自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)課后習(xí)題及復(fù)習(xí)資料[沐風(fēng)教育]

1、1基本知識引論1、測量范圍、測量上、下限及量程測量范圍：儀器按照規(guī)定的精度進(jìn)行測量的被測變量的范圍測量下限：測量范圍的最小值測量上限：測量范圍的最大值量程：量程=測量上限值-測量下限值1.2.3靈敏度：被測參數(shù)改變時，經(jīng)過足夠時間儀表指示值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，儀表輸出變化量與引起此變化的輸入變化量之比靈敏度1.2.4誤差絕對誤差：絕對誤差 = 示值約定真值相對誤差：相對誤差（%）= 絕對誤差/約定真值引用誤差：引用誤差（%）= 絕對誤差/量程最大引用誤差：最大引用誤差（%） = 最大絕對誤差/量程允許誤差：最大引用誤差允許誤差1.2.5精確度儀表的精確度通常是用允許的最大引用誤差去掉百分號后的數(shù)字

2、來衡量。精確度劃分為若干等級，簡稱精度等級，精度等級的數(shù)字越小，精度越高1.2.8可靠度：衡量儀表能夠正常工作并發(fā)揮其同能的程度課后習(xí)題1.1檢測及儀表在控制系統(tǒng)中起什么作用，兩者關(guān)系如何？檢測單元完成對各種參數(shù)過程的測量，并實現(xiàn)必要的數(shù)據(jù)處理；儀表單元則是實現(xiàn)各種控制作用的手段和條件，它將檢測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理，并通過相應(yīng)的單元實現(xiàn)對被控變量的調(diào)節(jié)。關(guān)系：二者緊密相關(guān)，相輔相成，是控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)1.2 典型檢測儀表控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是怎樣的，各單元主要起什么作用？被控檢測單元變送單元顯示單元操作人員對象執(zhí)行單元調(diào)節(jié)單元作用：被控對象：是控制系統(tǒng)的核心檢測單元：是控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制調(diào)節(jié)作用的

3、及基礎(chǔ)，它完成對所有被控變量的直接測量，也可實現(xiàn)某些參數(shù)的間接測量。變送單元：完成對被測變量信號的轉(zhuǎn)換和傳輸，其轉(zhuǎn)換結(jié)果須符合國際標(biāo)準(zhǔn)的信號制式。變：將各種參數(shù)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號；送：以供顯示或下一步調(diào)整控制用。顯示單元：將控制過程中的參數(shù)變化被控對象的過渡過程顯示和記錄下來，供操作人員及時了解控制系統(tǒng)的變化情況。分為模擬式，數(shù)字式，圖形式。調(diào)節(jié)單元：將來自變送器的測量信號與給定信號相比較，并對由此產(chǎn)生的偏差進(jìn)行比例積分微分處理后，輸出調(diào)節(jié)信號控制執(zhí)行器的動作，以實現(xiàn)對不同被測或被控參數(shù)的自動調(diào)節(jié)。執(zhí)行單元：是控制系統(tǒng)實施控制策略的執(zhí)行機構(gòu)，它負(fù)責(zé)將調(diào)節(jié)器的控制輸出信號按執(zhí)行結(jié)構(gòu)的需要產(chǎn)

4、生相應(yīng)的信號，以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)被控變量的調(diào)節(jié)作用。1.4 什么是儀表的測量范圍，上下限和量程？彼此有什么關(guān)系？測量范圍：是該儀表按規(guī)定的精度進(jìn)行測量的被測變量的范圍。上下限：測量范圍的最小值和最大值。量程：用來表示儀表測量范圍的大小。關(guān)系：量程=測量上限值-測量下限值1.6 什么是儀表的靈敏度和分辨率？兩者存在什么關(guān)系？靈敏度是儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。分辨率是儀表輸出能響應(yīng)和分辨的最小輸入量，又稱儀表靈敏限。關(guān)系：分辨率是靈敏度的一種反應(yīng)，一般說儀器的靈敏度高，則分辨率同樣也高。4 溫度檢測4.1 測溫方法及溫標(biāo) 4.1.1測溫原理及方法原理：通過溫度敏感元件與被測對象的熱交換，測量相

5、關(guān)的物理量，即可確定被測對象的溫度。 方法：接觸式測溫： 傳熱和對流 需要較好的熱接觸 由于測量環(huán)境特點，對溫度敏感元件的結(jié)構(gòu)和性能要求高非接觸式測溫：熱輻射 特點：測溫響應(yīng)快，對被測對象干擾小，可測量高溫、運動的被測對象。 4.1.2 溫標(biāo) 表4-1 國際溫標(biāo)由定義固定點、內(nèi)插標(biāo)準(zhǔn)儀器和內(nèi)插公式三部分組成。4.2接觸式測溫 4.2.1 熱電偶測溫 1特點：測溫范圍寬，性能穩(wěn)定，有足夠的的測量精度，結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)效應(yīng)好，輸出為電信號，可遠(yuǎn)傳，便于集中監(jiān)測和自動控制。 2原理:基于熱電效應(yīng),即將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體練成閉合回路,當(dāng)兩個接點處的溫度不同時、回路中將產(chǎn)生熱電勢。 3.閉合回路的熱電

6、勢：溫差電勢 接觸電勢 接觸電勢的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點的溫度4. T端稱為測量端或熱端，To端稱為參比端或冷端。 熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件：兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成回路，兩端接點處的溫度不同。（必考） 熱電勢大小只與熱電極材料及兩端溫度有關(guān)，與熱偶絲的粗細(xì)和長短無關(guān)。（必考） 熱電極材料確定以后，熱電勢的大小只與溫度有關(guān)。5.均質(zhì)導(dǎo)體定則 中間導(dǎo)體定則（中間導(dǎo)體兩端溫度要相同） 中間溫度定則 EAB(T,To)=EAB(T,TC)+EAB(TC,To) 熱電偶的分度表參比端溫度為06.對熱電極材料的要求：熱電性能穩(wěn)定，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，熱電特性呈線性或近似線性，價格便宜 掌握S、K

7、型熱電偶7.普通型熱電偶：熱慣性大，對溫度變化的響應(yīng)慢（絕緣管為瓷管） 凱裝型熱電偶：熱慣性小，對溫度的變化響應(yīng)快，撓性好，可彎曲，可以安裝在狹窄或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的測量場合。（絕緣材料為氧化鎂或氧化鋁粉末，套管材料多為不銹鋼）8.熱電偶參比端溫度的處理：補償導(dǎo)線法：延長型：化學(xué)成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤?；補償型：化學(xué)成分與被補償?shù)臒犭娕疾煌?；參比溫度測量計算方法；E（T，0）=E（T，To）+E（To，0） 分To等于0 和To不等于0（重點）參比溫度恒溫法；補償電橋法4.2.2熱電阻測溫1.原理：金屬導(dǎo)體的熱脹冷縮2.優(yōu)點：可遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無需參比溫度。金屬熱電阻穩(wěn)定性高、互換性好、精確度高，可以

