《过程参数检测及仪表》课程设计报告
过程检测技术及仪表课程设计
过程检测技术及仪表课程设计一、课程简介过程检测技术及仪表课程是石化、化工等行业必修的专业课程之一，也是与仪表控制有关的课程之一。
本课程的主要目的是使学生了解过程控制的基本理论、常见过程变量的测量与控制方法，掌握仪器的工作原理与调试技术，掌握各种测量仪器的应用技术，培养学生的实际应用技能和动手操作能力。
二、课程教材1.《过程检测技术及仪表》（第四版），姜元发，机械工业出版社2.《仪表自动化及应用技术》（第三版），白学忠，高等教育出版社三、教学内容3.1 过程控制基础理论1.过程控制的基本概念及分类2.过程参数的测量方法及常用单位3.过程控制系统的架构4.过程控制回路的类型及作用3.2 仪器仪表基础理论1.仪器仪表的基本原理2.常见仪表的工作原理与结构3.仪表的标定与检定3.3 常见过程参数的测量仪器与应用1.压力测量仪器的种类及应用2.温度测量仪器的种类及应用3.流量测量仪器的种类及应用4.液位测量仪器的种类及应用3.4 控制系统的构建与调试1.控制系统的设计方法2.控制系统的调试方法3.控制系统的优化方法3.5 实验教学本课程将安排多个实验环节，以帮助学生更好地掌握实际操作技能和应用技术。
1.压力变送器的调试实验2.温度传感器的校准实验3.流量计的调校实验4.液位计的校验实验四、考核方式考核方式主要分为课堂成绩和实验成绩两部分，具体分配比例为：1.课堂成绩（60%）：包括平时作业、小测验、课堂讨论等2.实验成绩（40%）：综合考虑实验操作技能、结果分析与实验报告等因素五、教学目标通过本课程学习，学生应具备以下能力：1.掌握过程控制的基本理论2.掌握测量仪器的工作原理及使用技能3.熟悉常见的过程参数测量仪器及其应用4.能独立设计、构建并调试控制系统5.具备较强的实际应用技能和动手操作能力六、结语过程检测技术及仪表课程是石化、化工等行业必修的专业课程之一，是学生在日后从事相关领域工作的基本功。
我们希望学生能够重视本课程，认真学习、动手练习，掌握好相关的理论知识和实践技能。
《过程检测及仪表》电子教案 书名与前言
前言
全书共分为７章，其中，绪论、第１、第２、第５章及附录由丁 炜编写；第３章王伟编写；第４、第７章于秀丽编写；第６章陈 文涛编写；书中自测练习和综合练习及部分参考答案刘慧敏编写， 技能训练３、４刘超美编写；丁炜负责全书统稿工作。本书由丁 炜、于秀丽任主编，刘慧敏、陈文涛、王伟任副主编。全书由浙 江大学博士生导师赵光宙教授任主审，赵教授从百忙中抽出时间 提出很多非常好的建议，在此深表感谢。
过程检测及仪表
Hale Waihona Puke 前言本教材立足于高等教育培养目标，遵循主动适应社会发展需 要、突出应用性和针对性、加强实践能力培养的原则，融入 国内著名学校先进的教学成果，借鉴国外教育思想以及教材 建设思路，从高等院校的实际出发，精选内容，突出重点， 力求教材本身的实用性和教材对学生的适用性。
过程检测仪表是自动化系统中不可缺少的组成部分；生产过 程变量的自动检测是实现自动控制的前提条件；自动控制系 统的控制精度在很大程度上取决于检测系统的精度，通过检 测获取生产过程中的各种信息，方可控制和研究生产过程。
前言
近年来，由于微电子技术、计算机技术的发展，特别是新材 料、新技术的出现，以及微处理机的广泛应用，极大地加快 了检测仪表的发展，在提高检测系统的测量精度、扩大测量 范围、延长使用寿命、提高可靠性的同时，使检测技术向智 能化的方向发展，检测仪表的应用领域得到拓展。因此，重 组教学内容，去掉陈旧的，提炼有用的，加强有效的，引入 先进的，努力使课程内容体现该领域的先进技术，以提高等 教育的针对性和适应性。具体做法是：摒弃了已经过时的气 动远传仪表，引入新型的一体化传感器和智能化仪表，引入 具有发展潜力的成分量的检测方法及仪表（包括红外线式气 体分析仪、气相色谱分析仪等分析仪表）。
本书在编写过程中，先后得到了许多单位和个人的大力支持和帮 助，亦在此表示诚挚的谢意！
过程检测及仪表课程设计
过程检测及仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过程检测及仪表的基本原理，掌握常用仪表的工作方式和功能特点。
2. 学生能够描述过程检测仪表在工业控制系统中的应用，了解不同检测参数的测量方法和相关仪表。
3. 学生掌握过程检测及仪表的安装、调试与维护的基本知识，能够解释仪表故障及简单处理方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确选择和使用过程检测仪表，进行简单的系统连接和调试。
2. 学生通过实际操作，提升动手能力，培养解决实际问题的能力。
3. 学生能够运用仪表数据进行简单的数据分析，为控制系统的优化提供参考。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习过程检测及仪表的知识，培养对工业自动化控制的兴趣，增强对现代工业的认识。
2. 学生在学习过程中，培养严谨的科学态度，提高团队合作意识和沟通能力。
