• 铠装热电偶电缆及铠装热电偶优点

    铠装热电偶电缆是将热电偶丝用无机物绝缘及金属保护管封装,压实成可挠的坚实组合体。用铠装热电偶电缆制成的热电偶称。目前在国内铠装热电偶厂家使用的铠装热电偶电缆大部分为国内生产,少部分为德国、日本和美国的进口铠装热电偶电缆。铠装热电偶是20世纪60年代发展起来的测温元件,由于它有许多优点而受到用户欢迎。 铠装热电偶主要优点1、测量范围宽。铠装热电偶规格多,品种齐全,适合于各种测量场合,在-200~1600℃温度范围内均能使用。2、响应速度快。与相比,因为外径细,热容量小,故微小的温度变化也能迅速反应,尤其是微细铠装热电偶更为明显。露端铠装热电偶的时间常数只有0.01s。3、挠性好、安装使用方便。铠装热电偶材料可在其外径5倍的圆柱体上绕5圈,并可在多处位置弯曲。4、使用寿命长。装配式热电偶易引起热电偶劣化、断线等事故,而铠装热电偶用氧化镁绝缘,气密性好,致密度高,寿命长。5、机械强度、耐压性能好。在有强烈振动,低温、高温、腐蚀性强等恶劣条件下均能安全使用,铠装热电偶最高可承受350MPa的压力。6、铠装热电偶外径尺寸范围宽。铠装热电偶材料外径范围为Φ0.25-Φ8mm,特殊要求时可提供直径达Φ12mm的产品。7、铠装热电偶的长度可以做得很长。铠装热电偶材料的最大长度可达1500m。8、品种多。可制成单支式(2芯)、双支式(4芯)和三支式(6芯)等各类铠装热电偶,用于多层次温度梯度的测量十分方便。制造有限公司曾将各种国产的铠装热电偶样品提供给国外同行,经检验产品性能达到国外同类产品水平,而且在价格上占有很大优势。国产铠装热电偶已批量打入国际市场。

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  • 如何确定控制系统的总体精度

    控制系统是由多台仪表组成的,每台仪表都会有误差,其精度各不相同,控制系统能否达到预期的控制精度?如何才能算出控制系统总体精度呢?现以温度控制系统为例,介绍控制系统总体精度计算方法。 控制系统的控制精度,取决于组成该系统的各环节,如检测元件、变送器、板卡、控制器等误差的叠加,且一般误差分项都大于3,在现场大多是用方和根法来计算控制系统总体精度。 控制系统在实际运行中,由于组成系统的各环节、各仪表的误差可能同方向,也可能反方向,因此在同一系统中所有仪表出现同向误差的可能性极小,故系统的实际误差比理论误差要小些。在系统中调节阀的精度是最差的,但闭环控制系统是负反馈回路,因此调节阀的误差通常可自行克服,即处于动态消除误差的过程中,因此的测量、给定精度校好后,其他误差对系统影响不是太大,即对闭环控制主回路的影响不大,这也是闭环负反馈的优点。 例如要控制的温度为50℃,允许误差为±1℃。测量量程为0-100℃,假设初选了的铜热电阻、温度变送器、温控器的精度分别为1.0级、0.5级、0.5级。这样组成的能否把温度控制在(50±1)℃以内呢? 试计算控制系统总体精度如下: 从计算结果看,满足不了±1%的要求。但可以用提高仪表精度的方法来解决,如把铜热电阻更换为铂热电阻,其精度可达0.35级,温度变送器更换为0.1级的YR-ER213智能温度变送器,换成0.2级YR-RJD系列温控器。这时的控制系统总体精度△e将变化如下: 从上式可看出,温度控制系统总体精度△e已经小于1%,可满足把温度控制在(50±1)℃的要求。