8、用作基準(zhǔn)儀表。缺點：需要電源激勵，有自熱現(xiàn)象，影響測量精度。3.鉑熱電阻 -250-650，分度號為Pt10（精度高）、Pt100（常用）、Pt1000（靈敏度高） 精度高，體積小，測溫范圍寬，穩(wěn)定性好，再現(xiàn)性好，但價格貴。4.銅熱電阻 -40-150，線性好5.熱電阻引線方式 二線制 引線電阻帶來的附加誤差三線制 消除引線電阻影響，提高測量精度四線制 用于高精度的溫度測量6.熱敏電阻正溫度系數(shù)的熱敏電阻：電阻超過一定溫度（居里溫度）時隨溫度升高呈階躍性的增大；負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻：電阻隨溫度升高哦而減小。4.3 非接觸式測溫1.E=T4 （全輻射定律）2.輻射測溫儀表的組成：光學(xué)系統(tǒng)、檢測元

9、件、轉(zhuǎn)換電路和信號處理等3.表觀溫度：亮度溫度、輻射溫度、比色溫度44光纖溫度傳感器1.特點：靈敏度高；電絕緣性好，可適用于強烈電磁干擾、強輻射的惡劣環(huán)境；體積小、重量輕、可彎曲；可實現(xiàn)不帶電的全光型探頭。2.液晶光纖溫度傳感器、熒光光纖溫度傳感器、半導(dǎo)體光纖溫度傳感器、光纖輻射溫度計。課后習(xí)題4.1國際實用溫標(biāo)的作用是什么？它主要由哪幾部分組成？答：作用：由其來統(tǒng)一各國之間的溫度計量。國際溫標(biāo)由定義固定點、內(nèi)插標(biāo)準(zhǔn)儀器和內(nèi)插公式4.2熱電偶的測溫原理和熱電偶測溫的基本條件是什么？答：原理：基于熱點效應(yīng)即將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體練成閉合回路、當(dāng)兩個接點處的溫度不同時、回路中將產(chǎn)生熱電勢。基本條

10、件：兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成回路、兩端接點處的溫度不同。4.3用分度號為S的熱電偶測溫，其參比端溫度為20度，測得熱電勢E（t，20）=11.30mv，試求被測溫度t。答：因為E(t,20)=E(t,0)+E(0,20)所以E(t,0)=E(t,20)-E(0,20)=E(t,20)+E(20,0)因為E(t,20)=11.30mV E(20,0)=0.113mV所以E(t,0)=11.413mV 即t=1154.4用分度號為K的熱電偶測溫，一直其參比端溫度為25度，熱端溫度為750度，其產(chǎn)生的熱電勢是多少？答：據(jù)題意所知所求電勢E（750,25）=E（750,0）-E(25，0) 查K型熱電偶

11、分度表得E(25，0)= 1.0002mv E（750,0）=31.1082mv 所以，E（750,25）=31.1082-1.0002=30.1080mv4.5在用熱電偶測溫時為什么要保持參比端溫度恒定？一般都采用哪些方法？答：若參比端溫度不能恒定則會給測量帶來誤差方法：1.補償導(dǎo)線法：延長型：化學(xué)成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤谎a償型：化學(xué)成分與被補償?shù)臒犭娕疾煌?；參比溫度測量計算方法；參比溫度恒溫法；補償電橋法4.6在熱電偶測溫電路中采用補償導(dǎo)線時，應(yīng)如何接線？需要注意哪些問題？答：正接正，負(fù)接負(fù)。 注意的問題：1.型號與極性不能接反2.補償導(dǎo)線和熱電偶相連的兩個接點溫度要相同，以免造成不必要

12、的誤差3.補償導(dǎo)線要引到溫度比較恒定的環(huán)境（機械零點補償）4.不要和強電或其他干擾源，平行走線。4.7以電橋法測定熱電阻的電阻值時，為什么常采用三線制接線方法？答：二線制：傳感器電阻變化值與連接導(dǎo)線電阻值共同構(gòu)成傳感器的輸出值，由于導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差使實際測量值偏高，用于測量精度要求不高的場合，并且導(dǎo)線的長度不宜過長。而采用三線制會大大減小引線電阻帶來的附加誤差，提高精度。4.8由各種熱敏電阻的特性，分析其各適用什么場合？答：正溫度系數(shù)的熱敏電阻：電阻超過一定溫度（居里溫度）時隨溫度升高呈階躍性的增大；適用場合：負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻：電阻隨溫度升高哦而減??；適用場合：可廣泛應(yīng)用于溫度測量、

13、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。4.9分析接觸測溫方法產(chǎn)生測溫誤差的原因，在實際應(yīng)用中有哪些措施克服？答：原因主要包括沿測溫元件導(dǎo)熱引起的誤差和測溫元件熱輻射所引起的誤差等；為了減少誤差 ,應(yīng)注意材料和結(jié)構(gòu)及安裝地點的選擇 ,并盡可能在測溫元件外部加同溫屏蔽罩，加強測溫傳熱器與測溫物體間的熱聯(lián)系。4.10輻射測溫儀表的基本組成是什么？答：光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件、轉(zhuǎn)換電路和信號處理等部分組成。4.11輻射測溫儀表的表觀溫度與實際溫度有什么關(guān)系？答：4.12某單色輻射溫度計的有效波長e=0.9m，被測物體發(fā)射率T=0.6，測得亮度溫度TL=1100，求被測物體實際溫度？答：已知普朗克第二常數(shù)C2=1.4

14、38710-2m.k, e=0.9m,T=0.6, TL=1100=1373.5K。 1/TL-1/T=（/c2）ln(1/T) 代入數(shù)據(jù)得T=1436.55K=1163.05 4.13光纖溫度傳感器有什么特點？它可以應(yīng)用于哪些特殊的場合？答：特點：靈敏度高；電絕緣性能好，可適用于強烈電磁干擾、強輻射的惡劣環(huán)境；體積小、重量輕、可彎曲；可實現(xiàn)不帶電的全光型探頭等。適用場合：可適用于強烈電磁干擾、強輻射的惡劣環(huán)境5、壓力檢測5.1壓力單位常用單位：帕斯卡、公斤力、毫米水柱（水頭）、毫米汞柱1kgf/cm2=0.1Mpa10m水深=1個大氣壓=1公斤壓力5.1.3壓力檢測的主要方法及分類 a、重力

