任务一常用测量仪表(情景任务五)课件

项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块任务一任务一 常用测量仪表常用测量仪表情景五情景五密度密度计计情景三情景三转速表转速表情景一情景一 温度表温度表情景二情景二压力表压力表情景四情景四流量计流量计项目六目六 仪表与量具表与量具 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块 【学习情境五学习情境五】识别并正确使用常用比重计识别并正确使用常用比重计能力目标：能力目标：1.掌握比重计的原理及应用；掌握比重计的原理及应用；2.了解湿度计的原理及应用；了解湿度计的原理及应用；3.了解盐度计的原理及应用。了解盐度计的原理及应用。学习任务学习任务：实验室观察各种比重计、湿度计、盐：实验室观察各种比重计、湿度计、盐 度计，并掌握其原理及应用度计，并掌握其原理及应用课内实践课内实践：讨论各种比重计、湿度计、盐度计：讨论各种比重计、湿度计、盐度计 使用范围使用范围教学方法教学方法：引导文引导文教学法教学法 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块学习领域：常用测量仪表学习领域：常用测量仪表学习情境：各种比重计的原理及使用学习情境：各种比重计的原理及使用工作任务：掌握各种比重计的原理及应用工作任务：掌握各种比重计的原理及应用具体任务：实验室观察各种比重计具体任务：实验室观察各种比重计引导文2.常用干湿球湿度计特点及应用？3.常用毛发式湿度计的特点及应用？4.常用浮子式密度计的原理及应用？1.常用的静压式密度计特点及应用？项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块密度计种类多，不同的测量仪表应用范围不同，实验室观察，密度计种类多，不同的测量仪表应用范围不同，实验室观察，认识不同的密度计，说出名称，并解释基本认识不同的密度计，说出名称，并解释基本测量测量原理，讨论原理，讨论分析使用注意事项。分析使用注意事项。【任务描述任务描述】项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块【背景知识背景知识】习惯上，将测量物质密度的仪器、仪表及装置称为密度汁。密度计有时也可用来测量相对密度（比重），过去称之为比重汁。标准状态下的空气标准状态下的空气标准大气压下标准大气压下4的纯水的密度的纯水的密度气体的密度气体的密度固体和液体的密度固体和液体的密度相相对对密密度度 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块测量密度的方法测量密度的方法体积法体积法重量法重量法密度计按用途分类密度计按用途分类液体密度计液体密度计气体密度计气体密度计常用测液体的密度计常用测液体的密度计固体密度固体密度计计浮子式密度计浮子式密度计静压式密度计静压式密度计振动式密度计振动式密度计放射性同位素密度计放射性同位素密度计 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块一一、浮子式浮子式密度计密度计根据阿基米德定律和物体浮在液面上平衡的原理制成。当比重计垂直浮在液体中时，其本身的重力跟它排开的液体的重力相等。于是在不同的液体中浸入的深度不同，所受到的压力不同，相对应的刻度也就不同，比重计就是利用这一关系刻度的。常用的比重计有两种。一种称“重表”。另一种称“轻表”。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块使用注意事项使用注意事项（1）浮计浸入被测液体中要保证浮计始终处于铅垂状态。（2）浮计浸入被测液体时，一开始会有小的上下沉浮运动，必须待浮计处于自然平衡状态时才卖取其刻度值。（3）浮计浸入被测液体测量时，不能让浮计的底部(压载室)与容器的底部接触，浮计处于自然平衡时应为悬浮状态，浮计的底部(压载室)与容器的底部有一定的距离。（4）应根据被测液体密度的大小，选择合适的量程和分度的浮计来测量。可先大概估计被测液体的密度，选用几只不同量程的浮计试用比较，最后确定测量用的浮计。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块二、静压式密度计二、静压式密度计 静压式密度计的工作原理是将液体密度的测量转换为液体静压力(静压强)的测量。现有的静压式密度计按其测量方式分为液柱测压式和差压式两种。1.液柱测压式密度计液柱测压式密度计由静力学方程可知一定高度液柱的相对静压力与该液体的密度成正比，因此，可使用压力测量仪表测出高度为h的液柱的相对静压力数值p，由上式即可得到液体的密度。这就是液柱测压式密度汁的基本原理。主要有膜主要有膜盒盒(或膜片或膜片)静压式静压式密度计和单管密度计和单管吹气式吹气式密度计两种密度计两种 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块2.差压式密度计差压式密度计静止液体当中相差一定高度的两点静压差与该液体的密度成正比，因此，可使用测量压力差的仪表(差压计)测出高度为的两点的静压力差值，由上式即可得液体的密度。这就是差压式密度计的基本原理。特点是测量静止液体中相距一定高度的两点的静压力差值，它对被测液体自由表面上的气体压力以及测量点的静压力数值大小都没有任何要求，这样就更便于现场直接测量，并且测量精度也有很大的提高。