安全檢測技術(shù)課程設(shè)計--熱電阻溫度傳感器設(shè)計

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　　課程 《安全檢測技術(shù)》課程設(shè)計 </p><p>　　題目 聯(lián)合站安全監(jiān)測系統(tǒng)傳感器設(shè)計一 </p><p>　?。犭娮铚囟葌鞲衅髟O(shè)計） </p><p><b>　　二○一三年六月</b></p&g

2、t;<p>　　《安全檢測技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1聯(lián)合站監(jiān)測分析1</p><p>　　1.2 東仁溝聯(lián)合站的工藝流程1</p><p>

3、　　1.3 東仁溝聯(lián)合站的工藝流程分析2</p><p>　　1.4 東仁溝站內(nèi)的主要工藝設(shè)備3</p><p>　　1.5 東仁溝聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求3</p><p>　　1.6 監(jiān)控系統(tǒng)控制I/O點數(shù)統(tǒng)計3</p><p>　　2 溫度傳感器原理與選型6</p><p>　　2.1 熱電

4、阻溫度傳感器6</p><p>　　2.1.1工作原理6</p><p>　　2.1.2熱電阻類型6</p><p>　　2.1.3熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2.2一體化熱電偶/熱電阻8</p><p>　　2.2.1產(chǎn)品概況8</p><p>　　2.2.2一體化熱

5、電偶/熱電阻產(chǎn)品特點9</p><p>　　2.2.3一體化熱電偶/熱電阻產(chǎn)品特性9</p><p>　　2.2.4校驗方法10</p><p>　　2.3溫度傳感器選型10</p><p>　　2.3.1 SBW系列熱電偶/熱電阻溫度變送器產(chǎn)品特點11</p><p>　　2.3.2技術(shù)參數(shù)：12<

6、/p><p>　　2.3.3廠家型號代碼說明12</p><p>　　2.2.4一體化熱電阻接線方式13</p><p>　　2.2.5一體化熱電阻測量范圍及溫差14</p><p>　　3 其他傳感器選型15</p><p>　　3.1 壓力變送器15</p><p>　　3.2 液位

7、計15</p><p><b>　　3.3流量計17</b></p><p><b>　　4 結(jié)論18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　附錄20</b></p><p&g

8、t;<b>　　1 緒論</b></p><p>　　聯(lián)合站工藝是油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過程，主要包括輸油脫水、污水淺處理、污水深處理、注水、鍋爐和配電等生產(chǎn)崗位或工藝環(huán)節(jié)。目前，各大油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過程的控制主要有人工監(jiān)測控制、常規(guī)儀表自動監(jiān)測控制、計算機監(jiān)測控制等三種方法。</p>

9、<p>　　計算機監(jiān)測控制是從上世紀(jì)七十年代迅速發(fā)展起來的一種功能強大的現(xiàn)代工業(yè)過程控制方法。它采用計算機技術(shù)與自動化儀表相結(jié)合，對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)進行處理、運算、顯示和控制。相對于常規(guī)儀表控制，它可以提供更為復(fù)雜的控制算法，通過對各種相關(guān)參數(shù)進行綜合分析，實現(xiàn)協(xié)調(diào)管理和優(yōu)化控制。</p><p>　　在油田聯(lián)合站生產(chǎn)過程中，如何合理選擇、設(shè)計安全可靠和便于維護的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，保證聯(lián)合

10、站生產(chǎn)的平穩(wěn)運行和優(yōu)化控制，實現(xiàn)節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)管理水平，是目前自動化技術(shù)在油田生產(chǎn)應(yīng)用中面臨的重要課題。</p><p>　　1.1聯(lián)合站監(jiān)測分析</p><p>　　聯(lián)合站是轉(zhuǎn)油站的一種，但由于其功能較多，在油田上普遍存在。站內(nèi)包括有原油處理系統(tǒng)，轉(zhuǎn)油系統(tǒng)，原油穩(wěn)定系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)，注水系統(tǒng)，天然氣處理系統(tǒng)等。它是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡稱。主要包括油氣集中處理（原油脫

11、水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收）等、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設(shè)施等部分。 </p><p>　　本設(shè)計以靖邊采油廠東仁溝聯(lián)合站為例。聯(lián)合站（庫）設(shè)有輸油，脫水，污水處理，注水，化驗，變電，鍋爐等生產(chǎn)裝置，主要作用是通過對原油的處理，達到三脫(原油脫水，脫鹽，脫硫；天然氣脫水，脫油；污水脫油)三回收（回收污油，污水，輕烴），出四種合格產(chǎn)品（天然氣，凈化油，凈化污水，輕烴）以及進行商品原油的外輸。聯(lián)合