3. 学生能够认识到过程检测及仪表在节能减排、环境保护等方面的重要作用，增强社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生的认知水平和实际需求，结合过程检测及仪表的学科特点，强调知识与实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够为未来从事相关工作打下坚实的基础。
二、教学内容1. 过程检测仪表的基本原理：包括传感器的工作原理、信号的转换与处理等，重点讲解温度、压力、流量、液位等常见参数的检测方法。
教材章节：第一章 绪论，第三节 过程检测技术。
2. 常用过程检测仪表：详细介绍各种检测仪表的结构、原理、性能及应用，如热电阻、热电偶、压力表、流量计等。
教材章节：第二章 常用过程检测仪表。
3. 过程检测仪表的安装、调试与维护：讲解仪表的安装要求、调试方法及日常维护，强调安全操作规范。
教材章节：第三章 过程检测仪表的安装与调试，第四章 仪表的维护与故障处理。
4. 实际应用案例分析：分析典型过程检测及仪表在工业控制系统中的应用案例，使学生了解实际工作中可能遇到的问题及解决方法。
过程检测仪表课程设计
过程检测仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程检测仪表的基本概念、分类及工作原理；2. 掌握各种过程检测仪表的安装、调试和校准方法；3. 了解过程检测仪表在工业生产中的应用及其重要性。
技能目标：1. 培养学生能够正确选用、使用和维护过程检测仪表的能力；2. 提高学生分析、解决实际工程问题的能力；3. 培养学生运用所学知识对过程检测仪表进行故障排查和维修的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程检测仪表相关领域的学习兴趣，激发他们的求知欲；2. 培养学生具备严谨的科学态度和良好的团队协作精神；3. 增强学生对我国工业发展的责任感和使命感，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为专业技术课程，旨在让学生掌握过程检测仪表的基本知识和实际应用，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
学生特点分析：高二年级学生具备一定的物理和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力，对新技术和新知识充满好奇心。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，强化学生的动手操作能力；2. 创设情境，引导学生主动参与，培养学生的自主学习能力；3. 激发学生的创新意识，提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 过程检测仪表概述：介绍过程检测仪表的定义、分类、应用领域及其在自动化控制系统中的作用；教材章节：第一章 绪论内容列举：仪表的分类、发展历程、应用领域。
2. 常见过程检测仪表工作原理及特点：详细讲解温度、压力、流量、液位等检测仪表的工作原理、性能参数及选型；教材章节：第二章至第五章内容列举：热电偶、热电阻、压力传感器、流量计、液位计等。
3. 过程检测仪表的安装与调试：讲解仪表的安装位置、方法、调试步骤及注意事项；教材章节：第六章内容列举：安装规范、调试方法、校准及维护。
4. 过程检测仪表的故障分析与维修：分析仪表常见故障及其原因，介绍故障排查和维修方法；教材章节：第七章内容列举：故障分类、排查方法、维修技巧。
过程参数检测及仪表课程设计报告
过程参数检测及仪表课程设计报告Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998课程设计报告( 2015 -- 2016 年度 第 一 学期 )名 称：《过程参数检测及仪表》课程设计 题 目： 标准节流装置的计算 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 成 绩：日 期： 年 月 日一、课程设计的目的与要求本课程设计为自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。
通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。
二、设计正文第一类命题1. 已知：流体为水，工作压力（表压力）0.58MPa p =，工作温度30t =℃；管道100mm D 20=，材料为20号钢旧无缝管；节流装置采用角接取压标准孔板，材料为1Cr18Ni9Ti ，50.38mm d 20=；差压Pa 105p 4⨯=Δ，求给定差压值下的水流量m q 。
解题过程： (1)辅助计算。
工作压力（绝对压力）：0.68MPa 0.10.58p p p b a =+=+=查表可得：水密度31/m 995.5502kg =ρ，其动力粘度s Pa 10828.0053-6⋅⨯=η， 管道线膨胀系数/1011.16-6D ⨯=λ℃，节流件线膨胀系数/1016.60-6d ⨯=λ℃， 将水视为不可压缩流体则其可膨胀性系数1=ε。
(2)题目未对管道直管段长度做出要求，故无需考虑此项检查；由于没有查出20号钢旧无缝管的管壁等效绝对粗糙度K ，无法检查管道粗糙度K/D 是否满足要求。
(3)迭代计算。
