第八章检测仪表概述

《自动检测技术》

第八章检测仪表概述

本章学习的主要内容：

1 、检测仪表的基本概念

3 、常用物理量检测的故障判断

2 、常用检测仪表


§8 － 1 检测仪表的基本概念

一、检测仪表的组成

传感数据处理

显示记录转换放大

检测仪表的组成框图


二、检测仪表的分类

1 ．按被测参数的不同来分

机械量测量仪表

温度测量仪表

压力测量仪表流量测量仪表

物位测量仪表

工业分析仪表，如：转速表、加速度计等

，如： PH 计、溶解氧测定仪等


温度测量仪表

ESCORT －20

温度测试仪手持式红外测温仪


压力测量仪表

机械式压力表数字压力表


流量测量仪表

电磁流量计超声波流量计


物位测量仪表

防爆超声波液位计智能型雷达物位仪


机械量测量仪表如：转速表、加速度计等

手持式数字转速表加速度计


工业分析仪表如： PH 计、溶解氧测定仪等

便携式 PH 计

9010 便携式溶解氧测定仪


2 ．按检测原理或检测元件的不同来分

弹簧管压力表

超声波流量计等等

活塞式压力计

靶式流量计

转子流量计

电磁流量计


弹簧管压力表活塞式压力计


3 ．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

数字式：检测仪表的输出信号是离散的数字量远传变送式：这类检测仪表常称为变送器，是一种单元组合式仪表

模拟式：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笔式记录仪表等


家用一氧化碳报警器

指针式仪表

数字式仪表


三、变送器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。 1 ．气动变送器

气动浮筒液位变送器气动压力变送器


2 ．电动变送器电动变送器能将各种被测参数变换成 0 ～10mA 或 4 ～ 20mA 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。

一体化温度变送器热电偶／热电阻温度变送器模块

数显温度计


压力变送器

各种压力变送器

智能压力差压变送器多功能差压变送器


§8 － 2 常用检测仪表

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。

目前我国生产的温度变送器输出信号多为 4 ～20mA ，输出为 0 ～ 10mA 的变送器也有少量生产。


SBWR 系列热电偶／热电阻温度变送器模块

外形图安装接线图


SBWR 系列热电偶／热电阻温度变送器模块主要技术指标：

① 测量精度： ±0.1% 、 ±0.2% 、 ±0.5% ；

⑦ 可具有防爆特性：本质安全型 ia CTⅡ 4

② 负载电阻： 0～ 600Ω ；

③ 冷端补偿误差：＜ 1℃～ 2 /℃ K 、 E 、 J 、 S 、B ；④ 电源、输出二线制： 24VDC 、 4 ～ 20mA ；

⑤ 环境温度： -25 ℃ ～ +85℃ ；

⑥ 电源： 24VDC （特殊声明可采用 12VDC 供电）；


主要技术指标：

SM320 手枪式红外测温仪

⑧ 重量： 220 克

① 测量范围：－ 32 ～ 320℃( － 25 ～608℉) ；② 测量精度： ±2℃ （ ±4℉ ）或 ±2% ；③ 分辨力： 0.1 ℃ （ 0.1℉ ）；④ 响应时间： 500ms ；⑤ 使用环境： 0 ～ 50℃ （ 32 ～ 122℉ ）， 10 ～ 90%RH ；⑥ 电源： 9V 6F 22 ；⑦ 外型尺寸： 155×56×187mm ；


