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        傳感器技術在海洋平臺儀控系統中的應用

        2014-02-27 21:04:30 來源:  作者:許正立
        聊聊

         正如我們所知,海洋平臺所處的環境十分復雜,通常在離海岸較遠的地方,平臺上有許多的設施、設備。 我們必須首先保證這些設施設備的正常工作,進而確保整個海上油氣田的正常生產、平穩運行以及安全保障。在這整個過程中,儀表控制系統充當了關鍵的作用,在整個生產過程中,存在著許許多多的變量,像溫度、壓力、流量等等。通過儀表測量出來的數據,能夠檢測海上油氣田生產過程的主要參數和環境狀態,出現問題后能及時處理,確保生產的安全可靠。

        在本文中,主要討論傳感器技術在儀控中的應用。首先介紹傳感器的定義:傳感器是一種物理裝置或生物器官,能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧),并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。在海洋平臺儀控系統中,主要采用物理型傳感器。

        在海洋平臺的儀控系統中,傳感器主要應用于溫度的測量,壓力的測量,流量的測量,液位的測量。除了在在儀表控制系統中的應用,傳感器技術還在應急開關系統、火災與可燃性氣體探測報警系統設計等等中有著廣泛的應用。

        首先介紹傳感器在溫度測量上的應用以及其原理。用于溫度測量的方法有很多,最常見的有兩種:接觸式和非接觸式。接觸式的測量儀表較為簡單,測量精度高,但是由于被測介質需要與測量元件進行充分的熱交換,此過程需要一定的時間,不適合于作業現場。

        下面著重介紹非接觸式溫度測量儀表,非接觸式測量儀表主要分為以下幾類:1,壓力式;2、雙金屬溫度計;3、熱電阻;4,熱電偶。 這幾種測量儀表都采用了傳感器的原理。壓力式溫度計是將溫度的變化轉變為氣體或者液體受熱后體積膨脹或者壓力變化作為檢測信號;雙金屬溫度計將固體受熱產生幾何位移作為測溫信號,這兩種溫度測量儀表都只是簡單的應用了傳感器技術。熱電阻和熱電偶則很好的利用了傳感器的原理。

        熱電阻是利用電阻與溫度成一定的函數關系的金屬導體或者半導體制成的感溫元件來測量溫度的。此儀表的關鍵部件就是感溫元件,金屬導體熱電阻的感溫元件主要為鉑、銅、鎳;半導體熱電阻的感溫元件為鍺、碳、熱敏電阻等。在這其中,金屬材料的熱電阻目前應用較為常見,最常用的為鉑熱電阻,它的物理性能穩定而且復線性好,測量精度高,還能測量較高的溫度。相比之下銅熱電阻測量溫度范圍小,但是溫度系數大,價格便宜,應用也比較廣泛。熱電阻測溫一般由熱電阻、導線、顯示儀表組成,需要注意的是熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致。熱電阻測量精度高;復線性好,可保持多年溫度性、精確度;響應速度快;但是熱電阻價格較貴,熱慣性較大,不適合在有機械振動的場合使用。總體來說,熱電阻將溫度通過感溫元件轉變為了電信號,不僅精確度較高,而且可以非常直觀的觀測到溫度的變化。

         

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