多功能動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置檢測(cè)方法設(shè)計(jì)

1、過程檢測(cè)技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì)目錄第一章 緒論11.1工程背景11.2 設(shè)計(jì)目的2第二章 檢測(cè)方法設(shè)計(jì)及依據(jù)32.1 檢測(cè)和控制的主要參數(shù)32.2污垢測(cè)量方法與測(cè)量原理32.2.1污垢測(cè)量方法32.2.2污垢測(cè)量原理3第三章 參數(shù)檢測(cè)與控制53.1 實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)出口溫度以及水浴溫度測(cè)量53.1.1 儀表選用53.1.2 儀表選用依據(jù)53.1.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖63.1.4 測(cè)量注意事項(xiàng)63.1.5 誤差分析63.2 實(shí)驗(yàn)管壁溫度測(cè)量73.2.1 儀表選用73.2.2儀表選用依據(jù)73.2.3 產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖83.2.4測(cè)量注意事項(xiàng)93.2.5誤差分析93.3 水位測(cè)量93.3.1儀表選用93.3.

2、2儀表選用依據(jù)93.3.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖103.3.4測(cè)量注意事項(xiàng)103.3.5誤差分析113.4 流量測(cè)量113.4.1儀表選用113.4.2儀表選用依據(jù)113.4.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖123.4.4測(cè)量注意事項(xiàng)123.4.5 誤差分析123.5 差壓測(cè)量133.5.1儀表選用133.5.2儀表選用依據(jù)133.5.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖133.5.4測(cè)量注意事項(xiàng)143.5.5誤差分析14第四章 課程設(shè)計(jì)新的體會(huì)15參考文獻(xiàn)16II過程檢測(cè)技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1工程背景換熱設(shè)備污垢的形成過程是一個(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

3、造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，因而污垢問題成為傳熱學(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。污垢熱阻可以通過清潔狀態(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。實(shí)驗(yàn)研究或?qū)嶋H生產(chǎn)則常常要求測(cè)量局部污垢熱阻，這可通過測(cè)量所要求部位的壁溫表示。如圖1-1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為首的課題組基于測(cè)量新技術(shù)軟測(cè)量技術(shù)開發(fā)的多功能實(shí)驗(yàn)裝置?；诒緦?shí)驗(yàn)裝置，先后完成國家、東北電力公司、省、市多項(xiàng)科研項(xiàng)目并獲獎(jiǎng)，鑒定結(jié)論為國際領(lǐng)先。目前承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、973項(xiàng)目部分實(shí)驗(yàn)工作。圖1-1 多功能動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置外形圖本實(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2

4、m），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)驗(yàn)系統(tǒng)?？梢宰銎叫袠訉?shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)。為獲取水處理藥劑的效果、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)。1-恒溫槽體；2-試驗(yàn)管段；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 圖1-2 試驗(yàn)裝置流程圖1.2 設(shè)計(jì)目的能源對(duì)于一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有決定性的影響。在我國，火力發(fā)電是

5、電力工業(yè)的主要組成部分，火力發(fā)電量約占總發(fā)電量的70%左右，而換熱器是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一。換熱器污垢的存在給廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠的換熱器造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)污垢的監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。1、測(cè)出管道換熱面有垢一側(cè)的污垢熱阻，能夠方便監(jiān)視管道狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)和及時(shí)報(bào)警，使系統(tǒng)運(yùn)行更可靠，同時(shí)也能推算出工質(zhì)含雜質(zhì)量，為除雜質(zhì)提供參考。2、通過對(duì)各種測(cè)量方法的思考及各種資料的查閱，加深對(duì)本門課程的認(rèn)識(shí)。3、在設(shè)計(jì)過程中使學(xué)習(xí)能力、思維能力、動(dòng)手能力、工程創(chuàng)新能力和承受挫折能力都得到綜合提高，增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和工作適應(yīng)力。第二章 檢測(cè)方法設(shè)計(jì)及依據(jù)2.1 檢測(cè)和控制的主要參數(shù)溫度：包括實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)

6、口（2040）、出口溫度（2080 ） ，實(shí)驗(yàn)管壁溫（2080 ）以及水浴溫度（2080 ）。水位：補(bǔ)水箱上位安裝，距地面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200mm500mm。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0.5。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。2.2污垢測(cè)量方法與測(cè)量原理2.2.1污垢測(cè)量方法按對(duì)沉積物的監(jiān)測(cè)手段分有：熱學(xué)法和非傳熱量的污垢監(jiān)測(cè)法。熱學(xué)法中又可分為熱阻表示法和溫差表示法兩種；非傳熱量的污垢監(jiān)測(cè)法又有直接稱重法、厚度測(cè)量法、壓降測(cè)量法、放射性技術(shù)、時(shí)間推移電影法、顯微照相法

