第二章压力液位等检测方法及仪表课件.ppt
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- 第二 压力 检测 方法 仪表 课件
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1、常见压力传感器外形 工业压力变送器数字压力变送器通用压力变送器隔离压力变送器高温压力变送器隔离压差变送器隔离液位变送器微压变送器电容压力变送器隔膜压力变送器绝压变送器双膜压差变送器微型探针压力计暖风空调压力计湿式压力变送器本安压力变送器OEM血压计OEM压力芯片压力的基本概念压力的基本概念垂直而均匀地作用在单位面积上的力垂直而均匀地作用在单位面积上的力 压力(压力(PaPa) 均匀垂直作用力(均匀垂直作用力(N N) 受力面积(受力面积(m m2 2)SF单位单位: : 牛顿牛顿/ /米米2 2(N/mN/m2 2),简称),简称“帕帕”,用符号,用符号“PaPa” 压力的几种表示形式压力的几
2、种表示形式被测压力通常可表示为绝对压力、表压、被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压(或真空度)负压(或真空度) 压力检测方法压力检测方法液柱式测压法液柱式测压法弹性式变形法弹性式变形法液柱式测压法液柱式测压法电气式力法电气式力法活塞式压力法活塞式压力法压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表液柱测压法液柱测压法 根据流体静力学原理,将被测压力转换成根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度进行测量。液柱高度进行测量。hh12211p1p2h2P0h1h211p200 常用的压力表有常用的压力表有U形管压力表、单管压力表、形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。斜管压力表和活塞式压
3、力表等。 弹性变形法弹性变形法 将被测压力转换成弹性元件变形的位移将被测压力转换成弹性元件变形的位移P 弹簧管式弹性元件弹簧管式弹性元件P 膜片式弹性元件膜片式弹性元件弹性元件结构和特点弹簧管压力计 弹簧管压力表弹簧管压力表 弹簧管拉杆指针中心齿轮扇形齿轮接头游丝刻度盘调整螺钉3 3. .膜片与膜盒膜片与膜盒( (说明说明) )DDZ-DDZ-型型力矩平衡式力矩平衡式差压变送器差压变送器DDZ-DDZ-型型力矩平衡式力矩平衡式差压变送器差压变送器iFllF21100023,FlMFlMFlMfffiDDZ-DDZ-型力矩平衡式差压变送器型力矩平衡式差压变送器DDZ-DDZ-型型力矩平衡式力矩平
4、衡式差压变送器差压变送器电容式测压原理电容式测压原理 采用变电容原理,利用弹性元件受压变形来改变采用变电容原理,利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量,然后通过测量电容量可变电容器的电容量,然后通过测量电容量C便可便可以知道被测压力的大小,从而实现压力以知道被测压力的大小,从而实现压力-电容转换电容转换的。的。 dC定极板定极板动极板动极板被测压力被测压力 电容器极板间绝缘介质的介电电容器极板间绝缘介质的介电 常数,常数,F/m A电容器两平行板覆盖的面积,电容器两平行板覆盖的面积,m2 d两平行板之间的距离,两平行板之间的距离,m C电容量,电容量,F弹性元件弹性元件2.3.3 2.3
5、.3 电容式差压变送器(特点、构成)电容式差压变送器(特点、构成)1. 检测部件(图检测部件(图241)作用作用:将输入差压线性地转换成两电容之差与两电容之和的比值:将输入差压线性地转换成两电容之差与两电容之和的比值2.3.3 2.3.3 电容式差压变送器(特点、构成)电容式差压变送器(特点、构成)(1) 电容电容/电流转换与差压电流转换与差压/电流转换电流转换2.3.4 智能式差压变送器(智能式差压变送器(11511151)1. 1151的特点的特点1)精度高(精度高(5)、稳定、可靠;)、稳定、可靠;2 2)具有补偿功能具有补偿功能3)具有数字、模拟输出方式;具有数字、模拟输出方式;4 4
6、)具有多种其他功能。具有多种其他功能。2.2.硬件构成及其功能硬件构成及其功能1)1) 传感器部分:传感器部分:将差压将差压02.5V;供电电供电电压:压:5V,工作电流:工作电流:0.8mA. 2) A/D转换:带有前转换:带有前置放大,置放大,16位,具有自校位,具有自校准功能。准功能。 3)CPU:AT89S8252CPU:AT89S8252与与MCS51MCS51兼容兼容; 8KB F ROM; 8KB F ROM、2KB EPROM2KB EPROM、256B RAM256B RAM、32 32 I/OI/O口线、口线、2 2个个DPTRDPTR、三个、三个1616位定时位定时/ /
7、计数器、一个全双工串行口及可编程看门计数器、一个全双工串行口及可编程看门狗、振荡器与时钟电路等狗、振荡器与时钟电路等4)HART通信部分:二进制数字信号与通信部分:二进制数字信号与FSK信号之间的转换信号之间的转换压力测量仪表的选用压力测量仪表的选用 压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表仪表种类和型号的选择仪表种类和型号的选择 工艺要求工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警 介质性质介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性 仪表量程的确定仪表量程的确定 被测压力较稳定的情况,最大压力值应不超过满量程的3/4; 被测压
