過程檢測技術(shù)及儀表課設(shè)

1、多功能動態(tài)實驗裝置摘要：本課程設(shè)計論文介紹了一種換熱設(shè)備污垢的測量方法熱電阻法，它通過我校節(jié)能與測控研究中心楊善讓教授為首研發(fā)的基于測量新技術(shù)的多功能動態(tài)模擬實驗裝置來實現(xiàn)的。其中需要檢測和控制的參數(shù)主要有：試驗管流體進出口溫度，試驗管壁溫，水域溫度；水箱水位；試驗管內(nèi)流體流量及含有污垢的管內(nèi)差壓。通過溫度傳感器、補水箱、集水槽、模擬換熱器及監(jiān)控系統(tǒng)來檢測控制這些參數(shù)，從而達到測量污垢的目的。關(guān)鍵詞： 污垢熱阻 模擬裝置 參數(shù)測量第一章 緒論 1.1課題背景與意義污垢和腐蝕問題是各類換熱設(shè)備普遍存在的，換熱設(shè)備污垢的形成過程是一個極其復(fù)雜的能量、質(zhì)量和動量傳遞的物理化學(xué)過程，污垢的存在給廣泛應(yīng)

2、用于各工業(yè)企業(yè)的換熱設(shè)備造成極大的經(jīng)濟損失，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。污垢的影響：設(shè)備管道水垢附著管壁，降低換熱效率3%-10%。使系統(tǒng)水循環(huán)量減少：沉積物（如水垢、微生物粘泥）覆蓋在空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備管道或換熱器流道表面，嚴重的將堵塞流道，使低溫水循環(huán)量減少，熱交換效率進一步降代。污垢集聚會導(dǎo)致垢下局部腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命1.1總體實驗裝置結(jié)構(gòu)圖實驗裝置是東北電力大學(xué)節(jié)能與測控研究中心楊善讓教授為首的課題組基于測量新技術(shù)軟測量技術(shù)開發(fā)的多功能實驗裝置?；诒緦嶒炑b置，先后完成國家、東北電力公司、省、市多項科研項目并獲獎，鑒定結(jié)論為國際領(lǐng)先。目前承擔(dān)國家

3、自然科學(xué)基金、973項目部分實驗工作。圖2-1 多功能動態(tài)模擬實驗裝置外形圖1.2實驗裝置原理圖 本實驗裝置的模擬換熱器是由恒溫水浴作為熱源加熱實驗管段約2m），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驗管，獨自擁有補水箱和集水箱，構(gòu)成兩套獨立的實驗系統(tǒng)?？梢宰銎叫袠訉嶒灪蛯Ρ葘嶒灐楂@取水處理藥劑的效果、強化換熱管的污垢特性、污垢狀態(tài)下強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)。125834679101112220V冷卻水入口 出口 圖2-2 本實驗裝置原理圖圖中各數(shù)字代表的含義如下：1-恒溫槽體 2-試驗管段 3-試驗管入

4、口壓力 4-管段入口溫度測點 5-管壁溫度測點 6-管段出口溫度測點 7-試驗管出口壓力 8-流量測量 9-集水箱 10-循環(huán)水泵 11-補水箱 12-電加熱管 1.3污垢熱阻法數(shù)學(xué)模型的建立表示換熱面上污垢沉積量的特征參數(shù)有：單位面積上的污垢沉積質(zhì)量mf，污垢層平均厚度f和污垢熱阻Rf。這三者之間的關(guān)系由下式表示： (2-1)圖2-3 清潔和有污垢時的溫度分布及熱阻圖通常測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)情況下進行的，圖2-3（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2-3（b）為兩側(cè)有污垢時的溫度分布，其總傳熱熱阻為 (2-3)如果假定

5、換熱面上污垢的積聚對壁面與流體的對流傳熱系數(shù)影響不大，則可認為。于是從式(2-3)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)的測量而間接測量出來。實驗研究或?qū)嶋H生產(chǎn)則常常要求測量局部污垢熱阻，這可通過測量所要求部位的壁溫表示。為明晰起見，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、Tb均得持不變，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量清潔狀態(tài)和污染狀態(tài)下的壁溫和熱流而被間接測量出來。第二章 設(shè)計要求2.1檢測和控制參數(shù)1、溫度：包括實驗管流體進口（2040）、出口溫