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  • 串级三冲量控制系统在汽包液位控制的应用

    锅炉是重要的动力设备,汽包液位是锅炉运行中的一个重要监控参数,它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系,汽包液位的控制质量优劣将在很大程度上影响着锅炉的生产安全及经济效益。1、汽包液位控制的重要性在锅炉稳定运行过程中,汽包液位(以下简称液位)的控制是最重要的环节之一。液位过高会影响汽水分离的效果,产生蒸汽带液现象;液位过低会破坏水循环,严重时会烧坏锅炉。当蒸汽负荷突然增大时,锅炉会出现暂时的压力下降,水的沸腾加剧,导致液位上升,这就产生了虚假液位。这时本应把给水量加大,但如果采用简单的单冲量调节系统,就会根据这个假液位而错误地把锅炉给水调节阀关小,减少给水量,等到汽水达到新的动态平衡时,液位就下降了许多,远离给定值,甚至使锅炉发生危险。如果蒸汽负荷骤降,它的变化过程和结果与上述相反,从而使汽包液位发生较大的波动。由此可以看出,影响液位的主要因素是锅炉的汽水平衡。为了克服负荷变化引起的液位大幅度波动,消除假液位的影响,提前消除蒸汽流量对液位的干扰,除了主调节回路的液位变量以外,还引入了作前馈信号的蒸汽流量和作串级副回路测量信号的给水流量两个辅助变量。而主调节回路(以下简称主回路)、副调节回路(以下简称副回路)及前馈控制构成了锅炉汽包的串级三冲量控制系统,其中三冲量分别指汽包液位、蒸汽流量和给水流量这三个变量。2、串级三冲量控制系统原理串级三冲量控制系统结构见图1。串级三冲量控制系统由主回路和副回路及前馈控制组成。副回路由流量测量元件(图1中用孔板表示)、给水流量变送元件、分流器、副调节器、执行器、给水调节阀构成,主回路由液位测量变送元件、主调节器、加法器和副回路的相关部分构成,由流量测量元件(图1中用喷嘴表示)、差压变送器构成。图1   串级三冲量控制系统结构 从图1可以看出,主、副调节器串联使用,共同排除干扰,稳态时保持液位为给定值。由给水流量反馈形成的副回路,其任务是及时反映调节效果和迅速消除给水流量的自发性扰动。由液位信号反馈形成主回路,当液位偏离其给定值时,主调节器通过副回路调节给水流量,使稳态时液位回到给定值。由蒸汽流量构成前馈控制通道,其蒸汽流量信号与主调节器的输出信号之和作为副调节器的给定值,当蒸汽流量扰动时,副回路迅速改变给水流量,以防止因虚假液位产生的误动作。 串级三冲量液位控制系统中,液位偏差完全由主调节器来校正,使静态液位值等于液位给定值,因此,不要求蒸汽流量信号等于给水流量信号。图1中蒸汽流量信号为蒸汽流量变送元件电流信号与蒸汽流量分流系数(即蒸汽流量相应分流器设定的数据)的乘积,给水流量信号为给水流量变送元件电流信号与给水流量分流系数(即给水流量相应分流器设定的数据)的乘积,其中蒸汽流量分流系数的选择是根据锅炉“虚假液位”的严重程度来确定的,用以改善蒸汽负荷扰动时控制过程的质量,一般情况下蒸汽流量分流系数大于1。3、串级三冲量控制系统汽包液位控制 在汽包液位控制中,当给水系统稳定后采用串级三冲量液位控制,控制系统如图2所示。汽包液位作为主信号,通过液位变送器LT测得;蒸汽流量作为前馈信号,通过流量测量元件喷嘴与流量变送器(差压)FT1测得;给水流量作为反馈信号,当给水流量变化时,通过流量测量元件孔板与流量变送器(差压)FT1测得;给水流量作为反馈信号,当给水流量变化时,通过流量测量元件孔板与流量变送器(差压)FT2及时反映孔板前后差压变化。根据串级控制系统主、副调节器选择正、反作用的原则,LC作用方式为反作用,FC作用方式为正作用,给水调节阀选用气动调节阀,气动执行机构选择气关式。为保证汽包液位无静态误差,主调节器LC采用PI控制算法;为保证副回路的快速性,副调节器FC采用PI或P控制算法。图2    串级三冲量控制系统 当液位由于扰动而升高时,液位测量值增加,液位给定值不变,主调节器LC的输入为液位测量值与给定值的差值,即主调节器LC的输入增加,由于主调节器作用方式为反作用,因此主调节器输出下降。由于的输出由主调节器的输出与流量变送器FT1的输出来确定,在蒸汽流量比较稳定的情况下,加法器的输出减小,由于加法器的输出值作为给水流量的给定值,即给水流量的给定值减小,而副调节器FC的输入为给水流量的测量值与给定值之差,在给水流量测量值比较稳定的情况下,副调节器的输入增加。由于副调节器作用方式为正作用,因此副调节器输出增加。由于给水调节阀的气动执行机构为气关式,在副调节器输出增加的情况下,给水调节阀的开度减小,给水流量减小,液位也随之下降,使液位保持在给定值上。 当蒸汽流量增加时,主调节器LC的输出比较稳定的情况下,加法器的输出增加;加法器的输出值作为给水流量的给定值,即给水流量给定值增加,给水流量的测量值与给定值之差作为副调节器FC的输入,在给水流量测量值比较稳定的情况下,副调节器FC输入减小,副调节器作用方式为正作用,因此副调节器FC输出减小,给水调节阀的气动执行机构为气关式,调节阀的开度增加,给水流量增加,液位上升,并保持在液位给定值上。 在给水流量增加的情况下,即给水流量测量值增加,给水流量给定值比较稳定的情况下,副调节器FC输入增加,由于副调节器作用方式为正作用,即副调节器FC输出增加,由于给水调节阀的气动执行机构为气关式,给水调节阀的开度随之减小,给水流量减小,从而保持了水汽平衡。 在蒸汽负荷减小的情况下,用于测量蒸汽流量的喷嘴的流量值减小,相应的流量变送器FT1输出值减小,此时加法器的输出主要由主调节器LC的输出来确定;而当蒸汽负荷突然增加时,液位上升,出现了虚假液位,即液位测量值增加,液位给定值不变,主调节器LC输入增加,由于主调节器LC作用方式为反作用,这时主调节器LC输出值减小,用于测量蒸汽流量的喷嘴的差压值增加,相应的流量变送器FT1输出值增加,由于蒸汽负荷作为前馈量,保证了加法器的输出值增加,即给水流量给定值增加,在给水测量值保持稳定的情况下,给水测量值与给水给定值之差减小,即副调节器FC输入减小,因副调节器FC作用方式为正作用,那么副调节器FC输出下降,给水调节阀的气动执行机构为气关式,因此给水调节阀开度增加,给水流量增加,液位上升,保持液位在给定值上。 汽包液位作为主变量,对于任何扰动引起的液位变化都会使主调节器LC输出信号发生变化;给水流量是副变量,副变量的引入使副调节器FC在液位还未发生变化时就可根据蒸汽流量的前馈信号消除内扰,使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用;蒸汽流量作为前馈信号引入,用于防止由于虚假液位而使副调节器发出错误的动作,改善蒸汽流量扰动时的调节质量,保证给水流量和蒸汽流量平衡,因此副调节器FC起到了粗调作用。同时信号之间有静态配合问题,而系统的静态特性由主调节器决定,故蒸汽流量信号并不要求与给水流量信号相等,主调节器的任务是校正液位,使稳态时液位等于给定值,主调节器起到了细调作用。 由此分析可知,串级三冲量控制系统相对于单冲量控制系统对于虚假液位的调节是非常有效的。4、串级三冲量控制系统的特点①串级系统主、副调节器的任务不同 副调节器的任务是当蒸汽流量扰动时迅速改变给水流量,使液位较少变化;当给水流量自发扰动时,及时予以消除,以保证给水流量和蒸汽流量平衡,副调节器起到粗调作用。主调节器的任务是校正液位,使稳态时液位等于给定值,主调节器起到细调作用。 ②串级三冲量给水控制系统维持液位无静态误差特性是靠主调节器来实现 因此,蒸汽流量分流系数可根据蒸汽负荷扰动下虚假液位的严重程度来适当选择,使在蒸汽负荷变化时,蒸汽流量信号的前馈控制作用能更好地抑制虚假液位和实际液位的变化。 ③串级调节系统的安全性较好 由于主调节器采用PI控制算法,在调节器比例环节中,输出值与输入值之间的比值即为放大系数,在放大系数较高的情况下,可以捕捉到小误差信号,提高控制精度,因此主调节器有着较大的放大系数,只需很小的液位偏差便能使主调节器输出变化较大,以补偿副调节器入口不平衡,使调节系统维持稳定工作。 由于串级三冲量液位控制系统具有调节灵敏、调节质量好、汽包液位波动很小、安全性较好等特点,目前,在大、中型锅炉中采用串级三冲量液位控制,可以有效地把汽包液位控制在一定范围内,还可以提高蒸汽品质,保证锅炉的安全运行。文章作者:北京石油化工工程有限公司西安分公司 郭海侠