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块三、其他三、其他液体密度计简介液体密度计简介基于振动系统的固有频率(或称自然频率)和周期与振体的质量和系统的弹性有关，而与外界的干扰及其振幅等无关。理论分析表明，对于弹性系数一定的振动系统，若振体的体积已知，则测定该振动系统的固有频率或周期，即可得到振体的密度。1.振动式密度计振动式密度计 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块在测量仪器内设置放射性同位素辐射源，它的放射性辐射线(比如射线)在穿透一定厚度的被测液体后，被辐射线检测器所接收。一定厚度的被测液体对放射性辐射线的吸收量与该被测液体的密度有关，而辐射线检测器所接收的信号则与该吸收量有关，因此，辐射线检测器所接收的信号经变换、分析、换算后便可得到被测液体的密度。2.放射性同位素密度计放射性同位素密度计 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块u 干湿球法干湿球法简单干湿球湿度计，简单干湿球湿度计，通风干湿球湿度计（阿斯曼）通风干湿球湿度计（阿斯曼）u 露点法露点法 光电式露点湿度计光电式露点湿度计u 吸湿法吸湿法氯化锂电阻式氯化锂电阻式高分子电阻式，高分子电阻式，高分子电容式高分子电容式金属氧化物陶瓷电阻式，金属氧化物膜电阻式金属氧化物陶瓷电阻式，金属氧化物膜电阻式【拓展延伸拓展延伸】湿度湿度的测量方法的测量方法 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块所所以以测测得得被被测测空空气气的的水水蒸蒸气气分分压压力力，及及干干球球温温度度即即可可求得绝对湿度。求得绝对湿度。（1）绝绝对对湿湿度度：每每m3湿湿空空气气在在标标况况下下（0，1大大气气压压）所所含含湿湿空气的重量，即水蒸气密度。单位为空气的重量，即水蒸气密度。单位为g/m3。由气体状态方程：由气体状态方程：1湿度的表示方法湿度的表示方法 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块（2）相相对对湿湿度度：空空气气中中水水蒸蒸气气分分压压力力Pn与与同同温温度度下下饱饱和和水水蒸蒸气分压力气分压力Pb的比值。的比值。Pb.s相应于湿球温度的饱和水蒸气压力；相应于湿球温度的饱和水蒸气压力；Pb干球温度对应的饱和水蒸气压力；干球温度对应的饱和水蒸气压力；B大气压力；大气压力；A与风速有关的系数。与风速有关的系数。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块应用理想气体状态方程应用理想气体状态方程水蒸气水蒸气：（3）含湿量：）含湿量：空空气气由由干干空空气气和和湿湿空空气气组组成成，每每kg干干空空气气所所含含水水蒸蒸气气的的量量，称为含湿量。符号称为含湿量。符号d，单位，单位g/kg 干空气干空气：因为水蒸气与干空气均匀混合，故因为水蒸气与干空气均匀混合，故Vn=Vw，Tn=Tw，又：又：Rn=461，Rw=287，项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的函数。函数。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块 2.湿球法湿度测量湿球法湿度测量测得干球温度和湿球温度可计算相对湿度。测得干球温度和湿球温度可计算相对湿度。适用范围：大于适用范围：大于0，测量误差，测量误差12%。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块（1）普通干湿球温度计）普通干湿球温度计构造构造 同精度温度计两支、脱脂纱布、蒸馏水同精度温度计两支、脱脂纱布、蒸馏水特点特点 无风速控制，无屏蔽辐射无风速控制，无屏蔽辐射水易污染水易污染测量误差较大测量误差较大注意注意：湿球温度计安装时，要求温度计的球部离湿球温度计安装时，要求温度计的球部离开水杯上沿至少开水杯上沿至少23cm，应使湿球温度计周围空气流速保持在应使湿球温度计周围空气流速保持在2.5m/s2.5m/s以上，使以上，使A A为常数。为常数。TwTs 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块（2）通风干湿球温度计（阿斯曼）通风干湿球温度计（阿斯曼）构造构造 温度计置于金属套管内温度计置于金属套管内微型风机，微型风机，特点特点 湿球附近风速固定在湿球附近风速固定在2.5m/s金属套管屏蔽辐射金属套管屏蔽辐射蒸馏水随时滴入蒸馏水随时滴入TwTs 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块3露点法湿度测量露点法湿度测量露露点点温温度度：将将被被测测空空气气冷冷却却，当当湿湿空空气气冷冷却却到到水水蒸蒸气气达到饱和并开始凝结出水分时所对应的温度。达到饱和并开始凝结出水分时所对应的温度。先先测测定定露露点点温温度度tL，根根据据tL确确定定该该温温度度下下饱饱和和水水蒸蒸气气压压力力PL。PL即为被测空气的水蒸气分压力即为被测空气的水蒸气分压力Pn。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块（1）露点湿度计露点湿度计采采用用两两只只玻玻璃璃棒棒温温度度计计，一一只只测测量量干干球球温温度度，另另一一只只放放入入黄黄铜铜盒盒内内测测量量露露点点温温度度。