6、度（2080 ）、實驗管壁溫（2080 ）以及水浴溫度（2080 ） ；2、水位：補水箱上位安裝，距地面2m，其水位要求測量并控制，以適應(yīng)不同流速的需要，水位變動范圍200mm500mm；3、流量：實驗管內(nèi)流體流量需要測量，管徑25mm，流量范圍0.54m3/h；4、差壓：由于結(jié)垢導(dǎo)致管內(nèi)流動阻力增大，需要測量流動壓降，范圍為050mm水柱。2.2 設(shè)計要求設(shè)計成品需要完成以下工作：（1）課程設(shè)計報告；（題目介紹、背景意義、要求及選表原則等）；（2）檢測方法設(shè)計以及依據(jù)；（3）儀表種類選用以及依據(jù)；（4）測量注意事項，并分析可能產(chǎn)生誤差的原因。本設(shè)計題目以多功能動態(tài)實驗裝置為對象，要求綜合以前

7、所學(xué)知識，參考相關(guān)文獻資料，完成此實驗裝置所需檢測參數(shù)的檢測。設(shè)計檢測方案，包括檢測方法、儀表種類選用以及需要注意事項，并分析誤差產(chǎn)生的原因等等。第三章 溫度的檢測和控制該實驗中溫度測量是最復(fù)雜的，溫度測量的儀表也是最多的，其中測量參數(shù)包括試驗管進出口溫度、試驗管壁溫及恒溫水浴溫度。溫度測量條件、測量要求不同則測量溫度所需要的儀表選擇就不同，下面就詳細介紹各溫度參數(shù)的測量和控制3.1流體進出口溫度的檢測和控制3.1.1檢測方法及依據(jù)由于該實驗裝置實驗管道直徑較小，為25mm，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)。因此不宜使用體積較大的溫度計，否則會增加流動阻力影響

8、流速。由給定的參數(shù)可知，試驗管流體進口溫度為2040、出口的溫度為2080，溫度范圍小，此兩處的溫度比較低，測量不便，適合測量此段溫度的主要有液體膨脹式（水銀溫度計、酒精溫度計）、雙金屬、熱電偶及熱電阻等溫度傳感器，而我們的實驗設(shè)備有監(jiān)控系統(tǒng)上位機采集信息，所以最好選用熱電偶或者熱電阻,而熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，鉑熱電阻中的鎧裝熱電阻直徑小，易彎曲，抗震性好，具有精確、靈敏、熱響應(yīng)時間快、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點。所以綜合考慮選用WZPK-230鎧裝Pt100熱電阻進行流體進出口溫度的檢測。3.1.2 儀表選用及依據(jù)由于鎧裝電阻外保護管采用不

9、銹鋼，內(nèi)充滿高密度冶金級鎂砂氧化物質(zhì)絕緣體，因此它具有很強的抗污染和優(yōu)良的機械強度，比裝配式電阻安裝的場合更廣泛。并且它有下列優(yōu)點：1.體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后?。?.機械性能好、耐振，抗沖擊；3. 熱響應(yīng)時間少4.能彎曲，便于安裝5.動態(tài)誤差小。6. 使用壽命長7.長度不受限制等。又由于實驗裝置實驗管道直徑較小，所以應(yīng)選用螺紋式鎧裝熱電阻的，經(jīng)對比WZPK-230鎧裝Pt100熱電阻具有精度高，直徑小，長度可定做，熱響應(yīng)時間短等優(yōu)點適合本實驗中對流體進出口溫度的檢測和控制。3.1.3 WZPK-230主要技術(shù)參數(shù)WZPK-230熱電阻直接測量生產(chǎn)過程中的-200500范圍內(nèi)液

