檢測技術與儀表六大熱工參量變送器
檢測技術與儀表六大熱工參量變送器
溫度傳感器
一、 基本概念
溫度標尺：固定溫度點、測溫儀器、溫標方程
溫度值的傳遞：從上到小、逐級傳遞（國家計量研究院——省——地方）
測溫包括：接觸式測溫，非接觸式測溫，前者基於的原理是熱傳遞，後者基於原理熱輻射，接觸式測溫包括（膨脹式：玻璃液體溫度計、固體膨脹式溫度計）、電接點水銀溫度計一般用作溫度開關
壓力式溫度傳感器 ：雙金屬溫度開關（利用兩種膨脹係數不一樣的金屬感受到溫度時雙金屬片一般向膨脹係數小的一邊一邊彎曲）
二、 傳感器基於的原理
常用傳感器：熱電偶
基於熱電效應：由AB兩種不同的金屬構成一個閉合回路，兩端存在溫度差，在導體的內部存在電勢差這種現象稱為熱電效應
傳感器：熱電阻
基於金屬電阻：常用器件時Ｐｔ１００，Ｃｕ（下標對應的數字表示在０°的時候器件對應的電阻阻值）
原理：金屬元素在受熱電阻會發生變化，再利用電橋測量電阻的變化得出與溫度的對應關係（兩線製，三線製，三線製能夠消除引線電阻對測量結果的結果）
三、傳感器使用的範圍以及測量電路
熱電偶的測溫範圍比熱電阻寬、熱電偶的測量誤差大於熱電阻
當熱電阻開路時：滿偏
當熱電阻短路時：儀表下限
當熱電阻兩線製：測量誤差大
當熱電偶開路時：０
當熱電阻短路時：０
當熱電阻反接：與實際溫度相反
四、 傳感器的安裝注意事項
A、兩種測量元件的測量端應該有足夠的插入深度
B、減少熱量的損失
C、為防止高溫下保護套管變形。在有流速的管子中必須傾斜安裝
壓力壓差測量
一、基本概念
此處的壓力主要指的是壓強，壓力單位：一個標準大氣壓＝1.01325、10^5Pa=1013.25毫巴
彈性壓力表：彈簧管式（單圈彈簧管：0~981MPa，多圈彈簧管：0~98.1MPa）、波紋管式（0~98.1MPa）、薄膜式（平膜式：0~98.1MPa，波紋膜：0~0.981MPa，撓性膜：0~0.0981MPa）
二、傳感器基於的原理
霍爾效應式壓力傳感器：利用永磁鐵構建不均勻磁場，當沒有壓力輸入的時候，彈性元件連接的霍爾片處在中間兩邊磁場相等，電流大小相等，所以輸出電勢為0當有壓力輸入的時候，彈性元件帶動霍爾片偏離中間位置，到時兩端的電勢不相等輸出一個電勢，電勢大小與壓力大小成線性關係
電容壓力式變送器：檢測部分的核心是具有預張力的中心感壓膜片和正負腔室，如果負壓室通上大氣，就可以當壓力變送器使用，如果兩個壓室同上不同的壓強，就可以作為差壓變送器使用。
三、傳感器使用的範圍以及測量電路
測量電路：電橋
電容壓力式變送器在液位測量中的應用
A、敞口測量的時候：正壓式取壓，負壓室通大氣
B、密閉容器測量時：正壓式底部取壓，負壓室頂部取壓
四、傳感器的安裝注意事項
A 、測壓點的選擇
C、考慮到易於觀察，易於檢修，避開高溫，避開震動
D、導壓管的敷設當介質易於被凍結的時候應該鋪設保溫伴熱管，應該在靠近 壓力表處安裝排汙閥 ，在取壓口到壓力表之間應該安裝切斷閥
流量測量
一、基本概念
差壓流量計的輸出結果與流量是非線性的，開方後是呈線性關係的
截流裝置包括：角接取壓標準孔板、法蘭標準取壓，D-D/2標準取壓、角接取壓標準噴嘴四種方法
二、傳感器基於的 原理
基於流體機械能相互裝換的原理，管道中安裝節流原件過後，流體通過節流後在節流原件的前後會產生一個壓力差（伯努利原理）
三、傳感器原理
電磁流量計：
根據法拉第電磁感應定律製成的，原理決定用途，電磁流量計隻能測量導電液體（酸堿鹽，汙水，水，腐蝕性液體，礦漿），不能測量（純淨水，氣體，蒸汽）
