過(guò)程檢測(cè)儀表課程報(bào)告

1、過(guò)程檢測(cè)儀表讀書(shū)報(bào)告班級(jí)：測(cè)控1班姓名：宋虎學(xué)號(hào)：2013330301102過(guò)程檢測(cè)儀表過(guò)程檢測(cè)儀表是工業(yè)儀表及自動(dòng)化重要交織的一門(mén)課程，物理概念是討論各種檢測(cè)變換的基礎(chǔ)，熟悉和掌握相應(yīng)的物理現(xiàn)象，分析有關(guān)物理效應(yīng)是對(duì)檢測(cè)儀表工作原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論的前提。工業(yè)過(guò)程檢測(cè)涉及的內(nèi)容一般分為：熱工量（溫度、壓力、流量、物位等），機(jī)械量（重量、尺寸、力、速度、加速度等），物位和成分量（介質(zhì)的成分濃度、密度、黏度、濕度、酸度等），電工量（電壓、電流、功率、電阻等）。因此，過(guò)程檢測(cè)儀表可以從以下幾個(gè)具有代表性的方面描述：壓力檢測(cè)及儀表、物位檢測(cè)及儀表、流量檢測(cè)及儀表、溫度檢測(cè)及儀表，以及成分分析儀表。1.

2、 壓力檢測(cè)及儀表壓力測(cè)量?jī)x表按工作原理分為液柱式、彈性式、負(fù)荷式和電測(cè)式等類(lèi)型。液壓式壓力測(cè)量?jī)x表常稱(chēng)為液柱式壓力計(jì)，它是以一定高度的液柱所產(chǎn)生的壓力，與被測(cè)壓力相平衡的原理測(cè)量壓力的。大多是一根直的或彎成 U形的玻璃管，其中充以工作液體。常用的工作液體為蒸餾水、水銀和酒精。因玻璃管強(qiáng)度不高，并受讀數(shù)限制，因此所測(cè)壓力一般不超過(guò)0.3兆帕。 它的特點(diǎn)是。液柱式壓力計(jì)靈敏度高，因此主要用作實(shí)驗(yàn)室中的低壓基準(zhǔn)儀表，以校驗(yàn)工作用壓力測(cè)量?jī)x表。由于工作液體的重度在環(huán)境溫度、重力加速度改變時(shí)會(huì)發(fā)生變化，對(duì)測(cè)量的結(jié)果常需要進(jìn)行溫度和重力加速度等方面的修正。彈性式壓力測(cè)量?jī)x表是利用各種不同形狀的彈性元件，在

3、壓力下產(chǎn)生變形的原理制成的壓力測(cè)量?jī)x表。彈性式壓力測(cè)量?jī)x表按采用的彈性元件不同，可分為彈簧管壓力表、膜片壓力表、膜盒壓力表和波紋管壓力表等；按功能不同分為指示式壓力表、電接點(diǎn)壓力表和遠(yuǎn)傳壓力表等。這類(lèi)儀表的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)實(shí)耐用，測(cè)量范圍寬，是壓力測(cè)量?jī)x表中應(yīng)用最多的一種。彈性壓力檢測(cè)儀表組成環(huán)節(jié)負(fù)荷式壓力測(cè)量?jī)x表常稱(chēng)為負(fù)荷式壓力計(jì)，它是直接按壓力的定義制作的，常見(jiàn)的有活塞式壓力計(jì)、浮球式壓力計(jì)和鐘罩式壓力計(jì)。由于活塞和砝碼均可精確加工和測(cè)量，因此這類(lèi)壓力計(jì)的誤差很小，主要作為壓力基準(zhǔn)儀表使用，測(cè)量范圍從數(shù)十帕至2500兆帕。類(lèi)型工作原理性能特點(diǎn)用途活塞式壓力計(jì)被測(cè)壓力等于活塞與砝碼的總重量

4、除以活塞的有效面積結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、精度高，操作稍復(fù)雜，不能直接測(cè)量中、高壓標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)儀器浮球式壓力計(jì)被測(cè)壓力等于浮球、托架與砝碼的總重量除以浮球的有效面積結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、精度高，操作方便低壓標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器鐘罩式壓力計(jì)被測(cè)壓力等于鐘罩天平平衡砝碼的總重量除以鐘表罩的有效面積精度與靈敏主同，可測(cè)正壓、負(fù)壓、絕對(duì)壓力微壓標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)儀器和標(biāo)準(zhǔn)微壓發(fā)生器 電測(cè)式壓力測(cè)量?jī)x表是利用金屬或半導(dǎo)體的物理特性，直接將壓力轉(zhuǎn)換為電壓、電流信號(hào)或頻率信號(hào)輸出，或是通過(guò)電阻應(yīng)變片等，將彈性體的形變轉(zhuǎn)換為電壓、電流信號(hào)輸出。代表性產(chǎn)品有壓電式、壓阻式、振頻式、電容式和應(yīng)變式等壓力傳感器所構(gòu)成的電測(cè)式壓力測(cè)量?jī)x表。精