对角接取压标准孔板：0.75D62.582.1)Re 10(0.00290.1840.03120.5959C βββ+-+=令∞=D Re ，得初值0.60253C 0=。
在MATLAB 中编写迭代程序： A=; beta=; C(1)=; i=1; deta=1; while (deta> Re=A*C(i); i=i+1;C(i)=+*(beta^*(beta^8)+*(beta^*((1000000/Re)^; deta=abs((C(i)-C(i-1))/C(i)); end迭代的中间结果如下： 则最终可得0.604337=C (4)最终结果。
过程检测技术及仪表实训报告
过程检测技术及仪表实训报告实训背景和目的随着工业生产的不断发展，过程检测技术及仪表在各个领域的应用越来越广泛。
为了更好地掌握过程检测技术及仪表的基本知识和技能，提高实际操作能力，我们进行了为期一周的过程检测技术及仪表实训。
本次实训旨在让我们了解过程检测技术及仪表的基本原理和应用，掌握相关设备的操作和维护方法，培养我们的实践能力和创新精神。
过程检测技术概述过程检测技术是指通过各种传感器、仪表及检测设备，对生产过程中的物理、化学参数进行监测、控制和优化，以达到提高产品质量、降低生产成本、保护环境等目的。
过程检测技术广泛应用于化工、石油、食品、医药等行业，对于保证生产过程的稳定性和安全性具有重要意义。
仪表基础知识仪表是过程检测技术的重要组成部分，是实现过程控制的基础。
本次实训涉及的仪表主要包括压力表、温度计、流量计、物位计等。
这些仪表的主要功能是感受和测量生产过程中的各种参数，并将测量结果转化为易于识别的信号，传递给控制系统进行处理。
实训设备与工具本次实训所用的设备包括压力表、温度计、流量计、物位计等，以及相应的连接管道、阀门、电源等辅助设备。
同时，我们还使用了多种工具，如螺丝刀、扳手、钳子等，以便更好地进行实际操作。
实训方法和步骤本次实训采用分组进行的方式，每组同学根据指导老师的安排，分别进行不同类型仪表的实际操作和数据记录。
具体步骤如下：（1）指导老师讲解实训内容和安全注意事项；（2）分组进行不同类型仪表的实际操作和数据记录；（3）指导老师对同学们的实操过程和结果进行点评和指导；（4）同学们整理实训数据，撰写实训报告。
实训数据记录与处理在实训过程中，我们记录了各种仪表的测量数据，包括压力、温度、流量、物位等。
同时，我们还对数据进行了一定的处理和分析，如计算平均值、最大值、最小值等统计数据，以便更好地评估实训结果。
实训结果分析与评估根据实训数据记录和处理结果，我们对实训过程和结果进行了分析和评估。
通过对比不同类型仪表的测量结果，我们可以发现它们之间的差异和优劣。
检测仪表设计课程设计报告
检测仪表设计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握检测仪表的基本原理和设计方法，理解仪表在工程领域的应用。
2. 使学生了解不同类型检测仪表的特点，能够根据实际需求选择合适的仪表。
3. 引导学生掌握检测仪表的安装、调试和校准方法，具备实际操作能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行检测仪表设计的能力，能够独立完成简单的仪表设计方案。
2. 提高学生运用检测仪表解决实际问题的能力，具备一定的故障排查和维修技能。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够就仪表设计方案进行讨论和改进。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对检测仪表设计课程的兴趣，激发学习热情，形成主动学习的态度。
2. 引导学生关注仪表设计在工程领域的发展，培养创新意识和实践精神。
3. 培养学生严谨、负责的工作态度，遵循工程规范，养成良好的职业素养。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学和实际操作，培养学生具备检测仪表设计、安装、调试和维修的能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础和工程实践经验，对检测仪表有一定的了解，但设计能力有待提高。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，强调实际操作能力的培养。
通过课程学习，使学生能够独立完成检测仪表的设计与调试工作，为将来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 检测仪表基本原理：讲解仪表的工作原理、性能指标及分类，以课本第二章内容为基础，使学生深入理解检测仪表的运行机制。
2. 检测仪表设计方法：分析仪表设计的一般步骤和关键环节，结合课本第三章，让学生掌握仪表设计的基本方法。
3. 检测仪表选型与应用：介绍不同类型检测仪表的特点及应用场景，以课本第四章为例，指导学生如何根据实际需求选择合适的仪表。
4. 检测仪表安装与调试：讲解仪表的安装要求、调试方法及校准技巧，结合课本第五章，培养学生具备实际操作能力。
5. 检测仪表故障分析与维修：分析常见故障原因及排除方法，以课本第六章为例，提高学生故障排查和维修技能。
《过程检测技术及仪表》实验指导书