7、、電解法和化學(xué)法。這些監(jiān)測(cè)方法中，對(duì)換熱設(shè)備而言，最直接而且與換熱設(shè)備性能聯(lián)系最密切的莫過于熱學(xué)法。2.2.2污垢測(cè)量原理表示換熱面上污垢沉積量的特征參數(shù)有：?jiǎn)挝幻娣e上的污垢沉積質(zhì)量，污垢層平均厚度和污垢熱阻。這三者之間的關(guān)系由下式表示： （2-1）圖2-1 清潔和有污垢時(shí)溫度分布及熱阻通常測(cè)量污垢熱阻的原理如下：設(shè)傳熱過程是在熱流密度q為常數(shù)情況下進(jìn)行的，圖2-1（a）為換熱面兩側(cè)處于清潔狀態(tài)下的溫度分布，其總的傳熱熱阻為： （2-2）圖2-1（b）為兩側(cè)有污垢時(shí)的溫度分布，其總傳熱熱阻為 （2-3）如果假定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)影響不大，則可認(rèn)為 。于是從式(2-3)

8、減去式(2-2)得： （2-4）式(2-4)表明污垢熱阻可以通過清潔狀態(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。實(shí)驗(yàn)研究或?qū)嶋H生產(chǎn)則常常要求測(cè)量局部污垢熱阻，這可通過測(cè)量所要求部位的壁溫表示。假定換熱面只有一側(cè)有污垢存在，則有： （2-5） （2-6）若在結(jié)垢過程中，q、均保持不變，且同樣假定，則兩式相減有： （2-7）這樣，換熱面有垢一側(cè)的污垢熱阻可以通過測(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。- 19 -第3章 參數(shù)檢測(cè)與控制3.1 實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)出口溫度以及水浴溫度測(cè)量3.1.1 儀表選用熱電阻溫度計(jì)測(cè)進(jìn)出口溫度和水浴溫度，電阻溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體或金屬氧化物半導(dǎo)體做測(cè)

9、溫質(zhì)，利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。金屬電阻一般為正溫度系數(shù)，電阻隨溫度的變化可用多項(xiàng)式表示： （3-1）式中：和分別為溫度為t和0時(shí)的電阻值；A,B,C.均為常數(shù)，其值取決于熱電阻材料的種類。熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器，它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精度是最高的，它不僅能廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。這里選用WZC-200熱電阻。3.1.2 儀表選用依據(jù)從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測(cè)量的，因此，熱電阻的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給問的測(cè)量帶來影響。鎧裝熱電阻是由感溫

10、元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體。與普通型熱電阻相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)：體積小，內(nèi)部無空氣隙，測(cè)量滯后?。粰C(jī)械性良好、耐震，抗沖擊；能彎曲，便于安裝，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)管流體進(jìn)、出口溫度，管壁溫度和水浴溫度大約控制在20-80C之間，屬于地問測(cè)量，所以只需采用簡(jiǎn)單的接觸式溫度計(jì)即可。試驗(yàn)中，我們還需得到精度較高的溫度值并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，膨脹式溫度計(jì)精度雖高但不可以轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，低溫測(cè)量時(shí)熱電阻溫度計(jì)精度比熱電偶溫度計(jì)要高。所以綜合考慮選擇熱電阻溫度計(jì)較好。3.1.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖表3-1 WZC-200熱電阻參數(shù)型號(hào)分度號(hào)安裝形式允差值測(cè)量范圍WZC-200管

11、螺紋G1/2 0.5%-50-150C圖3-1 WZC-200熱電阻結(jié)構(gòu)示意圖3.1.4 測(cè)量注意事項(xiàng)熱電阻溫度計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)管進(jìn)、出口溫度時(shí)應(yīng)注意接線方式，采用三線制接線可較好地消除引線電阻的影響，測(cè)量準(zhǔn)確度較高。3.1.5 誤差分析1、 分度誤差。該誤差取決于材料純度和加工工藝。2、 通電發(fā)熱誤差。由于電阻通電后會(huì)產(chǎn)生自升溫現(xiàn)象，從而帶來測(cè)量誤差。該誤差無法消除。3、 線路電阻不同或變化引入的測(cè)量誤差?？赏ㄟ^串聯(lián)電位器調(diào)整，此外采用三線、四線接線方法也可以減小誤差。4、 附加熱電動(dòng)勢(shì)。電阻絲與引線接點(diǎn)處構(gòu)成熱偶，若節(jié)點(diǎn)溫度不同將產(chǎn)生附加電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于測(cè)量回路可能產(chǎn)生影響?？赏ㄟ^節(jié)點(diǎn)靠近，同溫等方

