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文檔簡介

1、1,3,第2章 過程檢測儀表, 檢測儀表的組成和信號標(biāo)準(zhǔn), 過程檢測儀表的接線方式, 測量誤差和精度等級, 常用的數(shù)字濾波方法,主要內(nèi)容, 過程控制中的軟測量技術(shù), 安全防爆的基本概念, 溫度、壓力、流量、物位和成分檢測儀表的選型和安裝,2,2.1 檢測儀表組成及接線方式,過程控制的“眼睛”; 許多過程控制系統(tǒng)不能長期使用的主要原因就在于傳感器故障!,3,2.1 檢測儀表組成及接線方式,2.1.1 檢測儀表組成,功能,用于確定被控變量的當(dāng)前值,組成,傳感器,變送器,感受被控參數(shù)的變化,傳送出相應(yīng)的信號,將檢測信號進行處理后,調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)信號,4,2.1 檢測儀表組成及接線方式,變送器的標(biāo)準(zhǔn)信號,

2、電動信號,氣動信號,4-20mA電流信號(遠(yuǎn)距離35Km) 1-5V電壓信號(近距離),20-100kPa氣壓信號,注意:控制器和執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)信號與變送器的相同,5,若僅采用兩根導(dǎo)線將熱電阻接入電橋, 將會由于遠(yuǎn)距離連接導(dǎo)線的電阻而引入誤差。,2.1 檢測儀表組成及接線方式,2.1.2 過程檢測儀表的接線方式,電流二線制、四線制,電流三線制,二線制線路簡單,節(jié)省電纜,四線制儀表的工作電源可為直流, 也可為交流,6,2.1 檢測儀表組成及接線方式,現(xiàn)場總線方式,現(xiàn)場總線是新近發(fā)展的一種通信協(xié)議方式; 以HART為例,在一條電纜上同時傳輸直流420mA的模擬信號和數(shù)字信號。,在直流420mA基礎(chǔ)上

3、疊加幅值為 0.5mA的正弦調(diào)制波作為數(shù)字信號。,頻移鍵控(FSK),7,2.2 測量誤差及處理,2.2.1 測量誤差的基本概念,1.真值,變量本身所具有的真實值,一般無法得到。,約定真值,相對真值,無系統(tǒng)誤差情況下,多次測量的平均值。,標(biāo)準(zhǔn)儀表的測量值。,2.測量誤差,測量值與真值之間存在的差別。,絕對誤差,相對誤差,引用誤差,8,2.2 測量誤差及處理,儀表測量值與被測參數(shù)真實值之差。,:絕對誤差 M:測量值 A:約定或相對真值,絕對誤差,相對誤差,儀表絕對誤差與真實值的百分比。,:相對誤差 :絕對誤差 A:約定或相對真值,引用誤差,儀表絕對誤差與儀表量程的百分比。,m:引用誤差 :絕對誤

4、差 X:儀表的量程,9,3.儀表精度等級,2.2 測量誤差及處理,我國儀表精度等級有:0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。,級數(shù)越小,精度越高;級數(shù)越大,精度越低。,儀表的精度等級應(yīng)視工藝需求而定,不能片面追求高精度。,把儀表允許的最大引用誤差去掉“”號和“”號,便可以用來確定儀表的精度等級。,去掉“”號,去掉“”號,儀表的最大引用誤差,儀表的準(zhǔn)確度等級,10,2.2 測量誤差及處理,某壓力表刻度0100kPa,在50kPa處測量值為49.5kPa, (1)求在50kPa處儀表示值的絕對誤差、相對誤差、引用誤差 (2)如果

