新儀表自動(dòng)化

1、鍋爐液位控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)報(bào)告專(zhuān)業(yè):應(yīng)用化工技術(shù)班級(jí):09化工班組員:柏佩冬 李佳 謝飛 夏超指導(dǎo)老師:周玲玲 基礎(chǔ)部09化工班 制作時(shí)間:2011-09-07 目錄一.測(cè)量誤差的分類(lèi)、表示方法及檢測(cè)儀表的品質(zhì)指標(biāo)。二.液位的檢測(cè)方法、液位測(cè)儀表的工作原理。三.差壓變送器的校驗(yàn)及其零點(diǎn)遷移。四.調(diào)節(jié)閥的組成、功能、原理、工作方式是什么?一.測(cè)量誤差的分類(lèi)、表示方法及檢測(cè)儀表的品質(zhì)指標(biāo)。答：測(cè)量誤差按照其產(chǎn)生原因的不同，可以分為三類(lèi)：1系統(tǒng)誤差，指質(zhì)量?jī)x表由于本身的缺陷，觀測(cè)者的習(xí)慣或偏向，外界因素環(huán)境條件的變化等。由于這種誤差是有一定規(guī)律，所以在測(cè)量過(guò)程中是容易消除或加以修正的。2疏忽誤差，由于測(cè)

2、量者在測(cè)量過(guò)程中疏忽大意所致的。它比較容易被發(fā)覺(jué)，并應(yīng)將它從測(cè)量結(jié)果中去掉。只要我們?cè)跍y(cè)量過(guò)程中認(rèn)真、仔細(xì)，就可以避免產(chǎn)生這類(lèi)誤差。3偶然誤差，是指在同樣的測(cè)量條件下，反復(fù)多次，每次結(jié)果都不重復(fù)的誤差。這種誤差是由一些隨機(jī)的偶然原因引起的，亦稱(chēng)隨機(jī)誤差。它不易被發(fā)覺(jué)和修正。偶然誤差的大小反映了測(cè)量過(guò)程的精度。測(cè)量誤差的表示方法：通常有兩種表示方法，即絕對(duì)表示法和相對(duì)表示法。絕對(duì)誤差在理論上是指儀表指示值和被測(cè)量的真實(shí)值之間的差值，可以表示為： 在工程上，要知道被測(cè)量的真實(shí)值是困難的。因此，所謂檢測(cè)儀表在其標(biāo)尺范圍內(nèi)各點(diǎn)讀數(shù)的絕對(duì)誤差，一般是指用被校表（準(zhǔn)確度較低）和標(biāo)準(zhǔn)表（準(zhǔn)確度較高）同時(shí)對(duì)同

3、一參數(shù)測(cè)量所得到的兩個(gè)讀數(shù)之差，可用下式表示：式中 絕對(duì)誤差 被校表的讀數(shù)值 標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值測(cè)量誤差還可以用相對(duì)誤差來(lái)表示。某一被測(cè)量的相對(duì)誤差等于這一點(diǎn)的絕對(duì)誤差與它的真實(shí)值（或）之比。可用式子表示： 或式中 儀表在處的相對(duì)誤差。求取測(cè)量誤差的目的在于判斷測(cè)量結(jié)果的可靠程度。檢測(cè)儀表的品質(zhì)指標(biāo):一臺(tái)儀表的優(yōu)劣，可用它的品質(zhì)（性能）指標(biāo)來(lái)衡量，以下是幾項(xiàng)常見(jiàn)的指標(biāo)：a.檢測(cè)儀表的準(zhǔn)確度（習(xí)慣上稱(chēng)精確度）。b.檢測(cè)儀表的恒定度。c.靈敏度與靈敏限（也叫靈敏閥）。d.反應(yīng)時(shí)間。e.線性度。f.重復(fù)性。二.液位的檢測(cè)方法、液位測(cè)儀表的工作原理。液位的檢測(cè)方法:1. 超聲波液位測(cè)量。超聲波液位測(cè)量的方

4、法很多，應(yīng)用比較廣泛的是脈沖回波法。這種方法是從聲波源發(fā)射聲波，測(cè)量聲波到達(dá)所測(cè)液面后反射回來(lái)所需時(shí)間，利用該時(shí)間與液位高度成比例的原理來(lái)進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間，再根據(jù)介質(zhì)中超聲波的傳播速度和換能器的安裝高度，就可計(jì)算出液位的高度。2.激光液位測(cè)量。激光測(cè)距的方法很多，主要有脈沖法、相位法等。下面主要介紹脈沖法 。激光脈沖法測(cè)量液位的原理類(lèi)似于超聲波法，激光發(fā)射頭發(fā)出激光脈沖到被測(cè)液面，反射或散射回來(lái)的激光脈沖被激光器接收端所接收。3.光纖液位測(cè)量。光纖液位計(jì)是根據(jù)力平衡原理測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位的儀表。它由浮球、光纖傳感器、力平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