15、平衡方法 液柱式壓力計 負(fù)荷式壓力計（主要形式為活塞式壓力計。被測壓力與加于活塞上的砝碼的重量相平衡，將被測壓力轉(zhuǎn)換為平衡物的重量來測量。這種壓力計測量范圍寬、精確度高、性能穩(wěn)定可靠、可以測量正壓、負(fù)壓和絕對壓力，常用作壓力校驗儀表） b、機械力平衡方法 將被測壓力經(jīng)變換元件轉(zhuǎn)換為一個集中力，用外力與之平衡，通過測量平衡時的外力可以測知被測壓力。 c、彈性力平衡方法 利用彈性元件的彈性變形特性進(jìn)行測量。 d、物性測量方法 基于在壓力作用下，測壓元件的某些物理特性發(fā)生變化的原理。5.2 常用壓力檢測儀表5.2.1 彈性壓力計 a、測壓彈性元件 彈性膜片：一種外緣固定的圓形片狀彈性元件。 波紋管：

16、由整片彈性材料加工而成。 靈敏度高、用于測量較低壓力或壓差 彈簧管：一根彎成圓弧狀的、具有不等軸截面的金屬管。 剛度較大、主要測高壓 b、彈簧管壓力計 彈簧管壓力計是最常用的直讀式測壓儀表 優(yōu)點：現(xiàn)場指示、就地指示、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。價格低廉、測量范圍廣、應(yīng)用十分廣泛。 缺點：只能做現(xiàn)場指示 c、波紋管壓差計 采用膜片、膜盒、波紋管等彈性元件制成的壓差計。 優(yōu)點：靈敏度高、用于測量較低壓力或壓差 缺點: 要避免單側(cè)壓力過載 d、彈性測壓計信號的遠(yuǎn)傳方式 電位器、霍爾元件（儀表結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、壽命長；但對外部磁場敏感，耐振性差）、電感式、差動變壓器式5.2.3 壓力傳感器a、應(yīng)變式壓力傳感

17、器原理：基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”，即單導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機械變形時，其電阻阻值將發(fā)生變化。優(yōu)點：精度較高、測量范圍可達(dá)幾百兆帕、引入惠思登電橋，溫度對其影響較小，適用于溫度較高的地方缺點：。b、壓阻式壓力傳感器原理：基于半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)（壓力硅）優(yōu)點：靈敏度高、體積小。缺點：長期穩(wěn)定性差、受溫度影響大c、電容式壓力傳感器原理：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。以測壓膜片作為電容器的可動極板。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)堅實、靈敏度高、過載能力大、精度高、可以測量壓力和壓差。 缺點：。d、振頻式壓力傳感器原理：利用感壓元件本身的諧振頻率與壓力的關(guān)系，通過測量頻率信號的變化來檢測壓力。優(yōu)點：體積小、輸出頻

18、率信號，重復(fù)性好、耐振、精確度高、適用于氣體測量。e、壓電式壓力傳感器原理：利用壓電材料的壓電效應(yīng)將被測壓力轉(zhuǎn)換為電信號。是動態(tài)壓力檢測中常用的傳感器。優(yōu)點：體積小、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、頻率響應(yīng)高、不需外加電源缺點：輸出阻抗高，需要特殊信號傳輸導(dǎo)線、溫度效應(yīng)較大、是動態(tài)壓力檢測中常用的傳感器，不適用測量緩慢變化的壓力和靜態(tài)壓力。課后習(xí)題5-1簡述壓力的定義，單位及各種表示方法 答：單位面積收到的力；帕斯卡、公斤力、毫米水柱（水頭）、毫米汞柱垂直作用在單位面積上的力，其單位為Pa，（ P=F/S）表示方法：絕對壓力：被測介質(zhì)作用在容器表面積上的全部壓力大氣壓力：由地球表面空氣柱重量形成的壓力表壓

19、力：通常壓力測量儀表是處于大氣中，其測得的壓力值等于絕對壓力和大氣壓力之差。真空度：當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力時，表壓力為負(fù)值，其絕對值稱為真空度。差壓：設(shè)備中兩處的壓力之差。5-2 答：101.325-0.05=101.275Mpa 101.325+0.3=101.625Mpa 350kpa5-3 彈性式壓力計的測量原理是什么？常用的彈性原理有哪些？ 答：利用彈性元件的彈性變形特性進(jìn)行測量；膜片、膜盒、波紋管、彈簧管（1）測壓原理：利用彈性元件的形變與壓力之間存在著確定的關(guān)系而測量壓力，即在進(jìn)行測量時，管內(nèi)引入被測壓力，在壓力作用下，彈管使自己內(nèi)部體積向增大方向形變固使彎曲的管子力趨伸直，結(jié)果使

20、彈簧管自由端產(chǎn)生一定大小的位移，這個位移大小與壓力有關(guān)。（2）彈性元件類型：彈性膜片：這是一種外緣固定的圓形片狀彈性元件。膜片的彈性特征一般由中心位移與壓力的關(guān)系表示。波紋管：其由整片材料加工而成，是一種壁面具有多個同心環(huán)狀波紋，一端封閉的薄閉圓管。彈簧管：是一根完成圓弧狀的具有不等軸截面的金屬管。5-4 答：電位器式、霍爾元件式、電感式、差動變壓器式5-5 答：相同點：都是壓力引起電阻阻值變化； 不同點：應(yīng)變式為金屬絲，壓阻式為半導(dǎo)體。5-6 答：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。以測壓膜片作為電容器的可動極板。5-7 答：振頻式壓 原理：利用感壓元件本身的諧振頻率與壓力的關(guān)系，通過測量頻

21、率信號的變化來檢測壓力。優(yōu)點：體積小、輸出頻率信號，重復(fù)性好、耐振、精確度高、適用于氣體測量。 壓電式 原理：利用壓電材料的壓電效應(yīng)將被測壓力轉(zhuǎn)換為電信號 優(yōu)點：體積小、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、頻率響應(yīng)高、不需外加電源 缺點：輸出阻抗高，需要特殊信號傳輸導(dǎo)線、溫度效應(yīng)較大、是動態(tài)壓力檢測中常用的傳感器，不適用測量緩慢變化的壓力和靜態(tài)壓力。5-8 答：1、取壓點位置和取壓口形式 2、引壓管路的敷設(shè) 3、測壓表儀表的安裝5.11、簡述測壓儀表的選擇原則類型：其應(yīng)滿足生產(chǎn)過程的要求（需了解被測介質(zhì)的情況，現(xiàn)場環(huán)境及生產(chǎn)過程對儀表的要求）量程：為保證測壓儀表安全可靠的工作，儀表量程需根據(jù)被測壓力的大小及在