12、站是高溫，高壓，易燃，易爆的場所，是油田一級要害場所。安全生產(chǎn)就要對聯(lián)合站進行計算機監(jiān)控。</p><p>　　1.2 東仁溝聯(lián)合站的工藝流程</p><p>　　聯(lián)合站的主要工藝流程包括有來車卸油、管輸進站、油氣分離、原油沉降脫水、存儲和汽車?yán)屯怃N等。原油先經(jīng)過換熱器進行加熱，在經(jīng)過四相分離器，進行油、水、氣分離。分離出來的水經(jīng)過摻水泵注井；油水混合物經(jīng)過外輸泵、熱交換器進行下一次分

13、離；稠油經(jīng)過脫水器、稠油泵匯集、運輸。</p><p>　　圖1-1 東仁溝聯(lián)合站的工藝流程圖</p><p>　　1.3 東仁溝聯(lián)合站的工藝流程分析</p><p><b>　　（1）分離器流程</b></p><p>　　從各個采油隊輸送過來的原油首先通過計量器計量后又進入聯(lián)合站的油氣水三相分離器，在這里實現(xiàn)氣體

14、和液體的分離。原油從分離器一端進入，然后天然氣從另一端上部流出進行天然氣外輸，而油水混合的液體從下部流出進入一次沉降罐。</p><p><b>　?。?）油罐區(qū)流程</b></p><p>　　油罐區(qū)的儲罐主要的任務(wù)是進行油水分離，由一次沉降罐、二次沉降罐、凈化油罐組成，分離器將油水混合液體輸入一次沉降罐，一次沉降罐分離出大部分的原油，并把部分天然氣再行收集，而將水

15、輸?shù)轿鬯畢^(qū)，進行污水處理。經(jīng)過一次沉降罐的原油流入二次沉降罐繼續(xù)進行油水分離，這之后的原油已經(jīng)含水很少了，然后原油進入加熱爐加熱和脫水器脫水。經(jīng)過加熱和脫水后的原油進入凈化油罐，等待外輸。</p><p><b>　?。?）加熱爐流程</b></p><p>　　從油罐區(qū)二次沉降罐輸送過來的原油在這里經(jīng)過加熱，以利于原油的輸送，然后送到脫水器脫水。</p>

16、<p><b>　?。?）原油外輸流程</b></p><p>　　經(jīng)過加熱和脫水處理的原油含水已經(jīng)很少，通過原油外輸泵將原油輸送出聯(lián)合站。污水處理工藝流程。在這一流程里，從一次沉降罐過來的污水首先進入緩沖罐，將含有的殘留天然氣進行收集，然后經(jīng)過加藥泵進行加藥處理，再進入過濾罐過濾，最后將經(jīng)過處理的污水輸出。</p><p>　　1.4 東仁溝站內(nèi)的主

17、要工藝設(shè)備</p><p>　　表1-1 設(shè)備裝備表</p><p>　　以上羅列的設(shè)備基本可以滿足聯(lián)合站正常工作需要。</p><p>　　1.5 東仁溝聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　根據(jù)本聯(lián)合站的工藝要求，整個監(jiān)控系統(tǒng)要包括以下幾個內(nèi)容：</p><p>　　1）三相分離器油、水室的液位、溫度、

18、壓力顯示及報警；</p><p>　　2）三相分離器油室、水室液位的恒定控制；</p><p>　　3）脫水泵、加藥泵、外輸泵的啟、?？刂疲?lt;/p><p>　　4）2臺換熱器前后液體的溫度；</p><p>　　5）加藥泵、脫水泵進、出口壓力顯示以及低壓報警；</p><p>　　6）兩臺外輸泵進、出口壓力顯示以及低

19、壓報警；</p><p>　　7）監(jiān)測脫水器、過濾罐、緩沖罐的液位顯示及報警；</p><p>　　1.6 監(jiān)控系統(tǒng)控制I/O點數(shù)統(tǒng)計</p><p>　　聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)I/O變量表如下圖1-2。</p><p>　　表1-2 油田聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)I/O變量表</p><p>　　在此設(shè)備基與控制要求基礎(chǔ)上統(tǒng)計各個模

