【正文】 Hart 通信；RS232/RS485(或按用戶要求協(xié)商提供 ) 防護(hù)等級(jí)： IP65； IP67 防爆標(biāo)志：本安型 ExiallCT4；隔爆型 ExdllCT4 表頭顯示：累 積流量；瞬時(shí)流量；工況溫度；工況壓力（溫壓補(bǔ)償式才有）；棒狀滿量程百分比；故障自檢 連接法蘭：國標(biāo)（ GB/T）系列；化工（ HG）系列；機(jī)械（ JB/T）系列；亦可按客戶要求提供各國法蘭標(biāo)準(zhǔn) 圖 42 靶式流量計(jì) 測量注意事項(xiàng) (1) 對同一介質(zhì)來說 ,在不同溫度和壓力條件下 ,密度也會(huì)變化 ,因此在流量過程檢測技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì) 18 計(jì)量時(shí) ,必須對介質(zhì)的密度進(jìn)行補(bǔ)償。 (2) 靶的幾何尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、管道內(nèi)徑、直徑比、被測介質(zhì)性質(zhì)有關(guān) ,當(dāng)流體的雷諾數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，阻力系數(shù)不隨雷諾數(shù)變化。 誤差分析 （ 1）由上述公式可知，流量與流體的密度有關(guān)，但此實(shí)驗(yàn)裝置是對污垢進(jìn)行監(jiān)測，流體密度會(huì)受污垢影響，導(dǎo)致測量誤差。 （ 2）由于靶受到的力包含了流體粘滯性所產(chǎn)生的摩擦力，并且此次的流體流量較小，不能忽略，所以使測得的流速偏小。 過程檢測技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì) 19 第 5章 差壓的測量 實(shí)驗(yàn)管出入口差壓 由于結(jié)垢導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)阻力增大，需要測量流動(dòng)壓降，范圍為 0~50mm 水柱。 檢測方法設(shè)計(jì)以及依據(jù) 常用的壓力測量方法有液柱式壓力計(jì)，但此方法中由于這次試驗(yàn)裝置存在水浴加熱過程，很容易引起管內(nèi)毛細(xì)現(xiàn)象的變化，產(chǎn)生測量誤差，所 以此方法不宜。彈簧管壓力計(jì)一般又不用于測差壓；壓阻式壓力計(jì)由于其中的應(yīng)變片也容易受測量環(huán)境的影響，使阻值發(fā)生變化，并且彈性元件與應(yīng)變片的線膨脹系數(shù)很難完全一致，從而存在測量誤差；而電容式差壓傳感器在使用時(shí)存在的寄生電容 (引線電容及儀器中各元件與極板間的電容等）、鐵損等因素。所以綜上分析，我打算采用壓電式壓力傳感器。 儀表種類選用以及設(shè)計(jì)依據(jù) 選擇 壓電式壓力計(jì) （ 1）測量方法選擇：利用壓電式壓力計(jì)測量實(shí)驗(yàn)管出入口差壓。 （ 2）儀表選用依據(jù)：由于這次試驗(yàn)裝置的管徑 Φ 25mm，屬于小管徑的范圍，壓電 式壓力傳感器體積小，不會(huì)對實(shí)驗(yàn)裝置造成太大附加壓力，并且該壓力計(jì)體積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，更換壓電元件可以改變壓力的測量范圍，加之在配用電荷放大器時(shí)，可以將多個(gè)壓電元件并聯(lián)來提高傳感器的靈敏度，測量范圍變寬，而且精度也比較高，頻率響應(yīng)好，是動(dòng)態(tài)壓力檢測中常用的傳感器。 （ 3）儀表工作原理：對于某些電介質(zhì)物體，在沿一定方向?qū)ζ涫┘訅毫蚶Χ怪冃螘r(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使物體的兩個(gè)表面產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，它又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，物體產(chǎn)生的電荷量與外力大小成正比，這種現(xiàn)象成為壓電效應(yīng)，壓電式 壓力傳感器就是利用壓電材料的壓電效應(yīng)將被測壓力轉(zhuǎn)為電信號(hào)。 過程檢測技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì) 20 圖 51 壓電式壓力計(jì)原理圖 壓電元件夾于兩個(gè)彈性膜片之間，壓電元件的一個(gè)側(cè)面與膜片接觸并接地，另一側(cè)面通過引線將電荷量引出。被測壓力均勻作用在膜片上，使壓電元件受力而產(chǎn)生電荷。電荷量用放大器放大，轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出。由壓電材料制成的壓電元件受到壓力作用時(shí)產(chǎn)生的電荷量與作用力之間呈線性關(guān)系。 Q=kSp 式中 Q電荷量； k— 壓電常數(shù)； S— 作用面積； p— 壓力 （ 4）儀表特 點(diǎn)：體積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，測量范圍寬，可測 100MPa一下的壓力，測量精度較高，頻率響應(yīng)高，可達(dá) 30kHz，是動(dòng)態(tài)壓力檢測中常用的傳感器。