激勵源的選取 一般選擇工頻的偶數分之一（1/4-1/32），優點：穩定性好，抗工頻幹擾能力強，功耗低
渦街流量計：
根據流體振蕩原理（卡門渦街原理，利用自然振蕩）：在管道中垂直流體流向放置非線性柱體（漩渦發生體）當流體流量增大到一定程度以後流體在漩渦發生體的兩側交替產生兩列規則排列的漩渦。
四、傳感器的安裝注意事項
差壓流量計：
節流元件安裝包括管道條件，管道連接情況，取壓口結構，節流裝置上下遊直管段的長度 ，
A、測量管，節流原件上下遊 直管段，節流件夾持環
B、節流原件的安裝，節流件安裝應垂直於管道軸線，偏差允許在正負1°
C、差壓信號管路的安裝，節流裝置與差壓變送器的導壓管路
電磁流量計：
A、被測液體必須是導電液體
B、口徑與量程的選取：最好是超過滿量程的50%，這樣獲得較高的測量精度，流速一般在2-4m/s比較合適
C、避開電磁幹擾原理大功率電機與變壓器
渦街流量計：
A、渦街流量計對振動源很敏感，應該避開振動源
B、測量氣體和液體時為防止氣泡和液滴幹擾，（液體：自下而上，氣體：自上而下或者自下而上）
熱式質量流量計：
熱式質量流量計隻適合測量單一組分的氣體或者有固定比例的混合氣體 ，否則定壓比熱容係數不穩定，無法得出準確結果
物位測量
一、基本概念
浮力式液位傳感器及變送器：增大附子直徑可以提高靈敏度
二、傳感器原理
測量液體高度的時候：常用到的原理是連通器原理
壓力式液位變送器：檢測部分的核心是具有預張力的中心感壓膜片和正 負腔室，如果負壓室通上大氣，就可以當壓力變送器使用，如果兩個壓室同上不同的壓強，就可以作為差壓變送器使用。
三、傳感器使用的範圍的測量電路
四、物位包括：氣體（測量壓強）、液體（測量高度）
五、安裝注意事項
測量流動性差的物料時：為了使料位檢測能夠代表平均料位，應將料位機安裝在距容器內壁1/3半徑處
如果壓力表或者壓力變送器不可能安裝在與容器底部相同的高度，導管內的液柱壓力必須用零點遷移法抵消
機械量測量
一、基本概念
厚度測量儀表，集膚效應，在金屬導體內同樣條件下渦流滲透深度隨材料的不同而不同，而對於同一種材料，激勵線圈的電流頻率越高則渦流越集中於金屬表麵
二、測量原理
渦流效應：若塊狀金屬被放入變化的磁場中，或在非均勻的磁場中運動，則在該金屬內要產生感應電動勢，由於金屬的電阻很小，因而即使感應電動勢不很大，也能引起強大的電流。這種電流在金屬內沿著一個一個閉合回路流動
三、安裝注意事項及使用範圍
頻率越高渦流效應越集中表麵，可用於表麵測量平整度，頻率越低渦流越深入物體表麵可用於板材整體厚度測量（高頻反射式、低頻透射式）
過程分析儀器
一、基本概念
熱量的傳遞一般三種方式進行：導熱換熱、對流換熱、輻射換熱。固體、液體、氣體、都有導熱換熱的能力
氧化鋯氧量計
二、測量原理
熱導式氣體分析儀：利用氣體體積的百分比含量與氣體導熱係數的關係
三、安裝注意事項及使用範圍
導熱氣體分析儀的使用條件：
A、背景氣體的導熱係數基本要求相同
B、待測氣體的導熱係數要與背景氣體得導熱係數有較大得差別
氧化鋯氧量計：
應該保持氧化鋯傳感器 的溫度恒定，一般保持在850攝氏度左右儀表的靈敏度最高，儀器因該加溫度補償環節（溫度的變化直接影響氧濃差電勢的大小）
必須有參比氣體，而且參比氣體的氧含量要穩定不變，參比氣體的氧含量與被測氣體的氧含量差別越大，儀器的靈敏度越高。
被測氣體和參比氣體應該具有相同的壓力，這樣可以用氧氣的體積百分比濃度代替分壓力，儀器可以直接以氧濃度來刻度