20、擬點數(shù)。由于點數(shù)較多在此只列舉5個模擬量參數(shù)。</p><p>　　表1-3 模擬量I/O點參數(shù)表</p><p>　　表1-4為聯(lián)合站現(xiàn)場物理量總統(tǒng)計表。</p><p>　　表1-4 油田聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場物理量總表</p><p>　　2 溫度傳感器原理與選型</p><p>　　2.1 熱電阻溫度傳感器

21、</p><p>　　利用熱電阻和熱敏電阻的溫度系數(shù)制成的溫度傳感器，均稱為熱電阻溫度傳感器。工業(yè)上廣泛利用熱電阻來測量-200～500℃范圍內(nèi)的溫度。</p><p>　　熱電偶由電阻體、保護套管和接線盒等部分組成。作為測量用的熱電阻應(yīng)具有下述要求：電阻溫度系數(shù)要盡可能大和穩(wěn)定，電阻率大，電阻與溫度變化關(guān)系最好成線性，在整個測溫范圍內(nèi)應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。</p>&

22、lt;p><b>　　2.1.1工作原理</b></p><p>　　大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻具有隨溫度變化的特性，其特性方程如下：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中Ｒt表示任意絕對溫度ｔ時金屬的電阻值；Ｒ0表示基準(zhǔn)狀態(tài)t0時的電阻值；ａ是熱電阻的溫度系數(shù)（1/℃）。對于絕大多數(shù)金

23、屬導(dǎo)體，ａ并不是一個常數(shù)，而是有關(guān)溫度的函數(shù)，但在一定的溫度范圍內(nèi)，可近似地看成一個常數(shù)。不同的金屬導(dǎo)體，ａ保持常數(shù)所對應(yīng)的溫度范圍也不同。一般選作感溫電阻的材料必須滿足如下要求：①電阻溫度系數(shù)ａ要高，這樣在同樣條件下可加快熱響應(yīng)速度，提高靈敏度。通常純金屬的溫度系數(shù)比合金大，一般均采用純金屬材料。②在測溫范圍內(nèi)，化學(xué)、物理性能穩(wěn)定，以保證熱電阻的測溫準(zhǔn)確性。③具有良好的輸出特性，即在測溫范圍內(nèi)電阻與溫度之間必須有線性或接近線性的關(guān)系。

24、④ 具有比較高的電阻率，以減小熱電阻的體積和重量。⑤ 具有良好的可加工性，且價格便宜。比較適合的材料有鉑、銅、鐵和鎳等。它們的阻值隨溫度的升高而增大，具有正溫度系數(shù)。</p><p>　　2.1.2熱電阻類型</p><p>　　1.鉑熱電阻（WZP型號）</p><p>　　鉑的物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，是目前制造熱電阻的最好材料。鉑電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計，廣泛應(yīng)用

25、于溫度的基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞。它是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種溫度計。鉑絲的電阻值與溫度之間的關(guān)系：</p><p>　　在0～850℃范圍內(nèi)為 （2-2）</p><p>　　在-190～0℃范圍內(nèi)為 （2-3）</p><p>　　式中Rt為溫度為t℃時的電阻值；R0為溫度為0℃時的電阻值；t為任意

26、溫度值；</p><p>　?。翞榉侄认禂?shù)，A=3.90802×10-3℃-1；B為分度系數(shù)，B=5.802×10-7℃-2；C為分度系數(shù)，C=4.273 50×10-12℃-4。</p><p>　　由式（2-2）和式（2-3）可見，0℃時的阻值R0十分重要，它與材質(zhì)純度和制造工藝水平有關(guān)，另一個對測溫有直接作用的因素是電阻溫度系數(shù)，即溫度每變化1℃時阻值的

27、相對變化量，它本身也隨溫度變化。為便于比較，常選共同的溫度范圍0～100℃內(nèi)阻值變化的倍數(shù)，即R100/R0 的比值來比較，這個比值相當(dāng)于0～100℃范圍內(nèi)，平均電阻系數(shù)的100倍，此值越大越靈敏。</p><p>　　鉑熱電阻中的鉑絲純度用電阻比W（100）表示，即</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式（2-

28、4）中R100為鉑熱電阻在100℃時的電阻值；R0為鉑熱電阻在0℃時的電阻值。</p><p>　　電阻比W（100）越大，其純度越高。按IEC標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)使用的鉑熱電阻的W（100）≧1.3850。目前技術(shù)水平可達到W（100）=1.3930其對應(yīng)鉑的純度為99.9995%。</p><p>　　我國規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有R0=10Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號分別為Pt10和Pt10