自动化专业《过程检测技术及仪表》实验指导书周雪莲张建成编西南大学计算机与信息科学学院2006年12月19日目录前言………………………………………………………………………第一章基本要求和安全操作规程及误差理论与数据处理1 基本要求…………………………………………2 安全操作规程……………………………………………………3 误差的基本概念……………………………………………………4 误差的计算…………………………………………………………5 检测结果处理………………………………………………第二章实验指导书实验一热电偶温度变送器实验………………………………………………实验二压力表检定实验………………………………………………实验三扩散硅压力变送器实验………………………………实验四电容式差压变送器实验………………………………实验五数字显示仪表实验……………………………………………实验六压力检测系统实验……………………………………实验七流量检测系统实验…………………………………………前言本实验指导书是专为自动化专业的过程检测和控制仪表课程而编写的。
自动化是一门实践性很强的学科，实践教学环节对于培养和发展学生的各种能力有着非常重要的作用，尤其对培养学生的动手能力、分析解决实际问题的能力、科学研究能力和创新能力，是不可缺少的重要环节。
开好实验课对于全面实施教学大纲和提高教学质量都是必要的。
本实验指导书分两部分：基本要求和安全操作规程及误差理论及数据处理、实验指导书。
误差理论及数据处理部分主要讲述误差的基本概念、表示方法、计算公式、有效位取舍等内容。
实验指导书部分主要包括检测仪表、显示仪表、控制仪表和仪表控制系统的实验。
通过实验，了解各种参数检测的方法、所用仪表的性能特征、学会用仪表构成测量系统，并分析系统误差原因等。
本实验指导书的教学目标是：拓宽加深学生对理论知识的理解，从而掌握比较全面的专业知识，掌握仪表和自动化系统的专业操作技能，具备一定的分析解决工程实际问题的能力，形成科学的工作作风和良好的人才素质：1) 掌握知识、加深理解通过对所学仪表进行校验、调整、拆装等操作，熟悉仪表的结构和各部件的作用，更深刻地理解仪表的工作原理、功能和仪表的整机特性。
过程控制与检测仪表课程设计报告指导书
- - -.过程控制与检测仪表课程设计指导书杜玉晓XX工业大学自动化学院二００六年十月实验项目名称：题目一单容水箱液位定值控制系统实验项目性质：综合性所属课程名称：《过程控制系统》、《组态软件技术》、《PLC与电器控技术》实验计划学时：1周一．实验目的使学生针对典型的工业控制对象，实现单容水箱液位的定值控制。
单容液位控制系统设计包括系统的设备选型、控制器设计（智能控制仪表/PLC）和监控界面设计，使学生初步掌握工业控制系统的设计和实现方法。
了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用，了解单容液位定值控制系统的结构与组成，掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。
二、预习与参考自动控制原理、过程控制系统、MCGS、西门子200、300PLC编程。
三．实验要求和设计指标按照实验要求，综合运用所学理论知识，通过查阅手册和文献资料，完成单容液位控制系统的综合与设计，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。
掌握自动控制系统的综合与设计方法，熟悉控制器的结构、类型及其校正作用。
（1）根据选定的典型系统类型、选择合适的控制器型号；（2）确定控制系统控制算法以及实现方法；（3）智能控制仪表控制设定；或者西门子PLC程序设计；（4）M CGS监控界面。
四.实验（设计）仪器设备和材料清单实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个；SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根；SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。
五．调试及结果测试根据题目指标，实验教师对每个指标进行现场验收。
六.考核形式实验完成后，交实验报告一份，包括计算与系统设计说明。
实验考核方法：随堂考核试验操作能力；评分标准：含各项目成绩、参考平时成绩和实验报告成绩，分为优、良、中、及格、不及格五级打分。
七.实验报告要求每位同学根据自己的实验数据和结果，根据给定的格式，独立完成实验报告。
过程检测技术及仪表课程设计(东北电力大学)