10、體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。圖3-2 鎧裝熱電阻WZPK-230熱電阻特點：壓簧式感溫元件，抗振性能好；測量精確度高；進口薄膜電阻元件，性能可靠穩(wěn)定；機械強度高，耐壓性能好；主要技術(shù)參數(shù)：熱電阻在環(huán)境溫度為1535，相對濕度不大于80%，試驗電壓為10100V（直流）電極與外套管之間的絕緣電阻100M。環(huán)境溫度：-40+85工作壓力： 固定螺紋 -0.110MPa電氣接口：M20×1.5（也可按用戶要求）接線盒結(jié)構(gòu)：防護等級（防水型）IP65防爆等級 ExdBT16 ExdCT16接線盒材質(zhì)：鋁合金、不銹鋼插入深度：3100mm保護管直徑：12、16、其他直徑按用戶要求過程連

11、接：螺紋連接M16×1.5螺紋、M27×2螺紋、M33×2螺紋等表3-1WZPK-230 熱電阻傳感器性能指標品牌天康類型鎧裝型熱電阻型號WZPK- 230 分度號PT100測量范圍-200-+500（）允差等級A熱響應(yīng)時間3（s）裝箱數(shù)203.1.4 接線及安裝方法為避免或減少導(dǎo)線電阻對測溫的影響 ，熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線

12、一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。圖5 熱電阻三線制接法3.1.5 注意事項（1）采用三線制連接，導(dǎo)線必須從電阻感溫體的根部引出，不要從子端引出。（2）除測溫電阻外，所有相關(guān)元器件均要保持穩(wěn)定。（3）三線制有補償效果但不能完全補償，只能部分抵消連線電阻對測量的影響。（4）保持工作電源的穩(wěn)定性，工作電源對測量結(jié)果影響很大。3.1.6 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。由于電阻通電后會產(chǎn)生自升溫現(xiàn)象，從而帶來測量誤差。該誤差無法消除，但可用規(guī)定最大電流<6mA，傳熱條件好來盡可

13、能減小。3、線路電阻不同或變化引入的測量誤差。可通過串聯(lián)電位器調(diào)整，此外規(guī)定三線、四線接線方波等也能減小誤差；4、附加熱電動勢。電阻絲與引線接點處構(gòu)成熱偶，若節(jié)點溫度不同將產(chǎn)生附加熱電動勢，對于測量回路可能產(chǎn)生影響?？赏ㄟ^接點靠近，同溫等辦法減小或消除。3.2 管壁溫度檢測和控制3.2.1 檢測方法及依據(jù)實驗管流體進、出口溫度，管壁溫度和水浴溫度大約控制在之間，屬于低溫測量，所以只需采用簡單的接觸式溫度計即可。試驗管壁溫主要指處于恒溫水浴中兩根平行管管壁的溫度，實驗中，我們需得到精度較高的溫度值并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出，膨脹式溫度計精度雖高但不可以轉(zhuǎn)化為電信號，低溫測量時熱電阻溫度計精度比熱電偶

14、溫度計要高。所以綜合考慮選擇熱電阻溫度計較好。對于測量管壁溫度，由于熱電阻溫度計不好安裝，所以選用貼片式熱電阻。并且選用同一材質(zhì)的熱電阻其誤差和屬性基本相同，對測量更有力，使測量更準確。綜合以上原因，最終選用貼片式SA1-RTD帶高溫膠布粘貼的熱電阻。貼片式SA1-RTD帶高溫膠布粘貼的熱電阻是專為測溫管壁溫度而設(shè)計的，它主要用于測量物體表面的溫度，貼片式溫度傳感器通過螺釘或其它固定方式將傳感器貼在物體表面，實現(xiàn)較理想的測溫效果。貼片式溫度傳感器和被測物體接觸面積大，接觸緊密，所以在一些表面溫度測量方面具有比較明顯的優(yōu)勢：測溫準確性高、反應(yīng)速度快，體積小方便固定安裝。同時該產(chǎn)品裝上溫度轉(zhuǎn)換器D

