電廠熱工量電測法

1、第 11 章熱工量電測法11.1壓力和差壓的電測法壓力的概念、單位和測量方法一、壓力的概念和術(shù)語壓力流體介質(zhì)作用于單位面積的力壓力術(shù)語間的關(guān)系圖11-1-11、絕壓 Pa是相對于絕對真空(絕對零壓力 )所測得的壓力、表壓Pg PPPPb大氣壓力2gab3、負(fù)壓 Pv PvPbPa真空度 V 低于大氣壓力的絕對壓力4、差壓 Pd兩個(gè)壓力之間的差值二、壓力單位1Pa1N / m2三、壓力測量方法1、壓力平衡法砝碼壓力平衡式活塞式壓力計(jì)液體壓力平衡式液柱式壓力計(jì)2、彈性變形法彈性式壓力計(jì)（應(yīng)用最普遍）3、電測法直接法，如壓電式壓力傳感器，壓阻式、壓力傳感器。(2)間接法以壓力敏感型彈性元件作為敏感器

2、配接傳感器，壓力敏感器能夠?qū)毫D(zhuǎn)換為應(yīng)變和位移的彈性敏感元件一、彈簧管圖 11-1-2彎曲成 C 形的空心扁管，一端與接頭相連，另一端(自由端 )密封二、波紋管圖 11-1-3帶同心環(huán)狀波形皺紋的薄壁圓管，一端開口，另一端(自由端 )封閉三、膜片用金屬或非金屬制成的圓形薄片。平膜片斷面是平的圖 11-1-4（ a）波紋膜片斷面呈波紋狀圖 11-1-4（ b）四、膜盒：兩個(gè)膜片邊緣對焊起來，構(gòu)成膜盒(圖 11-1-4c) 。幾個(gè)膜盒連接起來，組成膜合組(圖 11-1-4d)五、薄臂圓筒圖 11-1-5壁厚一般都小于圓筒直徑的1/20，圓筒的一端開口，一端不通，筒壁在圓周方向和軸向上的應(yīng)變均與壓

3、力P 成正比。壓力的電測法一、應(yīng)變式壓力傳感器共同點(diǎn)：將應(yīng)變片粘貼到壓力敏感型彈性元件上， 由彈性元件或彈性元件組合將壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變，再由應(yīng)變電橋?qū)?yīng)變轉(zhuǎn)換為電壓輸出。1、膜片式壓力傳感器圖 11-1-62、筒式壓力傳感器圖 11-1-73、組合式壓力傳感器圖 11-1-8二、位移式壓力傳感器共同點(diǎn)：將位移傳感器的可動部分與壓力敏感型彈性元件的自由端連在一起，壓力敏感型彈性元件將壓力轉(zhuǎn)換為位移，再由位移傳感器將位移轉(zhuǎn)換為電量，1、 電容式壓力傳感器圖 11-1-92、 電感式壓力傳感器圖 11-1-103、 電位器式壓力傳感器圖 11-1-114、 霍爾式壓力傳感器圖 11-1-125、光電式

4、壓力傳感器圖 11-1-13三、諧振式壓力傳感器振弦式圖 11-1-14、振弦式壓力傳感器圖 11-1-14、振膜式壓力傳感器圖 7 48、振筒式壓力傳感器圖 7 45四、壓阻式壓力傳感器圖11-1-15硅膜片上做四個(gè)相等的電阻，經(jīng)蒸鍍鋁電極及連線，接成惠斯登電橋。五、壓電式壓力傳感器圖11-1-16薄壁筒底承受外部壓力為FP A壓電晶片組所受力 F1 與外部壓力 F 之比為 F11F1 k2 / k1差壓電測法一、差壓敏感器把差壓轉(zhuǎn)換為應(yīng)變或位移測量膜片應(yīng)變或中心點(diǎn)位移與測量膜片兩側(cè)壓力差成正比二、電容式（位移式）差壓傳感器圖 946公共動極板將兩側(cè)壓力差轉(zhuǎn)換成位移，使兩電容差動變化與壓差成

5、正比。C1C2K(PHPL)KPC1C2三、應(yīng)變式差壓傳感器測量膜片應(yīng)變與兩側(cè)壓力差成正比1、應(yīng)變式應(yīng)變片粘貼在膜片上圖 11-1-62、硅壓阻式在硅膜片上制作應(yīng)變電阻圖 11-1-153、金屬薄膜式薄膜應(yīng)變電阻直接制作在金屬膜片上11.2 溫度電測法溫度的概念、單位和測量方法一、溫度的概念溫度是表征物體冷熱程度的一種物理量， 是物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志。二、溫度的單位攝氏溫度t 和華氏溫度 F 的換算公式為：5t(32)國際開爾文溫度T(K) 和國際攝氏溫度t( ) ，二者的換算公式為tT273.15三、溫度測量方法、 接觸式溫度傳感器與被測物體發(fā)生接觸、 非接觸式溫度傳感器與被

