超聲流量計(jì)利用超聲波在流體中的傳播特性實(shí)現(xiàn)流量丈量。超聲流量計(jì)利用超聲波在流體中的傳播特性實(shí)現(xiàn)流量丈量。超聲波在流體中傳播，將遭到流體速度的影響，檢測(cè)接納的超超聲波在流體中傳播，將遭到流體速度的影響，檢測(cè)接納的超聲波信號(hào)可以測(cè)知流速，從而求得流體流量。聲波信號(hào)可以測(cè)知流速，從而求得流體流量。三

35、、質(zhì)量流量檢測(cè)方法三、質(zhì)量流量檢測(cè)方法又稱為推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。采用密度或溫度、壓力補(bǔ)償?shù)姆椒?，又稱為推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。采用密度或溫度、壓力補(bǔ)償?shù)姆椒?，在丈量體積流量的同時(shí)，丈量流體的密度或流體的溫度、壓力值，在丈量體積流量的同時(shí)，丈量流體的密度或流體的溫度、壓力值，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算求得質(zhì)量流量。再經(jīng)過(guò)運(yùn)算求得質(zhì)量流量。1、間接式質(zhì)量流量計(jì)、間接式質(zhì)量流量計(jì)體積流量計(jì)與密度計(jì)的組合方式體積流量計(jì)與密度計(jì)的組合方式差壓式流量計(jì)與密度計(jì)的組合差壓式流量計(jì)與密度計(jì)的組合其他體積流量計(jì)與密度計(jì)組合其他體積流量計(jì)與密度計(jì)組合體積流量計(jì)與體積流量計(jì)的組合方式體積流量計(jì)與體積流量計(jì)的組合方式 溫度、壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流

36、量計(jì)溫度、壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì) 流體密度是溫度、壓力的函數(shù)，經(jīng)過(guò)丈量流體溫度流體密度是溫度、壓力的函數(shù)，經(jīng)過(guò)丈量流體溫度和壓力，與體積流量丈量組合可求出流體質(zhì)量流量。和壓力，與體積流量丈量組合可求出流體質(zhì)量流量。直接輸出與質(zhì)量流量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，反映質(zhì)量流量的大小。其直接輸出與質(zhì)量流量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，反映質(zhì)量流量的大小。其丈量不受流體的溫度、壓為、密度變化的影響。丈量不受流體的溫度、壓為、密度變化的影響。2、直接式質(zhì)量流量計(jì)、直接式質(zhì)量流量計(jì)簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì)，它是利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì)，它是利用流體在振動(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的丈量原理?？剖狭α髁?/p>

37、計(jì)由與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的丈量原理。科氏力流量計(jì)由檢測(cè)科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換器組成。檢測(cè)科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換器組成?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)基于流體中熱傳送和熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量流量的關(guān)系。其任務(wù)機(jī)基于流體中熱傳送和熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量流量的關(guān)系。其任務(wù)機(jī)理是利用外熱源對(duì)被測(cè)流體加熱，丈量因流體流動(dòng)呵斥的溫度理是利用外熱源對(duì)被測(cè)流體加熱，丈量因流體流動(dòng)呵斥的溫度場(chǎng)變化，從而測(cè)得流體的質(zhì)量流量。場(chǎng)變化，從而測(cè)得流體的質(zhì)量流量。熱式質(zhì)量流量計(jì)熱式質(zhì)量流量計(jì)用于丈量自在落下的固體粉料的質(zhì)量流量。沖量式流量計(jì)由沖用于丈量自在落下的固體粉料的質(zhì)量流量。沖量式流量計(jì)由沖量傳感器及顯示儀表

38、組成。沖量傳感器感受被測(cè)介質(zhì)的沖力，量傳感器及顯示儀表組成。沖量傳感器感受被測(cè)介質(zhì)的沖力，經(jīng)轉(zhuǎn)換放大輸出與質(zhì)量流量成比例的規(guī)范信號(hào)。經(jīng)轉(zhuǎn)換放大輸出與質(zhì)量流量成比例的規(guī)范信號(hào)。沖量式流量計(jì)沖量式流量計(jì)四、流量檢測(cè)實(shí)例四、流量檢測(cè)實(shí)例利用超聲波在順流方向和逆流方向的傳播速度不同來(lái)進(jìn)展丈量。利用超聲波在順流方向和逆流方向的傳播速度不同來(lái)進(jìn)展丈量。在管外設(shè)置兩個(gè)相隔一定間隔的收發(fā)兩用壓電超聲換能器，每隔在管外設(shè)置兩個(gè)相隔一定間隔的收發(fā)兩用壓電超聲換能器，每隔一段時(shí)間一段時(shí)間(如如1/100s)，發(fā)射和接納互換一次。在順流和逆流的情，發(fā)射和接納互換一次。在順流和逆流的情況下，發(fā)射和接納的相位差與流速成正