目录第1章绪论............................................................................................ - 1 -1.1 课题背景与意义............................................................................... - 1 -1.2 总实验装置以及监测原理 ................................................................ - 1 -1.3 检测和控制参数............................................................................... - 4 - 第2章温度的测量 ...................................................................................... - 5 -2.1 实验管流体进出口温度测量和控制 .................................................. - 5 -2.1.1 检测方法设计以及依据........................................................... - 5 -2.1.2 仪表种类选用以及设计依据.................................................... - 5 -2.1.3 测量注意事项 ......................................................................... - 7 -2.1.4 误差分析 ................................................................................ - 7 -2.2 水浴温度的测量............................................................................... - 7 -2.2.1 检测方法设计以及依据........................................................... - 7 -2.2.2 仪表种类选用以及设计依据.................................................... - 7 -2.2.3 测量注意事项 ......................................................................... - 8 -2.2.4 误差分析 ................................................................................ - 9 -2.3 管壁温度测量 .................................................................................. - 9 -2.3.1 检测方法设计以及依据........................................................... - 9 -2.3.2 仪表种类选用以及设计依据.................................................... - 9 -2.3.3 测量注意事项 ....................................................................... - 10 -2.3.4 误差分析 .............................................................................. - 10 - 第3章水位的测量 .................................................................................... - 11 -3.1 补水箱水位测量............................................................................. - 11 -3.1.1 检测方法设计以及依据......................................................... - 11 -3.1.2 仪表种类选用以及设计依据.................................................. - 11 -3.1.3 测量注意事项 ....................................................................... - 12 -3.1.4 误差分析 .............................................................................. - 12 - 第4章流量的测量 .................................................................................... - 14 -4.1 试验管流体的流量测量 .................................................................. - 14 -4.1.1 检测方法设计以及依据......................................................... - 