8、力波动较大的情况,最大压力值应不超过满量程的2/3 被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3 仪表精度等级的选择仪表精度等级的选择 压力计的安装压力计的安装 安装事项: 取压位置:由工艺条件确定; 尽量避免涡流影响; 避免流速影响; 避免导压管产生压差。 隔离: 温度隔离:采用铜管散热; 腐蚀性隔离:采用隔离箱(凝液管); 脏污隔离:采用空气包。有一台空压机的缓冲罐,其工作压力变化范围为13.516 MPa ,工艺要求最大测量误差为0.8 MPa,并可就地观察及高低限报警。试选一合适的压力表(包括测量范围、精度等级)。例题解空压机的缓冲罐的压力视为脉动压力PaPP322162max根据就地观察
9、及能进行高低报警的要求,可选用YX-150型电接点压力表,测量范围为0 40MPa。31405 .13PaPa检验量程下限检验量程下限被测压力的最小值不低于满量程的1/3,符合要求。仪表量程选择仪表量程选择最大引用误差最大引用误差%2%100408 . 0所以选择测量范围为0 40 Mpa,精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。 流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表 流量测量技术和仪表的应用领域流量测量技术和仪表的应用领域 工业生产过程能源计量一次能源(煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气一次能源(煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气)二次能源(电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、二次
10、能源(电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、蒸汽)及含能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等蒸汽)及含能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等交通运输 环保工程 空气污染空气污染( (烟废气排放烟废气排放 ) )、水污染、水污染 管道输送管道输送 流量检测的基本概念流量检测的基本概念瞬时流量瞬时流量单位时间内流体通过一定截面积的数量。单位时间内流体通过一定截面积的数量。体积流量体积流量用流体的体积来表示(用流体的体积来表示(q qv v),单位为),单位为m m3 3/h/h。质量流量质量流量用流量的质量来表示(用流量的质量来表示(q qm m),单位为),单位为kg/hkg/h。累积流量累积流量
11、一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值累积体积流量dtqVtv0流量计量流量计量对在一定通道内流动流体的流量进行测量对在一定通道内流动流体的流量进行测量。dtqmtm0累积质量流量流量测量的任务流量测量的任务: 根据测量目的,被测流体的种类、状态、测量场所根据测量目的,被测流体的种类、状态、测量场所等条件,研究各种相应的测量方法,并保证流量值的正等条件,研究各种相应的测量方法,并保证流量值的正确传递。确传递。流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表2.4.2 2.4.2 典型流量检测仪表典型流量检测仪表1. 容积式流量计
12、:标准容积式流量计:标准“计计量空间量空间”、进出口压差、进出口压差椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计(图图246) :nVqv42.4.2 2.4.2 典型流量检测仪表典型流量检测仪表2. 速度式流量计速度式流量计(1)节流式(差压式)流量计:节流式(差压式)流量计:孔板、挡板、文丘里管孔板、挡板、文丘里管孔板孔板 节流元件附近流速和压力分布情况 检测原理检测原理 当流体流经管道内的节流件时,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。 基础:基础:流体连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能
13、量守恒定律)。 压差影响因素:压差影响因素:流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质(密度、粘度) 流量基本方程式流量基本方程式根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程,可以推导出流量与压差之间的流量方程式,即 体积流量 /20pQ 质量流量 p20式中 流量系数 流束膨胀系数 A0节流装置的开孔截面积 流体密度 节流装置前后实际测得的压力差流量与压力差的平方根成正比差压式流量计差压式流量计 测量对象测量对象:流体方面,单相、混相、洁净、脏污;工作状态工作状态:常压、高压、真空、常温、高温、低温;管径方面管径方面:从几毫米到几米;流动条件流动条件:亚音速流、临界流、脉动流历史悠久、技术成熟、
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