檢測變送儀表變送器是一種將非電量信號轉換為標準電信號的裝置，廣泛應用于工業自動化、過程控制和數據采集等領域。檢測變送儀表在工業生產中發揮著重要作用，例如測量溫度、壓力、流量、液位等物理量，并將這些信息傳遞給控制系統進行處理。課程目標理解定義了解變送儀表的概念，以及其在工業自動化中的重要作用。掌握分類熟悉常見變送儀表的類型，并了解其工作原理和應用場景。應用知識能夠根據實際需求選擇合適的變送器，并進行正確的安裝、調試和維護。檢測變送儀表的定義和作用檢測變送儀表檢測變送儀表是一種將物理量轉換為標準信號輸出的儀器，主要用于工業自動化和過程控制領域。作用將現場的物理量轉換為標準信號，以便于傳輸和處理，實現對工業過程的監控和控制。檢測變送儀表的分類壓力變送器壓力變送器是將被測介質的壓力轉換成標準信號輸出的儀表，廣泛應用于工業自動化控制系統中。溫度變送器溫度變送器是將被測介質的溫度轉換成標準信號輸出的儀表，用于測量和控制各種工業過程的溫度。液位變送器液位變送器是將被測介質的液位轉換成標準信號輸出的儀表，用于測量和控制各種容器或管道中的液位。流量變送器流量變送器是將被測介質的流量轉換成標準信號輸出的儀表，用于測量和控制各種管路中的流體流量。常見的變送儀表類型壓力變送器壓力變送器將壓力信號轉換為標準電信號，用于測量液體或氣體的壓力值。溫度變送器溫度變送器將溫度信號轉換為標準電信號，用于測量溫度變化。液位變送器液位變送器將液位信號轉換為標準電信號，用于測量液體容器的液位高度。流量變送器流量變送器將流量信號轉換為標準電信號，用于測量流體流動的速度和體積。壓力變送器原理壓力變送器是一種將壓力信號轉換為標準電信號的傳感器。1壓力感受彈性元件感受壓力變化2信號轉換將壓力信號轉換為電信號3信號輸出輸出標準電信號壓力變送器的核心部件是彈性元件，壓力感受時，彈性元件發生形變，形變的大小與壓力成正比。通過傳感器將形變轉換為電信號，最后輸出標準電信號。壓力變送器的結構和工作特性1敏感元件將壓力信號轉換為機械位移2轉換元件將位移信號轉換為電信號3放大器增強電信號4輸出電路將信號發送至控制系統壓力變送器通過敏感元件將壓力信號轉換為機械位移，再由轉換元件轉換為電信號。放大器增強電信號，輸出電路將信號發送至控制系統。常見的壓力變送器有電容式、電阻式、電感式等。溫度變送器原理1溫度敏感元件溫度變送器將溫度信號轉換為電信號，以用于控制和監測系統。常見的溫度敏感元件包括熱電偶、熱電阻和半導體傳感器。2信號放大和轉換溫度敏感元件產生的電信號通常很微弱，需要進行放大和轉換。放大和轉換電路可將微弱信號轉換為標準電信號，例如4-20mA或0-10V。3輸出信號變送器輸出的電信號可以是模擬信號，也可以是數字信號。模擬信號通常用于傳統的控制系統，而數字信號則用于現代的自動化系統。溫度變送器的結構和工作特性溫度傳感器溫度傳感器將溫度變化轉換為電信號。常見的溫度傳感器類型包括熱電偶、熱電阻和鉑電阻。信號放大電路信號放大電路將溫度傳感器輸出的微弱信號放大，使其達到變送器輸出要求的幅值。線性化電路線性化電路將溫度傳感器輸出的非線性信號轉換成線性信號，以便于儀表顯示和控制系統的使用。輸出電路輸出電路將線性化的信號轉換成標準的輸出信號，例如4-20mA電流信號或0-10V電壓信號。液位變送器原理測量原理液位變送器通過測量液位變化并將其轉換為電信號輸出，常用的測量原理包括浮球式、氣泡式、壓力式和超聲波式等。