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    的保护管耐磨性能直接影响耐磨热电偶使用寿命,热电偶耐磨头通常采用喷涂耐磨材料或使用耐磨合金材料制成。本文对耐磨热电偶的耐磨涂层知识做专业介绍。 常见材料的表面改性技术种类很多,传统的方法有金属渗C、N、B等,而热电偶保护管应用最多的热喷涂或喷焊工艺。1、热电偶保护管涂层为了提高耐磨热电偶保护管耐磨性,通常在表面喷涂WC系列金属陶瓷,其硬度可达75HRA,并可保持到500℃。由于其硬度极高,即使在恶劣条件下仍可长期使用,适用于重油和粉煤混烧过程及水泥熟料测温。其测温如图1所示。作为热电偶保护管,除喷涂WC外,还可喷涂Ni-Cr-Si-B合金,在1000℃左右的工作环境,则应喷涂钴基合金。①对耐磨涂层的要求对耐磨涂层的要求取决于耐磨涂层与基体材料的机械与化学匹配性、载荷的方向与大小以及涂层本身的性能。对耐磨涂层牢固性的要求:基体应无变形,有足够的硬度及屈服强度,以支承涂层不发生变形。a、涂层与基体材料的弹性模量要匹配。若涂层与基体材料的弹性模量不匹配,在负荷下会于基体界面处产生陡变式应力。表1     高速钢与碳合物的弹性模量 材料                            高速钢    ZrC    VC    TiC    HfC   NhC   TaC    WC 12.2%Co    WC 5.5%Co    WC    金刚石 弹性模量/×106MPa     0.2         0.41   0.43  0.45  0.46  0.51    0.54   0.57                    0.61                 0.61    0.79 b、热膨胀系数要匹配。涂层与基体材料的热膨胀系数不匹配,会因体积变化而产生应力。通常薄涂层的热膨胀受基体热膨胀而产生热应力。热膨胀系数差别越大,涂层中的热应力就会越大。表2  碳化物、氮化物涂层材料及钢的热膨胀系数 材料名称                                热膨胀系数/×106K-1碳化物      TiC                         7.4                ZrC                         6.4                HfC                        6.6                NbC                       6.6                TaC                        6.3                Cr3C2                    10.3                WC                        4.2-5.0 氮化物      TiN                        9.35                ZrN                        7.24                HfN                        6.9                VN                         8.1                NbN                      10.1                TaN                       3.6                CrN                        2.3 金属陶瓷  WC 5.5%Co          5.4                WC 12.2%Co        5.4 钢            低合金钢                 15                高速钢                    12 2、耐磨层对耐磨涂料的选择金属陶瓷是用金属或合金作粘结相,用陶瓷颗粒作强化硬质相的重要涂层材料。这里特别要求基质相金属或合金溶体对陶瓷颗粒有良好的润湿能力,从而使陶瓷颗粒与涂层的金属粘结相间有足够的粘结强度,使涂层在使用过程中不会出现陶瓷颗粒从涂层中脱落出来。

