热工参数检测实训汇总.docx
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热工参数检测实训汇总
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:
热工参数检测实训
指导教师:
职称:
2015年1月日
目录
第1章绪论1
1.1课题背景与意义1
1.2设计目的1
1.3设计内容和要求1
1.4设计工作任务及工作量的要求1
第2章压力表的检定3
2.1压力表概述.....................................................................................................3
2.2压力表的标准和用法要求..............................................................................3
2.2.1标准压力表..........................................................................................3
2.2.2压力表的用法......................................................................................3
2.3压力表的性能要求..........................................................................................5
2.4实验操作步骤..................................................................................................5
2.5检定结果的处理..............................................................................................5
2.6误差分析..........................................................................................................6
2.7实验结果..........................................................................................................7
第3章热电阻的检定...................................................................................................9
3.1热电阻概述9
3.2热电阻的类型..................................................................................................9
3.3热电阻的性能要求..........................................................................................9
3.4实验注意事项................................................................................................10
3.5热电阻阻值的测量方法................................................................................10
3.6实验操作步骤................................................................................................11
3.7误差分析........................................................................................................11
3.8检定结果........................................................................................................11
第4章流量计的检定19
4.1流量计水表概述19
4.2水表的额定工作条件 19
4.3流量计的检定19
4.3.1外观检查 19
4.3.2密封性检查 19
4.4实验目的及设计内容....................................................................................20
4.5装置工作原理和技术参数20
4.6实验注意事项................................................................................................20
4.7实验操作步骤................................................................................................21