5、、光電變換器、光纜及智能式數(shù)顯表等所組成。其工作原理簡(jiǎn)述如下：在力平衡機(jī)構(gòu)的作用下，浮球把感測(cè)到的液位的變化量，通過(guò)鋼絲繩傳遞給測(cè)量裝置內(nèi)的磁偶合器，在磁偶合器的作用下使隔離的光纖傳感器感受到位移的變化量，并通過(guò)光纖送出光信號(hào)給光電變換器變換成電信號(hào)給智能式數(shù)顯示液位，智能式數(shù)顯表可以根據(jù)用戶(hù)的要求實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，輸出4-20mA和RS232通訊，實(shí)現(xiàn)液位的檢測(cè)與控制。液位測(cè)儀表的工作原理： 常用于測(cè)量液位的液位計(jì)有連通器式、吹泡式、差壓式、電容式等，測(cè)量物位的有超聲波物位計(jì)和放射性物位計(jì)等。其原理和特點(diǎn)如下：a. 連通器式就是應(yīng)用最普通的玻璃液位計(jì)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉、直觀，適

6、于現(xiàn)場(chǎng)使用，但易破損，內(nèi)表面沾污，造成讀數(shù)困難，不便于遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)。b. 浮力式液位計(jì)包括恒浮力式和變浮力式兩類(lèi)。(1) 恒浮力式液位計(jì)恒浮力式液位計(jì)是依靠浮標(biāo)或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低，適于各種貯罐的測(cè)量；(2) 變浮力式液位計(jì)變浮力式亦稱(chēng)沉筒式液位計(jì)，當(dāng)液面不同時(shí)，沉筒浸泡于液體內(nèi)的體積不同，因而所受浮力不同而產(chǎn)生位移，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為角位移來(lái)測(cè)量液位。此類(lèi)儀表能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動(dòng)調(diào)節(jié)。c. 吹泡式液位計(jì)是應(yīng)用靜壓原理測(cè)量敞口容器液位。壓縮空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾減壓閥后，再經(jīng)定值器輸出一定的壓力，經(jīng)節(jié)流元件后分兩路：a) 一路進(jìn)到安裝在容器內(nèi)的導(dǎo)管，由容器底部吹出；b

7、) 另一路進(jìn)入壓力計(jì)進(jìn)行指示。當(dāng)液位最低時(shí)，氣泡吹出沒(méi)有阻力，背壓力零，壓力計(jì)指零；當(dāng)液位增高時(shí)，氣泡吹出要克服液柱的靜壓力，背壓增加壓力指示增大。因此，背壓即壓力計(jì)指示的壓力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，適用于測(cè)量具有腐蝕性、粘度大和含有懸浮顆粒的敞口容器的液位，但精度較低。d. 差壓式液位計(jì)有氣相和液相兩個(gè)取壓口。氣相取壓點(diǎn)處壓力為設(shè)備內(nèi)氣相壓力；液相取壓點(diǎn)處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產(chǎn)生的靜壓力。因此，由如下公式就測(cè)得了液位：    這類(lèi)儀表包括氣動(dòng)、電動(dòng)差壓變送器及法蘭式液位變送器，安裝方便，

8、容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動(dòng)調(diào)節(jié)，工業(yè)上應(yīng)用較多。e. 電容式液位計(jì)是采用測(cè)量電容的變化來(lái)測(cè)量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個(gè)極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)1和液面上的介電常數(shù)2不同，比如：1>2，則當(dāng)液位升高時(shí)，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降，值減小，電容量也減小。    所以，可通過(guò)兩電極間的電容量的變化來(lái)測(cè)量液位的高低。電容液位計(jì)的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有1和2的恒定才能保證液位測(cè)量準(zhǔn)確，因被測(cè)介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電極都

9、有絕緣層覆蓋。電容液位計(jì)體積小，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測(cè)量。f. 超聲波物位計(jì)是利用超聲波在氣體、液體或固體中的衰減、穿透能力和聲阻抗不同的性質(zhì)來(lái)測(cè)量?jī)煞N介質(zhì)的界面。此類(lèi)儀表精度高、反應(yīng)快，但成本高、維護(hù)維修困難，都用于要求測(cè)量精度較高的場(chǎng)合。g. 放射形物位計(jì)是利用物位的高低對(duì)放射形同位素的射線吸收程度不同來(lái)測(cè)量物位高低的，它的測(cè)量范圍寬，可用于低溫、高溫、高壓容器中的高粘度、高腐蝕、易燃易爆介質(zhì)物位的測(cè)量。但此類(lèi)儀表成本高，使用維護(hù)不方便，射線對(duì)人體危害性大。三.差壓變送器的校驗(yàn)及其零點(diǎn)遷移。一準(zhǔn)備工作 我們知道差壓變送器在應(yīng)用中是與導(dǎo)壓管相連接的，通常的做