39、比。根據(jù)這個(gè)關(guān)系，便可況下，發(fā)射和接納的相位差與流速成正比。根據(jù)這個(gè)關(guān)系，便可準(zhǔn)確測(cè)定流速。流速與管道橫截面積的乘積等于流量。此種流量準(zhǔn)確測(cè)定流速。流速與管道橫截面積的乘積等于流量。此種流量計(jì)可以丈量各種液體的流速。中壓和低壓氣體的流速計(jì)可以丈量各種液體的流速。中壓和低壓氣體的流速,不受該流體不受該流體的導(dǎo)電率、粘度、密度、腐蝕性以及成分的影響。其準(zhǔn)確度可達(dá)的導(dǎo)電率、粘度、密度、腐蝕性以及成分的影響。其準(zhǔn)確度可達(dá)0.5%，有的可到達(dá)，有的可到達(dá)0.01%。同理，可用于直接丈量隨海同理，可用于直接丈量隨海洋深度而變化的聲速分布。洋深度而變化的聲速分布。即以一定間隔放置兩個(gè)正對(duì)即以一定間隔放置兩個(gè)

40、正對(duì)著的陶瓷換能器，一個(gè)為發(fā)著的陶瓷換能器，一個(gè)為發(fā)射器、一個(gè)為接納器。根據(jù)射器、一個(gè)為接納器。根據(jù)測(cè)定的發(fā)射和接納的相位差測(cè)定的發(fā)射和接納的相位差隨深度的變化，即可得到聲隨深度的變化，即可得到聲速隨深度的分布情況。速隨深度的分布情況。流量顯示1789輸出信號(hào)換能器換能器接納接納發(fā)射發(fā)射光纖多普勒流速計(jì)光纖多普勒流速計(jì) 以下圖為利用光纖多普勒計(jì)來(lái)丈量流體流速的原理。以下圖為利用光纖多普勒計(jì)來(lái)丈量流體流速的原理。當(dāng)待測(cè)流體為氣體時(shí)，散射光將非常微弱，此時(shí)可采用當(dāng)待測(cè)流體為氣體時(shí)，散射光將非常微弱，此時(shí)可采用大功率的大功率的Ar激光器出射光功率為激光器出射光功率為2W，=514.5nm以提高信噪比

41、。光纖多普勒流速計(jì)的特點(diǎn)是非接觸丈量，以提高信噪比。光纖多普勒流速計(jì)的特點(diǎn)是非接觸丈量，不會(huì)影響待測(cè)物體的流動(dòng)形狀。不會(huì)影響待測(cè)物體的流動(dòng)形狀。 光纖多譜勒流量計(jì)構(gòu)造探測(cè)器頻譜分析儀He-Ne激光器123456781、3 分束器；2 反射鏡；4 透鏡；5 流體管道；6 窗口；7、8 光纖第五節(jié)第五節(jié) 物質(zhì)成分的檢測(cè)物質(zhì)成分的檢測(cè)一、物質(zhì)成分檢測(cè)方法一、物質(zhì)成分檢測(cè)方法定期取樣檢測(cè)：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法定期取樣檢測(cè)：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法延續(xù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)：延續(xù)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的含量或性質(zhì)的自動(dòng)檢測(cè)延續(xù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)：延續(xù)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的含量或性質(zhì)的自動(dòng)檢測(cè)(1)電化學(xué)式，如電導(dǎo)式、電量式、電位

42、式、電解式、酸度計(jì)、離電化學(xué)式，如電導(dǎo)式、電量式、電位式、電解式、酸度計(jì)、離子濃度計(jì)等；子濃度計(jì)等；(2)熱學(xué)式，如熱導(dǎo)式、熱譜式、熱化學(xué)式等；熱學(xué)式，如熱導(dǎo)式、熱譜式、熱化學(xué)式等；(3)磁學(xué)式，如磁式氧分析器、核磁共振分析儀等：磁學(xué)式，如磁式氧分析器、核磁共振分析儀等：(4)射線式，如射線式，如X射線分忻儀、射線分忻儀、射線分析儀、同位素分析儀、微波射線分析儀、同位素分析儀、微波分析儀等；分析儀等；(5)光學(xué)式，如紅外、紫外等吸收式光學(xué)分析儀，光散射、光干涉光學(xué)式，如紅外、紫外等吸收式光學(xué)分析儀，光散射、光干涉式光學(xué)分析儀等；式光學(xué)分析儀等；(6)電子光學(xué)式和離子光學(xué)式，如電子探針、離子探針