5、用該儀表進行多次測量,誤差分別為-0.45、0.3、0.2、 -0.1kPa,求該儀表的精度等級?,相對誤差,引用誤差,絕對誤差,EX1: 誤差和精度求解I,最大引用誤差,精度等級,11,2.2 測量誤差及處理,某根據(jù)控制系統(tǒng)工藝設(shè)計要求,需要選擇一個量程為 0100kPa的壓力表,壓力檢測誤差小于0.45kPa , 應(yīng)該選擇何種精度等級的壓力表?,EX2: 誤差和精度求解II,最大引用誤差,精度等級,12,2.2 測量誤差及處理,2.2.2 測量變送中的幾個問題,測量元件安裝位置不當(dāng)及測量儀表本身特性等容易引入純滯后,應(yīng)力求避免。 測量滯后問題,主要由測量元件的慣性造成,在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡可能

6、選用快速測量元件。 多路循環(huán)測量時,應(yīng)保證每路信號控制的實時性。,1.信號滯后問題,13,2.2 測量誤差及處理,電流信號較電壓信號抗干擾能力強,傳輸距離遠(yuǎn); 不同電流信號傳輸距離視變送器帶載能力而定,帶載能力一般在250-750之間; 采用通信方式時,信號有時需加轉(zhuǎn)換器或中繼器以延長傳輸距離。,2.傳感器信號傳輸距離問題,14,2.2.3 測量信號的處理,2.2 測量誤差及處理,1.測量信號的濾波處理,過程控制系統(tǒng)中,測量信號往往帶有噪聲; 關(guān)于測量信號的濾波,可以采用模擬濾波電路,還可以采用軟件數(shù)字濾波來消除噪聲。,測量信號的處理包括對測量信號進行線性化處理和濾波處理,15,數(shù)字濾波即程序

7、濾波,通過計算機軟件濾去干擾信號,提高信號的真實性。 在計算機中常采用數(shù)字濾波消除低頻干擾。 常用的數(shù)字濾波有如下幾種: 1.算術(shù)平均值濾波 2.程序判斷濾波 3.中位值法濾波 4.一階慣性濾波,2.2 測量誤差及處理,2.數(shù)字濾波,16,2.2 測量誤差及處理,數(shù)字濾波使用時注意的問題:,根據(jù)具體情況選擇采用。在實際應(yīng)用中,一般先對采樣值進行程序判斷濾波,然后再應(yīng)用算術(shù)平均濾波或一階慣性濾波等方法處理; 應(yīng)保證測量值的實時性和真實性。 對于存在較大干擾的信號,應(yīng)從抑制干擾角度去考慮,而不是僅僅濾波!,17,2.2 測量誤差及處理,某換熱器的溫度控制系統(tǒng)方塊圖。系統(tǒng)的被控參數(shù)為出口物料溫度,要

8、求保持在(20020),控制參數(shù)為加熱蒸汽的流量。 1.說明圖中R、E、Q、C、F所代表的專業(yè)術(shù)語內(nèi)容。 2.說明Z、I、P的信號范圍。 3.氣動執(zhí)行器的輸入、輸出各是什么物理量?,EX3: 換熱器溫度控制系統(tǒng),18,2.2 測量誤差及處理,1.R為給定值,E為偏差(E=R-Z),Q為控制變量, C為被控變量,F(xiàn)為干擾變量。,2.Z的信號范圍為420mA DC,I的信號范圍也為 420mA DC,P的信號范圍為20100kPa。,3.氣動執(zhí)行器的輸入信號為20100kPa的氣壓信號, 輸出信號為加熱蒸汽的流量。,19,2.3 安全防爆基礎(chǔ),2.3.1 危險場所劃分,在石油、化工等多個行業(yè),大量

9、存在含有易燃材料的場合(危險區(qū)域),如原油及其衍生物、酒精、天然氣等。 易燃材料與空氣混合成為具有火災(zāi)或爆炸危險的混合物,一旦產(chǎn)生電火花具有點燃混合物的能量,則產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸。 安全防爆是一項綜合性技術(shù),與過程控制關(guān)系密切。,20,2.3 安全防爆基礎(chǔ),1.危險區(qū)分類表,根據(jù)國際電工委員會(IEC)和相應(yīng)的國標(biāo)和行標(biāo),根據(jù)可燃物質(zhì)的形態(tài)、形成爆炸混合物的頻度和爆炸混合物的持續(xù)時間,將危險區(qū)分為三類八級。,2.燃點和閃點,可燃物受熱發(fā)生自燃的最低溫度。達到這一溫度,可燃物質(zhì)與空氣接觸,不需要明火作用,就能自行燃燒。 如汽油的燃點為220。,燃點,閃點,易燃物或可燃液體揮發(fā)出的蒸氣與空氣形成混合物