15、S18B20后，具有抗干擾、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點并且節(jié)省了補償導(dǎo)線，是天然氣、石化、電站等行業(yè)中管道溫度測量的新型溫度傳感器。3.2.2貼片式SA1-RTD帶高溫膠布粘貼的熱電阻主要技術(shù)參數(shù)貼片式SA1-RTD帶高溫膠布粘貼的熱電阻熱電阻直接測量生產(chǎn)過程中的0260范圍內(nèi)固體表面溫度。特點：測溫準確性高；反應(yīng)速度快；體積小，方便固定安裝；測溫范圍及允差抗振性能好；測量精確度高；進口薄膜電阻元件，性能可靠穩(wěn)定； 圖6 貼片式SA1-RTD帶高溫膠布粘貼的熱電阻主要技術(shù)參數(shù)：品牌：美國omega類型：現(xiàn)狀熱電阻型號：SA1-RTD-B-80-MTP分度號：PT100測量范圍：0260允差等級：B

16、響應(yīng)時間：0.1s裝箱數(shù)：33.2.4 接線及安裝方法標準熱電阻安裝在現(xiàn)場，而與其配套的溫度指示計安裝在控制區(qū)，其間引線很長。如果將兩個更導(dǎo)線與熱電阻和儀表連接，則相當(dāng)于把引線電阻也串聯(lián)加入到測溫電阻中去。為了避免或減少導(dǎo)線電阻對測溫的影響，標準熱電阻在使用時多采用三線制。采用多點測溫，取在兩個管端口與中間共三點，安裝同一種貼片式熱電阻，然后輸出得到的數(shù)據(jù)取平均值，或是將三個數(shù)據(jù)進行比較，去除不準確值。這樣得到的數(shù)據(jù)更準確，不會得出單一沒有確定性的數(shù)據(jù)。3.2.5 注意事項（1）采用三線制連接，導(dǎo)線必須從電阻感溫體的根部引出，不要從子端引出。（2）除測溫電阻外，所有相關(guān)元器件均要保持穩(wěn)定。（3

17、）三線制有補償效果但不能完全補償，只能部分抵消連線電阻對測量的影響。（4）保持工作電源的穩(wěn)定性，工作電源對測量結(jié)果影響很大。3.3 水浴溫度檢測與控制3.3.1 檢測方法及依據(jù)該實驗裝置的模擬換熱器是由恒溫水浴作為熱源加熱實驗管段（約2m），水浴溫度由溫控器、電加熱管以及保溫箱體構(gòu)成。由實驗裝置要求分析，水槽內(nèi)水浴溫度是一個存在一定變化的物理量，而水浴溫度又通過穩(wěn)控器來實時監(jiān)控。因此，測溫儀表要求較高的靈敏性和精確度。其次，水浴溫度的變化范圍在2080之間，屬于低溫范疇。綜合以上要求，我們采用DS18B20溫度傳感器。3.3.2 儀表種類及選型依據(jù)測出水域水溫后，為了保持水溫恒定，需要由相關(guān)設(shè)

18、備來控制加熱棒開始或停止工作，而單純的溫度傳感器使做不到的。它另外還需要有類似單片機的東西，才能實現(xiàn)比較和控制，在此該實驗選擇的是DS18B20溫度傳感器。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO92小體積封裝形式；溫度測量范圍為55125,可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18

19、B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。按鍵設(shè)置溫度加熱繼電器和風(fēng)扇繼電器單 片 機多路DS18B20傳感器LED顯示聲光報警器圖22多路溫度檢測與控制總體設(shè)計框圖3.3.4 注意事項1、直接使用元件或制成溫度傳感器測溫時，避免超過測溫量程，短時間內(nèi)雖不會損壞亦影響產(chǎn)品壽命和精度。2、為避免DS18B20的三個引腳在水槽中不發(fā)生導(dǎo)電，必須用硅膠類的材料去灌封傳感器及導(dǎo)線并且材料的高度絕緣性能要好，否則會導(dǎo)致產(chǎn)品的電氣絕緣性能降低，并且影響元件的測試數(shù)據(jù)，一般會導(dǎo)致測試電阻值偏低。4.單封裝材料密封和導(dǎo)熱性都要好些，最簡單可靠的就是不銹鋼做成U字類似子彈殼，前段凃一些導(dǎo)熱硅脂，裝好后用704硅橡