22、測量過程中被測壓力變化的情況等條件來選取。測量精度：生產(chǎn)過程中元件的被測壓力的最大絕對誤差應(yīng)小于儀表的基本誤差，可在規(guī)定的精度等級中確定儀表的精度。測量壓差的儀表適應(yīng)注意工作壓力的選擇，應(yīng)使其與被測對象的工作壓力相對應(yīng)。5-12 答：由題意可知，測量范圍為0.5-1.4Mpa 相對誤差為5%根據(jù)測量范圍可得，量程應(yīng)選0-2.5Mpa相對誤差為5% 假設(shè)示值為100 誤差為5 最大引用誤差=（5/2.5）%=2%所以精度為2，參照題中給出的精度，選精度為2.5級。6流量檢測表6-1流量計分類（常用流量檢測方法容差式、速度式）體積流量檢測方法（一）、容積式流量計1、橢圓齒輪流量計1）橢圓齒輪流量計

23、適用于高黏度液體的測量，在使用時注意防止齒輪的磨損與腐蝕，以延長使用壽命。2）使用要求緊密配合，有一定壓力，加過濾器。2、腰輪流量計1）腰輪流量計可以測量液體和氣體，也可以測量高粘度流體。2）腰輪流量計較橢圓齒輪流量計的明顯優(yōu)點是能保持長期穩(wěn)定性。（二）、差壓式流量計1、節(jié)流式流量計1）結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件，可靠性較高，復(fù)現(xiàn)性能好。2）適用于各種工況下的單相流體，適用管道直徑范圍寬。3）缺點是流量計前后要求較長直管段，測量范圍窄，壓力損失大。2、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管1） 標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)簡單，體積小，加工方便，成本低。但其精度較低，壓力損失大，只能用于清潔的流體。2

24、） 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴標(biāo)準(zhǔn)噴嘴壓力損失較小，測量精度較高，一般用于高速蒸汽流量測量。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，加工困難，成本較高。3）文丘里管明顯減少壓力損失，有較高的測量精度，可以用于臟污流體的流量測量并在大管徑流量測量運用較多。但它加工困難，成本最高，一般用在有特殊要求的場合如低損失，高精度測量。4） 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的使用條件節(jié)流裝置僅適用于圓形測量管道，在節(jié)流裝置前后直管段上，內(nèi)壁表面應(yīng)無可見坑凹、毛刺、和沉積物，對相對粗糙度和管道圓度均有規(guī)定，管徑大小也有一定限制（D最小50mm）3、均速管流量計1）結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，價格便宜。壓力損失小，能耗少，準(zhǔn)確度及長期穩(wěn)定性較好。適用于大口徑管道流量測量。2

25、）產(chǎn)生的差壓信號較低，需要配用低量程差壓計，被測流體中不能含有固體粉塵和固體物，在測量臟污流體時，建議用清潔流對其定時清洗。4、彎管流量計1）結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，在彎管內(nèi)流動無障礙，沒有附加壓力損失，對介質(zhì)條件要求低。2）缺點是差壓非常小。5、靶式流量計1）靶式流量計結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，不易堵塞，適用于測量高粘度、高贓污及有懸浮固體顆粒介質(zhì)的流量2）其缺點是壓力損失較大，測量精度不高。6、浮子流量計（力平衡公式）1）可以測量多種介質(zhì)的流量，更適用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測量。2）其特點是結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，對儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失較小，測量范圍比較寬。3）但

26、儀表測量受介質(zhì)的密度、黏度、溫度、壓力、純凈度影響，也受安裝位置影響。（三）、速度式流量計1、渦輪流量計1）渦輪流量計可以測量氣體、流體流量。但要求被測介質(zhì)清潔，并且黏度大的液體流量測量，通常用于測量精度要求高，流量變化快的場合。2）渦輪流量計的缺點是制造困難，成本高，軸承易磨損，降低了長期運行的穩(wěn)定性。2、渦街流量計1）適用于氣體、液體、和蒸汽介質(zhì)的流量測量，測量幾乎不受流體參數(shù)影響，渦街流量計在儀表內(nèi)部無可動部件，使用壽命長。壓力損失小，測量精度也比較高。2）渦街流量計的不足之處，主要是流體流速分布情況和脈動情況將影響測量準(zhǔn)確度，旋渦發(fā)生體被玷污也會引起誤差。3、電磁流量計1）電磁流量計要

27、求被測介質(zhì)具有導(dǎo)電性，不能測量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。2）電磁流量計的測量管道中無阻力件，壓力損失小；測量范圍寬；可以測量脈動流和雙相流。質(zhì)量流量檢測方法（一）、直接式質(zhì)量流量測量方法 1、 科里奧利質(zhì)量流量計1) 可以測量多種液體和漿液，也可以用于多相流測量； 2) 不受被測介質(zhì)物理參數(shù)影響，不受管內(nèi)流態(tài)影響，對流量計前后直管段要求不高。3）阻力損失較大，存在零點漂移，管路的振動會影響其測量精度。2、 熱式質(zhì)量流量計1） 適用于微小流量測量。2） 熱式質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu)簡單，壓力損失小。3） 非接觸式流量計使用壽命長。4）缺點是靈敏度低，測量時需要進(jìn)行溫度補償。3、 沖光式流量計1）沖光

28、式流量計結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用壽命長，可靠性高，沒有零點漂移。2）適用于各種固體粉料介質(zhì)的流量測量。（二）、間接式質(zhì)量流量測量方法1、體積流量計與密度計的組合方式2、體積流量計與體積流量計的組合方式3、溫度、壓力補償式質(zhì)量流量計思考題6-1簡述流量測量的特點和流量測量儀表的分類。答：1）流量測量可以歸為體積流量測量和質(zhì)量流量測量兩類2）流量測量儀表分為體積流量計和質(zhì)量流量計；體積流量計包括容積式流量計、速度式流量計、差壓式流量計；質(zhì)量流量計包括推導(dǎo)式質(zhì)量流量計和直接式質(zhì)量流量計2特點 流量方程式， 流量計的儀表系數(shù)與流出系數(shù)流量范圍及范圍度測量精確度和誤差壓力損失儀表分類：體積流量計：容積式