14 -4.1.2 仪表种类选用以及设计依据.................................................. - 14 -4.1.3 测量注意事项 ....................................................................... - 16 -4.1.4 误差分析 .............................................................................. - 17 - 第5章差压的测量 .................................................................................... - 18 -5.1 实验管出入口差压 ......................................................................... - 18 -5.1.1 检测方法设计以及依据......................................................... - 18 -5.1.2 仪表种类选用以及设计依据.................................................. - 18 -5.1.3 测量注意事项 ....................................................................... - 20 -5.1.4 误差分析 .............................................................................. - 20 -设计心得体会 ............................................................................................. - 21 - 参考文献 ............................................................................................... - 22 -第1章绪论1.1 课题背景与意义换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。
抽气回热系统五六段抽气
课程设计报告( 2012-- 2013 年度第 1 学期)名称：过程参数检测及仪表课程设计题目：抽气回热系统的五，六段院系：控制与计算机工程班级：测控1001班学号：1101160119学生姓名：王亚为指导教师：邱天设计天数：一天半成绩：日期：2013 年 6 月27 日一、课程设计的目的与要求本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。
通过本课程设计，使学生加深对抽气回热系统基本概念的理解，以及掌握一定关于抽气回热系统创新与改进的基本能力。
二、设计正文抽气回热系统的五六段抽气回热1.抽气回热系统的现代背景2. 简述系统的工作原理3.介绍设备及参数4.画出热工检测图5.列出仪表设备清册具体解答过程1.抽气回热系统的背景抽气回热系统指与汽轮机回热抽汽有关的管道及设备，在蒸汽热力循环中，通常是从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽，送到给水加热器中用于锅炉给水的加热（即抽汽回热系统）及各种厂用汽等。
抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用蒸汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向空气放热，即避免了蒸汽的热量被空气带走，使蒸汽热量得到充分利用，热好率下降，同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热工程中不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少提高工质在锅炉内吸热过程的平均温度。
综合以上原因说明，抽汽回热系的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。
2.简介系统的基本工作原理如图所示，在汽轮机高中低压气缸做完功的蒸汽凝结为水进入凝汽器，然后凝结水从凝汽器出来，经过凝结水泵进入加热器进行在加热，分别通过#8#7#6#5#4#3#2#1加热器再次进入锅炉进行循环利用，而在加热器中，抽气道在高中低压气缸之上进行开孔取气，高温的蒸汽进入加热器中对流过的凝结水进行加热，高温蒸汽遇冷凝结形成的疏水，回流于凝汽器中变为凝结水，再次进行循环，进而达到减少工质损失，减少热损失，提高经济性的目的。