12、法減小或消除。5、 熱電阻安裝時(shí)，其插入深度不小于熱電阻保護(hù)管外徑的8倍10倍，盡可能使熱電阻受熱部分增長(zhǎng)。6、 熱電阻在使用中為了減小輻射熱和熱傳導(dǎo)所產(chǎn)生的誤差，應(yīng)盡量使保護(hù)套管表面和被測(cè)介質(zhì)溫度接近，并減小熱電阻保護(hù)套管的黑度。3.2 實(shí)驗(yàn)管壁溫度測(cè)量3.2.1 儀表選用熱電偶溫度計(jì)由三部分組成：熱電偶（感溫元件）、測(cè)量?jī)x表、連接熱電偶和測(cè)量?jī)x表的導(dǎo)線（補(bǔ)償導(dǎo)線及銅線）。圖3-2 簡(jiǎn)單的熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)它是由兩種不同材料的導(dǎo)體A和B焊接而成，焊接的一端插入被測(cè)介質(zhì)中，感受被測(cè)溫度，稱為工作端或熱端，另一端與導(dǎo)線相連，稱為冷端或自由端。兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接形成回路，直接測(cè)溫端叫測(cè)量端，

13、接線端叫參比端。當(dāng)測(cè)量端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路上產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表就會(huì)顯示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。3.2.2儀表選用依據(jù)本次儀表選用卡箍式K型鎧裝熱電偶 WRKK-191測(cè)量實(shí)驗(yàn)管壁溫，如圖3-3。熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種，普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護(hù)套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。鎧裝熱電偶是溫度測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測(cè)溫范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)，便于自動(dòng)控制和集中控制。K型熱電偶是

14、目前用量最大的廉金屬熱電偶，K型熱電偶絲直徑一般為1.24.0mm。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)。它可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)中從-20到100（熱電阻）范圍內(nèi)的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度，為了保證冷端溫度不變，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。本設(shè)計(jì)采用卡箍式聯(lián)接方式，采用卡箍式夾緊裝置,無需焊接,就可將溫度探頭上的加熱板與管道壓接,具有裝拆方便,反應(yīng)靈敏、抗壓耐震和測(cè)量可靠?？ü渴綗犭娕际菍犭娕兼z裝材料制成的補(bǔ)償導(dǎo)線一端焊接在直徑能收縮的包箍上，包箍又安裝在被測(cè)管道的外面，通過包箍的集熱就可由熱

15、電偶測(cè)得管道表面的溫度。3.2.3 產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖表3-2 鎧裝熱電偶參數(shù)型號(hào)分度號(hào)測(cè)溫范圍精度等級(jí)WRKK-191K0-8001圖3-3 卡箍式熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖圖3-4 鎧裝熱電偶與裝配熱電偶響應(yīng)時(shí)間曲線3.2.4測(cè)量注意事項(xiàng)1、 熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)差，而不是熱電偶冷端與工作段兩端溫度差的函數(shù)；2、 熱電偶所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料均勻時(shí)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關(guān)；3、 當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲成分確定后，熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；4、 若熱電偶冷端的溫度保持一定，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)僅是工作端溫度的單

16、值函數(shù)。3.2.5誤差分析1、 水浴與管壁分開的面積太大，影響流體的流量及換熱；2、 外界環(huán)境變化會(huì)影響管壁溫度，故應(yīng)使外界環(huán)境溫度盡量保持穩(wěn)定；3、 由于存在導(dǎo)熱、傳熱、輻射換熱導(dǎo)致誤差；4、 冷端溫度不恒定。3.3 水位測(cè)量3.3.1儀表選用水位要求測(cè)量并控制，以適應(yīng)不同流速的需要。因管內(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)，為了不因結(jié)垢影響測(cè)量，應(yīng)選用不與流體直接接觸的裝置進(jìn)行測(cè)量。此處使用電磁波雷達(dá)液位計(jì)，可以測(cè)量黏稠、有沉淀、有腐蝕或易凍結(jié)的液體。3.3.2儀表選用依據(jù)雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可