29、0，其中以Pt100為常用。鉑熱電阻不同分度號亦有相應(yīng)分度表，即Rt～t的關(guān)系表，這樣在實際測量中，只要測得熱電阻的阻值Rt，便可從分度表上查出對應(yīng)的溫度值。</p><p>　　由于鉑為貴金屬，因此一般用于高精度工業(yè)測量。鉑電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計，廣泛應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)，長時間穩(wěn)定的重現(xiàn)性使它成為目前測溫重現(xiàn)性最好的溫度計。在一般測量精度和測量范圍較小時采用銅電阻。</p><p>　

30、　2.銅熱電阻（WZC型號）</p><p>　　鉑電阻雖然優(yōu)點多，但價格昂貴。銅易于提純，價格低廉，電阻—溫度特性線性較好。在測量精度要求不高且溫度較低的場合，銅電阻得到廣泛應(yīng)用。銅的電阻溫度系數(shù)大，易加工提純，其電阻值與溫度呈線性關(guān)系，價格便宜，在?50℃～150℃內(nèi)有很好的穩(wěn)定性。但溫度超過 150℃后易被氧化而失去線性特性，因此，它的工作溫度一般不超過150℃。</p><p>　

31、　銅的電阻率小，要具有一定的電阻值，銅電阻絲必須較細且長，則熱電阻體積較大，機械強度低。</p><p>　　在-50～150℃的溫度范圍內(nèi)，銅電阻與溫度近似呈現(xiàn)性關(guān)系，可用下式表示，即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　由于B、C比A小得多，所以可以簡化為</p><p><b&

32、gt;　?。?-6）</b></p><p>　　上式中，Rt是溫度為t℃時銅電阻值；R0 是溫度為0℃時銅電阻值；A是常數(shù)，A=4.28×10-3℃-1。</p><p>　　銅電阻的R0分度表號Cu50為50Ω；Cu100為100Ω。銅的電阻率僅為鉑的幾分之一。因此，銅電阻所用阻絲細而且長，機械強度較差，熱慣性較大，在溫度高于100℃以上或侵蝕性介質(zhì)中使用時，易氧

33、化，穩(wěn)定性較差。因此，只能用于低溫及無侵蝕性的介質(zhì)中。</p><p>　　表4-6 熱電阻新、舊分度號</p><p>　　注：1.R0一溫度為0℃時熱電阻電阻值。 2. α一電阻溫度系數(shù)。</p><p><b>　　3.其他熱電阻</b></p><p>　　近年來，對低溫和超低溫測量方面，采用了新型熱電阻。

34、</p><p>　　銦電阻：用99.999％高純度的銦繞成電阻，可在室溫到42Ｋ溫度范圍內(nèi)使用，42～15Ｋ溫度范圍內(nèi)，靈敏度比鉑高10倍；缺點是材料軟，復(fù)制性差。</p><p>　　2.1.3熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　熱電阻傳感器是由電阻體、絕緣管、保護套管、引線和接線盒等組成，如圖2-1所示。</p><p>　?。╝）

35、熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) （b）電阻體結(jié)構(gòu)</p><p>　　1—電阻體 2—不銹鋼套管 3—安裝固定件 4—接線盒 5—引線口</p><p>　　6—瓷絕緣套管 7—引線端 8—保護膜 9—電阻絲 10—心柱</p><p>　　圖2-1 熱電阻傳感器結(jié)構(gòu)</p><p>　　熱電阻傳感器外接引線如果較長時，引線電阻的變化會使測

36、量結(jié)果有較大誤差，為減小誤差，可采用三線式電橋連接法測量電路或四線電阻測量電路，</p><p>　　2.2一體化熱電偶/熱電阻 </p><p>　　2.2.1產(chǎn)品概況 </p><p>　　帶溫度變送器熱電阻又稱一體化熱電阻，一體化熱電偶熱電阻是指在熱電偶或熱電阻的防水或隔爆接線盒內(nèi)裝入放大變送模塊（即溫度變送器），與傳感器連接形成一體化，輸出標(biāo)準(zhǔn)4-20mA

37、電流信號或也可以輸出0-5V或1-5V的電壓信號。通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計算機等配套用，直接測量各種生產(chǎn)過程中的0度-1300度范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。 </p><p>　　一體化熱電偶/熱電阻主要包括： </p><p>　　1）無固定裝置一體化熱電偶/熱電阻；</p><p>　　2）固定螺紋式一體化熱電偶/熱電阻；</p