4.8误差分析........................................................................................................21
4.9数据处理........................................................................................................22
第5章实训心得....................................................................................................23
参考文献....................................................................................................................24
第1章绪论
1.1课题背景与意义
热工测量技术是自动化学科的重要组成部分。
随着科学技术的迅速发展,尤其是微电子、计算机和通信技术日新月异的变化,以及新材料、新工艺的大量出现,使得检测技术与仪表这个学科方向无论在基础理论、系统结构还是在设计程序、实验方法等方面都发生了根本性的变革,向着数字化、网络化和智能化的方向发展。
测量是人类认识自然的主要武器,只有借助于检测技术,人们才有可能掌握、发现自然界中的规律,并利用这些规律为人类服务。
热工仪表及控制装置检修和调校的目的是恢复和确认热工仪表及控制装置的性能与质量,热工仪表及控制装置的运行维护原则是确保热工仪表及控制装置状态良好和工作可靠。
热力发电厂生产过程中会有各种工况,其中的各种参数,如温度、压力、流量、水位、炉烟成分的测量方法及测量仪表;还包括热力生产过程中的机械量(如位移、振动、转速)以及煤量等参数
热工测量主要是针对这些参数进行测量,便于分析、监视、和调节生产过程的各种工况,实现各种工况的报警、联锁及保护功能。
从热电厂来说,得测量炉膛温度,排烟温度,这样才能确定燃烧壮况是否合理.电厂锅炉,得测锅炉进水温度,除氧水箱温度,从锅炉烧出的过热蒸汽温度,进入汽轮机的过热蒸汽温度,汽轮机出口的蒸汽温度,余热管道的蒸汽温度,有了数据,就能控制锅炉在最佳状态下运行。
1.2设计目的
通过本课程的学习,学生应达到如下基本目标:
使学生了解热工系统中常用的压力、温度及流量等热工参数的特性及检测的方法,熟练掌握这些测量仪表的使用方法,能对常用测量仪表的精度进行校验。
1.3设计内容和要求
(1)根据《压力控制器检定规程JJG544-2011》及《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程JJG52-1999》的要求对压力控制器和压力表进行检验,并给出检定报告。
(2)根据热电偶及热电阻检定规程,使用热工检定系统对热电偶或热电阻进行校验,并给出检定报告,报告格式见指导书。
(3)根据《冷水水表检定规程JJG162-2009》,利用流量试验台对流量表进行检定并给出相应的检定报告。
(4)熟练使用磁翻柱式、差压式液位计的使用方法。
1.4设计工作任务及工作量的要求
(1)课程设计报告(题目介绍、背景意义、要求及实验过程等)。
(2)完成温度、压力、流量及液位测量的实验操作。
(3)实验注意事项,分析仪表可能产生误差的原因。
第2章压力表的检定
2.1压力表概述
压力表是指以弹性元件为敏感元件,测量并指示高于环境压力的仪表,应用极为普遍,它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。
在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。
尤其在工业过程控制与技术测量过程中,由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性,使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。
其工作原理是弹簧管在压力和真空的作用下,产生弹性变形引起管端位移,其位移通过机械传动机构进行放大,传递给指示装置,再由指针在刻有法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真空量值。
2.2压力表的标准和用法要求
2.2.1标准压力表
1、外形要求:
压力表的零部件装配应牢固、无松动现象。
2、标志要求:
分度盘上应有如下标志:
制造单位或商标;产品名称;计量单位和数字;计量器具制造许可证标志和编号;真空应有:
“—”号或“负”字;准确度等级;出厂编号。
3、读数部分:
表玻璃应无色透明,不应有防碍读数的缺陷和损伤。
分度盘应平整光洁,各标志应清晰可辩。
指针指示端应能覆盖最短分度线长度的1/3~2/3。
指针指示端的宽度应不大于分度线的宽度。
4、测量上限量值:
数字测量上限量值数字应符合如下系列之一:
1×10n,1.6×10n,2.5×10n,4×10n,6×10n。
式中:
n是正整数、负整数或零。
5、分度值:
分度值应符合如下系列之一:
1×10n,2×10n,5×10n
式中:
n是正整数、负整数或零。
6、准确度等级:
1,1.6,2.5,4.
7、零位:
带有止销的压力表,在无压力时,指针应靠近止销,“缩格”应不超过表1.1规定的允许误差值,无止销的压力表,在无压力时,指针应于零位标志内,零位标志应不超过表1.1规定的允许误差绝对值2倍。
2.2.2压力表的用法
1、相关设备和条件:
(1)、标准器
本次采用的是弹簧管式压力表,对标准器的误差要求:
标准器的允许误差绝对值应不大于被检压力表允许误差绝对值的1/4。
