传感器及其自动检测

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS81 检测仪表的基本概念检测仪表的基本概念一、检测仪表的组成一、检测仪表的组成传感传感数据处理数据处理显示记录显示记录转换放大转换放大检测仪表的组成框图检测仪表的组成框图 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS二、检测仪表的分类二、检测仪表的分类1按被测参数的不同来分按被测参数的不同来分 机械量测量仪表机械量测量仪表温度测量仪表温度测量仪表压力测量仪表压力测量仪表流量测量仪表流量测量

2、仪表物位测量仪表物位测量仪表工业分析仪表工业分析仪表，如：转速表、加速度计等，如：转速表、加速度计等，如：，如：PH 计、溶解氧测定仪等计、溶解氧测定仪等普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS温度测量仪表温度测量仪表ESCORT20 温度测试仪温度测试仪手持式红外测温仪手持式红外测温仪普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS压力测量仪表压力测量仪表机械式压力表机械式压力表数字压力表数字压力表普通高等教育“十一五”国家级规划

3、教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS流量测量仪表流量测量仪表电磁流量计电磁流量计超声波流量计超声波流量计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS物位测量仪表物位测量仪表防爆超声波液位计防爆超声波液位计智能型雷达物位仪智能型雷达物位仪普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS机械量测量仪表机械量测量仪表如：转速表、加速度计等如：转速表、加速度计等手持式数字转速表手持式数字

4、转速表加速度计加速度计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS工业分析仪表工业分析仪表如：如：PH计、溶解氧测定仪等计、溶解氧测定仪等便携式便携式 PH 计计 9010便携式便携式溶溶解氧测定仪解氧测定仪普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS2按检测原理或检测元件的不同来分按检测原理或检测元件的不同来分 弹簧管压力表弹簧管压力表超声波流量计超声波流量计 等等等等 活塞式压力计活塞式压力计靶式流量计靶式流量计转子流量计转子流

5、量计电磁流量计电磁流量计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS弹簧管压力表弹簧管压力表活塞式压力计活塞式压力计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS3按仪表输出信号的特点与形式来分按仪表输出信号的特点与形式来分 开关报警式：如，一氧化碳报警器开关报警式：如，一氧化碳报警器数字式：检测仪表的输出信号是离散的数字数字式：检测仪表的输出信号是离散的数字 量远传变送式：这类检测仪表常称量远传变送式：这类检测仪表常称 为变送器，是

6、一种单元组合式仪表为变送器，是一种单元组合式仪表 模拟式模拟式：检测仪表的输出信号是连续变化的检测仪表的输出信号是连续变化的 模似量。如，各种指针式仪表以及模似量。如，各种指针式仪表以及 笔式记录仪表等笔式记录仪表等 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS家用一氧化碳报警器家用一氧化碳报警器指指针针式式仪仪表表数数字字式式仪仪表表普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS三、变送器三、变送器 变送器是从传感器发展而来的，凡能

7、输出标准变送器是从传感器发展而来的，凡能输出标准信号的单元组合式仪表就称为变送器。信号的单元组合式仪表就称为变送器。1气动变送器气动变送器 气动浮筒液位变送器气动浮筒液位变送器气动压力变送器气动压力变送器普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS 2电动变送器电动变送器 电动变送器能将各种被测参数变换成电动变送器能将各种被测参数变换成010mA或或420mA直流电流的统一标准信号，以便传送直流电流的统一标准信号，以便传送给自动控制系统中的其他单元。给自动控制系统中的其他单元。一体化温度变送器一体化温度变送器热电

8、偶热电阻热电偶热电阻温度变送器模块温度变送器模块 数显温度计数显温度计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS压力变送器压力变送器各种压力变送器各种压力变送器智能压力差压变送器智能压力差压变送器多功能差压变送器多功能差压变送器普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS82 常用检测仪表常用检测仪表一、温度检测仪表一、温度检测仪表 温度检测仪表大多是把热电偶、热电阻测得的温度检测仪表大多是把热电偶、热电阻测得的温度信号正比地转变

9、为直流信号输出，并以单元组温度信号正比地转变为直流信号输出，并以单元组合仪表出现，即温度变送器。合仪表出现，即温度变送器。目前我国生产的温度变送器输出信号多为目前我国生产的温度变送器输出信号多为420mA，输出为，输出为010mA的变送器也有少量生产。的变送器也有少量生产。普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESSSBWR 系列热电偶热电阻温度变送器模块系列热电偶热电阻温度变送器模块外形图外形图安装接线图安装接线图 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER

10、EDUCATION PRESSSBWR 系列热电偶热电阻温度变送器模块系列热电偶热电阻温度变送器模块主要技术指标：主要技术指标：测量精度：测量精度：0.1%、0.2%、0.5%；可具有防爆特性：本质安全型可具有防爆特性：本质安全型iaCT4 负载电阻：负载电阻：0600；冷端补偿误差：冷端补偿误差：12/K、E、J、S、B；电源、输出二线制：电源、输出二线制：24VDC、420mA；环境温度：环境温度：-25 +85；电源：电源：24VDC（特殊声明可采用（特殊声明可采用12VDC供电）；供电）；普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER E