38、><p>　　3）活動法蘭式一體化熱電偶/熱電阻；</p><p>　　4）固定法蘭式一體化熱電偶/熱電阻；</p><p>　　5）固定螺紋錐式一體化熱電偶/熱電阻；</p><p>　　6）活絡(luò)管接頭式一體化熱電偶/熱電阻；</p><p>　　7）直形管接頭式一體化熱電偶/熱電阻；</p><p&

39、gt;　　8）固定螺紋管接頭式一體化熱電偶/熱電阻；</p><p>　　9）活動螺紋管接頭式一體化熱電偶/熱電阻。</p><p>　　2.2.2一體化熱電偶/熱電阻產(chǎn)品特點</p><p>　　二線制輸出4~20mA，抗干擾能力強；節(jié)省補償導(dǎo)線及安裝溫度變送器費用；測量范圍大；冷端溫度自動補償，非線性校正電路。</p><p>　　熱電阻

40、在工作狀態(tài)下所測得的電阻的變化，經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號，經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表，工作儀表便顯示出所對應(yīng)的溫度值。產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：IEC584 IEC751 JB/T7391-1994。</p><p>　　2.2.3一體化熱電偶/熱電阻產(chǎn)品特性 </p><p>　　1）輸出信號：4~20mA，負載電阻250 Ω、傳輸導(dǎo)線電阻100Ω</p>

41、;<p>　　2）輸出方法：二線制</p><p>　　3）允差等級：0.10.20.5</p><p>　　4）供電電源：24V.DC±10%</p><p>　　5）防護等級：IP65</p><p>　　6）絕緣電阻：儀表輸出接線端子與外殼之間的絕緣電阻應(yīng)不小于50Ω</p><p>　　

42、7）熱響應(yīng)時間：當(dāng)溫度出現(xiàn)階躍變化時，儀表的電流輸出信號變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所需的時間，通常以τ0.5表示，當(dāng)溫度變送器的階躍響應(yīng)穩(wěn)定時間不超過熱電偶（阻）熱響應(yīng)穩(wěn)定時間τ0.5的五分之一時，則用熱電偶（阻）熱響應(yīng)時間作為儀表的熱響應(yīng)時間。</p><p>　　當(dāng)溫度變送器的階躍響應(yīng)穩(wěn)定時間不超過熱電偶（阻）熱響應(yīng)穩(wěn)定時間τ0.5二分之一時，則用溫度變送器熱響應(yīng)時間作為儀表的熱響應(yīng)時間。</p&g

43、t;<p>　　8）基本誤差：儀表的基本誤差應(yīng)不超過熱電偶（阻）和溫度變送器基本誤差的合成誤差。</p><p><b>　　2.2.4校驗方法</b></p><p>　　機電一體化溫度變送器安裝的環(huán)境必須是在-20-+70℃內(nèi)，當(dāng)周圍環(huán)境溫度太高時，SBWZ/R信號轉(zhuǎn)換器和顯示模塊可以與熱電阻或熱電偶分離安裝。配有分離安裝變送器的專用防爆盒。用于爆炸

44、危險場所時，請注意防爆標(biāo)志與防護等級。</p><p>　　加電前，請仔細檢查電源的正負極性，不能接錯，否則可能造成不可知的后果。</p><p>　　SBW信號轉(zhuǎn)換器模塊用環(huán)氧樹脂灌封固化，以加強其防震性能，并防濕、防腐、防潮。溫度變送器使用六個月后需進行校驗。</p><p>　　1. 熱電阻溫度變送器校驗方法</p><p>　　1）設(shè)

45、備要求：數(shù)字電壓表一臺；</p><p>　　2）按系統(tǒng)連接方法接線；</p><p>　　3）根據(jù)變送器銘牌上標(biāo)明的傳感器和量程范圍，輸入相應(yīng)的阻值，使輸出為1V和5V（可分別調(diào)整零點電位器和滿度電位器）；</p><p>　　4）按量程十等分點輸入各電阻值，檢查各溫度輸出是否符合精度范圍；</p><p>　　5）按說明書技術(shù)指標(biāo)進行測試

46、，應(yīng)符合技術(shù)要求。</p><p>　　2. 熱電偶溫度變送器校驗方法</p><p>　　1）設(shè)備要求：數(shù)字電壓表一臺；</p><p>　　2）按系統(tǒng)連接方法接線；</p><p>　　3）根據(jù)變送器銘牌上標(biāo)明的傳感器和量程范圍，輸入相應(yīng)的阻值，使輸出分別為1V和5V（可分別調(diào)整零點電位器和滿度電位器）；</p><p

