第1章傳感技術(shù)

1、現(xiàn)代傳感技術(shù)光電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器光電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器黃釘勁黃釘勁第一章 概論 1.1 傳感技術(shù)定義及一般特性 1.2 傳感器的安全防爆 1.3 傳感技術(shù)的分類 1.4 傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向 1.5 符號(hào) 1.1 傳感技術(shù)定義及一般特性 內(nèi)內(nèi)蒙蒙古古蘇蘇里里格格氣氣田田1.1.1傳感技術(shù)的應(yīng)用 烏烏審審旗旗現(xiàn)現(xiàn)場場試試驗(yàn)驗(yàn)井井口口設(shè)設(shè)備備例：溫度傳感器 太太陽陽能能供供電電及及無無線線傳傳輸輸 計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)PCB 電電路路原原理理實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 巴巴彥彥淖淖爾爾太太陽陽能能基基站站 1.1.2 傳感技術(shù)有關(guān)的定義1.傳感器定義:中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-2005能感受

2、規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置。 2.變送器變送器 3.傳感器的構(gòu)成1.1.3 傳感器的輸出傳感器的輸出一、模擬傳感器1.定義： 2.模擬式傳感器的接線方式 二線制 三線制 四線制 二線制的連接 二線制：兩根線及傳輸電源又傳輸信號(hào),也就是傳感器輸出的負(fù)載和電源是串聯(lián)在一起的，電源是從外部引入的，和負(fù)載串聯(lián)在一起來驅(qū)動(dòng)負(fù)載 三線制：三線制傳感器就是電源正端和信號(hào)輸出的正端分離，但它們共用一個(gè)COM端 四線制：電源兩根線，信號(hào)兩根線。電源和信號(hào)是分開工作的 二、數(shù)字式傳感器1.定義2.接線方式： RS_232 RS_485 現(xiàn)場總線9針串口定義 串口管腳定義 9PIN-co

3、nnector 25 PIN-connector Name Dir Description 18CDinput Carrier Detect 23RXDinputReceive Data 32TXDoutputTransmit Data 420DTRoutputData Terminal Ready 57GND-System Ground 66DSRinputData Set Ready 74RTSoutputRequest to Send 85CTSinputClear to Send 922RIinputRing Indicator 現(xiàn)場總線1.1.4 傳感器命名方法一、命名構(gòu)成主題詞：傳

4、感器 第一級(jí)修飾語：被測量 第二級(jí)修飾語：轉(zhuǎn)換原理 第三級(jí)修飾語：特征描述 第四級(jí)修飾語：主要技術(shù)指標(biāo)，量程、精確度、靈敏度等 二、例： 應(yīng)變式位移傳感器：CWY-YB-20 光纖壓力傳感器：CY-GQ-2 第四級(jí)修飾語（技術(shù)指標(biāo)） 主題詞 第一級(jí)修飾語（被測量） 第 二 級(jí) 修 飾語 （ 轉(zhuǎn) 換 原理） 第三級(jí)修飾語（特征描述） 范圍 （量程、精確度、靈敏度） 單 位 速度 電位器式 直流輸出 加速度 電阻式 交流輸出 加加速度 電流式 頻率輸出 沖擊 電感式 數(shù)字輸出 振動(dòng) 電容式 雙輸出 力 電渦流式 放大 重量（稱重） 電熱式 離散增量 壓力 電磁式 積分 聲壓 電化學(xué)式 開關(guān) 力矩

5、電離式 陀螺 姿態(tài) 壓電式 渦輪 位移 壓阻式 齒輪轉(zhuǎn)子 液位 應(yīng)變計(jì)式 振動(dòng)元件 流量 諧振式 波紋管 溫度 伺服式 波登管 熱流 磁阻式 膜盒 熱通量 光電式 膜片 可見光 光化學(xué)式 離子敏感 FET 照度 光纖式 熱絲 濕度 激光式 半導(dǎo)體 粘度 超聲式 陶瓷 濁度 （核）輻射式 聚合物 離子活濃度 熱電 固體電解質(zhì) 電流 熱釋電 自源 磁場 粘貼 馬赫數(shù) 非粘貼 傳感器 射線 射線 1.1.5 符號(hào)1被測變量和儀表功能的字母代號(hào)被測變量和儀表功能的字母代號(hào) 被測變量儀表功能溫度溫差壓力或真空壓差流量流量比率分析密度粘度指 示TITdIPIPdIFIFfIAIDIVI指示、控制TICTd

6、ICPICPdICFICFfICAICDICVIC指示、報(bào)警TIATdIAPIAPdIAFIAFfIAAIADIAVIA指示、開關(guān)TISTdISPISPdISFISFfISAISDISVIS記 錄TRTdRPRPdRFRFfRARDRVR記錄、控制TRCTdRCPRCPdRCFRCFfRCARCDRCVRC記錄、報(bào)警TRATdRAPRAPdRAFRAFfRAARADRAVRA記錄、開關(guān)TRSTdRSPRSPdRSFRSFfRSARSDRSVRS控 制TCTdCPCPdCFCFfCACDCVC控制、變送TCTTdCTPCTPdCTFCTACTDCTVCT控制點(diǎn)的表示方法 1.3 傳感器的安全防爆