29、，差壓式，速度式 質(zhì)量流量計：推導(dǎo)式，直接式6-2以橢圓齒輪式流量計為例，說明容積式流量計的工作原理。橢圓齒輪流量計的測量本體友一對相互齒合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成、其工作原理如圖、兩個橢圓齒輪A/B在進(jìn)行出口流體壓力差的作用下、交替地相互驅(qū)動、并各自繞軸作非角勻速度轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)動過程中連續(xù)不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的固定容積內(nèi)的流體一份份地排出、齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)可以通過機械或其它的方式測出、從而可以得知流體總流量6-3簡述幾種差壓流量計的工作原理。節(jié)流式流量計：節(jié)流式流量計測量原理是以能量守恒定律和流動連續(xù)性定律為基礎(chǔ)均速管流量計：是基于動壓管測速原理發(fā)展而成的一種流量計，流體流經(jīng)均速管產(chǎn)生差壓信號

30、，此差壓信號于流體流量有確定的關(guān)系，經(jīng)過差壓計可測出流體流量。彎管流量計：當(dāng)流體通過管道彎頭時，受到角加速度的作用而產(chǎn)生的離心力會在彎頭的外半徑側(cè)于內(nèi)半徑側(cè)之間形成差壓，此差壓的平方根于流體流量成正比。6-4節(jié)流式流量計的流量系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：流量系數(shù)與節(jié)流件形式、直徑比、取壓方式、流動雷諾數(shù)及管道粗糙度有關(guān)6-5簡述標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的組成環(huán)節(jié)及其作用。對流量測量系統(tǒng)的安裝有哪些要求？為什么要保證測量管路在節(jié)流裝置前后有一定的直管段長度？（p76）答：6-6當(dāng)被測流體的溫度、壓力值偏離設(shè)計值時，對節(jié)流式流量計的測量結(jié)果有何影響？6-7、用標(biāo)準(zhǔn)孔板測量氣體流量，給定設(shè)計參數(shù)p=0.8kPa，t

31、=20，現(xiàn)實際工作參數(shù)p=0.4kpa，t=30，現(xiàn)場儀表指示為3800m3/h，求實際流量大小。6-8、一只用水標(biāo)定的浮子流量計，其滿刻度值為1000dm3/h，不銹鋼浮子密度為7.92g/cm3，現(xiàn)在用來測量密度為0.79g/cm3的乙醇流量，問浮子流量計的測量上限是多少？6-9、說明渦輪流量計的原理。某一渦輪流量計的儀表常數(shù)為K=150.4次/L，當(dāng)它在測量流量時的輸出頻率為f=400Hz，其相應(yīng)的瞬時流量時多少？6-10、說明電磁流量計的工作原理，這類流量計在使用中有何要求。答：1）電磁流量計是基于電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)電流體在磁場中垂直于磁力線方向流過，在流通管道兩側(cè)的電極上將產(chǎn)生感應(yīng)電動

32、勢，感應(yīng)電動勢的大小與流體速度有關(guān)，通過測量次電動勢可以求得流體流量。2）電磁流量計對直管段要求不高，直管段長度為5D-10D；安裝地點應(yīng)盡量避免劇烈振動和交直流強磁場。在垂直安裝時，流體要自下而上流過儀表；水平安裝時，兩個電極要在同一平面上。電磁流量計適用于導(dǎo)電性介質(zhì)的流量測量。6-11、渦街流量計的檢測原理是什么？常見的漩渦發(fā)生體有哪幾種？如何實現(xiàn)旋渦頻率檢測？答：（1）渦街流量計的檢測原理是利用流體振蕩的原理進(jìn)行流量測量、當(dāng)流體流過非流線型阻擋體時會產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦列、旋渦的產(chǎn)生頻率與流體留宿有著確定的對應(yīng)關(guān)系、測量頻率的變化。就可得知流體的流量、（2）常見旋渦發(fā)生體的形狀有圓柱、三角柱、

33、矩形柱、T型柱以及由以上形狀組合而成的組合形狀（3）旋渦頻率的檢出有多種方式、可分為一體式和分體式兩類、一體式的檢測元件放在旋渦發(fā)生體內(nèi)、如熱絲式分體式檢測元件則裝在旋渦發(fā)生體下游、如、壓電式均利用旋渦發(fā)生時引起的波動進(jìn)行測量、旋渦頻率采用熱敏電阻檢測方式、在三角主體的迎面對稱嵌入兩個熱敏電阻、通入恒定電流加熱電阻、使其溫度稍高于流體、在交替產(chǎn)生旋渦的作用下、兩個電阻被周期的冷卻、使其阻值改變、阻值的變化有電橋測出、即可測得旋渦產(chǎn)生頻率、從而知流量6-12、說明超聲流量計的工作原理，超聲流量計的靈敏度與哪些因素有關(guān)？答：1）超聲流量計是利用超聲波在流中的傳播特性實現(xiàn)流量測量。超聲波在流體中傳播

34、，將受到流體流速的影響，檢測接收的超聲波信號可以測知流速，從而求得流體流量。6-13、質(zhì)量流量測量有哪些方法。答：直接測量和間接測量直接式質(zhì)量流量計：儀表的輸出直接與質(zhì)量流量成正比推導(dǎo)式質(zhì)量流量計：通過對體積流量和密度的同時測量，然后把結(jié)果送入計算單元，通過運算求出質(zhì)量流量。溫度，壓力補償式質(zhì)量流量計：同時測出體積流量，溫度和壓力，由溫度和壓力等參數(shù)和密度的關(guān)系，通過運算裝置算出介質(zhì)密度，再算出質(zhì)量流量。6-14、為什么科氏流量計可以測量質(zhì)量流量？（p89）6-15、說明標(biāo)準(zhǔn)流量裝置的作用，有哪幾種主要類型？答：標(biāo)準(zhǔn)容積法、標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量法、標(biāo)準(zhǔn)流量計法、標(biāo)準(zhǔn)體積管法。7物位檢測7.1.1 物位的定

35、義：物位統(tǒng)指設(shè)備和容器中液體或固體物料的表面位置，是液位、料位、界位的總稱。 液位：是指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低。 料位：是指設(shè)備和容器中所儲備的塊狀、顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度。 界位：是指相界位置。例如不互容的兩種液體、固液之間的分界面。7.1.2物位檢測的分類 一、按測量方式 1、連續(xù)測量：連續(xù)性測量能持續(xù)測量物位的變化。2、定點測量：只能測量物位是否達(dá)到上限、下限或某個特定位置，定點測量一般為物位開關(guān)。 二、按工作原理1、 直讀式物位檢測儀表：能直接顯示容器中物位的高度，方法可靠、準(zhǔn)確，但只能就地指示。2、 靜壓式物位檢測儀表：適用于液位檢測。3、 浮力式物位檢測儀表：適用于