47、>　　4）按量程十等分點輸入各電勢值，檢查各溫度輸出是否符合精度范圍；</p><p>　　5）按說明書技術(shù)指標(biāo)進行測試，應(yīng)符合技術(shù)要求。</p><p>　　2.3溫度傳感器選型</p><p>　　本次設(shè)計溫度變送器采用的是重慶川儀SBWR一體化溫度變送器。</p><p>　　重慶川儀SBWR系列帶裝配熱電偶溫度變送器是DDZ-S

48、系列儀表中的現(xiàn)場安裝式溫度變送單元。它采用二線制傳送方式（電源與信號輸出為二根公用導(dǎo)線），輸出與被測溫度成線性的4-20mA電流信號。變送器可以安裝于熱電偶、熱電阻的接線盒內(nèi)與之形成一體化結(jié)構(gòu)，也可單獨安裝于儀表盤內(nèi)作轉(zhuǎn)換單元。作為新一代測溫儀表，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、紡織、冶金、機電、電力、航空、食品加工、醫(yī)學(xué)工程等工業(yè)和科研領(lǐng)域，進行自動化溫度檢測、變送和控制。</p><p>　　1．SBWR系列熱電偶溫

49、度變送器優(yōu)點</p><p>　　1）工作環(huán)境溫度寬：-25℃-85℃，-30℃-120℃。</p><p>　　2）具有高精度冷端補償電路、全溫度范圍絕對誤差±0.5℃（S熱電偶±0.8℃）。</p><p>　　3）先進的非線性校正電路，輸出信號與被測溫度成線性關(guān)系。</p><p>　　4）內(nèi)帶漂移自校正系統(tǒng)，在整個

50、工作溫度范圍內(nèi)保證測量精度。</p><p>　　5）附有特殊的控?zé)釞C構(gòu)，有效的控制熱傳導(dǎo)作用。</p><p>　　6）采用環(huán)氧樹脂封裝，耐腐蝕，抗震性好，可靠性高。</p><p>　　7）應(yīng)用面廣，既可與熱電偶、熱電阻形成一體化現(xiàn)場安裝機構(gòu)，也可作為功能模安裝在檢測設(shè)備中。</p><p>　　8）獨有的抗干擾電路設(shè)計、保證變送器在受到

51、各種干擾下能夠安全可靠的工作，特別具有抗電磁干擾單元，適宜于現(xiàn)代電磁污染嚴(yán)重的環(huán)境。</p><p>　　2．SBWR系列熱電偶溫度變送器工作原理</p><p>　　變送器電路模塊由放大單元、線性化單元、電壓/電流轉(zhuǎn)換、自校正電路、電壓調(diào)整單元和反向保護電路等組成，對以熱電偶為測溫元件的變送器還包括有冷端補償器，以熱電阻為測溫元件的還包括有R/V變換單元。</p><

52、p>　　2. SBWR系列熱電偶溫度變送器主要技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　　1）基本誤差：±0.1%FS、±0.2%FS、±0.5%FS。</p><p>　　2）環(huán)境溫度變化影響：0.2級：0.02%FS/℃;0.5級：0.05%FS/℃</p><p>　　3）輸出信號：4-20mA;電源、輸出二線制傳輸; </p&g

53、t;<p>　　4）負載電阻：0-600Ω</p><p>　　5）供電電源：12-36VDC，本安型溫度變送器通過安全棚的供電電源為22-34 VDC。</p><p><b>　　6）工作環(huán)境：</b></p><p>　　① 環(huán)境溫度：-25℃-85℃（普通型溫度變送器）；</p><p>　　環(huán)境溫

54、度：-30℃-120℃（高溫環(huán)境溫度變送器）；</p><p>　　環(huán)境溫度：-20℃-60℃ （防爆型溫度變送器）；</p><p>　　② 相對濕度：5-95%RH，無冷凝 </p><p>　　2.3.1 SBW系列熱電偶/熱電阻溫度變送器產(chǎn)品特點</p><p>　　1）采用硅橡膠或環(huán)氧樹脂密封結(jié)構(gòu)，因此耐震、耐濕、適合在惡

55、劣的現(xiàn)場環(huán)境安裝使用。</p><p>　　2）現(xiàn)場安裝在熱電阻的接線盒內(nèi)使用，直接輸出4-20mA、0-10mA的輸出信號。這樣既節(jié)約了昂貴的補償導(dǎo)線費用，又提高了信號遠距離傳輸過程中的抗干擾能力；</p><p>　　3）熱電阻變送器具有冷端溫度自動補償功能；</p><p>　　4）精度高、功耗低，使用環(huán)境溫度范圍寬，工作穩(wěn)定可靠；</p>&l