(2)、辅助设备
本次采用的辅助设备有:
压力校验器、真空校验器;超高压力表安全防护罩。
(3)、环境条件
环境温度:
(20±5)℃
环境相对湿度:
不大于85%
环境压力:
大气压
压力表应在5.3.3.1,5.3.3.2,5.3.3.3环境条件下至少静置2h方可检定。
(4)、检定用工作介质
测量上限不大于0.25Mpa的压力表,工作介质为清洁的空气或无毒、无害和化学性能稳定的气体。
测量上限(0.25~250)Mpa的压力表,工作介质为无腐蚀性的液体。
测量上限(400~1000)Mpa的压力表,为药用甘油和乙二醇混合液或根据标准器所要求使用的工作介质。
2、检定条件和检定方法:
对压力表检定之前,首先对其外观和零位进行目力观测。
荡起伏和检定条件时再对其他要素进行检定。
标准仪器或压力表以液体为工作介质时,他们的受压点基本在同一水平面上,当受压点不在同一水平面上,应考虑由液柱高度差导致的压力误差。
压力表的视值应按分度值的1/5估读。
压力表的示值检定按标有数字的分度线进行。
检定时逐渐平稳地升压(或降压),当示值达到测量上限后,切断压力源(或真空源),耐压3min,然后按原检定点平稳地降压(或升压)倒序回检。
(1)、示值误差
对每一检定点,在升压(或降压)和降压(或升压)检定时,轻敲表壳前、后的示值与标准器示值之差。
(2)、回程误差
对同一检定点,在升压(或降压)和降压(或升压)检定时,轻敲表壳后示值之差。
(3)、轻敲位移
对每一检定点,在升压(或降压)和降压(或升压)检定时,轻敲表壳后引起的示值变动量。
(4)、指针偏转平稳性
在示值误差检定过程中,用目力观测指针的偏转。
2.3压力表的性能要求
1、示值误差:
在测量范围内,示值误差应不大于表1.1所规定的允许误差。
2、回程误差:
在测量范围内,回程误差应不大于表1.1所规定的允许误差绝对值。
3、轻敲位移:
轻敲表壳后,指针示值变动量应不大于表1.1所规定的允许误差绝对值的
1/2。
4、指针偏转平稳性:
在测量范围内,指针偏转应平稳,无跳动和卡住现象。
2.4实验操作步骤
1、按照规定的要求,将压力表安装到实验台上,并且保证不漏气,影响实验结果。
2、通过旋转旋钮,将压力真空表的示数调整至0刻度,并将系统打开,填好基本信息后做好准备。
3、旋转旋钮,使表的示数由0刻度开始,逐渐上升至0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6,本次试验测定的范围是0-600kpa。
在表的示数每上升0.1时,读下此时仪器窗口所对应的压力读数,并记录数据。
4、使压力表由0.6降到0,并记录相应的数值。
5、将测量结果填入系统中,生出报告和表格即可。
2.5检定结果的处理
检定合格的压力表,发给“检定证书”,证书上给出合格的准确度等级。
用于强制检定的压力表并附有封印标记;检定不合格的压力表,发给“检定不合格通知书”,并注明不合格项目和内容;检定周期:
压力表的检定周期一般不超过半年。
2.6误差分析
压力表是生产生活中用来实现压力测量的设备,压力表使用中最重视的就是压力表指示的精度。
压力表指示是否准确、是否存在误差,是使用者最关心的问题。
1、振动影响
压力表在振动的环境下也会出现指示不准的情况,剧烈的振动会直接引起压力表弹性元件的变形,影响压力表的灵敏度、准确度及使用者对压力表指示值的读取。
压力表防振动的措施主要是安装缓冲装置和减震装置。
2、受超负荷影响
压力表的超负荷运行并不是仅仅指压力表指示值达到刻度盘最大,实际上超过满刻度2/3的位置时,压力表的弹性元件已经是处于近极限状态。
压力表在超负荷的状态下长期工作,其内部弹性元件如弹簧管、膜片会因长期处于近极限状态而弹性减弱甚至弹性丧失,最终发生永久形变。
3、温度影响
压力仪表对压力的测量主要依靠其内部的弹簧管等弹性元件,在温度较高或较低的环境中,压力仪表的弹性元件会在温度的作用下发生形变,特别是长期工作在高温介质中的压力表,弹性元件可能会发生永久变形,也就会造成压力仪表的显示出现误差。
压力表的使用中,必然要尽量减少温度对压力仪表指示值的影响,最直接和有效的方法是避免压力仪表在异常温度环境下工作,如果无法避免则应当对压力表做防高温或防寒处理,例如为压力表安装冷凝装置或保温装置等。
4、回程误差
回程误差多出自各零部件结合处的活动间隙过大,如轴与孔配合松动,轴向间隙与径向间隙过大,齿牙磨损等。
导致上升曲线和下降曲线在同一输入值下对应的输出值不一致。
5、人员误差
由于操作人员的操作过程引入误差。
6、轻敲误差
由于材料质量不好,使弹簧管的弹性物理性能差;由于管壁薄,内应力的影响对弹性线性影响大;由于重心偏移,相对重力作用影响加大。
进行调修主要是依据检定标准器出具的数值进行修正,最好的解决方法是选用质量好的压力表。
有关传动部件的污损如机芯上扇形齿轮、中心小齿轮等部件的轴、孔和齿上有灰尘、油污、锈迹以及其他不易察觉的凝结物等,会引起摩擦轻敲位移;与机芯和弹簧管自由端相铰链的拉杆,其转动部位被污染也会引起摩擦轻敲位移。
这时可用小毛刷清除灰尘,用布擦去油污,严重者可把机芯取下拆开放在汽油里清洗。
对锈蚀较严重的,可更换部件或机芯。
轴摩细、孔摩大,将引起齿轮和拉杆的径向荡动。
前者会造成齿轮的微小转动,后者意味着拉杆的有效长度在发生变化,同样会引起齿轮的微小转动,二者都将反映为指针相对表盘的转动,显现出荡动轻敲位移。
2.7实验结果
图1压力表检定记录
图2检定结果
第3章热电阻的检定
3.1热电阻概述
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
热电阻测温是基于金属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的。