36、液位檢測。4、 機械接觸式物位檢測儀表：通過測量物位探頭物位接觸時的機械力實現(xiàn)物位額測量。5、 電氣式物位檢測儀表:將電氣式物位敏感元件置于被測介質(zhì)中，物位的變化會引起電氣參數(shù)的改變從而檢測這些參數(shù)即可知物位變化。6、 其他檢測方法：聲學(xué)式、射線式、光纖式儀表等等。7.2常用物位檢測儀表7.2.1靜壓式液位檢測儀表靜壓差的計算公式：其中，為容器上部空間的壓力，為零液位處的壓力。7.2.11壓力、差壓式液位計 對于敞口容器上式中的為大氣壓力，在容器底部或側(cè)面液位零點處引出壓力信號，儀表指示的表壓力即反應(yīng)相應(yīng)的液柱靜壓。差壓計的連接：正壓側(cè)于容器底部相通，負(fù)壓側(cè)連接容器上部的氣空間。差壓計安裝在最

37、低液面以下時加在壓差計兩側(cè)的差壓為:。（注：測量儀表安裝高度容器液位）對于有可疑凝結(jié)蒸汽或采用隔離介質(zhì)的液位測量系統(tǒng)，差壓計的負(fù)壓側(cè)通常有一個固定的壓力偏置量，此時的差壓為：。7.2.1.2吹氣式液位計 優(yōu)點：由于檢測點移至頂部，其維修均很方便。 缺點：其測量精度受測壓表的精度，液體的溫度和密度對其檢測有影響。7.2.2浮力式物位檢測儀表7.2.2.1浮子式液位計（1） 是一種恒浮力式液位計。（2） 基本原理：通過測量漂浮于被測液面上的浮子隨著液面的變化而上下移動而產(chǎn)生的位移來檢測液位高低，其所受浮力的大小一定。即檢測浮子所在位置可知液面高低。、（3） 浮子形狀常見有圓盤形、圓柱形和球形等。下

38、面以圓柱形為例來作分析。7.2.2.2 浮筒式液位計（1） 是一種變浮力式液位計。（2） 基本原理：利用浮筒被液體浸沒高度不同引起的浮力變化來檢測液位。7.2.3其他物位檢測儀表7.2.3.1電容式物位計（1） 原理：基于圓筒形電容器的電容值隨物位而變化。一定條件下，為常數(shù)，則與H成正比，測量電容變化量即可得物位。（2） 電容式物位計可以測量液位、料位和界位，主要由測量電極和電容檢測電路組成。（3） 常見的電容檢測方法有交流電橋法、充放電法、諧振電路法?？梢暂敵鰳?biāo)準(zhǔn)電流信號，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。（4） 特點：電容式物位計一般不受真空、壓力、溫度等環(huán)境條件的影響；安裝方便，結(jié)構(gòu)牢固，易維修；價格較低

39、。 但是不適合于以下介質(zhì)：如介質(zhì)的介電常數(shù)隨溫度等影響而變化、介質(zhì)在電極上有沉積或附著、介質(zhì)中有氣泡產(chǎn)生等情況。7.2.3.2超聲式物位計（1） 原理： 利用聲波的某些特性制成。如聲波阻斷式固體、液體或氣體對聲波的吸收能力不同（氣體最大，固體最?。?，由接收的超聲波可知物體是否達(dá)到預(yù)定位置，可實現(xiàn)報警或定位檢測。（2） 應(yīng)用范圍：液位、物位。（對環(huán)境的適應(yīng)性較強，應(yīng)用廣泛）p101（3） 特點：無機械可動部件，安裝維修方便；超聲換能器壽命長；可以實現(xiàn)非接觸式測量，適合于有毒、高粘度及密閉容器物位的測量；對環(huán)境適應(yīng)能力強，應(yīng)用廣泛。（4） 缺點:在檢測中易受介質(zhì)的溫度、成分等變化的影響。7.2.3

40、.3核輻射式物位計（1） 原理;核輻射式物位計是利用核輻射線在穿透物質(zhì)是將被衰減的現(xiàn)象來確定物位。（ 射線在穿透物質(zhì)時，它的強度隨物質(zhì)層的厚度指數(shù)降低，只要測出通過物質(zhì)前后的輻射強度，就可知厚度物位。）（2） 組成：射線源、防護容器、射線檢測器、電子轉(zhuǎn)換和指示電路。（3） 檢測方式：有固定安裝式和隨動式兩種（4） 特點 ：具有非接觸式測量的特點，可用于高溫高壓、真空密閉等各種容器中液體或固體物料的物位測量；可適應(yīng)腐蝕、有毒、高粘度、爆炸性等各種困難介質(zhì)和高溫、高濕、多粉塵、強干擾等惡劣的工作條件。其放射性安全防護措施需按有關(guān)規(guī)范操作。7.2.3.4物位開關(guān)（1） 用于定點測量，檢測物位是否達(dá)到

41、預(yù)定的高度，并發(fā)出相應(yīng)的開關(guān)量信號。（2） 特點：簡單、可靠、使用方便，適用范圍廣。7.3影響物位測量的因素 一、液位測量的特點（1）液面波動（物料流進(jìn)流出、沸騰或泡沫）（2）大型容器中各處物理量（溫度、密度和粘度）分布不均（3）液體處于特殊狀態(tài)中（高溫、高壓、高粘度、含大量雜質(zhì)）二、料位測量的特點（1）料面不規(guī)則（2）物料排出后有滯留區(qū)（3）物料間空隙不穩(wěn)定三、界位測量的特點 存在渾濁段課后習(xí)題7-1常用液位測量方法有哪些？（1） 壓力式液位計：根據(jù)靜止介質(zhì)的某一點所受壓力與此點上方的介質(zhì)高度成正比，利用壓力表來顯示其高度。（2）直讀式：直接是用與被測容器連通的玻璃管來顯示容器內(nèi)的物位高度，

42、或在容器上開有窗口直接觀察物位高度。（3）浮力式：利用漂浮在液面上的浮子的位置隨液位的變化來測量定位。（4）電氣式：將物位的變化轉(zhuǎn)換為某些電量參數(shù)的變化而進(jìn)行間接測量。（5）聲波式：由于物位的變化引起的聲波的遮斷。（6）光學(xué)式：利用物位對光波的遮斷和反射原理進(jìn)行測量。（7）核輻射式：放射性同位素放出的射線被中間介質(zhì)吸收而減弱。7-2對于開口容器和密封壓力容器用差壓式液位計測量時有何不同？影響液位計測量精度的因素有哪些？對于開口容器，在容器底部或側(cè)面液位零點處引出壓力信號，儀表指示的表壓力即反映相應(yīng)的液位靜壓。對于密封壓力容器，可用差壓計測量液位。差壓式的正壓側(cè)與容器底部相通，負(fù)壓側(cè)連接容器上部