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课程设计报告( 2015 -- 2016 年度第一学期 )名称：《过程参数检测及仪表》课程设计题目：标准节流装置的计算院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：年月日一、课程设计的目的与要求本课程设计为自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。
通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。
二、设计正文第一类命题1. 已知：流体为水，工作压力（表压力）0.58MPa p =，工作温度30t =℃；管道100mm D 20=，材料为20号钢旧无缝管；节流装置采用角接取压标准孔板，材料为1Cr18Ni9Ti ，50.38mm d 20=；差压Pa 105p 4⨯=Δ，求给定差压值下的水流量m q 。
解题过程： (1)辅助计算。
工作压力（绝对压力）：0.68MPa 0.10.58p p p b a =+=+=查表可得：水密度31/m 995.5502kg =ρ，其动力粘度s Pa 10828.0053-6⋅⨯=η， 管道线膨胀系数/1011.16-6D ⨯=λ℃，节流件线膨胀系数/1016.60-6d ⨯=λ℃， 将水视为不可压缩流体则其可膨胀性系数1=ε。
m 100.01116m 20)](t [1D D D 20t =-+=λ 50.38836mm 20)](t [1d d d 20t =-+=λ0.50383D d tt==β5316681.148-1D pd 0.0040.354A 4t 12t =⨯=βηρεΔ(2)题目未对管道直管段长度做出要求，故无需考虑此项检查；由于没有查出20号钢旧无缝管的管壁等效绝对粗糙度K ，无法检查管道粗糙度K/D 是否满足要求。
(3)迭代计算。
对角接取压标准孔板：0.75D62.582.1)Re 10(0.00290.1840.03120.5959C βββ+-+=令∞=D Re ，得初值0.60253C 0=。
在MATLAB 中编写迭代程序： A=316681.1485;beta=0.50383; C(1)=0.60253; i=1; deta=1;while (deta>0.000001) Re=A*C(i); i=i+1;C(i)=0.5959+0.0312*(beta^2.1)-0.184*(beta^8)+0.0029*(beta^2.5)*((1000000/R e)^0.75);deta=abs((C(i)-C(i-1))/C(i)); end迭代的中间结果如下：则最终可得0.604337=C (4)最终结果。
/h 44769.24kg C D 0.354Aq t m ==η第二类命题9. 流体为过热蒸汽，最大流量kg/h 103q 3mmax ⨯=，常用流量kg/h 102.5q 3mch ⨯=，最小流量kg/h 101.5q 3mmin ⨯=；工作压力（表压力）1MPa p =，工作温度310t =℃；管道76.2mm D 20=，材料为20号钢新无缝管，允许压力损失30kPa y ≤Δω；管道阻力件：上游第一阻力件为球形阀全开，上游第二阻力件为渐扩管。
要求： (1)确定标准节流件形式； (2)选定差压计； (3)计算20、d 、C、εβ；(4)确定最小直管段长度210、、l l l ； (5)计算压力损失并进行核算；(6)计算基本误差。
解题过程：由题目要求建立下表：项目 符号 单位 数值 被测介质过热蒸汽 流量测量范围：正常 最大 最小 mch q mmax q mmin qkg/h kg/h kg/h 2500 3000 1500 介质工作表压力 p MPa 1 工作温度 t℃ 310 管道内径 20Dmm 76.2 管道材料20号钢新无缝管正常流量下允许压力损失 y ΔωkPa 30 阻力件：上游第一 上游第二球形阀全开 渐扩管(1)确定标准节流件形式。
1)考虑到对压力损失的要求较为严格，选取的节流件为标准喷嘴（ISA1932喷嘴）. 2)考虑到角接取压的沿程压力损失变化对差压测量影响较小，采用角接取压方式；由于管道直径不大，故采用环室取压方式。
3)选择材料为1Cr18Ni9Ti 。
(2)选定差压计。
1)满刻度流量值*mmax q 确定。
规定的流量计满刻度系列值为）05,6,8；n 2,2.5,3,4,1,1.2,1.6,（a 10a q 或任意正、负整数nk ==⨯= 最大流量kg/h 103q 3mmax ⨯=，选取最近的流量系列值kg/h103q 3mmax ⨯=*。
2)对应的max p Δ确定。
(a)从对压力损失的要求出发，标准喷嘴差压上限y max 3.5)(3p Δω~Δ=，但实际上若取90kPa 3p y max ==ΔωΔ，选择最近的差压系列值100kPa p max =Δ，最终验算出的压力损失30kPa 45kPa ch >≈Δω，远不满足题目要求。
(b)为减小压力损失，选择较小的差压上限90kPa 3p y max ==ΔωΔ，选取最为靠近的差压系列值60kPa 10kPa 6p max =⨯=Δ。
(c)工作压力（绝对压力）： 1.1MPa p p p b a =+= 验算0.250.0545p p amax<=Δ，符合规定。