20、膠填充，連接導(dǎo)線用好灌封膠，防止水侵入。5. 在同一條數(shù)據(jù)總線上可以并聯(lián)許多片DS18B20實現(xiàn)多路溫度采集。3.3.5 誤差分析(1) 在傳感器的線性范圍內(nèi)，傳感器的靈敏度高，有利于信號處理，但是與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少從外界引入的串?dāng)_信號（2）實際上傳感器的響應(yīng)總有定延遲，但是延遲時間越短越好。（3）任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。（4）任何傳感器使用一段時間后，其性能都會有或多或少的變化。(5) 連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過5

21、0m時，讀取的 測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。(6)在用DS1820進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時沒有要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。第四章 水位的測量和控制4.1 檢測方法及依據(jù)由圖1可知裝置水箱為敞口容器，由于實驗裝置補水箱內(nèi)水為人工配制的易結(jié)垢的高硬度水或是含有固體微粒等致垢物質(zhì)?；谒鶞y液體靜壓與該液體高度成正比的原理，可采用靜壓式液位測量方法。用靜壓測量原理，當(dāng)液位變送器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓力公式為： = .g.H + Po （8）同時，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，使傳感

22、器測得壓力為： .g.H ，顯然 , 通過測取壓力 P ，可以得到液位深度。投入式靜壓液位變送器可將各種物位參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成標準電流信號，遠傳至操作控制室，供二次儀表或計算機進行集中顯示、報警或自動控制。其良好的結(jié)構(gòu)及安裝方式，可適用于 高溫、高壓、 強腐蝕、易結(jié)晶、防堵塞、防冷結(jié)以及 固體粉狀、粒狀物料等特殊條件下的液位，料位或物位的連續(xù)檢測，可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程中的檢測控制。投入式液位變送器廣泛應(yīng)用于河流、地下水位、水庫、水塔及容器等場合的液位測量與控制。投入式液位變送器可分為是否需要帶顯示，是否需要遠傳兩種。傳感器芯體通常采用擴散硅壓阻、陶瓷電容或藍寶石，具有測量精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)

23、定性好等特點。HM21系列投入式靜壓液位變送器的傳感器部分可直接投入到液體中，變送器部分可用法蘭或支架固定，安裝使用極為方便。圖9 水箱水位測量流程圖4.2 儀表選用及依據(jù)HM21液位變送器利用流體靜力學(xué)原理測量水位或液位，是壓力傳感器的一種重要應(yīng)用。用微機械加工技術(shù)制作的高靈敏度的硅壓阻力敏元件是液位傳感器的心臟，輔之以帶通氣導(dǎo)管的專用電纜及專門的水密封技術(shù)，既保證了浸入式傳感器的水密封，又使得參考壓力腔與環(huán)境氣壓相通，從而獲得準確的測量結(jié)果與優(yōu)良的穩(wěn)定性。HM21液位變送器采用了德國HELM具有國際先進水平的干式陶瓷電容傳感器或帶溫度補償?shù)母綦x膜片式擴散硅壓力傳感器，作為感測元件，大大提高

24、了產(chǎn)品的使用性能。該產(chǎn)品由高性能壓力傳感器作為測量元件，精度高、體積小、使用方便、抗干擾能力強、可靠性高、穩(wěn)定性好、靈敏度高、防水、抗結(jié)露 免維護，安裝、調(diào)試方便，直接投入水中以測量出變送器末端到液面的液位高度。  投入式液位變送器穩(wěn)定性好、精度高，可直接投入到被測介質(zhì)中，安裝使用相當(dāng)方便。固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動部件，高可靠性，使用壽命長從水、油到粘度較大的糊狀都可以進行高精度測量，不受被測介質(zhì)起泡、沉積、電氣特性的影響寬范圍的溫度補償。投入式液位變送器具有電源反相極性保護及過載限流保護。 圖10 投入式靜壓液位變送器選擇投入式液位變送器的時候要先考察應(yīng)用場合，如果在腐