43、的空間?？汕笠何桓叨?。因素：液位計本身的精度、以及液位的溫度對其密度的影響、物料本身性質(zhì)如溫度、粘度、液面的穩(wěn)定、料面是否規(guī)則。7-3利用差壓變送器測量液位時，為什么要進(jìn)行零點遷移？如何實現(xiàn)遷移？（1） 進(jìn)行零點遷移的原因：由于測壓儀表的安裝位置一般不能和被測容器的最低液位處在同一高度上，因此，在測量液位是，儀表的量程范圍內(nèi)會有一個不變的附加值。（2） 如何實現(xiàn)：對感壓原件預(yù)加一個作用力，將儀表的零點遷移到與液位零點相重合，即實現(xiàn)零點遷移。7-4恒浮力式液位計與變浮力式液位計的測量原理有什么異同點？在選擇浮筒式液位計時，如何確定浮筒的尺寸和重量？恒浮力式液位計和變浮力式液位計都屬于浮力式物位檢

44、測儀表，都是基于力的平衡原理，利用液體浮力進(jìn)行液位的測量。恒浮力式是靠浮子隨液面升降的位移反映液位變化的；而變浮力式則是靠液面升降對物體浮力改變反映液位的變化。在選擇浮筒式液位計時，要依據(jù)其測量原理選擇浮筒的尺寸和質(zhì)量。設(shè)浮筒的重力為G，浮力為W，則懸掛點所受重力F=G-W，又知浮力W為 故 ： 式中，D為浮筒的直徑5；為被測液體的密度；H為浮筒浸入液體部分的高度。因此浮筒所受重力F與液位H呈線性關(guān)系，液位越高，力越小。為了提高靈敏度，應(yīng)使H前的系數(shù)盡可能大，所以浮筒的直徑D也是越大越有利。而且，為了有較大的量程，浮筒的長度L也要盡可能大。關(guān)于浮筒的質(zhì)量選取依據(jù)零點消失原則進(jìn)行。7-5物料的料

45、位測量與液位測量有什么不同的特點？從概念上說，物料的料位是指設(shè)備和容器中所儲存的塊狀、顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度，其是針對固體進(jìn)行測量；而液位是指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低，其是針對液體的測量。 由于測量對象性質(zhì)的不同，在測量方法的選取上也有所不同。一般所有的物質(zhì)檢測方法和物位檢測儀表都可以進(jìn)行液位的測量，而只有機械接觸式、電氣式、超聲式、核輻射式等適用于料位測量。故在測量方法和測量儀表的選取上，料位相對于液位有一定的局限性。7-6電容式物位計、超聲式物位計、核輻射式物位計的工作原理，各有何特點？（1）電容式：基于圓筒形電容器的電容值隨物位而變化。（2）超聲式：利用回聲測距原理，由發(fā)射

46、探頭發(fā)出的超聲脈沖，在介質(zhì)中傳到界面反射再返回到操頭接受。（3）核輻射式：以核輻射式的穿透性和物質(zhì)對射線的吸收特點為基礎(chǔ)，實驗證明，射線等穿透物質(zhì)后，其強度隨物質(zhì)層的厚度呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)律衰減。8 機械量檢測機械量包括長度、位移、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、力、力矩、振動等。其中直線位移是機械量基本的參數(shù)。如：表8-18.1模擬式位移檢測方法有：電容式位移檢測、電感式位移檢測、差動變壓器位移檢測、光纖位移檢測、光學(xué)數(shù)字式位移檢測（光柵標(biāo)尺、CCD圖像傳感元件）8.1.1電容式位移檢測（） 變極距法（變d） 變面積法（變S） 在兩個固定極板之間設(shè)置可動極板（變）8.2.1 電感式位移檢測方法電感式位移傳感器分自感式和

47、互感式。電感式位移檢測與電容式位移檢測都是與被檢測對象非機械接觸的檢測方法。8.1.3差動變壓器位移檢查方法（是互感式位移檢測方法）P1068.1.4光纖位移檢測方法（利用光纖檢測位移的一種方法）隨著被檢測物體的位移變化，重疊部分的光強發(fā)生變化，根據(jù)光強信號檢測位移。8.2光學(xué)數(shù)字式位移檢測（光柵尺）數(shù)字式位移檢測室利用柵格編碼器將長度或角度的變化直接轉(zhuǎn)換為脈沖個數(shù)或二進(jìn)制符號的方法，如光柵標(biāo)尺、容柵標(biāo)尺等。8.2.1光柵標(biāo)尺（P107）CCD圖像傳感元件（P109）8.3轉(zhuǎn)速檢測（重要指數(shù)：兩顆星）方法：離心力檢測法，光電碼盤轉(zhuǎn)速檢測法，空間濾波器式檢測法。離心力檢測法原理：質(zhì)量m的重物旋轉(zhuǎn)

48、時受到離心力 遠(yuǎn)離主軸，這將克服彈簧力向上拉套筒，套筒升降通過齒輪帶動指針轉(zhuǎn)動，從而直接讀數(shù)。精確度：上下1%（核心思想：離心力彈簧力套筒升降齒輪帶指針轉(zhuǎn)動讀數(shù)）光電碼檢測法：將對轉(zhuǎn)速的測量轉(zhuǎn)化為脈沖序列，統(tǒng)計單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，通過脈沖個數(shù)測量轉(zhuǎn)角即得到轉(zhuǎn)速?？臻g濾波器式檢測法特點：不需要在旋轉(zhuǎn)物體上或周圍做任何記號，多用于檢測不規(guī)則物體的移動速度。8.4力檢測（重要指數(shù)：兩顆半星）本章主要檢測方法：金屬應(yīng)變元件，半導(dǎo)體應(yīng)變元件，壓電效應(yīng)，壓敏導(dǎo)電橡膠（1，2相對較重要。）力檢測主要原理基礎(chǔ)：彈性元件受力作用時將發(fā)生彈性形變，彈性體變形導(dǎo)致電阻值變化，電阻通電轉(zhuǎn)化為電壓，測電壓即可求得對應(yīng)力