56、t;p>　　5）適用范圍廣、既可以與熱電偶、熱電阻形成一體化現(xiàn)場安裝結(jié)構(gòu)，也可以作為功能模塊安裝在檢測設(shè)備中和儀表盤上使用；</p><p>　　6）智能型溫度變送器可通過HART調(diào)制解調(diào)器與上位機通訊或與手持器和PC機對變送器的型號、分度號、量程進行遠程信息管理、組態(tài)、變量監(jiān)測、校準(zhǔn)和維護功能；</p><p>　　7）智能型溫度變送器可按用戶實際需要調(diào)整變送器的顯示方向，并顯示變

57、送器所測的介質(zhì)溫度、傳感器值的變化、輸出電流和百分比例。</p><p><b>　　2.3.2技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　1）輸入信號：熱電偶：K、E、J、B、S、T、N。熱電阻：Pt100、Cu50、Cu100（三線制、四線制）。智能型溫度變送器的輸入信號可通過手持器和PC機任意設(shè)置；</p><p>　　2）輸出信號：在量程范圍

58、內(nèi)輸出4－20mA直流信號，與熱電偶或熱電阻的輸入信號成線性或與溫度成線性。智能型溫度變送器輸出4－20mA直流信號同時疊加符合HART標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信；隔離式溫度變送器：輸入與輸出相隔離，隔離電壓500V，增加了抗共模干擾能力，更適合與計算機連網(wǎng)使用；</p><p>　　3）基本誤差：0.5%FS、0.2%FS、智能型0.2%FS；</p><p>　　4）接線方式：二線制、三線制、四線制

59、；</p><p>　　5）顯示方式：四位LCD顯示現(xiàn)場溫度，智能型四位LCD可通過PC機或手持器設(shè)定使之顯示現(xiàn)場溫度、傳感器值、輸出電流和百分比例中的任一種參數(shù)；</p><p>　　6）工作電壓：普通型號12V-35V，智能型12V-45V，額定工作電壓為24V</p><p>　　7）允許負載電阻：500Ω（24VDC供電）；極限負載電阻R（max）=50(V

60、min-12),例如在額定工作電壓24V時，負載電阻可在0-600Ω范圍內(nèi)選擇使用。</p><p><b>　　8）工作環(huán)境：</b></p><p>　　a. 環(huán)境溫度-25-+80℃（常規(guī)型） -25-+70℃（數(shù)顯型） -25-+75℃（智能型）；</p><p>　　b. 相對濕度：5%-95%；</p><p&g

61、t;　　c. 機械振動f≤50Hz, 振幅≤0.15mm；</p><p>　　d. 無腐蝕氣體或類似的環(huán)境；</p><p>　　9）環(huán)境影響系數(shù)：δ≤0.05%/℃。</p><p>　　圖2-2 內(nèi)置式一體式溫度變送器 　　圖2-3 導(dǎo)軌式分離式溫度變送器</p><p>　　2.3.3廠家型號代碼說明</p><

62、;p>　　2.2.4一體化熱電阻接線方式</p><p>　　一體化熱電偶/熱電阻接線方式：如下圖</p><p>　　圖2-4 一體化熱電阻原型</p><p>　　圖2-4 體式溫度變送器接線方式1</p><p>　　圖2-5 內(nèi)置式一體式溫度變送器接線方式2</p><p>　　2.2.5一體化熱電

63、阻測量范圍及溫差 </p><p>　　3 其他傳感器選型</p><p><b>　　3.1 壓力變送器</b></p><p>　　本次設(shè)計壓力變送器采用的是重慶橫河川儀公司EJA530A-EBS7N-02NN系列的智能壓力變送器。</p><p>　　智能型壓力變送器除了具有自檢和自診斷的標(biāo)準(zhǔn)功能以外，還可對多種

64、附加功能進行組態(tài)。其附加功能主要有：自由確定變送函數(shù)，報警計數(shù)，最大值顯示，信號限值的示值存貯等。數(shù)字顯示表可對測量值所構(gòu)成的物理量、百分值及電流進行顯示。該型號的智能壓力變送器測量準(zhǔn)確度高，測量誤差小，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，體積小，安裝簡便，不僅可用于各類工業(yè)現(xiàn)場中差壓、壓力、絕對壓力的測量，而且也可應(yīng)用于各類計算機、集散系統(tǒng)中，作為壓力、液位等工業(yè)參數(shù)的測量儀表。</p><p>　　圖3-1 智能型壓力

