第03章 过程参数的检测_22.ppt

3.3 温度检测 3.3.1 温度检测方法和分类 3.3.2 热电偶及其测温原理 ——热电效应和热电偶 ——中间导体定律和热电势的测量 ——等值替代定律和补偿导线 ——标准化热电偶和分度号 ——热电偶冷端温度的处理 ——热电偶的结构形式 3.3.3 热电阻及其测温原理 ——热电阻的测温原理 ——工业上常用的金属热电阻 ——热电阻的信号连接方式 ——热电阻的结构形式 3.3.4 温度变送器简介 ——DDZ－III型温度变送器 ——一体化温度变送器 ——智能式温度变送器 3.3.5 双金属温度计 3.3.6 温度检测仪表的选用 ——温度检测仪表的安装 3.4 流量检测 ——几个概念 3.4.1 流量检测的主要方法和分类 3.4.2 节流式流量计 ——节流原理 ——流量方程 ——标准节流件(孔板) ——标准取压方式 ——节流式流量计的安装 ——节流式流量计的使用特点和要求 ——节流式流量计误差产生的原因 ——节流式流量计误差产生的原因 3.4.3 转子流量计 ——流量方程 ——流量修正 例 ——转子流量计的特点 3.4.4 电磁流量计 ——电磁流量计的特点 ——电磁流量计的安装 3.4.5 涡轮流量计 3.4.6 漩涡流量计 3.4.7 椭圆齿轮流量计——直接测量 3.4.8 其它——科里奥利力质量流量计 ——间接式质量流量测量 3.5 物位检测 3.5.1 概述 3.5.2 差压式液位计（变送器） 例 3.5.3 浮筒式液位计 3.5.4 电容式物位计 3.5.5 核辐射式物位计 3.6 成分和物性参数的检测 3.6.3 溶解氧的检测 极谱型溶氧电极 其它 3.7 现代检测技术与传感器的发展 软测量就是依据可测、易测的过程变量(称为辅助变量)与难以直接检测的待测变量(称为主导变量)的数学关系(软测量模型)，通过各种数学计算和估算方法，用软件实现对待测变量的测量或估计。 软测量技术（Soft-Sensing Technique）主要包括四个方面： (1)辅助变量的选取； (2)数据处理； (3)软测量模型的建立； (4)软测量模型的在线校正。 3.7.2软测量技术 1. 辅助变量的选取 2. 测量数据的处理 3. 软测量模型的建立 4. 软仪表的在线校正 5. 软测量的工业应用 1.辅助变量的选取 1）变量类型的选择 2）变量数目的选择 3）测点位置的选择 1）变量类型的选择 选择的方法往往从间接质量指标出发。 例如： 精馏塔产品的软测量一般采用塔板温度， 化工反应器中产品的软测量采用反应器管壁温度。 2）变量数目的选择 从过程机理入手分析，从影响被估计变量的变量中去挑选主要因素，因为全部引入既不可能也没必要。 如果缺乏机理知识，则可用回归分析的方法找出影响被估计变量的主要因素，这需要大量的观测数据。 需要指出，受系统自由度的限制，辅助变量的个数不能小于被估计变量的个数。至于辅助变量的最优数量问题，目前尚无统一结论。 3）测点位置的选择 对于许多工业过程，辅助变量的检测点的选择是十分重要的，因为可供选择的检测点很多。 检测点的选择方法： 采用奇异值分解的确定， 采用工业控制仿真软件确定。 确定的检测点往往需要在实际应用中加以调整。 一种辅助变量的选择原则如下 灵敏性：能对过程输出(或不可测扰动)作出快速反应。 特异性：能对过程输出(或不可测扰动)之外的干扰不敏感。 工程适应性：工程上易于获得并达到一定的测量精度。 精确性：构成的估计器达到要求的精度。 鲁棒性：构成的估计器对模型误差不敏感。 2.测量数据的处理 1）误差处理 2）数据的变换 1）误差处理 从现场采集的测量数据，由于受仪表精度和测量环境的影响，一般都不可避免地带有误差，有时甚至有严重的过失误差。如果将这些现场测量数据直接用于软测量，会导致软测量的精度降低，甚至完全失败。因此，测量数据必须经过误差处理。 测量数据的误差：随机误差、系统误差和过失误差。 随机误差的处理 符合统计规律，工程上多采用数字滤波算法。 如：中位值滤波、算术平均滤波和一阶惯性滤波等。 随着计算机优化控制系统的使用，复杂的数值计算方法对数据的精确度提出了更高的要求，于是出现了数据一致性处理技术。 基本思想： 根据物料或能量平衡等建立精确的数学模型，以估计值与测量值的方差最小为优化目标，构造一个估计模型，为测量数据提供一个最优估计。 过失误差处理 含有过失误差的数据出现的机率较小，但是，一旦出现则可能严重破坏数据的统计特性，导致软测量的失败。 提高测量数据质量的关键：及时侦测、剔除和校正含有过失误差的数据。 侦测过失误差的方法： (i)对各种可能导致过失误差的因素进行理论分析；