5、確度可達(dá)0.02級(jí)，測(cè)量范圍從數(shù)十帕至700兆帕不等。2. 物位檢測(cè)及儀表“物位”一詞統(tǒng)指設(shè)備和容器中液體或固體物料的表面位置。對(duì)應(yīng)不同性質(zhì)的物料又有以下的定義。 (1)液位 指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低。 (2)料位 指設(shè)備和容器中所儲(chǔ)存的塊狀、顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度。 (3)界位 指相界面位置。容器中兩種互不相溶的液體，因其重度不同而形成分界面，為液-液相界面；容器中互不相溶的液體和固體之間的分界面，為液固相界面。液液、液固相界面的位置簡(jiǎn)稱(chēng)界位。 物位是液位、料位、界位的總稱(chēng)。對(duì)物位進(jìn)行測(cè)量、指示和控制的儀表，稱(chēng)物位檢測(cè)儀表。由于被測(cè)對(duì)象種類(lèi)繁多，檢測(cè)的條件和環(huán)境也有很大差別，

6、所以物位檢測(cè)的方法有多種多樣，以滿足不同生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量要求。 物位檢測(cè)儀表按測(cè)量方式可分為連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量?jī)纱箢?lèi)。連續(xù)測(cè)量方式能持續(xù)測(cè)量物位的變化。定點(diǎn)測(cè)量方式則只檢測(cè)物位是否達(dá)到上限、下限或某個(gè)特定位置，定點(diǎn)測(cè)量?jī)x表一般稱(chēng)為物位開(kāi)關(guān)。 按工作原理分類(lèi)，物位檢測(cè)儀表有直讀式、靜壓式、浮力式、機(jī)械式、電氣式等。 (1)直讀式物位檢測(cè)儀表 采用側(cè)壁開(kāi)窗口或旁通管方式，直接顯示容器中物位的高度。方法可靠、準(zhǔn)確，但是只能就地指示。主要用于液位檢測(cè)和壓力較低的場(chǎng)合。 (2)靜壓式物位檢測(cè)儀表 基于流體靜力學(xué)原理，適用于液位檢測(cè)。容器內(nèi)的液面高度與液柱重量所形成的靜壓力成比例關(guān)系，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度不變時(shí)，

7、通過(guò)測(cè)量參考點(diǎn)的壓力可測(cè)知液位。這類(lèi)儀表有壓力式、吹氣式和差壓式等型式。 (3)浮力式物位檢測(cè)儀表 其工作原理基于阿基米德定律，適用于液位檢測(cè)。漂浮于液面上的浮子或浸沒(méi)在液體中的浮筒，在液面變動(dòng)時(shí)其浮力會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而可以檢測(cè)液位。這類(lèi)儀表有各種浮子式液位計(jì)、浮筒式液位計(jì)等。 (4)機(jī)械接觸式物位檢測(cè)儀表 通過(guò)測(cè)量物位探頭與物料面接觸時(shí)的機(jī)械力實(shí)現(xiàn)物位的測(cè)量。這類(lèi)儀表有重錘式、旋翼式和音叉式等。 (5)電氣式物位檢測(cè)儀表 將電氣式物位敏感元件置于被測(cè)介質(zhì)中，當(dāng)物位變化時(shí)其電氣參數(shù)如電阻、電容等也將改變，通過(guò)檢測(cè)這些電量的變化可知物位。 (6)其他物位檢測(cè)方法 如聲學(xué)式、射線式、光纖式儀表

8、等。法蘭式液位計(jì)示意圖3. 流量檢測(cè)及儀表流體的流量是指在短暫時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一流通截面的流體數(shù)量與通過(guò)時(shí)間之比，該時(shí)間足夠短以致可認(rèn)為在此期間的流動(dòng)是穩(wěn)定的。此流量又稱(chēng)瞬時(shí)流量。流體數(shù)量以體積表示稱(chēng)為體積流量，流體數(shù)量以質(zhì)量表示稱(chēng)為質(zhì)量流量。 流量的表達(dá)式為：qv=dvdt=vs qm=dMdt=pvs在某段時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)的體積或質(zhì)量總量稱(chēng)為累計(jì)流量或總流量，它是體積流量或質(zhì)量流量在該段時(shí)間的積分。 流量檢測(cè)方法可以歸為體積流量檢測(cè)和質(zhì)量流量檢測(cè)兩種方式，前者測(cè) 得流體的體積流量值，后者可以直接測(cè)得流體的質(zhì)量流量值。 測(cè)量流量的儀表稱(chēng)為流量計(jì)，測(cè)量流體總量的儀表稱(chēng)為計(jì)量表或總量計(jì)。流量計(jì)通常由一