43、、質(zhì)譜儀等電子光學(xué)式和離子光學(xué)式，如電子探針、離子探針、質(zhì)譜儀等(7)色譜式，如氣相色譜儀、液相色諾儀等；色譜式，如氣相色譜儀、液相色諾儀等；(8)物性丈量?jī)x表，如水分計(jì)、粘度計(jì)、密度計(jì)、濕度計(jì)、塵量計(jì)物性丈量?jī)x表，如水分計(jì)、粘度計(jì)、密度計(jì)、濕度計(jì)、塵量計(jì)(9)其他，如晶體振蕩式分析儀、半導(dǎo)體氣敏傳感器等。其他，如晶體振蕩式分析儀、半導(dǎo)體氣敏傳感器等。二、氣體成分檢測(cè)二、氣體成分檢測(cè)是運(yùn)用最早的一種物理式氣體分析器，經(jīng)過(guò)檢測(cè)混合氣體導(dǎo)熱系是運(yùn)用最早的一種物理式氣體分析器，經(jīng)過(guò)檢測(cè)混合氣體導(dǎo)熱系數(shù)變化得知待測(cè)組分含量。被測(cè)氣體組分含量變化時(shí)，將引起導(dǎo)數(shù)變化得知待測(cè)組分含量。被測(cè)氣體組分含量變化時(shí)

44、，將引起導(dǎo)熱系數(shù)變化，從而間接得知待測(cè)組分含量。熱系數(shù)變化，從而間接得知待測(cè)組分含量。設(shè)待測(cè)組分的濃度為設(shè)待測(cè)組分的濃度為C1，相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)為，相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)為1混合氣體中其他組混合氣體中其他組分的導(dǎo)熱系數(shù)近似相等，分的導(dǎo)熱系數(shù)近似相等， 2 3 n ，那么，那么1、熱導(dǎo)式氣體分析器、熱導(dǎo)式氣體分析器2112C丈量多組分某一氣體組分的含量必需滿足兩個(gè)條件：丈量多組分某一氣體組分的含量必需滿足兩個(gè)條件：混合氣體中除待測(cè)組分外，其他各組分的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)一樣或非混合氣體中除待測(cè)組分外，其他各組分的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)一樣或非常接近。常接近。待測(cè)組分的的導(dǎo)熱系數(shù)與其他組分的導(dǎo)熱系數(shù)要有顯著的差別，待測(cè)組分的的導(dǎo)

45、熱系數(shù)與其他組分的導(dǎo)熱系數(shù)要有顯著的差別，差別越大，靈敏度越高，即待測(cè)組分濃度變化引起混合氣體的差別越大，靈敏度越高，即待測(cè)組分濃度變化引起混合氣體的變變化就越大。化就越大。熱導(dǎo)池是用導(dǎo)熱良好的金屬制成的長(zhǎng)圓柱熱導(dǎo)池是用導(dǎo)熱良好的金屬制成的長(zhǎng)圓柱形小室，室內(nèi)裝有一根細(xì)的鉑或鎢電阻絲形小室，室內(nèi)裝有一根細(xì)的鉑或鎢電阻絲,電阻絲與腔體有良好的絕緣。電源供應(yīng)熱電阻絲與腔體有良好的絕緣。電源供應(yīng)熱絲恒定電流，使之維持一定的溫度絲恒定電流，使之維持一定的溫度tn，tn高于室壁溫度高于室壁溫度tc，被測(cè)氣體從小室下部引，被測(cè)氣體從小室下部引入入,從小室上部排出從小室上部排出,熱絲的熱量經(jīng)過(guò)混合熱絲的熱量經(jīng)

46、過(guò)混合氣體向室壁傳送。熱導(dǎo)池普通放在恒溫安氣體向室壁傳送。熱導(dǎo)池普通放在恒溫安裝中，故室壁溫度恒定，熱絲的熱平衡溫裝中，故室壁溫度恒定，熱絲的熱平衡溫度將隨被測(cè)氣體的熱導(dǎo)率變化而改動(dòng)。熱度將隨被測(cè)氣體的熱導(dǎo)率變化而改動(dòng)。熱絲溫度的變化使其電阻值亦發(fā)生變化，經(jīng)絲溫度的變化使其電阻值亦發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)電阻變化的可得知?dú)怏w組分的變化。過(guò)電阻變化的可得知?dú)怏w組分的變化。2、熱磁式氣體分析器、熱磁式氣體分析器是利用被測(cè)氣體混合物待測(cè)組分比其他氣體有高得多的磁化率，是利用被測(cè)氣體混合物待測(cè)組分比其他氣體有高得多的磁化率，以及磁化率隨溫度的升高而降低等熱磁效應(yīng)來(lái)檢測(cè)待測(cè)氣體組以及磁化率隨溫度的升高而降低等熱磁

