1.R 为给定值,E 为偏差(E=R-Z ),Q 为控制变量, C 为被控变量,F 为干扰变量。 2.Z 的信号范围为4 ~20mA DC ,I 的信号范围也为 4 ~20mA DC ,P 的信号范围为20 ~100kPa 。 3. 气动执行器的输入信号为20 ~100kPa 的气压信号, 输出信号为加热蒸汽的流量。 19 2.3 安全防爆基础 2.3.1 危险场所划分 • 在石油、化工等多个行业,大量存在含有 易燃材料 的场合( 危险区域 ),如原油及其衍生物、酒精、天然气等。 • 易燃材料 与 空气混合 成为具有火灾或爆炸危险的混合物,一旦产生 电火花 具有点燃混合物的能量,则产生火灾或爆炸。 • 安全防爆是一项综合性技术,与过程控制 关系密切。 20 2.3 安全防爆基础 1. 危险区分类表 • 根据国际电工委员会(IEC )和相应的国标和行标,根据 可燃物质的形态 、 形成爆炸混合物的频度 和 爆炸混合物的持续时间 ,将危险区分为 三类八级 。 2. 燃点和闪点 可燃物受热发生 自燃的最低温度 。达到这一温度,可燃物质与空气接触,不需要明火作用,就能自行燃烧。 如汽油的燃点为220℃ ℃。 。 燃点 闪点 易燃物或可燃液体挥发出的蒸气与空气形成 混合物,遇火源发生燃烧的最低温度 。如汽油闪点39 ℃ 。 21 2.3 安全防爆基础 • 为了确保电子设备在危险场所安全使用,发展了多种防爆技术: – 隔爆型(d d ) – 本安型(i i ) – 增安型(e e ) – 正压型(p p ) – 油浸型(o o ) – 充砂型(q q ) • 各种防爆技术规范由国家标准强制规定,不同的防爆技术适用于不同的场合。 3. 防爆技术 22 4. 仪器防爆标志 2.3 安全防爆基础  Ex: : 防爆仪表  d: : 隔爆型  ⅡB: : Ⅱ 指工厂用仪表;Ⅰ Ⅰ 指煤矿用仪表 Ⅱ Ⅱ A (丙烷等)Ⅱ Ⅱ B (乙烯等) 和Ⅱ ⅡC(氢气、乙炔等)  T6: : 85 ℃ 根据自燃温度T 将易燃性气体或蒸汽混合物分为450℃ ℃、 、300℃ ℃、 、200℃ ℃、 、135℃ ℃ 、100℃ ℃和 和85 ℃ ℃ 六组。 EX4: (Exd ⅡBT6) ) 仪表类型和功能 23 2.3 安全防爆基础 2.3.2 防爆安全栅 • 安全栅安装在安全场所,作为 控制室仪表 和 现场仪表 的关联设备。 • 一方面 传输信号 ,另一方面限制 进入危险场所设备的 能量 。 • 分为 齐纳式安全栅 与 隔离式安全栅 两种。 http://v.youku.com/v_show/id_XMTk3MDc2MzMy.html 加油站打手机会引起爆炸吗? 24 2.4 温度检测 测量方式 热电偶 热电阻 集成式 选型和安装 ★ 25 2.4 温度检测 • 工业过程中常用温标为 摄氏 ,但美国采用 华氏 ,换算关系 : 2.4.1 接触式与非接触式测温 • 接触式 和 非接触式 • 常用测量元件: – 热电偶 – 热电阻 – 半导体热敏电阻 – 集成温度传感器 0 09'( ) ( ) 325t F t C   26 2.4 温度检测 1. 接触式测温 • 测温方法: – 膨胀式 ,基于物体受热体积膨胀性质; – 热电阻式 ,基于导体或半导体电阻随温度变化的性质; – 热电偶式 ,基于热电效应。 • 特点: – 简单、可靠、精度高 ; – 测温元件有时可能 破坏被测介质的温度场 或 与被测介质发生化学反应 ; – 受到耐高温材料的限制,测温 上限有界 。 27 2.4 温度检测 2. 非接触式测温 • 测温方法: – 利用物体 辐射能 随 温度 变化的特性,如红外式测温。 • 特点: – 不破坏 被测介质的 温度场 ,测温 上限 原则上 不受限制 ; – 可测 运动体温度 ,如轧钢过程中钢板表面温度; – 易受被测 物体热辐射率 及 环境因素 (物体与仪表间的距离、烟尘和水汽等)的影响。 