11、DUCATION PRESS主要技术指标：主要技术指标：SM320 手枪式红外测温仪手枪式红外测温仪重量：重量：220克克测量范围：测量范围：32320(25608)；测量精度：测量精度：2（4）或）或2%；分辨力：分辨力：0.1（0.1）；）；响应时间：响应时间：500ms；使用环境：使用环境：050（32122），），1090%RH；电源：电源：9V 6F 22；外型尺寸：外型尺寸：15556187mm；普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS二、压力检测仪表二、压力检测仪表 压力或差压检测仪表压力或差压

12、检测仪表通常是将测量的现场压力通常是将测量的现场压力或差压信号转换成标准的或差压信号转换成标准的信号输出，即压力、差压信号输出，即压力、差压变送器。其检测方式有电变送器。其检测方式有电容式、压阻式、电感式、容式、压阻式、电感式、振动频率式等。振动频率式等。1151系列电容压力系列电容压力/压差变送器外形图压差变送器外形图普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS（2）量程、零点外部连续可调量程、零点外部连续可调；1151系列电容压力系列电容压力/压差变送器的主要特点：压差变送器的主要特点：（1）具有高精度、高可

13、靠性、稳定性好；）具有高精度、高可靠性、稳定性好；（3）小型、重量轻、坚固抗振小型、重量轻、坚固抗振；（4）量程、零点外部连续可调量程、零点外部连续可调；（5）正迁移可达）正迁移可达500；负迁移可达；负迁移可达600；（6）单向过载保护特性好；）单向过载保护特性好；（7 7）防爆结构，全天候使用。）防爆结构，全天候使用。普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS1151系列电容压力系列电容压力/压差变送器压差变送器的主要的主要功能参数功能参数：（1）使用对象：液体、气体和蒸气使用对象：液体、气体和蒸气（2）测

14、量范围：）测量范围：00.1kPa至至040MPa（3）输出信号：）输出信号：420mADC（4）供电电源：）供电电源：1245VDC，一般为，一般为24VDC（5）静压和过载压力：）静压和过载压力：4、10、25、32MPa（6 6）量程和零点：外部连续可调）量程和零点：外部连续可调 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS三、流量检测仪表三、流量检测仪表新型流量仪表的类型及采用的原理一览表新型流量仪表的类型及采用的原理一览表普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社

15、HIGHER EDUCATION PRESS结构原理图结构原理图1.典型流量仪表的结构及原理典型流量仪表的结构及原理外形图外形图（1）涡街流量计涡街流量计（也叫漩涡流量计（也叫漩涡流量计）普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS外形图外形图结构原理图结构原理图（2）电磁流量计电磁流量计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS外形图外形图结构原理图结构原理图（3）质量流量计质量流量计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与

16、自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS玻璃转子流量计玻璃转子流量计（4）其他流量计）其他流量计超声波流量计超声波流量计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS液体流量计液体流量计微波固体流量计微波固体流量计普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS2.流量仪表的选用流量仪表的选用（1）按流量计对被测介质的适用性选择）按流量计对被测介质的适用性选择 由于流量仪表的原理结构特点不同，因而

17、有不由于流量仪表的原理结构特点不同，因而有不同的物理特性和适用场合。为了使用好流量仪表，同的物理特性和适用场合。为了使用好流量仪表，选用时必须考虑以下要求及条件：选用时必须考虑以下要求及条件：（2）按照流量范围或流量刻度选用）按照流量范围或流量刻度选用（3）按照工艺要求及流量参数变化选择）按照工艺要求及流量参数变化选择（4）按照安装要求选用）按照安装要求选用 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS 物位检测仪表用于测控物料的位置。物位检测仪表用于测控物料的位置。四、物位检测仪表四、物位检测仪表液体物位：液位

18、和界面液体物位：液位和界面物物位位固体物位（料位）固体物位（料位）：粉料位、颗粒料位：粉料位、颗粒料位 和块料位和块料位普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS1电容物位仪电容物位仪 主要特点：主要特点：AM90系列电容物位仪系列电容物位仪 能够测量强腐蚀性的液能够测量强腐蚀性的液 体，如酸、碱、盐、污体，如酸、碱、盐、污 水等。水等。可测量高温、高压介质；可测量高温、高压介质；过程温度过程温度40220；过程压力过程压力0.14.0MPa 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高

19、等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESSAM90系列电容式物位仪技术指标：系列电容式物位仪技术指标：电源：电源：24V.DC10%;输出：输出：420mA（三线制）（三线制）;测量介质：相对介电常数测量介质：相对介电常数1.6;功耗：功耗：3W;精度：精度：0.5%FS;环境温度：环境温度：30 70;环境湿度：环境湿度：095%RH;测量范围：测量范围：01000pF 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESSAM90系列电容式物位仪应用：系列电容式物位仪应用：化化 工工 厂：检测涤纶、氨纶