根根据据测测得得的的露露点点温温度度和和干干球球温温度度通通过过查查表表得得到到对对应应的的露露点点温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸气气压压力力和和干干球球温温度度下下的的饱和蒸气压力。饱和蒸气压力。缺点缺点：露点温度不易测准。：露点温度不易测准。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块（2）光电式露点湿度计）光电式露点湿度计v影影响响测测量量精精度度的的因因素素：高高度度光光洁洁的的露露点点镜镜；高高精精度度的的光光学学与热电制冷调节系统；采样气体需洁净。与热电制冷调节系统；采样气体需洁净。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块4.氯化锂电阻湿度计氯化锂电阻湿度计属于属于吸湿法吸湿法测量，测量，根据氯化锂的吸湿根据氯化锂的吸湿特性和氯化锂吸湿特性和氯化锂吸湿后电阻变化特性。后电阻变化特性。（1）传感器形式）传感器形式：梳状、柱状。梳状、柱状。R感湿膜梳状梳状柱状柱状 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块注意注意：v为了避免氯化锂溶液发生电解，电极两端应接交流电。为了避免氯化锂溶液发生电解，电极两端应接交流电。v量量程程窄窄，一一般般为为15%20%，例例如如，0.05%的的浓浓度度对对应应感感湿湿范范围围为为80%-100%，0.2%的的浓浓度度对对应应的的感感湿湿范范围围为为60%-80%。v环境温度对输出影响较大，因此要进行温度补偿。环境温度对输出影响较大，因此要进行温度补偿。v最高使用温度最高使用温度5555，当大于，当大于5555，氯化锂溶液容易蒸发。，氯化锂溶液容易蒸发。R1R2R3R4rrrrABRAB=f()7595%5575%3555%1535%项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块5.高分子湿度传感器高分子湿度传感器高分子电容式 感湿膜吸附或释放水分子介电常数发生变化而使 电容发生变化 电容的变化与湿度基本呈线性 有很小的温度系数（1）高分子）高分子电容式湿度传感器电容式湿度传感器 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块感湿膜为固体电解质，吸附或释放水分子使电阻 发生变化 电阻的变化与湿度非线性 有温度系数（2）高分子电阻式湿度传感器）高分子电阻式湿度传感器 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块 由由金金属属氧氧化化物物多多孔孔性性陶陶瓷瓷烧烧结结而而成成。烧烧结结体体上上有有微微孔孔，可可使使湿湿敏层吸附或释放水分子，造成其电阻值的改变。敏层吸附或释放水分子，造成其电阻值的改变。陶瓷的微细孔吸附或释放水分子使电阻发生变化 电阻的变化与湿度非线性 有温度系数、工作范围宽、稳定性好、寿命长、耐环境能力强 6金属氧化物陶瓷湿度传感器金属氧化物陶瓷湿度传感器 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块7.毛发式湿度计毛发式湿度计工作原理：人的头发、尼龙丝工作原理：人的头发、尼龙丝(或薄膜或薄膜)在空气相对湿度变化时在空气相对湿度变化时会产生伸缩。例如，精选脱脂后的毛发在湿度变化会产生伸缩。例如，精选脱脂后的毛发在湿度变化10时，长时，长度改变度改变 2。利用此道理，将一束脱脂处理后的毛发一端固定，。利用此道理，将一束脱脂处理后的毛发一端固定，当它感应湿度变化时，另一端以位移信号传递，带动指针，可当它感应湿度变化时，另一端以位移信号传递，带动指针，可以显示湿度；将湿度控制器位移转换成电开关动作：，与加湿以显示湿度；将湿度控制器位移转换成电开关动作：，与加湿电磁阀电磁阀或者除湿冷却盘管电磁阀配合使用，则可以作为湿度控或者除湿冷却盘管电磁阀配合使用，则可以作为湿度控制器调节空气的湿度。制器调节空气的湿度。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块决策阶段决策阶段？【分组讨论分组讨论】：各种测量仪表的特点，应用比较：各种测量仪表的特点，应用比较密度计 浮子式密度计浮子式密度计 静压式密度计静压式密度计 其它密度计其它密度计 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块评价阶段 相关知识理解自评自评 互评互评 教师点评教师点评 项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块评价阶段 组间交流组与组交流对相关概念认识过程及遇到困难，如何解决并对整个过程详细自评，各组交流后组与组之间互评。教师评价思路规范、表达要点是否清楚。态度、协作能力。教师对本次核心难点细评，并引导学生拓展思考各种常用测量密度的原理及实际应用，通过引申培养学生由点到面，处理综合任务的能力。学生反思资讯决策计划实施中哪个环节有待改进，如何改进。明确下一次工作中需要改进什么。项目六项目六 仪表与量具仪表与量具轮机工程基础模块轮机工程基础模块部分素材来自于网络部分素材来自于网络