10、,遇火源發(fā)生燃燒的最低溫度。如汽油閃點39 。,21,2.3 安全防爆基礎(chǔ),為了確保電子設(shè)備在危險場所安全使用,發(fā)展了多種防爆技術(shù): 隔爆型(d) 本安型(i) 增安型(e) 正壓型(p) 油浸型(o) 充砂型(q) 各種防爆技術(shù)規(guī)范由國家標(biāo)準(zhǔn)強制規(guī)定,不同的防爆技術(shù)適用于不同的場合。,3.防爆技術(shù),22,4.儀器防爆標(biāo)志,2.3 安全防爆基礎(chǔ),Ex:防爆儀表 d:隔爆型 B:指工廠用儀表;指煤礦用儀表 A(丙烷等) B(乙烯等)和C(氫氣、乙炔等) T6:85 根據(jù)自燃溫度T將易燃性氣體或蒸汽混合物分為450、300、200、135、100和85 六組。,EX4: (ExdBT6) 儀表類型

11、和功能,23,2.3 安全防爆基礎(chǔ),2.3.2 防爆安全柵,安全柵安裝在安全場所,作為控制室儀表和現(xiàn)場儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備。 一方面?zhèn)鬏斝盘枺硪环矫嫦拗七M入危險場所設(shè)備的能量。 分為齊納式安全柵與隔離式安全柵兩種。,加油站打手機會引起爆炸嗎?,24,2.4 溫度檢測,測量方式,熱電偶,熱電阻,集成式,選型和安裝,25,2.4 溫度檢測,工業(yè)過程中常用溫標(biāo)為攝氏,但美國采用華氏,換算關(guān)系:,2.4.1 接觸式與非接觸式測溫,接觸式和非接觸式 常用測量元件: 熱電偶 熱電阻 半導(dǎo)體熱敏電阻 集成溫度傳感器,26,2.4 溫度檢測,1.接觸式測溫,測溫方法: 膨脹式,基于物體受熱體積膨脹性質(zhì); 熱電阻式

12、,基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的性質(zhì); 熱電偶式,基于熱電效應(yīng)。 特點: 簡單、可靠、精度高; 測溫元件有時可能破壞被測介質(zhì)的溫度場或與被測介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng); 受到耐高溫材料的限制,測溫上限有界。,27,2.4 溫度檢測,2.非接觸式測溫,測溫方法: 利用物體輻射能隨溫度變化的特性,如紅外式測溫。 特點: 不破壞被測介質(zhì)的溫度場,測溫上限原則上不受限制; 可測運動體溫度,如軋鋼過程中鋼板表面溫度; 易受被測物體熱輻射率及環(huán)境因素(物體與儀表間的距離、煙塵和水汽等)的影響。,詳細(xì)的測溫儀表分類參照表2-2,28,2.4 溫度檢測,2.4.2 熱電偶,其熱電動勢與溫度在小范圍內(nèi)基本上呈單值、線性

13、關(guān)系; 穩(wěn)定性好; 測溫范圍寬,高溫?zé)犭娕紲y溫上限可達2800; 精度較高。,特點,29,2.4 溫度檢測,1.工作原理,熱電偶由兩種不同材料的導(dǎo)體A和B焊接而成。 每根單獨的導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱為熱電極,t 端稱為工作端,又稱測量端或熱端 t0端稱為自由瑞,又稱參考端或冷端,組成,30,2.4 溫度檢測,熱電偶:系統(tǒng)中的測溫元件,檢測儀表:檢測熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號,導(dǎo)線:用來連接熱電偶與檢測儀表,熱電效應(yīng),熱電勢產(chǎn)生,不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成,兩接點的溫度不同,形成閉合的回路,31,2.4 溫度檢測,溫度與熱電勢的關(guān)系,EAB(t,t0) = EAB(t,0) - EAB(t0,0),電子密度不同