20、、酸、碱等化工原料厂：检测涤纶、氨纶、酸、碱等化工原料 的液位的液位 环环 保：检测污水液位保：检测污水液位 锅锅 炉炉 厂：检测压力容器内介质的液位厂：检测压力容器内介质的液位 液力机械：检测润滑油液位液力机械：检测润滑油液位 粮食部门：检测食用油液位粮食部门：检测食用油液位 油油 田：检测成品油液位田：检测成品油液位 油油 漆漆 厂：检测油漆液位厂：检测油漆液位普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS2超声波物位计超声波物位计 主要特点：主要特点：一体化超声波一体化超声波液位计外形图液位计外形图 连续液位

21、测量，最大量程连续液位测量，最大量程12m;安装方便，启动简单安装方便，启动简单;编程可用红外手持编程器编程可用红外手持编程器;ETFE或或PVDF传感器抗化学腐传感器抗化学腐 蚀蚀;专利的声智能信号处理专利的声智能信号处理;很高的信很高的信/噪比噪比 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS7ML5221一体化超声波液位计主要技术指标：一体化超声波液位计主要技术指标：7ML5221一体化超声波液位计产品应用：一体化超声波液位计产品应用：分辨率分辨率 3mm;精度：量程的精度：量程的0.15%或或6mm，取其

22、较大值，取其较大值;重复性重复性 3mm;盲区盲区 0.25M;刷新时间刷新时间5s;温度补偿：整个温度范围内的补偿功能温度补偿：整个温度范围内的补偿功能供水、水处理行业的液位测量供水、水处理行业的液位测量化工储罐的液位测量化工储罐的液位测量普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS3其他物位检测仪表其他物位检测仪表磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计光导电子液位仪光导电子液位仪防爆音叉料位发讯器防爆音叉料位发讯器（电阻式物位仪表）（电阻式物位仪表）普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等

23、教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS83 常用物理量检测的故障判断常用物理量检测的故障判断 故障现象：故障现象：温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。至不变化等。一、温度检测故障的判断一、温度检测故障的判断 在排除热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或在排除热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素后可以按以下思路逐步进行补偿导线不配套等因素后可以按以下思路逐步进行判断和检查。判断和检查。普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS

24、检查温度变送器、控制系统输入口检查温度变送器、控制系统输入口 检查热电偶接线盒检查热电偶接线盒 测量测量mV信号信号 抽出热电偶检查抽出热电偶检查 检查自由端温度是否变化检查自由端温度是否变化 检查补偿导线是否绝缘、老化检查补偿导线是否绝缘、老化 检查工艺因素检查工艺因素 温温度度检检测测故故障障的的判判断断流流程程 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS二、流量检测故障的判断二、流量检测故障的判断故障现象：故障现象：流量指示不正常，偏高或偏低。流量指示不正常，偏高或偏低。以电动差压变送器为例（以电动差压变

25、送器为例（1151DP、1751DP）：在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解 工艺情况。工艺情况。如：被测介质情况，机泵类型，简单工艺流程等如：被测介质情况，机泵类型，简单工艺流程等 普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS检查仪表、集散控制系统输入信号检查仪表、集散控制系统输入信号检查差压变送器零位检查差压变送器零位 检查平衡阀是否内漏检查平衡阀是否内漏 检查导压管、隔离液检查导压管、隔离液对差压变送器校正对差压变送器校正检查工艺原因检查工艺原因 流流量量检检

26、测测故故障障的的判判断断流流程程普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS三、压力检测故障的判断三、压力检测故障的判断故障现象：故障现象：某一化工容器压力指示不正常，偏高或偏低，某一化工容器压力指示不正常，偏高或偏低，或不变化。或不变化。以电动压力变送器为例（以电动压力变送器为例（1151GP、1751GP）：）：了解被测介质是气体、液体还是蒸汽，了解简单了解被测介质是气体、液体还是蒸汽，了解简单 工艺流程。工艺流程。普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER

27、 EDUCATION PRESS检查仪表、集散控制系统输入信号检查仪表、集散控制系统输入信号 检查压力变送器零位检查压力变送器零位 检查取压管线检查取压管线 调校压力变送器调校压力变送器 检查工艺因素检查工艺因素压压力力检检测测故故障障的的判判断断流流程程普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS四、液位检测故障的判断四、液位检测故障的判断故障现象：故障现象：液位指示不正常，偏高或偏低。液位指示不正常，偏高或偏低。以电动浮筒液位变送器为检测仪表：以电动浮筒液位变送器为检测仪表：了解工艺状况、工艺介质，被测对象是精馏塔、了解工艺状况、工艺介质，被测对象是精馏塔、反应釜，还是储罐（槽）、反应器。反应釜，还是储罐（槽）、反应器。普通高等教育“十一五”国家级规划教材传感器与自动检测技术吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS检查仪表、集散控制系统输入信号检查仪表、集散控制系统输入信号 检查浮筒液位计零位检查浮筒液位计零位 检查浮筒液位计是否泄漏检查浮筒液位计是否泄漏 检查玻璃液位计检查玻璃液位计 检查工艺因素检查工艺因素液液位位检检测测故故障障的的判判断断流流程程