检测仪表与技术报告Word格式.docx

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2.1.2热电阻原理4

2.1.3产品参数及结构图5

2.1.4测量注意事项6

2.1.5误差分析6

2.2实验管壁温测量6

2.2.1选用仪器一一热电偶温度计6

2.2.2热电偶原理6

2.2.3产品参数及结构图7

2.2.4测量注意事项8

2.2.5误差分析8

2.3水域温度测量8

2.3.1选用仪器8

2.3.2检测方法及依据9

2.3.3误差分析9

2.4水位测量10

2.4.1选用仪器10

2.4.2工作原理10

2.4.3产品参数及结构图10

2.4.4误差分析13

2.5流量测量13

2.5.1选用仪器13

2.5.2选用依据14

2.5.3测量注意事项14

2.5.4误差分析15

2.6差压测量15

2.6.1选用仪器15

2.6.2产品参数15

263误差分析16

第三章心得体会17

参考文献18

第一章绪论

1.1课题背景与意义

换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。

1.2课题介绍

本课设题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需参数的检测。

设计检测方案，包括检测方法，仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。

1.3实验目标

1、测出管道换热面有垢一侧的污垢热阻，能够方便监视管道状态，发现危险能够及时报警，使系统运行更可靠，同时也能推算出工质含杂质热量，为除杂志提供参考。

2、通过对各种测量方法的思考以及各种资料的查阅，加深了对本门课程的认识。

3、通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力得到综合提高。

1.4实验原理

1.4.1实验方法简介

按对沉积物的监测手段分有：

热学法和非传热量的污垢监测法。

热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种；

非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射

技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。

这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。

这里简单介绍污垢监测的热学法中的污垢热阻法。

142实验装置简介

该装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授课题组基于测量新技术一软测量技术开发的多功能实验装置。

图1-1多功能动态模拟实验装置外形图

本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m，

水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。

水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成两套独立的实验系统。

可以做平行样实验和对比试验。

为获取水处理药剂的效果、强化换热管的污垢特性、污垢状态下强化管的换热效果等等，管内流体一般为人工配置的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。

10

11

出口

1-恒温槽体；

2-试验管段；

3-试验管入口压力；

4-管段出口温度测点;

5-管壁温度测点；

6-管段出口温度测点；

7-试验管出口压力；

8-流量测量；

9-集水箱；

10-循环水泵；

11-补水箱；

12-电加热管

图1-2实验装置流程图

1.4.3实验参数设计

该实验装置上，需要检测和控制的参数主要有：

1、温度：

包括实验管流体进口（20-40C）、出口温度（20-80C）；

2、实验管壁温（20-80C）以及水浴温度（20-80C）；

3、水位：

补水箱上位安装，距地面2m其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm-500mm

4、流量：

实验管内流体流量需要测量，管径©

25mm测量范围0.5-4m3/h；

5、差压：

由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0-50mm水柱。

第二章被测参数及仪表选用

2.1实验管进出口温度测量

2.1.1选用仪器

测进出口温度选用热电阻温度计。

电阻温度计是利用金属导体或金属氧化物半导体做测温介质，利用导体或半导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量。

金属电阻一般为正温度系数，电阻随温度的变化可用多项式表示：

Rt二Ro（1+At+Bt2+Ct*..）

式中：

Rt和R0分别为温度为t和0时的电阻值；

A、B、C均为常数，其值决定于热电阻材料的种类。

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

它的主要特点是测量精度高，性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

选用WZC-20C热电阻。

2.1.2热电阻原理

从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为©

1.0-©

8.0mm，最小可达©

0.5mm与普通型热电阻相比，它有以下优点：

体积小，内部无空气间隙，热惯性上，测量滞后小；

机械性能好、耐振，抗冲击；

能弯曲，便于安装，使用寿命长等优点。

实验管流体进、出口温度，管壁温度和水溶温度大约控制在20-80C之间，

属于低温测量，所以只需采用简单的接触式温度计即可。

试验中，我们还需得到

精度较高的温度值并将其转换为电信号输出，膨胀式温度计精度虽高但不可以转化为电信号，低温测量时热电阻温度计精度比热电偶温度计要高。

所以综合考虑

选择热电阻温度计较好。

图2-1铠装铂电阻测量端结构形式

2.1.3产品参数及结构图

表2-1产品参数

型号

分度号

r测温范围

精度等级

允许误差

WZP

Pt100

-200——+500

A级

±

（0.15+0.002）ltl

B级

（0.30+0.005）ltl

WZC

Cu50Cu100

-50——+100

帕电阴元件铠裳芯无件

图2-2WZC-200热电阻结构图

主要技术指标：

1、铜热电阻:

-50C-100C

2、输出信号：

4-20mA（可与DDZ-III仪表配套使用）

0-10mA（可与DDZ-II仪表配套使用）

3、基本误差：

土0.5%，土0.2%.