17、以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測(cè)量。即使工況比較復(fù)雜的情況下，存在虛假回波，用最新的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：D=CT/2 （3-1）其中C為光速，因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D （3-2）通過輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4

18、20mA輸出。應(yīng)用介質(zhì)：智能雷達(dá)物位計(jì)適用于對(duì)液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量，適用于溫度、壓力變化大；有惰性氣體及揮發(fā)存在的場(chǎng)合。采用微波脈沖的測(cè)量方法，并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常工作。波束能量較低，可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)，對(duì)人體及環(huán)境均無傷害。3.3.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖表3-3 電磁波雷達(dá)液位計(jì)參數(shù)類型供電電源測(cè)量精度量程環(huán)境溫度YLPS626-24V0.1%0-10KPa-40-150圖3-5 電磁波雷達(dá)液位計(jì)基本結(jié)構(gòu)圖3.3.4測(cè)量注意事項(xiàng)窗體頂端1、測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐底為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測(cè)量。2

19、、若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐底可見，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C 的位置。3、理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端至少100mm。4、對(duì)于過溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。5、最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。3.3.5誤差分析1、 校正過程傳遞了人工檢尺系統(tǒng)誤差；2、 參照高度隨機(jī)變化引起液位誤差；3、 單點(diǎn)測(cè)溫影響液位的準(zhǔn)確度。3.4 流量測(cè)量3.4.1儀表選用由于實(shí)驗(yàn)所用的流體為易結(jié)垢的高硬度誰或是含有固體微粒等致垢物質(zhì)，其導(dǎo)電率變化較大，不固定，所以不宜采用電磁式流量計(jì)。實(shí)驗(yàn)管徑小，管內(nèi)空間小，很難再

20、在管中放置大的節(jié)流件，這樣會(huì)造成壓力損失，使流速減小，從而影響流量測(cè)量，所以也不宜采用節(jié)流式流量計(jì)和渦輪式流量計(jì)。流量檢測(cè)儀表應(yīng)該選擇非接觸式流量計(jì)，以防止使用接觸式流量計(jì)在脫落過程發(fā)生污垢卡渦輪葉片、對(duì)接觸部分摩擦致傷等各種情況。這里我采用超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)由超聲波換能器、電子轉(zhuǎn)換線路、流量顯示累積系統(tǒng)3部分組成。它利用超聲波在橫向穿過流動(dòng)的液體時(shí)，在其順流和逆流介質(zhì)中，其超聲波的速度有差異而形成速度差(時(shí)間差)。時(shí)差法超聲波流量計(jì)就是利用該原理對(duì)流體的流速和流量進(jìn)行測(cè)量的。如圖9示，超聲波入射到管道流體中，順流傳播時(shí)間與逆流傳播時(shí)間之差與流體的流速有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。超聲波測(cè)流量的作

21、用原理有傳播速度法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法、相關(guān)法、流速液面法等多種方法。3.4.2儀表選用依據(jù)RS485固定安裝管外夾裝型高精度時(shí)差式超聲波流量計(jì)，RS485固定安裝管外夾裝型高精度時(shí)差式超聲波流量計(jì)融合了世界上先進(jìn)的非接觸式流量測(cè)量技術(shù)，提供了高精度的測(cè)量系統(tǒng)，多用途性、便利的安裝和可靠性，可在幾分鐘內(nèi)投運(yùn)。其測(cè)量量程比大于400：1，這種極寬的量程使儀表可以測(cè)量正常流速的流量，也可測(cè)量因管道和閥門泄漏引起的微流量；讀數(shù)精確、可靠，特別在低流量區(qū)域，性能大大優(yōu)于各種文丘利機(jī)械式、差壓式和渦街式流量計(jì)性能；自動(dòng)雷諾數(shù)補(bǔ)償，可確保測(cè)量層流、管徑大小頭和管路擾動(dòng)區(qū)域流量的精確度，非接觸式，