6、測物體不發(fā)生接觸接觸式測溫法一、將溫度轉(zhuǎn)換為非電量溫度敏感器1、熱膨脹式將溫度轉(zhuǎn)換成位移液體膨脹式酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)固體膨脹式熱敏雙金屬元件圖 11-2 1自由端的彎曲撓度312 l 2t4h1h22、壓力式將溫度轉(zhuǎn)換為壓力二、將溫度轉(zhuǎn)換為電量溫度傳感器1熱電阻和熱敏電阻2熱電偶3半導(dǎo)體PN 結(jié)4集成溫度傳感器：電流型、電壓型、數(shù)字型溫度和溫度差的電測法一、單點(diǎn)溫度的電測法、采用熱電阻或熱敏電阻圖 11-2-2 RP 用于調(diào)滿度， Ro 用于調(diào)零圖 11-2-5 RP8 為滿度調(diào)整電阻圖 11-2 3 是三線連接法，消除連接導(dǎo)線電阻造成的測量誤差。圖 11-2-4 是四線連接法，消除連接導(dǎo)

7、線電阻和電位器接觸電阻造成的測量誤差。、采用熱電偶圖 5-3-7 采用單只熱電偶圖 11-2-7 采用多只熱電偶串聯(lián)，可提高靈敏度，減小相對誤差nEGn E1EEGEinEn EnEi 1EG、采用二極管、三極管和集成溫度傳感器1） 采用二極管、三極管圖 61 112） 采用集成溫度傳感器圖 11-2-10 RP 1 用于調(diào)零， RP2 用于調(diào)滿度。U Tt 100mV / C二、平均溫度的電測法、采用集成溫度傳感器圖 11-2-11U 0(1mV / K )T273.2mV (1mV / C ) t、采用熱電偶圖 11-2-81）采用熱電偶并聯(lián)圖 11-2-8(a)2）采用熱電偶串聯(lián)圖 11

8、-2-8(b)EE1E2E3K T1T2T3KT33EE1E2E3K (T1T2T3 )3KT三、溫度差的電測法1、采用雙熱電阻或熱敏電阻電橋圖 11-2-62、采用熱電偶反向串聯(lián)圖 11-2-93、采用 AD590圖 11-2-12 U 0 (T2 T1) 10mV / K (t2 t1 ) 10mV / C4、采用晶體管圖 11-2-13非接觸式測溫法一、電渦流式測溫法保持電渦流傳感器線圈幾何參數(shù)、與導(dǎo)體間距離、電流頻率不變，使電渦流傳感器的參數(shù)只隨導(dǎo)體的溫度而變化。二、輻射式測溫法1、熱輻射效應(yīng)溫度熱輻射2、熱輻射式溫度傳感器適用于高溫（ 400200）測量輻射式溫度傳感器一般包括兩部分

9、：光學(xué)系統(tǒng)，用于瞄準(zhǔn)被測物體，把被測物體的輻射能聚焦到輻射接收器上。（光路中大多插入機(jī)械調(diào)制片，將恒定的或變化極慢的輻射信號調(diào)制成交變的，以便放大。 ）輻射接收器，利用各種熱敏元件或光電元件將會聚的輻射能轉(zhuǎn)換為電量。1）全輻射溫度傳感器接收被測物體輻射的全光譜范圍，不加濾光片。2）部分輻射溫度傳感器接收被測物體輻射的部分光譜范圍，加濾光片。紅外測溫儀圖11-2-143）光電亮度溫度傳感器只接收被測物體輻射的單色光，加濾光片圖 11-2-154）光電比色溫度傳感器只接收被測物體輻射的紅光、藍(lán)光，兩個(gè)波長的亮度比，隨溫度變化圖 11-2-16三、光導(dǎo)纖維測溫法11.3流量的電測法11.3.1流量的

10、概念體積流量QV d A v A 單位： m/sL/min m3 /nAv 平均流速vQA質(zhì)量流量 G Q單位： kg/s kg/h總量VQ t單位： m3MG t單位： kg流量轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換法一、橢圓齒輪流量計(jì)（容積式流量計(jì)）圖 11-3-1流量QV0 nn轉(zhuǎn)速總量 VU 0NN轉(zhuǎn)數(shù)V0 每轉(zhuǎn)送出流體體積二、渦輪式流量計(jì)圖 11-3-2軸向流速VrActgtg所以rQcA電動勢頻率fm c g tQ2mA2 r儀表常數(shù)mcgt2 rA流量差壓、力、位移轉(zhuǎn)換法一、流量差壓轉(zhuǎn)換法QKPKP1P2二、流量力轉(zhuǎn)換法（靶式流量計(jì)）圖11-3-4QKF三、流量位移轉(zhuǎn)換法（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）圖11-3-5QCH1、

11、玻璃錐管適用于透明液體2、金屬錐管適用于混濁液體流量頻率轉(zhuǎn)換法一、渦亍流量計(jì)圖 11-3-6f Stv1Q A1 v1所以 QA1df K fdSt漩渦頻率 f 的檢測 圖 11-3-7二、懸浮陀螺流量計(jì)圖 11-3-8感應(yīng)電勢頻率與流量成正比11.3.5 流量溫度轉(zhuǎn)換法一、托馬斯流量計(jì)圖 11-3-9PP 加熱器電功率T 加熱器前后端溫度差GTcp1、P 保持恒定，通過測T 測 G非線性關(guān)系2、 T 保持恒定，通過測P 測 G線性關(guān)系二、熱量氣體微流量計(jì)圖 11-3-10流量 Q溫度差電橋電壓三、熱敏電阻流量計(jì)圖 11-3-11EREt電橋輸出電壓U 0R44流量 Qt U 0 11.3.6 非接觸式流量測量法一、電磁流量計(jì)測導(dǎo)電液體流量圖 11-3-12EBDV， QD 2