10、法，需要把導(dǎo)壓管和差壓變送器的接頭拆開(kāi)，再接入壓力源進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)差壓變送器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，先把三閥組的正、負(fù)閥門(mén)關(guān)閉，打開(kāi)平衡閥門(mén)，然后旋松排氣、排液閥或旋塞放空，然后用自制的接頭來(lái)代替接正壓室的排氣、排液閥或旋塞；而負(fù)壓室則保持旋松狀態(tài)，使其通大氣。壓力源通過(guò)膠皮管與自制接頭相連接，關(guān)閉平衡閥門(mén)，并檢查氣路密封情況，然后把電流表(電壓表)、手操器接入變送器輸出電路中，通電預(yù)熱后開(kāi)始校準(zhǔn)。二.常規(guī)差壓變送器的校準(zhǔn)先將阻尼調(diào)至零狀態(tài)，先調(diào)零點(diǎn)，然后加滿(mǎn)度壓力調(diào)滿(mǎn)量程，使輸出為20mA, 零點(diǎn)和滿(mǎn)量程調(diào)校正常后，再檢查中間各刻度，看其是否超差?必要時(shí)進(jìn)行微調(diào)。然后進(jìn)行遷移、線性、阻尼的調(diào)整工作。三.智

11、能差壓變送器的校準(zhǔn)用上述的常規(guī)方法對(duì)智能變送器進(jìn)行校準(zhǔn)是不行的，因?yàn)檫@是由HART變送器結(jié)構(gòu)原理所決定了。因?yàn)橹悄茏兯推髟谳斎雺毫υ春彤a(chǎn)生的4-20mA電流信號(hào)之間，除機(jī)械、電路外，還有微處理芯片對(duì)輸入數(shù)據(jù)的運(yùn)算工作。因此調(diào)校與常規(guī)方法有所區(qū)別1先做一次4-20mA微調(diào)，用以校正變送器內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器，由于其不涉及傳感部件，無(wú)需外部壓力信號(hào)源。 2再做一次全程微調(diào)，使4-20mA、數(shù)字讀數(shù)與實(shí)際施加的壓力信號(hào)相吻合，因此需要壓力信號(hào)源。3最后做重定量程，通過(guò)調(diào)整使模擬輸出4-20mA與外加的壓力信號(hào)源相吻合，其作用與變送器外殼上的調(diào)零(Z)、調(diào)量程(R)開(kāi)關(guān)的作用完全相同。零點(diǎn)遷移當(dāng)輸入處于

12、范圍下限值時(shí)，由于某些影響量引起的輸出值的變化。當(dāng)下限值不為零值時(shí)，亦稱(chēng)為始點(diǎn)遷移（偏移）。遷移分為無(wú)遷移、負(fù)遷移和正遷移。以?xún)x表的輸入信號(hào)（被測(cè)量）相對(duì)于量程作為橫坐標(biāo)，以輸出信號(hào)相對(duì)于信號(hào)范圍作為縱坐標(biāo)，則可以畫(huà)出儀表的輸入/輸出特性曲線，設(shè)其為直線關(guān)系。特性曲線平移而曲線斜率不變稱(chēng)為零點(diǎn)遷移。應(yīng)用差壓變送器測(cè)量液面時(shí)，如果差壓變送器的正、負(fù)壓室與容器的取壓點(diǎn)處在同一水平面上，就不需要遷移。而在實(shí)際應(yīng)用中，出于對(duì)設(shè)備安裝位置和便于維護(hù)等方面的考慮，測(cè)量?jī)x表不一定都能與取壓點(diǎn)在同一水平面上；又如被測(cè)介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕性或重粘度的液體，不能直接把介質(zhì)引入測(cè)壓儀表，必須安裝隔離液罐，用隔離液來(lái)傳遞壓力信號(hào)，以防被測(cè)儀表被腐蝕。這時(shí)就要考慮介質(zhì)和隔離液的液柱對(duì)測(cè)壓儀表讀數(shù)的影響。四.調(diào)節(jié)閥的組成、功能、原理、工作方式是什么?1.調(diào)節(jié)閥的定義: 調(diào)節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域中，通過(guò)接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。2.調(diào)節(jié)閥的組成: 調(diào)節(jié)閥通常由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體兩部分共同組成。3.調(diào)節(jié)閥的功能:1>調(diào)節(jié)功能,調(diào)節(jié)功能是調(diào)節(jié)閥的主要功能之一，表現(xiàn)為:可調(diào)比R；流量特性；流量系數(shù)；小開(kāi)度工作性能；