浮球式浮球式液位變送器利用浮球在液位變化時上下移動，帶動傳感器產生電信號，從而反映液位的變化。氣泡式氣泡式液位變送器利用氣泡在液體中上升的速度與液位高度成反比的原理，通過測量氣泡上升的時間來確定液位高度。壓力式壓力式液位變送器利用液體靜壓與液位高度成正比的原理，通過測量液體壓力來確定液位高度。超聲波式超聲波式液位變送器利用超聲波在液體中傳播的時間與液位高度成正比的原理，通過測量超聲波在液體中的傳播時間來確定液位高度。液位變送器的結構和工作特性1結構液位變送器主要由傳感器、轉換器、輸出裝置三部分組成。傳感器負責測量液位變化，轉換器將液位信號轉換為標準信號，輸出裝置則將信號傳輸至控制系統。2工作原理常見的液位變送器工作原理包括氣泡式、浮球式、超聲波式等。氣泡式利用氣泡的上升時間測量液位，浮球式通過浮球的移動變化測量液位，超聲波式則利用超聲波的傳播時間測量液位。3工作特性液位變送器的主要工作特性包括測量范圍、精度、響應速度、輸出信號等。這些特性決定了液位變送器的測量性能和適用范圍。流量變送器原理1測量流量傳感器檢測流體流速或體積2轉換為信號傳感器將流量轉換為電信號3放大校準信號放大并校準成標準輸出4輸出信號輸出流量數據至控制系統流量變送器將流量轉換為標準信號，用于測量控制系統。它們廣泛應用于工業自動化和過程控制，例如測量管道或容器中的流體流量。流量變送器的結構和工作特性1流量傳感器測量流體流量2信號調理電路將流量信號轉換為標準信號3輸出電路輸出標準信號給控制系統流量變送器將流量傳感器測量的流量信號轉換為標準信號輸出，用于控制系統。常見的流量傳感器包括渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。變送器信號的輸出形式1模擬信號模擬信號通常為電壓或電流信號，可以反映被測量的真實值，廣泛應用于工業現場。2數字信號數字信號以數字代碼的形式表示被測量，抗干擾能力強，適用于長距離傳輸和數據處理。3總線信號總線信號通過標準通信協議進行傳輸，可實現多設備的數據交互，提高系統效率。4無線信號無線信號使用無線通信技術，免去布線，適用于惡劣環境和特殊應用場景。數字變送器的工作原理1數字信號處理將模擬信號轉換成數字信號2數字轉換通過A/D轉換器完成3數字信號輸出輸出標準的數字協議數字變送器使用數字信號進行處理和傳輸，與模擬變送器相比，數字變送器具有更高的精度、抗干擾性和穩定性。智能變送器的特點數字化智能變送器將模擬信號轉換為數字信號，提高測量精度和抗干擾能力。自診斷功能通過內置診斷程序，可以自動監測自身狀態，并及時提醒用戶進行維護或更換。靈活配置用戶可根據實際需求設置參數，實現不同應用場景下的最佳性能。網絡連接可以通過網絡與其他設備進行通信，方便數據采集和遠程控制。變送器的性能指標精度變送器輸出信號與實際測量值之間的偏差，反映了變送器對被測量的真實反映程度。穩定性變送器在一定時間內保持輸出信號穩定的能力，確保了測量結果的可靠性。重復性變送器在相同的測量條件下，多次測量結果的偏差程度，體現了變送器的穩定性。線性度變送器的輸出信號與輸入信號之間的線性關系，影響了測量結果的準確性。變送器的選型與應用1過程參數根據被測參數類型，例如壓力、溫度、液位或流量，選擇相應的變送器。2測量范圍選擇能夠覆蓋被測參數范圍的變送器，確保測量精度。3精度等級根據應用需求選擇合適的精度等級的變送器，以確保測量數據的可靠性。