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    本文采用 LEM 电流传感器、电压比较器和CD4046 锁相环对负载电流进行频率跟踪 ,实现了功率器件的零电流开关( ZCS) ,减小了开关损耗和电磁干扰( E

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    磁翻板液位计,又称磁浮子液位计,是目前应用最为广泛的液位测量装置之一。磁翻板液位计是以磁浮子为测量元件,磁浮子始终浮在测量管内液面上,随着容器内的液面变化而变化。与此同时,浮子内的磁钢通过磁耦合作用驱动捆绑在测量管表面指示器内的磁性翻片发生翻转,从而指示出容器内的液位。磁翻板液位计的特征从磁翻板液位计工作原理可以看出,磁翻板液位计在测量过程中,液体介质与指示器完全隔离,所以在任何情况下都非常安全、可靠和耐用,也非常适合应用在工业生产的高压环境工况下。这也是磁翻板液位计区别于传统型的玻璃管液位计的最显著特点。磁翻板液位计五大优势经总结,可靠性强的高压型磁翻板液位计主要有以下优势:1、高压磁翻板液位计液位显示面板与被测液体介质完全隔离,内部的高压液体介质安全、可靠,不会受到被测介质污染显示器而使测量读数受到影响。2、显示直观、颜色醒目,远视效果好。3、液位测量范围大,不受容器规格、形状以及安装位置的限制,全过程测量无盲区。4、接液部分选用不同的材料制造,可适用于各种腐蚀性介质液位的测量。5、高压磁翻板液位计配上液位报警、控制开关或干簧管远传变送器,可实现液位的远距离报警和控制。

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