摘要:为了更好的了解仪器仪表技术,笔者接下来简单介绍一下仪器仪表技术的发展历史和发展背景,以及仪器仪表的类型,并详细介绍各类型仪表的特点和原理,时至今日,全球都在倡导节能减排和环境保护,仪器仪表也向着高端、可靠、职能、环保方向发展。
关键词:仪表;控制;测量
1、仪器仪表的定义及仪器仪表的作用
世界仪器学会于1976年给出了仪器仪表的明确定义,仪器仪表是指在一个敞开或密闭的环境中测量流体、温度、速度等指标的装置,通常由一次装置和二次装置构成,一次装置可以精确测量设备相关的基础指标,二次装置则可以将相应的基础指标转化为可度量、可识别的显示信息,与使用者实现相关信息的交互。
仪器仪表主要有两个作用,一是为生产自动化设备的运行提供准确的状态参数。二是为各种设备提供可靠的测量手段。无论是哪种作用,在现实的生产生活中都是不可或缺的。
2常用仪器仪表简介
2.1传统仪器仪表
2.1.1节流式差压仪器仪表
节流式差压仪器仪表是目前的主流计量类仪表,主要用于测量气体或液体的流量,通常用作计量装置来使用,应用的场合非常广泛,工业和民用领域都有很多场合需要使用它。
节流式差压仪器仪表的原理较为简单,它是将流体的流动作为动力,来推动仪表内相应的零部件来实现机械运动,从而测量出流体流动的剧烈程度,以此来计量流动的量。但现今的技术手段更加先进,很多电子元件被应用其中,实现更精确的计量。
2.1.2靶式仪器仪表
在使用过程中,人们发现节流式差压仪器仪表经常发生阻塞,对环境的适应能力较差,不适合作为复杂环境下的计量器具使用,这是由于其结构的特殊性造成的,为了克服上述缺点,靶式仪器仪表开始出现,它是在测量管道的中心位置放置一个靶心装置,当流体流动时就会对靶心造成冲击,从而使靶心感受到流体流动的程度,力量越大流动越剧烈,读数也更大。
靶式仪器仪表当中可以使用相应的传感器来提高测量的精度,传感器的灵敏度越高,仪器的准确程度就越高,但有时受到传感器的自身限制,比如传感器对温度和环境的反应会有细微的偏差,导致靶式仪器仪表有时也会失真。
2.1.3涡街式仪器仪表
涡街式仪器仪表是通过感知流体震动的幅度来进行测量的一类仪表的总称,这种仪表出现的时间较晚,但技术更新很快,现在已经得到了广泛的应用,并且逐渐的应用到更多的场合。
涡街式仪器仪表对于流体的震动非常敏感,能够感知非常微小的震动,由于流体结构的特殊性,只要流体流动,内部分子就会摩擦产生震动,就会被仪器感知到,但很多时候由于外界因素导致流体非自身震动,也会影响仪表的准确度,现今流行的处理方式就是通过信号处理技术以及特定的算法来使测量值更加准确。
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2.1.4容积式仪器仪表
容积式仪器仪表与差压式仪器仪表、浮子仪器仪表一起并称为三类使用量最大的仪器仪表。在这三类仪表当中,容积式仪表属于高端产品,精度等级最高,被广泛的应用于各行各业的计量和显示当中,特别适合用在贵重介质的测量当中,我国现阶段自主生产的这类仪表与国外还有较大的差距。
容积式仪表主要是通过小容积内的反复测量来提高测量精度的,所得到的结果是多次计算的平均值,这样就避免了很多意外情况导致的不准确,能够均匀的分摊计量偏差,使仪表的精度更高,也能增强抗干扰的能力。所以很多重要场合都会使用容积式仪表,比如国际原油贸易的计量,以及酒类行业的计量等。
2.1.5浮子式仪器仪表
浮子式仪器仪表的使用也比较普遍,广泛的应用于电气电力行业,其特点是特别适合流速慢、管道细的场合,对于这类计量特别准确,在流量非常小的场合依然能够保证很好的测量精度,在很多行业里具有不可替代的作用,并且浮子式仪器仪表的体积较小,安装空间比较容易解决。
浮子式仪器仪表是通过预制的浮子起到计量作用的,浮子会随着流量变化改变位置,通过不同的位置来计算所通过流体的多少,但在实际使用中,由于浮子式仪器仪表的压力不恒定,所以在不同的使用环境中会出现压力不均衡的现象。
2.1.6涡轮式仪器仪表
涡轮式仪器仪表(简称TUF)是速度式(叶轮式)仪器仪表的主要品种。非常适合作为特殊环境下的计量器具使用,能够适应多种严酷的使用环境,比如高温环境、高压环境、极低温度环境、流量极其微弱环境等。
涡轮式仪器仪表是通过内置在仪表当中的涡轮来测量流量的,当流体流过时会带动涡轮旋转,根据涡轮旋转的角速度就能够计算出流过的流量,但涡轮式仪器仪表由于采用的是涡轮旋转的结构,因此涡轮的精度直接关乎测量精度,当涡轮磨损后仪表就会变得不准确,假如流体成分复杂,对涡轮磨损作用较为严重的话,就不适合采用涡轮式仪器仪表。
2.2新型仪器仪表
电磁式仪器仪表是利用电磁感应作为计量手段的一类新型仪器仪表,非常适合在各种高危险、高腐蚀的环境下使用,工业生产多种多样,高危险、高腐蚀的环境也比较多,电磁式仪器仪表的出现使得这些环境下的测量变得更加容易和可靠。
结束语
我们都知道,当有导体通过磁场并切割磁感线时就会产生电流,而电流的大小与导体的速度和截面积都有关系,流体也可以视为一种导体,当流体切割磁感线时就会产生微弱的电流,只要能够测量电流的大小就可以间接的测量出通过流体的多少。
总而言之,仪器仪表的产生和发展都是伴随着人类工业史进行的,并且现在已经普遍的应用于各行各业当中,生活中也随处可见,虽然我国现现阶段的仪器仪表产业还不够发达,但只要认识到差距,找准方向,集合仪器仪表人的智慧与汗水就一定能够实现弯道超车,将我国的仪器仪表产业做大做强。
参考文献:
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[4]何家维.自动化仪农的发展趋势,中国科技成果,2017.1
论文作者:沈淇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/12
标签:仪器仪表论文; 流体论文; 测量论文; 涡轮论文; 浮子论文; 仪表论文; 环境论文; 《基层建设》2018年第23期论文;