65、變送器</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　1）測量介質(zhì)：伴生氣；介質(zhì)密度：0.7kg/m3；介質(zhì)溫度：最大50℃；</p><p>　　2）測量范圍：0-0.9MPa；防爆等級：ExdII BT4；</p><p>　　3）輸出信號：4-20mA DC（二線制）；</p>

66、<p>　　4）電氣接口：1/2"NPT（F）；過程接口：1 /2"NPT（M）。</p><p><b>　　3.2 液位計</b></p><p>　　本次設(shè)計液位變送器采用的是上海風(fēng)雷儀表自動化有限公司的UHZ-528 SAP 1701 ADE系列的磁性浮子液位計。</p><p>　　它具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方

67、便、可靠性好、精度高、體積小等特點。它是DDZ-III型電動單元組合儀表中的一個變送單元，采用4-20mA DC標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式，可與輸入信號為4-20mA DC的國內(nèi)外電動儀表及集散控制DCS系統(tǒng)配套使用，也可作為基地式儀表自控。特別適用于粘稠臟污介質(zhì)、瀝青、含臘等油品以及易燃、易爆、有腐蝕性等介質(zhì)的液位（界面）連續(xù)測量，可廣泛用于石油、化工、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)原理：

68、</b></p><p>　　液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測容器 中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色；當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實際高度，從而實現(xiàn)液位清晰的指示。</p><p>　　圖3

69、-2 磁性浮子液位計</p><p>　　2. 特點： </p><p>　　1）適合容器內(nèi)液體介質(zhì)的液位、界面的測量。除現(xiàn)場指示，還可配遠傳變送器、報警開關(guān)、檢測功能齊全。</p><p>　　2）指示新穎、讀數(shù)直觀、醒目、觀察指示器的方向可根據(jù)用戶需要改變角度。<

70、/p><p>　　3）測量范圍大，不受貯槽高度的限制。</p><p>　　4）指示機構(gòu)與被測介質(zhì)完全隔離，密封性好，可靠性高，使用安全。</p><p>　　5）結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維護方便、耐腐蝕、無需電源、防爆。</p><p><b>　　主要技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p>　　1）測量范

71、圍：500~12000mm；</p><p>　　2）精 確 度：±5mm ±10mm（高溫型）；</p><p>　　3）工作壓力：≤2.5MPa（普通型）；</p><p>　　≤10.0MPa（高壓型）；</p><p>　　≤32.0MPa（超高壓型）；</p><p>　　4）介質(zhì)密度差

72、：≥0.15g/cm3（測量界位）； </p><p>　　5）介質(zhì)溫度：-80℃~+450℃；</p><p>　　6）介質(zhì)粘度：≤0.4Pa.s，；</p><p>　　7）環(huán)境振動：頻率≤25HZ，振幅≤0.5mm</p><p>　　8）接口法蘭：采用化工部1997年最新頒發(fā)的HG20592~20635-97法蘭標(biāo)準(zhǔn)；</p&g

73、t;<p><b>　　3.3流量計</b></p><p>　　本次設(shè)計選擇的流量計產(chǎn)品型號：LWGY系列。</p><p>　　LWGY型渦輪流量傳感器是一種精密流量測量儀表，適用于測量低粘度的介質(zhì)，如水、柴油、汽油等。與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量和總量。廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領(lǐng)域的計量、控制系統(tǒng)。LWGY型渦輪流量傳感器有

74、普通型、高精度型和耐磨型(硬質(zhì)合金)等多種形式。放大器有普通型和隔爆型兩種，該傳感器還可與LRT-I型現(xiàn)場流量積算表配套使用(鋰電池供電，3～5年更換電池)。</p><p>　　本產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號為：ZB N12 005－1989，主要特點：</p><p>　　1）高精度: 0.2%, 0.5%, 1%精度可選； </p><p>　　2）耐磨 采用硬質(zhì)合金軸和軸

75、承，可適用于有沙粒等雜質(zhì)的介質(zhì)；</p><p>　　3）耐腐蝕 適用于海水，氨水，醋酸等有腐蝕性的介質(zhì)；</p><p>　　4）有雙向渦輪流量計可供選擇。適用于油庫進出計量；</p><p>　　5）防爆 Ex dⅡBT。</p><p>　　流量計主要技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　　1）寬電壓輸入：5~24VDC

76、流量計；</p><p>　　2）輸出： 4~20mA；</p><p>　　3）管道通徑2*，4*，6，10，15，25，40，50，80，100，150，200，250，300mm。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p>