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。
热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。
热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。
3.2热电阻的类型
1、普通型热电阻
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。
2、铠装热电阻
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φ2--φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:
①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
3、端面热电阻
端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。
它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
4、隔爆型热电阻
隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。
3.3热电阻的性能要求
在适用的温度范围内,热电阻的电阻值通过分度表查算出的温度t与真实温度的最大偏差值不得超过表3.1给定的允差值。
3.4实验注意事项
(1)为了减少热电阻的时效变化,应尽可能避免处于温度急剧变化的环境。
(2)为保证测量准确度,应在经过充分接触换热,即约为时间常数的5一7倍以后再开始测量。
(3)在测量热电阻时,需要通以电流,虽然电流增大可以提高灵敏度,但电流过大会引起电阻发热,而造成测量误差,所以热电阻使用时电流受到限制。
热电阻不应施加过电流,否则将被损坏。
(4)当热敏电阻采用金属保护管时,为减少由热传导引起的误差,要保证有足够的插人深度。
当介质为水和气体时,其插人深度应分别为管径的15倍和25倍以上。
(5)如果引线间或者绝缘体表面上附着有水滴或灰尘时,将使测量结果不稳定并产生误差,因此,要注意使热电阻具有防水、耐湿、耐寒等性能。
3.5热电阻阻值的测量方法
热电阻(包括感温元件)和标准铂电阻的电阻值测量均应采用四线制的测量方法。
感温元件的电阻值应从其连接点起计算,热电阻的电阻值应从整支热电阻的端子起计算。
在测量两线制的热电阻时,也应接成四线制进行。
应考虑从感温元件连接点到热电阻端子间内引线的电阻值,若制造商提供引线的电阻值,则测量结果应扣除引线电阻值。
否则引线电阻应包括在感温元件内。
在测量三线制的热电阻时,为消除引线电阻r的影响,可分别按图1(a)和图1(b)的接线方法测量,得到Ra和Rb。
由于Ra=Rt+r,Rb=Rt+2r,则:
三线制热电阻的电阻值Rt=2Ra-Rb。
3.6实验操作步骤
第一步:
将三支热电阻全部放进检定装置中,按照三线制的接法,将热电阻连接好。
并将标准热电阻标准、温控线按说明书接好。
第二步:
将测量仪器全部接通,并打开热电阻认定系统,将参数设置完毕后,进入自检系统。
第三步:
等待热电阻升至检稳点后,记录所需数据,得出检定报告。
3.7误差分析
对于一般的热电阻测温系统,应从以下几方面进行误差分析:
(1)传热误差。
它是由于测温时未与被测对象充分接触.未达到热平衡等而造成的误差,使用时应该按照相关说明多加注意。
(2)分度误差。
标准化的热电阻分度表是由统计分析产生的,然而具体所采用的热电阻会因为材料、制造工艺而有所不同,这就形成了分度误差,如凡与标称电阻值不符而引进的误差。
(3)自热误差。
这是由于侧量过程中电流流经热电阻时产生沮升而引起的附加误差。
它与电流大小及传热介质有关。
我国工业上用的热电阻限制电流不超过6mA,这样可以把温度误差限制在0.1℃以内。
(4)测量线路和显示仪表的误差。
它是由显示仪表本身的准确度等级和线路电阻决定的。
三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的。
(5)其他误差。
这是指除上述误差以外的由屏蔽绝缘不良、插人深度不够、热电阻劣化等所引起的误差。
3.8检定结果
图3.245摄氏度前曲线
图3.345摄氏度附近曲线走向
图3.445摄氏度时检定结果
图3.565摄氏度前曲线
图3.665摄氏度附近曲线走向
图3.765摄氏度时检定结果
图3.880摄氏度前曲线
图3.980摄氏度附近曲线走向
图3.1080摄氏度时检定结果
表4热电阻检定结果
工作用热电阻检定记录
环境温度(℃):
18.00
记录编号:
检定规程:
JJG229-98
电测设备名称
多功能数字万用表
型号
KEI2000
编号
001
标准温度计
二等标准铂电阻温度计
标准Rtp(Ω)
25.2130
W100
1.39274
热电阻型号
WZPB-2
Pt100
Pt100
Pt100
热电阻编号
E042401
E122602
E122603
送检单位
陕西创威科技有限公司
陕西创威科技有限公司
陕西创威科技有限公司
证书编号
热偶09字101
热偶14字102
热偶14字103
检定点(℃)
读数
1
标准(Ω)
被检热电阻(Ω)
29.6941
118.1709
118.1121
118.1794
45
2
29.6951
118.1758
118.1141
118.1835
3
29.6964
118.1769
118.1174
118.1846
4
29.6974
118.1806
118.1193
118.1895
5
29.6969
118.1
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