47、效應(yīng)來(lái)檢測(cè)待測(cè)氣體組分含量的原理制成的。它主要用來(lái)檢測(cè)混合氣體的氧含量，丈分含量的原理制成的。它主要用來(lái)檢測(cè)混合氣體的氧含量，丈量范圍為百分之百，具有反響快、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。量范圍為百分之百，具有反響快、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。熱磁式氧氣體分析儀熱磁式氧氣體分析儀主要是利用氧的磁特性任務(wù)的，如氧氣比其他組分的磁化率主要是利用氧的磁特性任務(wù)的，如氧氣比其他組分的磁化率大得多，并且其他組分的磁化率近似相等，隨著溫度的升高。大得多，并且其他組分的磁化率近似相等，隨著溫度的升高。氣體的磁化率迅速下降。氣體的磁化率迅速下降。氧化鋯式氧量體分析儀氧化鋯式氧量體分析儀屬于電化學(xué)分析方法這種分析器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、穩(wěn)

48、定屬于電化學(xué)分析方法這種分析器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、穩(wěn)定性好、呼應(yīng)快、丈量范圍寬性好、呼應(yīng)快、丈量范圍寬(從從106到百分含量到百分含量)，而且不需，而且不需求復(fù)雜的采樣和預(yù)處置系統(tǒng)，它的探頭可以直接插入煙道中求復(fù)雜的采樣和預(yù)處置系統(tǒng)，它的探頭可以直接插入煙道中延續(xù)地分析煙氣中的氧含量。延續(xù)地分析煙氣中的氧含量。濃差電池的左側(cè)為被測(cè)氣體右側(cè)為濃差電池的左側(cè)為被測(cè)氣體右側(cè)為參比氣體，參比氣體普通為空氣。當(dāng)參比氣體，參比氣體普通為空氣。當(dāng)兩側(cè)氣體的氧分壓不同時(shí)，吸附在電兩側(cè)氣體的氧分壓不同時(shí)，吸附在電極上的氧分子離解得到極上的氧分子離解得到4個(gè)電子，構(gòu)成個(gè)電子，構(gòu)成兩個(gè)兩個(gè)O 2，進(jìn)入固體電解質(zhì)中，在

49、高，進(jìn)入固體電解質(zhì)中，在高溫下，氧離子從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移溫下，氧離子從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電勢(shì)。而產(chǎn)生電勢(shì)。氧化鋯分析器正常任務(wù)的必要條件：氧化鋯分析器正常任務(wù)的必要條件： (1)任務(wù)溫度要恒定，傳感器要有溫度調(diào)理控制的環(huán)節(jié)，任務(wù)溫度要恒定，傳感器要有溫度調(diào)理控制的環(huán)節(jié)，普通任務(wù)溫度堅(jiān)持在普通任務(wù)溫度堅(jiān)持在T850，此時(shí)儀表靈敏度最高。，此時(shí)儀表靈敏度最高。任務(wù)溫度任務(wù)溫度T的變化直接影響氧濃差電勢(shì)的變化直接影響氧濃差電勢(shì)E的大小，傳感的大小，傳感器還應(yīng)有溫度補(bǔ)償環(huán)節(jié)。器還應(yīng)有溫度補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 (2)必需求有參比氣體，參比氣體的氧含量要穩(wěn)定不變。必需求有參比氣體，參比氣體的氧含量要穩(wěn)定不變

50、。二者氧含量差別越大，儀表靈敏度越高。例如用氧化鋯二者氧含量差別越大，儀表靈敏度越高。例如用氧化鋯分析器分析煙氣的氧含量時(shí)，以空氣為參比氣體時(shí)，被分析器分析煙氣的氧含量時(shí)，以空氣為參比氣體時(shí)，被測(cè)氣體氧含量為測(cè)氣體氧含量為34，傳感器可以有幾十毫伏的輸，傳感器可以有幾十毫伏的輸出。出。 (3)參比氣體與被測(cè)氣體壓力應(yīng)該相等，儀表可以直接參比氣體與被測(cè)氣體壓力應(yīng)該相等，儀表可以直接以氧濃度刻度。以氧濃度刻度。屬于光學(xué)分析儀表中的一種。它是利用不同氣體對(duì)不同波長(zhǎng)的屬于光學(xué)分析儀表中的一種。它是利用不同氣體對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外線具有選擇性吸收的特性來(lái)進(jìn)展分析的。這類儀表的特點(diǎn)紅外線具有選擇性吸收的特性來(lái)

