检测仪表课程设计-过程检测技术与仪表

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1、课程设计报告学生姓名:学号：学院:自动化工程学院班级:题目:过程检测技术与仪表指导教师：职称:2011年6月20日16目录1.设计背景及装置介绍32.设计内容与成果要求43.详细测量方案53.1.温度测量部分53.1.1实验管流体进出口及水浴温度53.1.1.1选择方法设计及依据53.1.1.2仪表种类选用以及依据；53.1.1.3热电阻的误差分析63.1.1.4注意事项73.1.2实验管壁温73.1.2.1选择方法设计及依据73.1.2.2仪表种类选用以及依据83.1.2.3误差分析93.1.2.4注意

2、事项103.2.水位测量部分103.2.1选择方法设计及依据103.2.2仪表种类选用以及依据103.2.3误差分析123.2.4注意事项123.3流量测量部分123.3.1检测方法设计以及依据123.3.2仪表种类选用以及依据123.3.3误差分析133.3.4注意事项143.4差压测量部分143.4.1检测方法设计以及依据143.4.2仪表种类选用以及依据143.4.3误差分析153.4.4注意事项164.设计心得165.参考文献16161.设计背景及装置介绍换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量

3、、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。我们采用污垢监测的热学法中的污垢热阻法来对沉积物进行监测。图1-1清洁和有污垢时的温度分布及热阻如图，设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，图1b为两侧有污垢时的温度分布，忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则易得出式1及式2。(1)该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下

4、总传热系数的测量而间接测量出来。(2)这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。125834679101112220V冷却水入口出口16图1-2实验装置流程图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-电加热管如图所示的实验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—软测量技术开发的多功能

5、实验装置。基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。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。通过平行样实验和对比实验，可以进行水处理药剂的效果评价；强化换热管的污垢特性；污垢状态下强化管的换热效果评价等等。管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物

6、质。以上为设计背景。2.设计内容与成果要求本设计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，参考相关文献资料，完成此实验装置所需检测参数的检测；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。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（20~40℃）、出口温度（20~80℃），实验管壁温（20~80℃）以及水浴温度（20~80℃）2、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制循环水泵，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~50

7、0mm3、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~4m3/h4、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水柱成果要求：1设计说明书2检测方法设计以及依据；3仪表种类选用以及依据；4测量注意事项，并分析可能产生误差的原因。163.详细测量方案3.1.温度测量部分3.1.1实验管流体进出口及水浴温度本设计采用铠装薄膜铂热电阻WZPK-305U传感器测量实验管流体进出口及水浴温度。3.1.1.1选择方法设计及依据选择依据由于入口，出口及水浴温度均在20℃-

8、80℃范围内，属于中低温测量。热电阻是利用金属导体或金属氧化物半导体做测温质，利用导体或半导体阻值随温度变化这一现象测量温度。热电阻具有测量范围宽，精度高，稳定性好等优点。是中低温区最常用的一种温度检测器。其他的温度检测器件，如热电偶，并不能有一种相当线性的电阻随温度变化特性，而热电阻这种线性度极好的电阻温度特性，大大简化了信号处理电路的设计制作。铂热电阻测温为目前使用最广泛的热电阻测温计。其精度高，线性好，测温范围宽，稳定性