14、,擴散運動,兩種金屬接觸,接觸電勢 eAB(t),達到動態(tài)平衡,EAB(t,0):工作端溫度為t,自由端溫度為0時產(chǎn)生的熱電勢,EAB (t0,0):工作端溫度為t0,自由端溫度為0時產(chǎn)生的熱電勢,32,2.4 溫度檢測,基本為定型生產(chǎn),有標(biāo)準(zhǔn)化分度表。 常用型號: 鉑銠30-鉑銠6熱電偶(也稱雙鉑銠熱電偶,分度號B);測溫范圍300-1600。 鉑銠10-鉑電偶(分度號S);測溫范圍0-1300。 鎳鉻-鎳硅熱電偶(分度號K);測溫范圍-50-1000。,2.常用熱電偶型號,33,2.4 溫度檢測,3.熱電偶冷端補償,將冷端溫度保持為0,或者進行一定的修正等 對熱電偶冷端溫度的處理。,EAB

15、(t,t0) = EAB(t,0) - EAB(t0,0),冷端溫度補償,1.冷端溫度不恒定,2.冷端溫度高于0,34,2.4 溫度檢測,冷端溫度 補償,冰點槽法,修正法,溫度修正,熱電勢修正,自動補償法,冷端補償電橋法,pn結(jié)補償法,導(dǎo)線補償法,35,2.4 溫度檢測,2.4.3 熱電阻,工作原理:利用某些導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變化而改變的性質(zhì)來測定溫度。 特點:性能穩(wěn)定、測量精度高,一般可在-270900范圍內(nèi)使用。 適用性:在中、低溫區(qū),用熱電阻比用熱電偶做為測溫元件時的測量精確度更高;,36,2.4 溫度檢測,工業(yè)熱電阻的材料要求: 電阻隨溫度的變化呈線性關(guān)系; 電阻溫度系數(shù)大;

16、 電阻率大; 熱容量??; 在測溫范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能。 熱電阻的材料主要有鉑、銅和鎳。,37,2.4 溫度檢測,包括正溫度系數(shù)PTC、負(fù)溫度系數(shù)NTC和臨界溫度電阻CTR 連續(xù)測溫中主要采用負(fù)溫度系數(shù)NTC;而PTC和CTR一般用于制作位式作用溫度開關(guān)。 熱容量小,響應(yīng)快;但互換性差,熱電特性非線性大。測溫范圍-50-300。,熱敏電阻,38,2.4 溫度檢測,2.4.4 集成式溫度傳感器,利用pn結(jié)的伏安特性與溫度之間的關(guān)系研制的一種固態(tài)傳感器。 特點: 體積小 熱慣性小、反應(yīng)快 測溫精度高 穩(wěn)定性好 價格低 分為電壓型和電流型兩種,電壓型溫度系數(shù)約10mV/;電流型溫度系數(shù)約1A

17、/K。,39,2.4 溫度檢測,AD590是常用的電流型集成式溫度傳感器 供電電壓:直流+4+30V; 測溫范圍:-55+150; 溫度系數(shù):1A/K 可進行長距離傳輸(100m),40,2.4 溫度檢測,2.4.5 接觸式測溫元件的選型與安裝,根據(jù)工藝要求的測溫范圍和使用要求確定相應(yīng)分度號的熱電偶、熱電阻。 優(yōu)先選擇一體化熱電偶或熱電阻溫度變送器,直接輸出標(biāo)準(zhǔn)信號。 根據(jù)環(huán)境條件選用不同型式的接線盒。潮濕或露天場所選用防濺式、防水式;易燃易爆場合注意防爆。,選型,41,2.4 溫度檢測,測量流動介質(zhì)溫度時,應(yīng)保證傳感器與介質(zhì)充分接觸,與被測介質(zhì)成逆流狀態(tài)(至少呈正交式)安裝。 感溫點應(yīng)處于管