51、進(jìn)展分析的。這類儀表的特點(diǎn)是丈量范圍寬；靈敏度高，能分析的氣體體積分?jǐn)?shù)可到是丈量范圍寬；靈敏度高，能分析的氣體體積分?jǐn)?shù)可到106(ppm級(jí)級(jí))；反響速度快、選擇性好。紅外線氣體分析器常用于延；反響速度快、選擇性好。紅外線氣體分析器常用于延續(xù)分析混合氣體中續(xù)分析混合氣體中CO、CO2、CH4、NH3等氣體的濃度。等氣體的濃度。 大部分有機(jī)和無(wú)機(jī)氣體在紅外波段內(nèi)有其特征的吸收峰，以大部分有機(jī)和無(wú)機(jī)氣體在紅外波段內(nèi)有其特征的吸收峰，以下圖為一些氣體的吸收光譜，紅外線氣體分析器主要利用下圖為一些氣體的吸收光譜，紅外線氣體分析器主要利用225m之間的一段紅外光譜。之間的一段紅外光譜。3、紅外線氣體分析器

52、、紅外線氣體分析器5半導(dǎo)體體分析器半導(dǎo)體體分析器4質(zhì)譜分析儀質(zhì)譜分析儀三、濕度和含水量檢測(cè)三、濕度和含水量檢測(cè)電解質(zhì)型：以氯化鋰為例，它在絕緣基板上制造一電解質(zhì)型：以氯化鋰為例，它在絕緣基板上制造一對(duì)電極，涂上氯化鋰鹽膠膜。氯化鋰極易潮解，并產(chǎn)對(duì)電極，涂上氯化鋰鹽膠膜。氯化鋰極易潮解，并產(chǎn)生離子導(dǎo)電，隨濕度升高而電阻減小。生離子導(dǎo)電，隨濕度升高而電阻減小。陶瓷型：普通以金屬氧化物為原料，經(jīng)過(guò)陶瓷工藝，陶瓷型：普通以金屬氧化物為原料，經(jīng)過(guò)陶瓷工藝，制成一種多孔陶瓷。利用多孔陶瓷的阻值對(duì)空氣中水制成一種多孔陶瓷。利用多孔陶瓷的阻值對(duì)空氣中水蒸氣的敏感特性而制成。蒸氣的敏感特性而制成。高分子型：先在

53、玻璃等絕緣基板上蒸發(fā)梳狀電極，高分子型：先在玻璃等絕緣基板上蒸發(fā)梳狀電極，經(jīng)過(guò)浸漬或涂覆，使其在基板上附著一層有機(jī)高分子經(jīng)過(guò)浸漬或涂覆，使其在基板上附著一層有機(jī)高分子感濕膜。有機(jī)高分子的資料種類也很多，任務(wù)原理也感濕膜。有機(jī)高分子的資料種類也很多，任務(wù)原理也各不一樣。各不一樣。單晶半導(dǎo)體型：所用資料主要是硅單晶，利用半導(dǎo)單晶半導(dǎo)體型：所用資料主要是硅單晶，利用半導(dǎo)體工藝制成。制成二極管濕敏器件和體工藝制成。制成二極管濕敏器件和MOSFET濕度敏濕度敏感器件等。其特點(diǎn)是易于和半導(dǎo)體電路集成在一同。感器件等。其特點(diǎn)是易于和半導(dǎo)體電路集成在一同。 1 1、濕度檢測(cè)、濕度檢測(cè)2 2、含水量檢測(cè)、含水量檢測(cè)電導(dǎo)法電導(dǎo)法固體物質(zhì)的含水量與其導(dǎo)電性存在一定的關(guān)系，含水量高，導(dǎo)固體物質(zhì)的含水量與其導(dǎo)電性存在一定的關(guān)系，含水量高，導(dǎo)電性好。通常采用不平衡電橋方法丈量。電性好。通常采用不平衡電橋方法丈量。稱重法稱重法采用紅外線燈為加熱源，照射被測(cè)物質(zhì)使其水分完全蒸發(fā)，即采用紅外線燈為加熱源，照射被測(cè)物質(zhì)使其水分完全蒸發(fā)，即烘干。用電子稱稱出烘干前后的分量烘干。用電子稱稱出烘干前后的分量W1