二、压力检测仪表

压力或差压检测仪表通常是将测量的现场压力或差压信号转换成标准的信号输出，即压力、差压变送器。其检测方式有电容式、压阻式、电感式、振动频率式等。

1151 系列电容压力 / 压差变送器外形图


（ 2 ）量程、零点外部连续可调；

1151 系列电容压力 / 压差变送器的主要特点：

（ 1 ）具有高精度、高可靠性、稳定性好；

（ 3 ）小型、重量轻、坚固抗振；（ 4 ）量程、零点外部连续可调；

（ 5 ）正迁移可达 500％；负迁移可达 600％；

（ 6 ）单向过载保护特性好；

（ 7 ）防爆结构，全天候使用。


1151 系列电容压力 /压差变送器的主要功能参数：

（ 1 ）使用对象：液体、气体和蒸气

（ 2 ）测量范围： 0 ～ 0.1kPa 至 0 ～ 40MPa

（ 3 ）输出信号： 4 ～ 20mADC

（ 4 ）供电电源： 12 ～ 45VDC ，一般为 24VDC

（ 5 ）静压和过载压力： 4 、 10 、 25 、 32MPa

（ 6 ）量程和零点：外部连续可调


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产品类型原理涡轮流量计动量矩守恒原理涡街流量计

流体动力学原理压差流量计金属管浮子流量计

超声波流量计超声原理热式流量计热力学原理质量流量计动力学原理

《自动检测技术》结构原理图

1. 典型流量仪表的结构及原理

外形图

（ 1 ）涡街流量计（也叫漩涡流量计）


外形图结构原理图


外形图结构原理图

（ 3 ）质量流量计


玻璃转子流量计

（ 4 ）其他流量计

超声波流量计


液体流量计微波固体流量计


2. 流量仪表的选用

（ 1 ）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，因而有不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：

（ 2 ）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

（ 4 ）按照安装要求选用


物位检测仪表用于测控物料的位置。

四、物位检测仪表

液体物位：液位和界面物位

固体物位（料位）：粉料位、颗粒料位和块料位


1 ．电容物位仪

主要特点：

AM90 系列电容物位仪

① 能够测量强腐蚀性的液体，如酸、碱、盐、污水等。

② 可测量高温、高压介质；过程温度－ 40 ～ 220℃ ；过程压力－ 0.1 ～4.0MPa


AM90 系列电容式物位仪技术指标：

① 电　　源： 24V.DC±10% ;

② 输　　出： 4 ～ 20mA （三线制） ;

③ 测量介质：相对介电常数 ε ＞ 1.6 ;

④ 功　　耗：≤ 3W ;

⑤ 精　　度： 0.5%FS ;

⑥ 环境温度：－ 30 ～ 70℃ ;

⑦ 环境湿度： 0 ～ 95%RH ;

⑧ 测量范围： 0 ～ 1000pF


AM90 系列电容式物位仪应用：

① 化工厂：检测涤纶、氨纶、酸、碱等化工原料的液位 ② 环保：检测污水液位 ③ 锅炉厂：检测压力容器内介质的液位④ 液力机械：检测润滑油液位 ⑤ 粮食部门：检测食用油液位

⑥ 油田：检测成品油液位

⑦ 油漆厂：检测油漆液位


2 ．超声波物位计

主要特点：

一体化超声波液位计外形图

① 连续液位测量，最大量程 12m;

② 安装方便，启动简单 ;

③编程可用红外手持编程器 ;

④ ETFE 或 PVDF 传感器抗化学腐蚀 ;⑤专利的声智能信号处理 ;

⑥很高的信 /噪比


7ML5221 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：

① 分辨率 ≤ 3mm;

② 精度：量程的 0.15% 或 6mm ，取其较大值 ;

③ 重复性 ≤ 3mm;

④盲区 0.25M;

⑤刷新时间≤ 5s;

⑥ 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◆化工储罐的液位测量


3 ．其他物位检测仪表

磁致伸缩液位计光导电子液位仪防爆音叉料位发讯器（电阻式物位仪表）


§8 － 3 常用物理量检测的故障判断

故障现象：

温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。

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。


检查温度变送器、控制系统输入口

检查热电偶接线盒

测量 mV 信号抽出热电偶检查

检查自由端温度是否变化

检查补偿导线是否绝缘、老化

检查工艺因素

温度检测故障的判断流程


二、流量检测故障的判断

故障现象：

流量指示不正常，偏高或偏低。

以电动差压变送器为例（ 1151DP 、 1751DP ）：

◆在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解

工艺情况。

如：被测介质情况，机泵类型，简单工艺流程等


检查仪表、集散控制系统输入信号

检查差压变送器零位

检查平衡阀是否内漏

检查导压管、隔离液

对差压变送器校正

检查工艺原因

流量检测故障的判断流程


三、压力检测故障的判断

故障现象：

某一化工容器压力指示不正常，偏高或偏低，或不变化。

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

工艺流程。



检查压力变送器零位

检查取压管线

调校压力变送器

检查工艺因素

压力检测故障的判断流程


四、液位检测故障的判断

故障现象：

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：

◆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。



检查浮筒液位计零位

检查浮筒液位计是否泄漏

检查玻璃液位计

检查工艺因素

液位检测故障的判断流程

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第八章 检测仪表概述

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