9、次裝置和二次儀表組成。一次裝置安裝于流道的內(nèi)部或外部，根據(jù)流體與之相互作用關(guān)系的物理定律產(chǎn)生一個(gè)與流量有確定關(guān)系的信號(hào)，這種一次裝置亦稱(chēng)流量傳感器。二次儀表則給出相應(yīng)的流量值大小。流量計(jì)的分類(lèi)類(lèi)別儀表名稱(chēng)體積流量容積式流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、皮膜式流量計(jì)等差壓式流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)、均速管流量計(jì)、彎管流量計(jì)、靶式流量計(jì)、浮子流量計(jì)等速度式流量計(jì)渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等質(zhì)量流量計(jì)推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)體積流量經(jīng)密度補(bǔ)償或溫度、壓力補(bǔ)償求得質(zhì)量流量等直接式流量計(jì)科里奧利流量計(jì)、熱式流量計(jì)、沖量式流量計(jì)等4. 溫度檢測(cè)及表溫度不能直接測(cè)量，只能借助于冷熱不同物體之間的熱交

10、換，以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來(lái)加以間接測(cè)量。 任意兩個(gè)冷熱程度不同的物體相接觸，必然要發(fā)生熱交換現(xiàn)象，熱量將由受熱程度高的物體傳到受熱程度低的物體，直到兩物體的冷熱程度完全一致，即達(dá)到熱平衡狀態(tài)為止。利用這一原理，就可以選擇某一物體同被測(cè)物體相接觸，并進(jìn)行熱交換，當(dāng)兩者達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)，選擇物體與被測(cè)物體溫度相等。于是，可以通過(guò)測(cè)量選擇物體的某一物理量（如液體的體積、導(dǎo)體的電量等），便可以定量地給出被測(cè)物體的溫度數(shù)值。以上就是接觸測(cè)溫法。也可以利用熱輻射原理，來(lái)進(jìn)行非接觸測(cè)溫。溫度檢測(cè)儀表按照按工作原理分，則分為膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻

11、溫度計(jì)和輻射高溫計(jì)五類(lèi)。按測(cè)量方式分，則可分為接觸式與非接觸式兩大類(lèi)。溫度檢測(cè)方法及儀表分類(lèi) 雙金屬溫度計(jì) 玻璃管液體溫度計(jì)比色溫度計(jì)分單通道型、雙通道型和色敏型。單通道型比色溫度計(jì)工作原理：同步電機(jī)帶動(dòng)調(diào)制盤(pán)旋轉(zhuǎn)，盤(pán)上嵌著兩種波長(zhǎng)的濾光片，使被測(cè)物體的輻射能中波長(zhǎng)為1和2的輻射可交替地投射到同一光電元件上，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大和比值運(yùn)算后顯示比色溫度。5. 成分分析儀表不同于溫度、壓力、液位、流量等物理量，在生產(chǎn)以及其它控制過(guò)程中，我們常常需要對(duì)物質(zhì)成分組成這一過(guò)程變量進(jìn)行檢測(cè)、分析、控制。這就是成分分析儀表的最主要的功能和應(yīng)用。具體而言，成分分析儀表是專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)定物質(zhì)化學(xué)成分的一類(lèi)

12、儀器。所謂物質(zhì)的化學(xué)成分，是指一種化合物或混合物是由哪些種類(lèi)的分子、原子或原子團(tuán)組成，以及這些分子、原子或原子團(tuán)的含量是多少，或者各種物質(zhì)成分的比率是多少。按照測(cè)量原理的不同，成分分析儀表可具體分為以下八類(lèi)：（1） 電化學(xué)式分析儀表：如電導(dǎo)式、電量式、電位式等； （2） 熱學(xué)式分析儀表：如熱導(dǎo)式、熱化學(xué)式、熱譜式等； （3） 磁學(xué)是分析儀表：如磁性氧量分析儀、核磁共振波譜儀等； （4） 光學(xué)式分析儀表：如分析式光學(xué)分析儀、發(fā)熱式光學(xué)分析儀等； （5） 射線式分析儀表：如X射線分析儀、射線分析儀、同位素分析儀等； （6） 色譜分析儀表：如氣相色譜儀等； （7） 電子光學(xué)和離子光學(xué)分析式儀表：如電子探針、質(zhì)譜儀、離子探針等；（8） 物質(zhì)性測(cè)量?jī)x表：如水分計(jì)、粘度計(jì)、濕度計(jì)、密度計(jì)、電導(dǎo)率