4輸出信號選擇與控制系統兼容的輸出信號，例如4-20mA電流信號或數字信號。5環境條件考慮安裝環境的溫度、濕度、振動等因素，選擇耐腐蝕、防爆等功能的變送器。6成本預算在滿足應用需求的前提下，選擇性價比高的變送器。變送器的安裝與調試1環境檢查確認安裝環境是否符合要求，如溫度、濕度、振動等。2安裝位置選擇合適的位置，確保方便接線、維護和檢修。3安裝方式根據變送器類型和安裝環境選擇合適的安裝方式。4連接線路按照規范連接電源線、信號線和接地線。5調試參數設置變送器參數，如量程、零點、輸出類型等。安裝后需進行調試，確保變送器正常工作。變送器的維護與檢修定期檢查定期檢查變送器的工作狀態，包括零點、量程、靈敏度、響應時間等性能指標。清潔維護清除變送器表面灰塵和污垢，保持變送器清潔，防止故障發生。故障排除及時發現和排除變送器故障，確保變送器正常工作。更換零件根據需要更換變送器中的損壞部件，確保變送器性能良好。變送器的故障診斷與排除1檢查外部連接首先檢查變送器電源線、信號線和接地線連接是否良好，并檢查連接器是否松動或損壞。2檢查輸入信號確認變送器接收到的輸入信號是否正常，是否存在干擾或異常波動，例如壓力、溫度、液位或流量等。3測試輸出信號使用萬用表等儀器測量變送器的輸出信號，檢查其是否在正常范圍內，并觀察信號是否穩定，是否存在噪聲或漂移。變送器檢定的方法變送器檢定是保證其準確性和可靠性的重要環節。1現場檢定利用標準儀表進行現場比對。2實驗室檢定使用高精度標準儀器進行檢定。3在線檢定利用在線檢定裝置進行實時校準?，F場檢定方法簡單易行，適用于日常維護。實驗室檢定精度更高，適用于定期檢定。在線檢定可實現實時監控，適用于高精度要求的場合。變送器的校準與調整校準目的確保變送器輸出信號與實際測量值的一致性，提高測量精度。校準方法采用標準測試儀器，如壓力表、溫度計等，對變送器進行校準。調整過程根據校準結果，調整變送器的零點和量程，使其輸出信號符合要求。校準記錄詳細記錄校準過程和結果，以便跟蹤和維護變送器。變送器設備管理的方法建立設備檔案詳細記錄變送器的型號、規格、生產日期、使用環境、維護記錄等信息。定期維護保養根據變送器型號和使用環境制定維護計劃，定期進行清潔、校準、更換易損件等工作。故障診斷與處理掌握變送器故障診斷的方法，及時發現和排除故障，確保設備正常運行。數據備份和管理定期備份變送器數據，建立數據管理系統，方便查詢和分析。實驗操作演示通過演示實驗，學生可以更好地理解檢測變送儀表的原理和應用。實驗內容包括：壓力變送器、溫度變送器、液位變送器和流量變送器的接線、調試、信號輸出和數據分析等。典型案例分析本節課將介紹幾個典型的變送器應用案例，例如，在化工生產中，壓力變送器用于監測反應釜壓力，溫度變送器用于監測反應溫度，液位變送器用于監測反應釜液位。通過這些案例，可以更好地理解變送器在實際應用中的重要作用。本課程小結11.理解檢測變送儀表的概念了解檢測變送儀表的定義、作用和分類。22.掌握常見變送器的原理學習壓力、溫度、液位和流量變送器的原理和工作特性。33.熟悉變送器的結構和應用掌握變送器的結構、信號輸出形式、性能指標和選型方法。44.學習變送器的安裝、調試和維護了解變送器的安裝、調試、維護和檢修的步驟和注意事項。復習思考題為了加深對本課程內容的理解，請思考以下問題:1.簡述檢測變送儀表的定義和作用。2.常用的檢測變送儀