18、道中流速最大的地方。 盡可能增大傳感器的插入深度,溫度計應(yīng)斜插或在管道彎頭處插入。 當(dāng)測溫管道過細(xì)(直徑小于80)時,安裝測溫元件需加裝擴充管。,安裝,42,2.5 壓力檢測,壓力概念,彈性式,應(yīng)變片式,壓阻式,選型和安裝,43,2.5 壓力檢測,絕對壓力Pa,物體所承受的實際壓力,其零點為絕對真空。 表壓力P,指高于大氣壓力時的絕對壓力與大氣壓力之差。 真空度(負(fù)壓) Ph,大氣壓力與低于大氣壓力時的絕對壓力之差。,壓力基本概念,詳細(xì)的測壓儀表分類參照表2-7,44,2.5 壓力檢測,45,2.5 壓力檢測,2.5.1 彈性式壓力檢測,原理:利用各種彈性元件,在被測介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生彈性變形

19、的原理來測量壓力的。,彈性元件,被測壓力,位移,平薄膜,波紋膜,波紋管,單圈彈簧管,多圈彈簧管,46,2.5 壓力檢測,2.5.2 應(yīng)變片式壓力檢測,1.基本原理,電阻應(yīng)變原理,壓縮應(yīng)變,拉伸應(yīng)變,阻值減小,阻值增加,外力作用,S增加,L增加,因尺寸(l,s)變化引起阻值變化。,2.結(jié)構(gòu)和工作過程,3.信號的轉(zhuǎn)換,4.特點,5.總結(jié),47,2.5 壓力檢測,2.結(jié)構(gòu)和工作過程,r2沿徑向貼放,作為溫度補償片,r1沿軸向貼放,作為測量片,膜片受到外力作用,r1產(chǎn)生軸向壓縮應(yīng)變,S增加,r2產(chǎn)生徑向拉伸應(yīng)變,L增加,阻值變小,阻值變大,結(jié)論,壓力與應(yīng)變片阻值呈對應(yīng)關(guān)系,48,3.信號的轉(zhuǎn)換,2.5

20、 壓力檢測,不受壓時 r1= r2=r0 r3=r4=r,若應(yīng)變片受壓 r1= r0+r1;r2= r0+r2 (r1r2),結(jié)論,壓力與應(yīng)變片阻值呈正比關(guān)系,最終輸出為電壓信號。,49,4.特點,2.5 壓力檢測,測量范圍大,具有良好的動態(tài)效應(yīng),適用于快速變化的壓力測量,具有明顯的溫漂和時漂,精度不是很高,5.總結(jié),50,2.5 壓力檢測,2.5.3 壓阻式壓力檢測,壓阻式壓力傳感器是根據(jù)壓阻效應(yīng)造成的。 其壓力敏感元件是在半導(dǎo)體材料的基片上利用集成電路工藝制成的擴散電阻,受到外力作用時,擴散電阻的阻值由于電阻率的變化而變化。,51,2.5 壓力檢測,2.5.4 壓力表的選擇與安裝,量程的選

21、擇根據(jù)被測壓力的大小確定儀表量程。 對于彈性式壓力表 測量穩(wěn)定壓力時,最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4 ; 測量波動壓力時,最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3 最低測量壓力值應(yīng)不低于滿量程的1/3。 精度的選擇根據(jù)生產(chǎn)允許的最大測量誤差(引用誤差) 確定儀表的精度等級。 一般工業(yè):1.5級或2.5級 科研或精密測量:0.05級或0.02級,1.壓力表的選擇,52,2.5 壓力檢測,使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮根據(jù)環(huán)境條件的惡劣程度(如高溫、腐蝕、潮濕、振動等)和被測介質(zhì)的性能(如溫度高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等)確定壓力表的種類和型號。 壓力表外形尺寸的選擇現(xiàn)場就地指示的壓力表表面直徑一般為1