详细的测温仪表分类参照表2-2 28 2.4 温度检测 2.4.2 热电偶 – 其 热电动势 与 温度 在小范围内基本上呈 单值、线性关系 ; – 稳定性 好; – 测温范围宽 ,高温热电偶测温上限可达2800 ℃ ; – 精度 较高。 特点 29 2.4 温度检测 1. 工作原理 A B B A 热电偶示意图 A B t t 0 热电偶 由 两种不同材料的导体A A 和B B 焊接而成 。 每根单独的导体或半导体称为 热电极 t 端 端 称为 工作端 ,又称 测量端 或 热端 t 0 端 称为 自由瑞 ,又称 参考端 或 冷端 组成 30 2.4 温度检测 热电偶: 系统中的测温元件 检测仪表: 检测热电偶产生的热电势信号 导线: 用来连接热电偶与检测仪表 t t 0 A B C C 毫伏计 热电偶测温系统示意图 热电效应 热电势产生 不同的导体或半导体组成 两接点的温度不同 形成闭合的回路 31 2.4 温度检测 温度与热电势的关系 E AB (t ,t 0 ) = E AB (t ,0) - E AB (t 0 , ,0) 电子密度不同 扩散运动 两种金属接触 接触电势 e e AB (t t) ) 达到动态平衡 E E AB (t , 0) :工作端温度为t t ,自由端温度为 0℃ 时产生的热电势 E E AB (t 0 0 , 0) :工作端温度为t t 0 0 ,自由端温度为 0℃ 时产生的热电势 32 2.4 温度检测 • 基本为定型生产,有 标准化分度表 。 • 常用型号: – 铂铑 30 - 铂铑 6 6 热电偶 (也称双铂铑热电偶,分度号B );测温范围300-1600℃ ℃ 。 – 铂铑 10 - 铂电偶 (分度号S );测温范围0-1300℃ ℃ 。 – 镍铬- 镍硅热电偶 (分度号K );测温范围-50-1000℃ ℃ 。 2. 常用热电偶型号 33 2.4 温度检测 3. 热电偶冷端补偿 将冷端温度保持为0 ℃ ,或者进行一定的 修正 等 对热电偶冷端温度的处理。 E AB (t ,t 0 ) = E AB (t ,0) - E AB (t 0 , ,0) 冷端温度补偿 1. 冷端温度不恒定 2. 冷端温度高于 0℃ 34 2.4 温度检测 冷端温度 补偿 冰点槽法 修正法 温度修正 热电势修正 自动补偿法 冷端补偿电桥法 pn 结补偿法 导线补偿法 35 2.4 温度检测 2.4.3 热电阻  工作原理 :利用某些导体或半导体的 电阻值 随 温度 的变化而改变的性质来测定温度 。  特点 :性能稳定 、 测量精度高, 一般可在-270 ~900 ℃ 范围内使用 。  适用性 :在 中 、 低温区 , 用热电阻比用热电偶做为测温元件时的测量精确度更高; 36 2.4 温度检测  工业热电阻的材料要求: – 电阻随温度的变化呈 线性关系 ; – 电阻温度系数大 ; – 电阻率大 ; – 热容量小 ; – 在测温范围内具有 稳定的物理和化学性能 。  热电阻的材料主要有 铂、铜 和镍。 )] ( 1 [0 0t t R R t     37 2.4 温度检测 • 包括 正温度系数PTC 、 负温度系数NTC 和 临界温度电阻CTR • 连续测温 中主要采用负温度系数NTC ;而PTC 和CTR 一般用于制作 位式作用温度开关 。 • 热容量小,响应快;但互换性差,热电特性非线性大。测温范围-50-300 ℃ 。 热敏电阻 38 2.4 温度检测 2.4.4 集成式温度传感器 • 利用pn 结的伏安特性 与 温度 之间的关系研制的一种固态传感器。 • 特点: – 体积小 – 热惯性小、反应快 – 测温精度高 – 稳定性好 – 价格低 • 分为 电压型 和 电流型 两种,电压型温度系数约10mV/ ℃ ;电流型温度系数约1μ A/K 。 39 2.4 温度检测 • AD590 是常用的 电流型 集成式温度传感器 • 供电电压 :直流+4~+30V ; • 测温范围 :-55~+150 ℃ ; • 温度系数: :1μA/K • 可进行 长距离传输(100m) 40 2.4 温度检测 2...