4、温度漂移：

W0.01%/「C

5、环境温度：

-30-70C相对湿度W95%

6、负载电阻：

三线制0-10mARLW1500Q

7、标准工作电压：

24VDC

2.1.4测量注意事项

热电阻温度计测量实验管进、出口温度时应注意接线方式，采用三线制接线可较好的消除引线电阻的影响，测量准确度高。

2.1.5误差分析

1、分度误差。

该误差取决于材料纯度和加工工艺。

2、通电发热误差。

由于通电后会产生自升温现象，从而带来测量误差。

该误差无法消除，但可用规定最大电流v6mA

3、线路电阻不同或变化引入的测量误差。

可通过串联电位器调整，此外规定三线、四线接线方法也可以减小误差。

4、附加热电动势。

电阻丝与引线点处构成热偶，若节点温度不同将产生附加电动势，对于测量回路可能产生影响。

可通过节点靠近，同温等方法减小或消除。

5、热电阻安装时，其插入深度不小于热电阻保护管外径的8-10倍，尽可能使热电阻受热部分增长。

热电阻尽可能垂直安装，以防在高温下弯曲变

形。

&

热电阻在使用中为了减小辐射热和热传导所产生的误差，应尽量使保护套管表面和被测介质温度接近，减小热电阻保护套管的黑色系数。

2.2实验管壁温测量

2.2.1选用仪器一一热电偶温度计

热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长，热电动势的大小只和热电

偶导体材质以及两端温差有关，和热电极的长度、直径无关。

装配式热电偶主要由接线盒、保护管、绝缘套管、接线端子、热电极组成基本结构，并配以安装固定装置组成。

适合于蒸汽管道、锅炉及其他对温度、压力、流速有所要求的场所。

主要用于测量电站蒸汽管道及锅炉温度。

结构采用热套保护管与电偶可分离方式，使用时，用户可将热套焊接或机械固定在设备上，然后装上电偶就可工作。

2.2.2热电偶原理

热电偶温度计由三部分组成：

1、热电偶（感温元件）；

2、测量仪表；

3、连接热电偶和测量仪表的导线（补偿导线及铜线）

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热电偶匸作晾理閨

图2-3最简单的热电偶测温系统

它是由两种不同材料的导体A和B焊接而成，焊接的一端插入被测介质中，感受被测温度，称为工作端或热端，另一端与导线相连，称为冷端或自由端。

两种不同成分的导体两端经焊接、形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端。

当测量端和参比端存在温差时，就会在回路产生热电流，接上显示仪表,仪表上就批示出热电偶所产生的热电流，接上显示仪表，仪表上就批示同热电偶所产生的热电动势的温度值。

2.2.3产品参数及结构图

表2-2热套式热电偶

名称

测温范围

公称压力

流速

保护管材料

单支

WRN-625

K

0-600C

<

29.4MPa

100m/s

1Cr18Ni9Ti

热电偶

WRE-625

E

双支

WRN2-625

WRE2-625

图2-4套式热电偶

2.2.4测量注意事项

热电偶的热电动势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端两端温度差的函数；

热电偶所产生的热电动势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成分和两端的温差有关；

当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；

若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的电动势仅是工作端温度的单值函数。

2.2.5误差分析

导热误差，传热误差，辐射误差以及水浴影响，另外由于冷端温度也会产生误差。

1、水浴与管壁分开面积太大，影响流体的流量及换热。

所以温度计的体积应尽可能小。

2、外界环境变化会影响管壁温度，故使外界环境温度保持恒定。

2.3水域温度测量

2.3.1选用仪器

图2-5AD590温度传感器

它的主要特性如下：

1、流过器件的电流（mA等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：

mA/K式中：

一流过器件（AD590的电流，单位为mAT-热力学温度，单位为K。

2、AD590的测温范围为-55C——+150C。

3、AD590的电源电压范围为4V-30V.电源电压可在4-6V范围变化，电流变化1mA相当于温度变化1K.AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。

4、输出电阻为710MW

5、精度高。

AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55C