人機(jī)工程學(xué)實踐報告

機(jī)電工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計——儀表調(diào)查報告儀表的調(diào)查報告地點：姓名：指導(dǎo)老師：日期：2011年10月21一、調(diào)研時間：2011年10月21日二、調(diào)研地點：三、調(diào)研目的：1、通過對市場上的儀表的調(diào)查和研究，增加關(guān)于儀表設(shè)計的知識，與課堂中學(xué)習(xí)的理論聯(lián)系結(jié)合，更加深入的理解人與機(jī)的關(guān)系，為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。2、通過走出課堂，對市場上的現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，鍛煉同學(xué)的自主學(xué)習(xí)能力，同時也可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。四、調(diào)研內(nèi)容：（一）、儀表的分類1.流量儀表系列2.溫度儀表系列3.壓力儀表系列4.校驗儀表系列5.物位儀表系列6.數(shù)顯儀表系列7.變送器儀表系列（二）、溫度儀表1、概述溫度儀表是眾多儀表中的一個分支，常見的溫度儀表有溫度計，溫度記錄儀，溫度送變器等。溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交金剛，幫需要一定的時間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。溫度儀表通常分一次儀表與二次儀表，一次儀表通常為：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計、就地溫度顯示儀等二次儀表通常為溫度記錄儀、溫度巡檢儀、溫度顯示儀、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度變送器等。V型金屬外殼玻璃溫度計機(jī)上體長度分別為：110mm、150mm、200mm下體長度分別為：50、63、75、100mm材質(zhì)：銅、不透剛304鐵電鍍鋅。2、分類（1）、智能溫控儀表智能溫控儀表由單片機(jī)控制，可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信號。具有PV、SV值變送功能。五種輸出方式只須插上相應(yīng)模塊即可，正反控制任意設(shè)置；性能高、質(zhì)量好，低價格，提供了四種報警方式；手動自動切換。主控有兩位式、PID兩種控制方式。智能溫控儀表出廠前進(jìn)行嚴(yán)格的測試，提高了儀表的可靠性。溫控儀表常見的故障一般是操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。儀表帶有RS-485多主機(jī)通訊方式與上位機(jī)連接，通過通訊協(xié)議的配合，可以構(gòu)成DCS操作系統(tǒng)。（2）、數(shù)顯溫控表數(shù)顯溫控儀表為三位或四位數(shù)碼管顯示，單一信號輸入。并應(yīng)用了獨特的抗干擾技術(shù)，精度高，控制效果好，安裝方便。并有二位式、三位式、上下限位差、時間比例、可控硅連續(xù)調(diào)節(jié)式、位式PID、PID連續(xù)調(diào)節(jié)等多種控制方式。產(chǎn)品的各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。溫度儀表根據(jù)需要還可增加超溫報警功能，可廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、紡織、塑料、制冷、烘箱等用作溫度測量和自動控制。（三）、流量儀表（1）、簡介流量儀表又稱為流量計（英文：flowmeter），常用的流量儀表有1.電磁流量計；2.渦街流量計；⒊浮子流量計⒋科氏力質(zhì)量流量計；⒌熱式（氣體）質(zhì)量流量計；⒍超聲波流量計；⒎渦輪流量計。主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程，能源計量,環(huán)境保護(hù)工程交通運(yùn)輸，生物技術(shù)，科學(xué)實驗，海洋氣象，江河湖泊等領(lǐng)域。（2）、電磁流量計測量原理測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。即當(dāng)導(dǎo)電液體流過電磁流量計時，導(dǎo)體液體中會產(chǎn)生與平均流速V（體積流量）成正比的電壓，其感應(yīng)電壓信號通過兩個與液體接觸的電極檢測，通過電纜傳至放大器，然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號。基于電磁流量計的測量原理，要求流動的液體具有最低限度的電導(dǎo)率。優(yōu)點①電磁流量計的變送器結(jié)構(gòu)簡單，沒有可動部件，也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流部件，所以當(dāng)流體通過時不會引起任何附加的壓力損失，同時它不會引起諸如磨損，堵塞等問題，特別適用于測量帶有固體顆粒的礦漿，污水等液固兩相流體，以及各種粘性較大的漿液等．同樣，由于它結(jié)構(gòu)上無運(yùn)動部件，故可通過附上耐腐蝕絕緣襯里和選擇耐腐材料制成電極，起到很好的耐腐蝕性能，使之可用于各種腐蝕性介質(zhì)的測量．②電磁流量計是—種體積流量測量儀表，在測量過程中，它不受被測介質(zhì)的溫度．粘度、密度以及電導(dǎo)率(在一定范圍內(nèi))的影響．因此，電磁流量計只需經(jīng)水標(biāo)定以后，就可以用來測量其它導(dǎo)電性液體的流量，而不需要附加其它修正．③電磁流量計的量程范圍極寬，同一臺電磁流量計的量程比可達(dá)1：100．此外，電磁流量計只與被測介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對稱分布下的流動狀態(tài)（層流或紊流）無關(guān)．④電磁流量計無機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測量瞬時脈動流量，而且線性好．因此，可將測置信號直接用轉(zhuǎn)換器線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，可就地指示，也可遠(yuǎn)距離傳送．