25、蝕性環(huán)境當(dāng)中應(yīng)用，要選擇防護等級高，且防腐傳感器，還要注意液位傳感器量程的大小和接口的要求。HM21系列投入式液位變送器一體化結(jié)構(gòu)（傳感器與放大電路均在不銹鋼全密封殼體內(nèi)，無需外部調(diào)校）廣泛應(yīng)用于水廠、污水處理場、城市供水、高樓水池、水井、礦井、工業(yè)水池、水罐、油池、油罐、水文地質(zhì)、水庫、河道、海洋等場合液位的測量，電路采用抗干擾性號隔離放大，截頻干擾設(shè)計（抗干擾能力強，防雷擊）、過壓保護，限流保護，抗沖擊，防腐等設(shè)計，受到用戶的一致認可。4.3 JT-DBS50 相關(guān)技術(shù)指標主要技術(shù)指標 測量范圍：00.5m200m   綜合精度：±0.25%FS &

26、#177;0.5%FS ：±1.0%FS工作溫度：-2085 長期穩(wěn)定性：典型±1.0%FS/年 最大：±0.2%FS /年零點溫度漂移：典型±0.02%FS/ 最大：±0.05%FS /滿度溫度漂移：典型±0.02%FS/ 最大：±0.05%FS /分辨率：無限?。ɡ碚摚?，1/100000(通常)    輸出信號：二線制420mADC     供電范圍：1236VDC（標準24VDC）   &#

27、160;  負載能力：0-600 絕緣電阻：100M ，50VCD    相對溫度：85%     防護等級：外殼防爆等級IP68    安全防爆：ExiaCT5響應(yīng)時間：2ms重量：約250g結(jié)構(gòu)材料：外殼不銹鋼1Cr18Ni9Ni 膜片不銹鋼316L 密封 氟橡膠 電纜：7.2mm聚氟乙烯專用電纜4.4 安裝方式1、變送器的安裝方向為垂直，投入式安裝位置應(yīng)遠離液體出入口及攪拌器。 2、在有較大振動的使用場合，可在變送器上纏

28、繞鋼絲，利用鋼絲減震，以免拉斷電纜線。3投入式液位變送器在出廠時已按銘牌標注量程精確校正，只要介質(zhì)的密度等參數(shù)符合銘牌要求，一般無需調(diào)整。卻需要調(diào)整量程或零位，請按以下方法調(diào)校：（1）、擰下保護蓋，外接標準24VDC電源及電流表（要求0.2%級以上精度）即可調(diào)整；（2）、在投入式液位變送器沒有液體的情況下，調(diào)節(jié)零點電阻器，使之輸出電流4mA；（3）、投入式液位變送器加液到滿量程，調(diào)節(jié)滿程電阻器，使之輸出電流為20mA；（4）、反復(fù)以上步驟兩三次，直到信號正常；（5）、請分別輸入25%、50%、75%的信號校核投入式液位變送器誤差；（6）、對于非水的介質(zhì)，投入式液位變送器用水校驗時，應(yīng)按實際使用

29、的介質(zhì)密度產(chǎn)生的壓力進行換算。如：介質(zhì)密度為1.3時，校驗1m量程時要用1.3m水位標定；（7）、調(diào)節(jié)完畢，擰緊保護蓋；（8）、投入式液位變送器的校驗周期為每年一次。4.5 注意事項1、使用中發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)關(guān)掉電源，停止使用，進行檢查。 2、接供電電源時應(yīng)嚴格按照進行連接。 3、液位變送器運輸、儲存時應(yīng)恢復(fù)原包裝，存放在陰涼、干燥、通風(fēng)的庫房內(nèi)。 4.6 誤差分析1、安裝誤差：液位計安裝傾斜，會給讀數(shù)帶來誤差。2、裝置誤差：浮子運動不夠靈活或被卡死，會給測量帶來誤差，這是主要誤差。3、讀數(shù)誤差：讀數(shù)時應(yīng)平視液面的最低點。4、液體本身的物理參數(shù)對液位測量帶來的影響。第五章 流量的測量和控制5.1

30、檢測方法及依據(jù)從資料可知實驗管徑很小，流體是人工配制的易結(jié)垢的高硬度水或是含有固體微粒等致垢物質(zhì)，且流速較小。用通常的差壓式流量計或普通的速度式流量計都無法準確測量，甚至無法安裝。基于以上考慮，選用超聲波流量計比較合適。 TDS-100F固定式超聲波流量儀表引是以“時差法”為原理，測量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了先進的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯技術(shù)，使流量儀表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟、準確。靈活多變的中文顯示主機滿足各種不同的工業(yè)現(xiàn)場簡單方便的傳感器易于現(xiàn)場人員安裝維護。 TDS-100F固定式超聲波流量計獨有的三種安裝方式使測量安裝簡單、方便，靈活，在線式測量及標