22、00mm,在標(biāo)準(zhǔn)較高或照明條件較差的場合選用表面直徑為200250mm的壓力表,盤裝壓力表直徑為150mm或用矩形壓力表。,53,2.5 壓力檢測,有一臺空壓機的緩沖罐,其工作壓力變化范圍為13.516 MPa ,工藝要求最大測量誤差為0.8 MPa,試選一合適的壓力表(包括測量范圍、精度等級)??晒┻x擇量程規(guī)格為(020、030、040MPa),解,緩沖罐的壓力視為脈動壓力,(1)儀表量程選擇,EX4: 壓力表的選擇,設(shè)壓力表量程為0A MPa,根據(jù)題意選擇量程為040MPa,54,2.5 壓力檢測,(2)確定精度等級,最大引用誤差,精度等級,工藝要求最大測量誤差不大于壓力示值的5%, 如何

23、求解精度等級?,思考,55,2.5 壓力檢測,2.壓力表的安裝,測量高溫(60以上)流體介質(zhì)的壓力時,為防止熱介質(zhì)與彈性元件直接接觸,壓力儀表之前應(yīng)加裝U形管或盤旋管等形式的冷凝器,避免因溫度變化對測量精度和彈性元件產(chǎn)生的影響。如圖(a)、(b),測量腐蝕性介質(zhì)的壓力時,除選擇具有防腐能力的壓力儀表之外,還應(yīng)加裝隔離裝置,利用隔離罐中的隔離液將被測介質(zhì)和彈性元件隔離開來,如圖(c)、(d),56,2.6 流量檢測,流量概念,儀表分類,浮子式,57,2.6 流量檢測,單位時間內(nèi)流過管道橫截面的流體數(shù)量,稱為瞬時流量。 當(dāng)流體的數(shù)量以體積表示時,稱體積流量。 當(dāng)流體的數(shù)量以質(zhì)量表示時,稱質(zhì)量流量。

24、 在某一段時間內(nèi)流過管道橫截面的流體總和稱總量或累積流量。 一般只用于計量考核,不參于過程控制。,1.流量的基本概念,58,常見流量傳感器,靶式流量計,旋翼式蒸汽流量計,氣體渦輪流量計,金屬轉(zhuǎn)子流量計,橢圓齒輪流量計,玻璃轉(zhuǎn)子流量計,電磁流量計,智能旋渦流量計,防爆渦輪流量計,59,2.流量儀表的分類,2.6 流量檢測,容積式流量計,速度式流量計,差壓式流量計,利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分隔成 單位體積并進行累加而計量出流體總量。,以測量管道內(nèi)或明渠中流體的平均速度來求得流量。,利用伯努利方程的原理測量流量的儀表, 輸出差壓信號來反映流量的大小。,質(zhì)量式流量計,測量流過流體的質(zhì)量來求得質(zhì)

25、量流量。,60,2.6 流量檢測,容積式流量計,速度式流量計,差壓式流量計,橢圓齒輪流量計,節(jié)流式流量計,浮子式流量計,渦輪流量計,漩渦流量計,質(zhì)量式流量計,電磁流量計,超聲波流量計,科氏質(zhì)量流量計,61,2.6 流量檢測,2.6.3 浮子式流量計,1.結(jié)構(gòu),2.工作過程,3.流量公式,4.特點,5.總結(jié),1。是由下往上逐漸擴大的錐形管 (通常用透明玻璃制成) 2。是放在錐形管內(nèi)可自由運動的轉(zhuǎn)子。,62,2.6 流量檢測,2. 工作過程,H0,初始階段:,流量變化:,Q0,H1,結(jié)論,流量與轉(zhuǎn)子的平衡位置高度呈對應(yīng)關(guān)系,63,2.6 流量檢測,3.流量公式,結(jié)論,流量與浮子高度呈線性關(guān)系,64