\o"查看圖片"流量儀表缺點電磁流量計雖具有上述優(yōu)良特性，但目前它還有一些不足之處，以致在使用上受到一定限制．主要有如下幾點：①電磁流量計不能用于測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體．②電磁流量計目前還不能用來測量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì)，被測液體介質(zhì)的電導(dǎo)率不能低于10－5（S/cm），相當(dāng)于蒸餾水的電導(dǎo)率．對石油制品或者有機(jī)溶劑等還無能為力。③由于測量管絕緣襯里材料受溫度的限制，目前工業(yè)電磁流量計還不能測量高溫高壓流體。④電磁流量計受流速分布影響，在軸對稱分布的條件下，流量信號與平均流速成正比．所以，電磁流量計前后也必須有一定長度的前后直管段．⑤電磁流量計易受外界電磁干擾的影響（3）、玻璃轉(zhuǎn)子流量計玻璃轉(zhuǎn)子流量計主要用于化工、石油、輕工、醫(yī)藥、化肥、化纖、食品、染料、環(huán)保及科學(xué)研究等各個部門中，用來測量單相非脈動（液體或氣體）流體的流量。耐腐蝕型流量計主要用于有腐蝕性液體、氣體介質(zhì)流量的檢測，例如強(qiáng)酸（氫氟酸除外）、強(qiáng)堿、氧化劑、強(qiáng)氧化性酸、有機(jī)溶劑和其它具有腐蝕性氣體或液體介質(zhì)的流量檢測。LZB型的測量錐管使用光滑錐形玻璃管，LZJ型使用帶筋錐形玻璃管。（4）、靶式流量計靶式流量計是差壓流量計的一個品種，它在工業(yè)上的開發(fā)應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。我國于20世紀(jì)70年代開發(fā)電動、氣動靶式流量變送器它是電動、氣動單元組合儀表的檢測儀表。由于當(dāng)時力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu)，這種流量計使用時不免帶來力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測量精確度低，杠桿機(jī)構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機(jī)構(gòu)性能不佳的拖累，靶式流量計本身的許多優(yōu)點亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶對舊靶式流量計的不良印象仍未消除。新型靶式流量計的力轉(zhuǎn)換器采用應(yīng)變式力轉(zhuǎn)換器，它完全消除了上述力平衡機(jī)構(gòu)的缺點，新型靶式流量計還把微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到信號轉(zhuǎn)換器和顯示部分，流量計具有一系列優(yōu)點，相信今后在眾多流量計中發(fā)揮重要的作用。主要特點1、感測件為無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單牢固；2、應(yīng)用范圍和適應(yīng)性很廣泛，一般工業(yè)過程中的流體介質(zhì)，包括液、氣和蒸汽，口徑范圍（DN15以上），各種工作狀態(tài)（高、低溫，常壓、高壓）皆可應(yīng)用，可以說其應(yīng)用范圍可與孔板流量計相比美。3、準(zhǔn)確度高，總量測量可達(dá)0.2%R；4、范圍度寬，4：1～15：1至30：1；5、可解決困難的流量測量問題，如測量含有雜質(zhì)（微粒）之類的臟污流體；原油、污水、高溫渣油、漿液、燒堿液，瀝青等；6、靈敏度高，能測量微小流量，流速可低至0.08m/s；7、用于小口徑(DN15～DN50)，低雷諾數(shù)(Red=103～5×103)的流體，它可以彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置難以應(yīng)用的場合，如小口徑蒸汽流量測量等；8、可適應(yīng)高參數(shù)流體的測量，壓力高達(dá)數(shù)十MPa，溫度達(dá)450℃；9、可用于雙向流動流體的測量；10、壓力損失較低，約為標(biāo)準(zhǔn)孔板的一半；11、抗上游阻流件干擾能力強(qiáng)，上游側(cè)直管段長度一般5～10D即可；12、可采取干式（掛重法）校驗，給用戶周期校驗帶來方便；13、直讀式儀表無需外能源，清晰明了，操作簡便，亦可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號（脈沖頻率或電流信號）；14、儀表性能價格比高，為經(jīng)濟(jì)實惠的流量計；15、安裝簡單方便，易維護(hù)。（5）、發(fā)展趨勢1.結(jié)構(gòu)日趨簡潔、輕便早期流量儀表為純機(jī)械就地顯示，如容積式流量計。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，重量/口徑比很大；且其中的轉(zhuǎn)動件因磨損需經(jīng)常維修。隨著工業(yè)管道口徑日益增大，插入式儀表以其結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、拆裝簡便，日益受到用戶青睞，而近十年發(fā)展最快的電磁、超聲流量儀表，管道中更是沒有任何轉(zhuǎn)動件、阻力件，結(jié)構(gòu)更為簡潔，且壓損小，準(zhǔn)確度高，是最有發(fā)展?jié)摿Φ牧髁績x表。2.功能力求完善、多樣早期流量儀表為就地顯示（如容積、轉(zhuǎn)子），隨著工業(yè)水平的不斷提高，已不能適應(yīng)工藝要求數(shù)十臺儀表集中顯示、調(diào)節(jié)、控制。有必要將傳感器（也稱一次表，如孔板、噴嘴、內(nèi)錐）與變送器（也稱二次表）分離開。并將流量參數(shù)轉(zhuǎn)換為電參數(shù)，遠(yuǎn)傳至中央控制室。隨著工業(yè)規(guī)模再擴(kuò)大，模擬信號已無法適應(yīng)，輸出信號需轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以適應(yīng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的要求。為增加儀表的可靠性，不少儀表已增加多達(dá)10余種自診斷功能。如KROHNE公司推出的Optiflu