31、定巡檢式測量已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、環(huán)保、食品等部門及水利建設(shè)等領(lǐng)域。5.2 儀表選擇及依據(jù)TDS-100F固定式超聲波流量計不僅可以做非接觸式測量儀表，并且它為無流動阻撓測量,此型號超聲波流量計在測量時無壓力損失，可測量非導(dǎo)電性液體,一般不需要作實流校驗，原理上不受管徑限制,其造價基本與管徑無關(guān)。TDS-100F固定式超聲波流量計是目前為止，唯一不用破壞管道的情況下可以準確測量管道內(nèi)液體流量的流量計，具有使用方便，且可只用一套TDS-100F固定式超聲波流量計就可測量不同口徑管道內(nèi)液體的流量，性價比非常高。精度從1.5到0.2不等?？晒┯脩舾鶕?jù)實際需要選擇。超聲波流量計價格公道，

32、流量計質(zhì)量好性能穩(wěn)定可用5年以上。圖12TDS-100F固定式超聲波流量計TDS-100F固定式超聲波流量計特點產(chǎn)品特點： 穩(wěn)定性好，精度高線性度優(yōu)于0.5%,重復(fù)性精度優(yōu)于0.2%,測量精度優(yōu)于±1% 測量范圍廣，三種探頭可選選用不同型號的傳感器,可實現(xiàn)口徑 DN15 DN6000mm 管道流量的測量測量流速范圍可達-32m/s-+32m/s 采用一體式結(jié)構(gòu)，在測量點即可完成測量，符合絕大多數(shù)儀表的使用習(xí)慣，結(jié)構(gòu)更合理； 防護等級高，性價比高 采用全灌膠防水工藝，防護等級IP68；體積小，具有防水、防爆（本安型）功能；本地顯示；可選配所有種類傳感器； 多重顯示，操作方便簡捷 可循環(huán)

33、顯示累積流量、瞬時流量、流速等參數(shù)，二次表可中文顯示100余項菜單 支持中英文菜單 不同版本的流量計，可支持中文或英文菜單 可靠性高 采用低電壓、多脈沖發(fā)射電路，測量精度、使用壽命及可靠性大幅提高 抗干擾能力強采用雙平衡信號差分發(fā)射、接收電路，有效抵御變頻器，電視塔、高壓線等強干擾源 強大的自動記憶功能 自動記憶前64日、前64月、前5年的累計流量，自動記憶前64次來電和斷電時間和流量，自動記憶前64日流量計的工作狀態(tài)是否正常。 組網(wǎng)快捷，傳輸距離遠  一次表與二次表（或計算機）之間采用RS-485總線通訊，采用普通電纜即可，傳輸距離可達1000米以上，組網(wǎng)十分方便、快捷。這種傳輸方

34、式抗干擾能力強，解決了分體式超聲波流量計專用電纜成本高、抗干擾能力差、傳輸距離短等問題。5.3 TDS-100F固定式超聲波流量計技術(shù)指標品牌： 創(chuàng)儀產(chǎn)品型號：TDS-100F 準確性：1.0% 重復(fù)性：0.2% 流速范圍：064m測量周期：500ms（每次2秒，每個周期采集128組數(shù)據(jù)）測量原理：超聲筆時差原理，4字節(jié)IEEE754浮點運算輸入：兩路三線制PT100鉑電阻輸入回路，可實現(xiàn)熱量計量功能工作電流：50Ma(不連接架盤現(xiàn)實和蜂鳴器不響的條件下)環(huán)境溫度：-1090測量介質(zhì)：-40160工作時間：連續(xù)可測管道：內(nèi)徑15mm6000mm管段式：型管段式，適用于DN2