验算5tmminDmin 103.45336520.143D q 0.354Re ⨯≈==η，查表得所有β值对应的最小雷诺数推荐值Dmin Re Re Dmin<*，保证了流出系数C 变化的要求。
(d)常用流量对应的差压41.666kPa p )q q (p max 2*mmaxmch ch ==ΔΔ。
3)型号选定。
可选用1151DP 电容式差压变送器，其量程范围186.8)kPa ~31.3(0-，仪表基本误差0.2%±，再根据max p Δ调整量程为Pa 106003⨯~。
(3)计算20、d 、C、εβ。
1)辅助计算。
查表可得：过热蒸汽密度31 4.1999kg/m =ρ，其动力粘度s Pa 1020.6275-6⋅⨯=η， 管道线膨胀系数/1013.38-6D ⨯=λ℃，节流装置线膨胀系数/1017.50-6d ⨯=λ℃，过热蒸汽等熵指数 1.3=κ。
76.49567mm 20)](t [1D D D 20t =-+=λ 0.999958p p -1ch==Δτ5tmchDch 105.68560866.905D q 0.354Re ⨯≈==η0.2553323p 0.004D q A ch1mcht ==Δρ22)迭代计算。
假设1C 00==ε。
根据以下公式进行迭代：)A/(C X 1-n 1-n n ε=1/422n ))X /(1(X nn +=β τττββκκτεκκκκ----=11111-1)/-(2/442/ 1.15D 64.1524.1)Re )(100.0033(0.001750.2262-0.9900C /βββ--=n n n n C X A εδ-=从n=3起用快速弦截法公式：2-n 1-n 2-n 1-n 1-n 1-n n -X -X X X δδδ-=精度判别公式：/A e n n δ=假设判别条件：10n 105|e |-⨯≤在MATLAB 中编写迭代程序： A=0.255323; Re=560000; k=1.3; tau=0.999958; j=1;C(1)=1; epsilon(1)=1; e(1)=1; while (e(j)>5*10^(-10)) j=j+1; if j<=3;X(j)=A/(C(j-1)*epsilon(j-1)); elseX(j)=X(j-1)-(delta(j-1)*(X(j-1)-X(j-2))/(delta(j-1)-delta(j-2))); endbeta(j)=(X(j)^(2)/(X(j)^(2)+1))^(1/4);C(j)=0.99-0.2262*(beta(j)^4.1)-(0.00175*(beta(j)^2)-0.0033*(beta(j)^4.15))*((10^6/Re)^1.15);epsilon(j)=sqrt(((k*tau^(2/k))/(k-1))*((1-beta(j)^(4))/(1-beta(j)^(4)* tau^(2/k)))*((1-tau^((k-1)/k))/(1-tau))); delta(j)=A-X(j)*C(j)*epsilon(j); e(j)=abs(delta(j)/A); end迭代的中间结果如下：则最终可得0.9999740.975981，0.503086，C ===εβ38.48390mm D d t t ==β 38.28958mm 20)](t [1d d d t20=-+=λ(4)确定最小直管段长度210、、l l l 。
向上估计0.55=β，查表得： 1.147m 0.530D 0.5)0.7,f(t 0渐扩管=⨯=⨯==βl1.836m 24D )0.55,f(t 1球形阀全开====βl 0.459m 6D 0.55)f(t 2====βl(5)计算压力损失并进行核算。
1)验算压力损失：对ISA1932喷嘴，正常流量下压损为y ch 2424ch 24.7kPa p C -1C --1ΔωΔΔω≤=+=ββββ压力损失验算合格。
2)核算正常流量：h 2418.60kg/p d -1C 0.004q 1ch 24tmch ==ρεβΔ* (6)计算基本误差。
91)对于ISA1932喷嘴：由于0.60.5<≈β，0.8%c/C ±=δ0.083334%)%/p p 2(/1ch =±=Δεδε2)设0.05%/d 0.1%，/D d ±=±=δδD 3)1151DP 电容式差压变送器为0.2级：0.192%600000.2%41667132)(p 132p 差压计允许绝对误差ch p =⨯⨯⨯=⨯⨯=ΔΔΔδ 4)假设温度、压力的测量不确定度为1%±，则1%/±=ρδρ 5)总不确定度：0.9580%])(41)p (41)d ()12()D ()12()()C c [(q 1/222p 2d 24224422m q m±=++-+-++±=ρδδδβδββεδδδρD εΔΔ 6)基本误差：h 23.9500kg/q q mch mq q m m =⨯=δδ三、课程设计总结或结论1. 所得：本次课程设计，虽只有短暂的五天，我却得到巨大的锻炼。
当面对一个灵活且没有固定答案的问题，考虑的东西比平时面对理论知识要多，进而会从思考中发现，处理这个问题需要而自己欠缺的的东西，促动自己努力探索尚未涉足的领域！ 2. 所悟：首先对于第一类校验问题的计算多了点熟练，相关计算并不是很难，重点在于对题目中各个参数概念的把握及对应单位的留心，特别是对于工作压力与绝对压力的区别。