7、一、概論爆炸性環(huán)境：1.爆炸性物質(zhì)的分類類：甲烷氣體 類：爆炸性氣體混合物 類：包括可燃性粉塵和可燃性飛絮 2.爆炸性氣體的分級(jí)和分組 級(jí)：A、B、C典型氣體中國、IEC、歐洲標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)燃特性甲烷難易丙烷A乙烯B氫氣C 乙炔溫度組類：爆炸性氣體：T1 T6； 可燃性粉塵：T1-1， T1-2， T1-3溫度組別最高表面溫度（）點(diǎn)燃特性T1450難易T2300T3200T4135T5100T6853.爆炸性危險(xiǎn)場所的區(qū)域劃分0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時(shí)間存在的場所。1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所。2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間

8、存在的場所。二、設(shè)備保護(hù)級(jí)別級(jí)別應(yīng)用環(huán)境EPL Ma煤礦甲烷爆炸性環(huán)境中，具有“很高”的保護(hù)級(jí)別EPL Mb煤礦甲烷爆炸性環(huán)境中，具有“高”的保護(hù)級(jí)別EPL Ga爆炸性氣體環(huán)境中，具有“很高”的保護(hù)級(jí)別EPL Gb爆炸性氣體環(huán)境中，具有“高”的保護(hù)級(jí)別EPL Gc爆炸性氣體環(huán)境中，具有“一般”的保護(hù)級(jí)別EPL Da爆炸性粉塵環(huán)境中，具有“很高”的保護(hù)級(jí)別EPL Db爆炸性粉塵環(huán)境中，具有“高”的保護(hù)級(jí)別EPL Dc爆炸性粉塵環(huán)境中，具有“一般”的保護(hù)級(jí)別三、防爆設(shè)計(jì)的途徑1.結(jié)構(gòu)防爆2.本安防爆 電器設(shè)備防暴形式代號(hào)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備保護(hù)級(jí)別隔爆型dGB3836.2EPL Gb或Mb增安型eGB38

9、36.3EPL Gb或Mb本質(zhì)安全型iaGB3836.4EPL Ga或Ma本質(zhì)安全型ibGB3836.4EPL Gb或Mb本質(zhì)安全型icGB3836.4EPL Gc正壓型pxGB3836.5EPL Gb或Mb正壓型pyGB3836.5EPL Gb正壓型pzGB3836.5EPL Gc油浸型oGB3836.6EPL Gb充砂型qGB3836.7EPL Gb或Mb無火花nAGB3836.8EPL Gc火花保護(hù)nCGB3836.8EPL Gc限制呼吸nRGB3836.8EPL Gc限能nLGB3836.8EPL Gc澆封型maGB3836.9EPL Ga或Ma澆封型mbGB3836.9EPL Gb或

10、Mb澆封型mcGB3836.9EPL Gb或Mb例： Ex ia GaC 壓力變送器 測量范圍：032MPa圖1 2 壓力變送器 模擬輸出：420mA（二線制） 數(shù)字輸出：RS 485/RS 232 精度等級(jí)：0.1級(jí)、0.2級(jí)、0.5級(jí) 工作電壓：12VDC 工作溫度范圍：4085 防爆級(jí)別：ExiaIIBT4,ExdIIBT4 流量變送器 測量范圍：8150m3/h（工況） 數(shù)字輸出：RS 485 壓力等級(jí)：6.3MPa 精度等級(jí)：1.5級(jí) 工作電壓：12V DC 防暴等級(jí)：ExdBT41.3 傳感技術(shù)的分類傳感技術(shù)的分類一、按工作原理分類一、按工作原理分類可分為物理型傳感器、化學(xué)型傳感器

11、、生物型傳感器 1.物理型傳感器：物性型傳感器 結(jié)構(gòu)型傳感器 力學(xué)量傳感器光學(xué)量傳感器 磁學(xué)量傳感器 磁通傳感器 磁場強(qiáng)度傳感器 電學(xué)量傳感器 電場強(qiáng)度傳感器 電場傳感器 電流傳感器 聲學(xué)量傳感器 聲表面波傳感器 噪聲傳感器 聲壓傳感器 超聲波傳感器 射線傳感器 輻射劑量傳感器 射線傳感器 射線傳感器 X射線傳感器化學(xué)型傳感器 濕度傳感器 零點(diǎn)傳感器 水分傳感器 氣體傳感器 氣體成分傳感器 氣體分壓傳感器 離子傳感器 PH傳感器 離子活度傳感器水質(zhì)評(píng)價(jià)方法1、正常指標(biāo)范圍：（1） pH：6.58.5 （2）濁度：2NTU（3）余氯：0.05mg/L0.3mg/L（4）電導(dǎo)率：5 000us/cm2、評(píng)價(jià)說明：（1）所有指標(biāo)均在正常范圍時(shí)：水質(zhì)正常（2）PH8.5時(shí)：水質(zhì)PH值偏高，呈堿性（4）濁度2NTU時(shí)：水質(zhì)濁度偏高，懸浮物過多（5）余氯0.3mg/L時(shí)：水質(zhì)余氯偏高，可以聞到氯的氣味（7）電導(dǎo)率5 000us/cm時(shí)，水質(zhì)電導(dǎo)過高，溶解性總固體成份過多，水質(zhì)硬度過高。生物型傳感器 生理量傳感器 生化量傳感器檢測對(duì)象所采用的效應(yīng)輸出信號(hào)敏感元件光光電導(dǎo)效應(yīng)電阻光敏電阻光光生伏特效應(yīng)電流電壓光敏二極管，光電池光光電子發(fā)射效應(yīng)電流光電倍增管光約瑟夫森效應(yīng)電壓超導(dǎo)紅外光熱釋電效應(yīng)電荷紅外傳感器檢測對(duì)象所采用的效應(yīng)輸出信號(hào)敏感元件機(jī)械量電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變片機(jī)械量壓阻效