26、,2.6 流量檢測,4.特點,主要適合檢測中小流量,結(jié)構(gòu)簡單、使用方便,測量精度易受介質(zhì)密度、粘度、溫度、壓力等影響,5.總結(jié),65,2.7 物位檢測,物位概念,靜壓式,零點遷移,66,2.7 物位檢測,1.物位的基本概念,液位,料位,物位,界位,液位計,界面計,料位計,物位儀表,計量 監(jiān)控,要求對物位檢測的絕對值測得非常精確。,要求對物位檢測的相對值測得非常精確。,意義,67,2.7 物位檢測,2.物位儀表的分類,液位測量,界位測量,物位測量,浮力式液位測量,電容式物位測量,超聲波式物位測量,雷達式物位測量,核輻射式物位計,多相界面測量,靜壓式液位測量,光纖式液位測量,68,2.7 物位檢測

27、,2.7.2 靜壓式液位測量,1.基本原理,2.零點遷移系列問題,差壓式液位計是利用容器內(nèi)的液位改變時,由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化。,P = PB PA = Hg,PB = PA+Hg,69,2.7 物位檢測,密度和重力加速度為已知,壓力計得到的差壓與液位高度成正比。測量液位高度的問題轉(zhuǎn)換為測量差壓的問題。,1. 差壓式液位計的基本測量原理與哪種測量方式相同?,液柱式壓力計,2. 差壓式液位計測量過程中要注意避免哪方面產(chǎn)生的誤差?,溫度誤差,3. 理論上還可以根據(jù)流體靜力學(xué)原理來測量哪個量?,密度,結(jié)論,思考,70,2.7 物位檢測,2.零點遷移系列問題,(1). 零點遷移問題產(chǎn)生的原因及具體

28、表現(xiàn)形式?,(2). 如何進行零點遷移及遷移彈簧的實質(zhì)?,(4). 正遷移與負(fù)遷移的異同?,(3). 遷移的實質(zhì)?,(5). 遷移和調(diào)零的異同?,思考,71,(1). 零點遷移問題產(chǎn)生的原因及具體表現(xiàn)形式?,2.7 物位檢測,H=0時: P =0,I=4mA H=Hmax時: P = Pmax ,I=20mA,變送器輸入輸出關(guān)系為:,P = Hg,無遷移時,72,2.7 物位檢測,正壓室壓力: P1= h12g + H1g + P0,負(fù)壓室壓力: P2= h22g + P0,壓差為: P=H1g -(h2 - h1)2g,形成固定壓差-(h2 - h1)2g,變送器輸入輸出關(guān)系為:,有遷移時,

29、H=0時, P = -(h2 - h1)2g , P 0, I 4mA。 H=Hmax時, P Pmax , I 20mA。,73,2.7 物位檢測,2.零點遷移問題的具體表現(xiàn)形式:,由于固定壓差(h2 - h1)2g 的作用,液位的零值與滿量程與變送器的輸出上、下限值無法相對應(yīng), 即: H=0時,I 4mA; H=Hmax時,I 20mA。,為防止容器內(nèi)液體和氣體進入變送器造成堵塞或腐蝕,在正、負(fù)壓室及取壓點之間分別裝有隔離罐,并充以隔離液,,1.零點遷移問題產(chǎn)生的原因:,74,2.7 物位檢測,(2). 如何進行零點遷移及遷移彈簧的實質(zhì)?,在儀表上加一彈簧裝置,以抵消固定壓差,用來進行遷移的彈簧稱為遷移彈簧。,1.零點遷移:,2.遷移彈簧的實質(zhì):,1。抵消了固定壓差,H=0時, I=4mA H=Hmax時, I=20mA,2。改變了變送器的零點,75,2.7 物位檢測

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