35、0DN40 標準型管段式，適用于DN50DN10005.4 安裝步驟1、了解現(xiàn)場情況固定超聲波流量計在安裝之前應(yīng)了解現(xiàn)場情況，包括：1)、安裝傳感器處距主機距離為多少;2)、管道材質(zhì)、管徑及管道年限3)、流體類型、是否含有雜質(zhì)、氣泡以及是否滿管;4)、預(yù)先測量出流體溫度5)、安裝現(xiàn)場是否有干擾源(如變頻、高電壓電纜場等);6)、主機安放處四季溫度;7)、使用的電源電壓是否穩(wěn)定;8)、是否需要遠傳信號及種類;5.5 注意事項1.不充許直接在流量計測量管前后端安裝閥門、彎頭等極大改變流體流態(tài)的部件。如果需要在流量計前后管道上安裝閥門、彎頭等部件也應(yīng)盡量保證前后直管段長度。2、選擇安裝位置選擇安裝管

36、段對測試精度影響很大，所選管段應(yīng)避開干擾和渦流這兩種對測量精度影響較大的情況，一般選擇管段應(yīng)滿足下列條件：1)、避免有強磁場和震動干擾處安裝機器;2)、選擇管材應(yīng)均勻致密，易于超聲波傳輸?shù)墓芏?3)、要有足夠長的直管段，安裝點上游直管段必須要大于10D(注：D=直徑)，下游要大于5D;4)、安裝點上游距水泵應(yīng)有30D距離;5)、流體應(yīng)充滿管道;6)、管道周圍要有足夠的空間便于現(xiàn)場人員操作。5.6 誤差分析a、安裝前后流量計水平度不一致，因傾斜而產(chǎn)生軸向水平分力導(dǎo)致瞬時流量存在；b、流量計長期運行，其傳感器內(nèi)部應(yīng)力釋放產(chǎn)生微變；c、安裝或運行過程中，嚴重過載造成零點飄移；d、高結(jié)圬條件下，進而在

37、相同流量下，傳感器受力增大，最終導(dǎo)致流量示值非正常增加；第六章 差壓的檢測和控制6.1 檢測方法和依據(jù)測量管道的管徑較小所以不應(yīng)采用安裝體積較大的差壓計，且實驗裝置給出的壓降范圍為050mm水柱（500Pa），它是一個很小的差壓，用普通的差壓計測量方法很難精確的測量。由于流體是人工配制的易結(jié)垢的高硬度水或是含有固體微粒等致垢的流體，當(dāng)它在試驗管段內(nèi)流動時，容易在內(nèi)結(jié)垢，使管內(nèi)流動阻力增大，這就在試驗管段的兩端產(chǎn)生流動壓降。單個差壓變送器精度高與選用兩個普通壓力變送器。為提高測量精度故選擇西森BST6800-DR微差壓變送器。差壓變送器用于防止管道中的介質(zhì)直接進入變送器里，感壓膜片與變送器之間靠

38、注滿流體的毛細管連接起來。它用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力，然后將其轉(zhuǎn)變成420mA DC信號輸出。差壓變送器適用于下述幾種測控情況：高溫下粘稠介質(zhì)；易結(jié)晶的介質(zhì)；帶有固體顆?；驊腋∥锏某恋硇越橘|(zhì)；強腐蝕或劇毒性介質(zhì)。可消除導(dǎo)壓管泄漏污染周圍環(huán)境現(xiàn)象的發(fā)生；可免去采用隔離液時，因測量信號的不穩(wěn)定，需要經(jīng)常補充隔離液的繁瑣工作。6.2 儀表種類及選型依據(jù)來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵?。差壓變送器所測量的結(jié)果是壓強差，即P=gh （9）而由于管道往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重量G=P·S=gh·S （10）若S不變，G與P成正比關(guān)系。即只要準確地檢測出P值，與高度h成反比，在溫度變化時，雖然油品體積膨脹或縮小，實際液位升高或降低，所檢測到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實際液位，也可以引入介質(zhì)溫度補償予以解決。選用型號為西森BST6800-DR微差壓變送器，如圖所示：圖13 西森BST6800-DR微差壓變送器BST6800-DR系列微差壓變送器由一體化智能傳感器和外圍電子線路