但由于壓電元件存在電荷泄露，故不適宜測量緩慢變化的壓力和靜態(tài)壓力。 （ 5）產(chǎn)品參數(shù) 廠家：華威傳感器系統(tǒng)工程有限公司 價(jià)格： 86 元 主要技術(shù)指標(biāo)： 下頁：表 2壓電式壓力計(jì)主要技術(shù)指標(biāo) 過程檢測技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì) 21 表 51 壓電式壓力計(jì)主要技術(shù)指標(biāo) 量程范圍 100， 250KPa 過載能力 ≤ 150% 靈敏度 ～ 12， 5pC/KPa 非線性 ≤ % 固有頻率 ≥ 200kHz 上升時(shí)間 ≤ 2μ s 抗沖擊 ≤ 2021g 信號(hào)輸出 L5 探頭直徑 Φ 7mm 安裝方式 螺紋壓桿 工作溫度 40℃～ 125℃ 特點(diǎn)及應(yīng)用 短波、長聲波、沖擊波、彈丸激波等高頻壓力測量 測量注意事項(xiàng) （ 1）在測量前，由于使用中的儀表會(huì)因彈性元件疲勞、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損及腐蝕、電子元件老化等造成測量誤差，所以使用前需進(jìn)行校準(zhǔn)。 （ 2）壓力測量時(shí)，取壓口開口原則為在保證加工方便和不堵塞的情況下，盡可能的小，且取壓孔軸線盡可能垂直于流束，傾角在 5到 10 度之間，避免傾角倒向流束方向 ，取壓孔表面無毛刺、無明顯倒角。 （ 3）傳感器與測壓裝置相連時(shí)要注意傳感器的安裝孔及傳感器安裝端面的清潔，若測壓孔端面未清理干凈安裝 ,安裝傳感器時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致傳感器敏感面受傷。傳感器的輸出端應(yīng)保持清潔干燥 ,這樣可提高傳感器的絕緣阻抗。 誤差分析 （ 1）由于壓電元件存在電荷泄漏，所以使測量結(jié)果較實(shí)際壓力偏小，這也是壓電式不適宜測量緩慢變化的壓力和靜態(tài)壓力的原因。 （ 2）由于使用中的儀表會(huì)因彈性元件疲勞、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損及腐蝕、電子元件老化等造成測量誤差。 （ 3）取壓孔若太大，就會(huì)對流體流動(dòng)的擾動(dòng)增大， 若孔徑太小，動(dòng)態(tài)誤差又會(huì)增大。 過程檢測技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì) 22 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 此次課程設(shè)計(jì)，教會(huì)了我不能忘記所學(xué)過的知識(shí)。在以前的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)的都是書本上的知識(shí)，并沒有付諸于實(shí)踐。通過此次課程設(shè)計(jì)，我懂得了怎樣把所學(xué)的知識(shí)串聯(lián)起來組成一個(gè)整體的系統(tǒng)，幫助我更好地理解了檢測技術(shù)與儀器等專業(yè)知識(shí)。 更重要的是，通過此次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了怎樣把所學(xué)的書本知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中去，并學(xué)會(huì)了如何去思考整個(gè)系統(tǒng)的儀表選用。實(shí)踐過程中我遇到了一些困難，但在解決問題的過程中，我學(xué)會(huì)了利用團(tuán)隊(duì)的力量和怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，進(jìn)而解決問題。此次課程設(shè) 計(jì)不僅增強(qiáng)了我學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣，而且給了我勇氣和信心，更重要的是它為我以后的學(xué)習(xí)指明了方向，讓我以后在專業(yè)課的學(xué)習(xí)上更加輕松。 過程檢測技術(shù)及儀表課程設(shè)計(jì) 23 參 考 文 獻(xiàn) [1]孫靈芳，楊善讓，徐志明 . 一種新型在線冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置 . 儀器儀表學(xué)報(bào)， 2021， 3 (s):146148 [2]孫靈芳，楊善讓，徐志明，等 . 一種新型電子水處理器阻垢率的在線監(jiān)測評價(jià)方法及裝置 . 工業(yè)水處理， 2021， 15(3):4648 [3]楊善讓，孫靈芳，徐志明 . 冷卻水處理技術(shù)阻垢效果的評價(jià)方法 研究與實(shí)施 .工業(yè)水處理， 2021， 11(s):4951 [4]王建國 .檢測技術(shù)及儀表 .北京：中國電力出版社， 2021 [5]楊善讓，徐志明，孫靈芳 . 換熱設(shè)備污垢與對策 . 北京：科學(xué)出版社， 2021