22、安裝簡(jiǎn)便，成本低，免維護(hù)。3.4.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖表3-4 超聲波流量計(jì)基本技術(shù)參數(shù)類型精度等級(jí)供電方式測(cè)量范圍（）輸出信號(hào)RS485液體1.0級(jí)10-36V0-54-20mA圖3-7 RS485超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖3.4.4測(cè)量注意事項(xiàng)超聲波流量計(jì)安裝應(yīng)避開時(shí)鐘6點(diǎn)、12點(diǎn)方向，以免管道底部沉淀物或管道上部的氣泡、氣穴引起信號(hào)的衰減。3.4.5 誤差分析1 噪聲影響。超聲波流量計(jì)可能會(huì)受附近超聲波噪聲源的不利影響。這種噪聲源包括減少可聽見噪聲的無噪聲閥、壓力調(diào)節(jié)器和管道的其他重要節(jié)流部件?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明：在流量計(jì)和噪聲源之間設(shè)置彎頭會(huì)有助于減輕額外的超聲波噪聲。2 換能器安裝位置引起的誤差。時(shí)

23、差法超聲波流量測(cè)量的測(cè)量精度與超聲波換能器的安裝尺寸有十分緊密的關(guān)系。3 流體溫度變化引起的誤差。流速、流量大小與聲速成正比，而聲速是隨著溫度的變化而變化的，由于溫度變化而產(chǎn)生的誤差比較大，必須加以修正。溫度為T時(shí)，被測(cè)流體的聲速為： (3-3) 式中溫度T為0時(shí)的聲速 a被測(cè)流體聲速溫度系數(shù)4 測(cè)量電路不對(duì)稱引入的誤差。由于兩個(gè)換能器控制采集電路不絕對(duì)的一致，在順流向發(fā)射超聲波信號(hào)時(shí)，由硬件電路造成的延時(shí)與逆流向發(fā)射超聲波信號(hào)時(shí)的延時(shí)并不完全一樣。為了消除測(cè)量電路本身不對(duì)稱引入的誤差，必須進(jìn)行零流量的校核，就是驗(yàn)證系統(tǒng)超聲波流量測(cè)量在沒有流量流過時(shí)是否會(huì)顯示流量值。3.5 差壓測(cè)量3.5.1

24、儀表選用由于結(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0-50mm水柱。由于被測(cè)流體為高硬度水并且差壓較小，選用液壓差壓變送器。3.5.2儀表選用依據(jù)變送器的測(cè)量元件是一個(gè)壓阻壓力傳感器。它利用半導(dǎo)體硅的壓阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)壓力與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。被測(cè)壓力做用到不銹鋼膜片上，通過為銹、鋼膜片與敏感芯片之間灌充的硅油，把壓力傳遞到敏感芯片上，敏感芯片上的惠斯登電橋輸出的電信號(hào)與作用壓力有著良好的現(xiàn)行關(guān)系，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的準(zhǔn)確測(cè)量。變送器對(duì)液體測(cè)量的基本原理，就是把與液體深度成正比的液體靜壓力，通過變送器轉(zhuǎn)換成電流（或電壓）信號(hào)輸出，從而建立輸出電信號(hào)與液體深度的現(xiàn)行對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體深度的測(cè)

25、量。3.5.3產(chǎn)品參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖表3-5 液壓式差壓變送器基本參數(shù)型號(hào)測(cè)量范圍測(cè)量精度工作電壓V輸出信號(hào)量程比DH3851DP0-0.6-6KPa0.1%18-364-20mA1:1-1:10圖3-8 液壓式差壓變送器基本結(jié)構(gòu)圖3.5.4測(cè)量注意事項(xiàng)1、 切勿用高于36V電壓加到變送器上，導(dǎo)致變送器損壞；2、 被測(cè)介質(zhì)不允許結(jié)冰，否則將損傷傳感器元件隔離膜片，導(dǎo)致變送器損壞，必要時(shí)需對(duì)變送器進(jìn)行溫度保護(hù)，以防結(jié)冰；3、 在測(cè)量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí)，其溫度不應(yīng)超過變送器使用時(shí)的極限溫度，高于變送器使用的極限溫度必須使用散熱裝置；4、 測(cè)量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使用散熱管，使變送器和管道連在一起，并使用管道上的壓力傳至變壓器。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為水蒸氣時(shí)，散熱管中要注入適量的水，以防過熱蒸汽直接與變送器接觸，損壞傳感器；5、 在壓力傳輸過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a、 變送器與散熱管連接處，切勿漏氣b、 開始使用前，如果閥門是關(guān)閉的，則使用時(shí)，應(yīng)該非常小心、緩慢地打開閥門，以免被測(cè)介質(zhì)直接沖擊傳感器膜片，從而損壞傳感器膜片； c、管路中必須保持暢通，管道中的沉積物會(huì)彈出，并損壞傳感器膜片；3