49、的大小。1 金屬應(yīng)變元件原理：在拉伸力的作用下，金屬絲被拉長，因此截面積縮小，導(dǎo)致電阻率變化。注：給金屬絲通電流，測電壓即可測得電阻，對應(yīng)即可知道應(yīng)力。2半導(dǎo)體應(yīng)變元件原理：元件受力形變，應(yīng)變對元件電阻率大幅度變化，從而導(dǎo)致電阻的改變，將元件通電流，測元件兩段電壓，通過電壓的改變即可推斷力的大小。優(yōu)點：反應(yīng)靈敏，體積小，廣泛用在壓力傳感上。缺點：溫度依賴性大，需要電路補償，價格高。3壓敏導(dǎo)電橡膠原理：元件受力變形電阻變化，通電，測電壓，即反推得到力的大小。9成分分析儀表成分分析儀表是對物質(zhì)的成分及性質(zhì)進(jìn)行分析和測量的儀表。一、 成分分析方法及分類(p117)成分分析的方法有兩種類型：一種是定期

50、取樣，通過實驗室測定的實驗室分析方法；另一種是利用可以連續(xù)測定被測物質(zhì)的含量或性質(zhì)的自動分析儀表。 目前，按測量原理分類，成分分析儀表有以下幾種型式：1) 電化學(xué)式：如電導(dǎo)式（EC），電位式，酸度計，離子濃度計等。2) 熱學(xué)式：如熱導(dǎo)式、熱譜式、熱化學(xué)式等。3) 磁學(xué)式：如磁式氧氣分析儀、核磁共振分析儀等。4) 射線式：如X射線分析儀、射線分析儀、同位素分析儀、微波分析儀等。5) 光學(xué)式：如紅外、紫外等吸收式光學(xué)分析儀，光散射、光干涉式光學(xué)分析儀等。（分光儀、比色儀）6) 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、液相色譜儀等。8) 物性測量儀表：如水

51、分計、粘度計、密度計、濕度計、塵量計等。9) 其他：如半導(dǎo)體氣敏傳感器。二、 自動分析系統(tǒng)（檢測器是分析儀表的核心）1、自動分析系統(tǒng)通常是與試樣預(yù)處理系統(tǒng)組成一個分析測量系統(tǒng)，以保證其良好偶的環(huán)境適應(yīng)性和高的可靠性以使分析儀表的示值能代表被監(jiān)測的成分。2、自動取樣裝置的作用是從生產(chǎn)設(shè)備中自動、快速的提取待分析樣品。預(yù)處理系統(tǒng)可以采用冷卻、加熱、氣化、減壓、過濾等方式。取樣和試樣的制備必須注意避免液體試樣的分餾作用或氣體試樣中某些組分被吸附的情況。三、 幾種工業(yè)用成分分析儀表1、 熱導(dǎo)式氣體分析器：利用不同氣體導(dǎo)熱特性不同的原理進(jìn)行分析。優(yōu)點有機構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、體積小。（熱導(dǎo)式氣體分析器的核心

52、是測量室）（1）經(jīng)實驗測定，氣體中氫和氦的導(dǎo)熱能力最強，而二氧化碳和二氧化硫的導(dǎo)熱能力較弱。氣體的導(dǎo)熱率還與氣體的溫度有關(guān)。（2）熱導(dǎo)式氣體分析器的核心是測量室，稱為熱導(dǎo)池。熱導(dǎo)池是用導(dǎo)熱良好的金屬制成的長圓柱形小室，室內(nèi)裝有一根絲的鉑或鎢電阻絲，電阻絲與腔體有良好的絕緣。熱導(dǎo)池有不同的結(jié)構(gòu)型式，目前常用的是對流擴散式結(jié)構(gòu)型式。熱導(dǎo)式分析儀表通常采用橋式測量電路。四、 氧化鋯氧分析器（1）氧化鋯氧分析器是屬于電化學(xué)分析方法，這種分析器的優(yōu)點是靈敏度高、穩(wěn)定性好、相應(yīng)快、測量范圍寬（從106到百分含量），而且不需復(fù)雜的采樣和預(yù)處理系統(tǒng)，它的探頭可以直接插入煙道中連續(xù)地分析煙氣中的氧含量。（2）氧

53、化鋯分析器的基本工作原理基于氧濃差電池（原電池）。氧化鋯（ZrO2）是一種陶瓷固體電解質(zhì)，在高溫下有良好的離子導(dǎo)電特性。濃差電池的左側(cè)為被測氣體，右側(cè)為參比氣體，參比氣體一般為空氣。（3） 氧化鋯分析器正常工作的必要條件：a、工作溫度要恒定，傳感器要有溫度調(diào)節(jié)控制的環(huán)節(jié)，一般工作溫度保持在T=850C，此時靈敏度最高，工作溫度變化直接影響氧濃車電勢E的大小，傳感器還應(yīng)有溫度補償環(huán)節(jié)。b、必須要有參比氣體，參比氣體的氧含量穩(wěn)定不變。二者氧含量差越大，儀表靈敏度越高。C、參比氣體與被測氣體壓力應(yīng)該相等。（3）氧化鋯分析器的安裝方式有直插式和抽吸式。五、 半導(dǎo)體氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器是采用半導(dǎo)體

54、材料為敏感材料制成的一種氣敏傳感器類型。這類傳感器可以通過在半導(dǎo)體材料中添加各種催化劑來改變其主要敏感對象，但卻很難消除對其他共存氣體的影響,并且它信號線性影響的范圍窄，一般只用于定性及半定量范圍的氣體檢測。半導(dǎo)體氣敏傳感器按照半導(dǎo)體的物性變化特點，可分為電阻型和非電阻型兩類。氣敏傳感器一般由氣敏元件、加熱器和封裝體等部分組成。氣敏元件從結(jié)構(gòu)型式來分有燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型三類。六、 工業(yè)酸度計1、工業(yè)酸度計屬于電化學(xué)分析方法。溶液的酸堿性可以用氫離子濃度H+的大小來表示。一般用pH值來表示溶液的酸堿度，定義為：pH=-lgH+與之相應(yīng)有：pH=7為中性溶液，pH7為堿性溶液，pH7為酸性溶液

55、。（1）pH值得檢測采用電位測量法。測量pH值一般使用參比電極和測量電極以及被測溶液共同組成的pH測量電池。參比電極的電位是一個固定的常數(shù)。電池的電勢為參比電極和測量電極間電極電位的差值。根據(jù)能斯特公式有：E=-2.303RTFpHx式中，E為電極電勢，V；R為氣體常數(shù)，R=8.314J/(molK)；T為熱力學(xué)溫度，K；F為法拉第常數(shù)，F(xiàn)=9.6487104C/mol；pHx為被測溶液的pH值。 （2）工業(yè)用參比電極一般為甘汞電極或銀氯化銀（Ag/AgCl）電極。(p129)（3）玻璃電極是使用最為廣泛的測量電極。七、 濕度的檢測1、 濕度是表示空氣中水汽含量的物理量。（1）濕度可用絕對濕度和相對濕度兩種方法表