大型柴油机所用到的传感器种类及原理

柴油机检测技术1船舶大型柴油机所用到的传感器种类及原理【摘要】:船舶柴油机能够根据环境、工况等的变化进行自我调节和控制，它主要通过各种传感器来监测当前的运行参数。本文简要介绍温度传感器、压力传感器和速度位置传感器、电容式传感器测量液位、电阻应变式旋转扭矩传感器。电容式传感器测量液位采用差动电容差压传感器测量液体的压力,利用液体的压力公式计算液位,设计了一种便携式低功耗液位仪。该仪器可以实现液位信号的采集和运算,同时还配有温度检测系统,通过软件编程对液位进行温度补偿,同时计算出液位值。最后简述了几种常见的电阻应变式旋转扭矩传感器,对包括接触式、非接触式,可断轴、不可断轴,高转速、低转速等各种测量状态下应采取哪种旋转扭矩传感器进行测量及各种旋转扭矩传感器的优缺点都进行了详细的分析。关键词：船舶柴油机；温度传感器；压力传感器；速度位置传感器电容式传感器测量液位；电阻应变式旋转扭矩传感器[Abstract]:Marinedieselenginecanbeenvironmental,suchaschangesinworkingconditionsforself-regulationandcontrol,itismainlythroughavarietyofsensorstomonitorthecurrentoperatingparameters.Thispaperintroducesthetemperaturesensor,pressuresensorandspeedpositionsensors,capacitivesensorsmeasureliquidlevel,resistancestrainrotarytorquesensors.Capacitiveliquidlevelsensorusingdifferentialcapacitivedifferentialpressuresensortomeasuretheliquidpressure,thepressureoftheliquidformulalevel,low-powerdesignofaportableliquidlevelmeter.Theinstrumentcanachievelevelsignalacquisitionandoperation,andcomeswithtemperaturedetectionsystem,bysoftwareprogrammingthetemperaturecompensationoftheliquid,whilethevaluecalculatedlevel.Theapplicationoftheseveralcommonresistancestrainrotarytorquesensors,andincludecontact,non-contact,canbebrokenshaft,notoff-axis,highspeed,lowspeedandothermeasurementswhichshouldbetakenundertorsionmomentofthesensorsandtheadvantagesanddisadvantagesofvariousrotarytorquesensorshavecarriedoutadetailedanalysis.Keywords：Marinedieselengine;temperaturesensor;pressuresensor;speedpositionsensorCapacitiveliquidlevelsensor;resistancestrainrotarytorquesensor1、温度传感器船舶柴油机上用的温度传器为二线式敏温度传感器，其外形如图2所示。随着温度的升高，热敏电阻的阻值降低，正常情况下阻值在500Ω～40ｋΩ之间变化，表１所示为一个典型的康明斯温度传感器参数，具体参数值请参照随电路图提供的传感器技术参数表。图3为温度传感器的工作原理图。随着温度的升高，热敏电阻值降低，从而使信号电压降低，根据温度传感器的工作原理，可以用检查热敏电阻阻值的方法检查温度传感器，通过对比实际测量所得的电阻值和参数表中的电阻值，来判断温度传感器是否正常。柴油机检测技术2具体实例：WR系列热电偶概述：工业用热电偶作为温度测量，通常用来和显示仪表等配套使用，以直接测量各种生产过程中从0℃至+1800℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面的温度测量。技术指标：★测温范围、型号、分度号、精度等见附表柴油机检测技术3★绝缘电阻：温度为15～35℃\相对湿度≤80%热电偶的若电极和保护管应为应不小于5MΩ(电压100V),★热电偶的最小插入深度应不小于其保护管直径的8～10倍★引线可为二线或三线★响应时间:金属保护管Φ16t＜90sΦ12t＜30s★保护管材料:不锈钢1Cr18Ni9Ti、探钢20#、高铝质附表一：名称型号分度号测温范围直径（mm）允许误差℃镍铬-镍硅WRKK0～1300℃Φ12、Φ16、Φ20、Φ25可选±2.5℃或±0.75t镍铬-康铜WREE0～800℃±2.5℃或±0.75t铂老10-铂WRSS0～1600℃±2.5℃或±0.75t铂老30-铂老6WRBB0～1800℃±2.5℃或±0.75t型号规格：WR温度仪表附表二：单位：mm热电偶热电偶材料K：镍铬-镍硅E：镍铬-康铜S：铂铑10-铂B：铂铑30-铂铑6安装固定形式1、无固定装置式2、固定螺纹式3、活动法兰式4、固定法兰式5、直角式6、固定螺纹锥形接线盒形式2、防溅式3、防水式4、防爆式保护管规格0、Φ16mm不锈钢管1、Φ12mm不锈钢管2、Φ20mm不锈钢管3、Φ16mm高铝管Φ16Φ20Φ25总长L插深I总长L插深I总长L插深I30035040045055065090011501502002503004005007501000400450550650900115016502150250300400500750100015002000550650900115016502150400500750100015002000柴油机检测技术44、Φ25mm高铝管欢迎拨打移动热线：13601159475或010－81709716垂询或索取资料！WZ系列热电阻概述：工业用热电阻作为温度测量仪表，通常用来和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中从-200℃～+500℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面的温度。技术指标：★测温范围、型号、分度号、精度等见附表三★绝缘电阻：温度为15～35℃\相对湿度≤80%热电偶的若电极和保护管应为应不小于5MΩ(电压100V),★热电偶的最小插入深度应不小于其保护管直径的8～10倍★引线可为二线或三线★响应时间:金属保护管Φ16t＜90sΦ12t＜30s★保护管材料:不锈钢1Cr18Ni9Ti、探钢20#、高铝质柴油机检测技术5★防爆标志：dIIbT4附表三：选型规格：★注：“t”为实际测量温度★★温度仪表★热电阻★热电阻材料★P铂热电阻★C铜热电阻★按装固定形式★1无固定装置★2固定螺纹★3活动法兰★4固定法兰接线盒形式2防溅式3防水式保护管规格0Φ16不锈钢管1≤Φ12不锈钢管WRZ系列一体化温度变送器概述：热电阻类别分度号测温范围允许误差△t(℃)WZP铂热电阻Pt100、Pt50Pt10-200～+600℃A级±（0.15+0.002t）WZP铂热电阻-200～+450℃B级±（0.30+0.005t）WZC铜热电阻CU50-50～+150℃±（0.30+0.005t）WZ柴油机检测技术6WRZ系列一体化温度变送器是热电阻、热电偶与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把-200～1300℃的温度信号转换为标准4～20mA电流信号实现对温度精确测量与控制。WZR温度变送器可与显示仪、控制系统、记录仪等调节器配套使用，并被广泛应用于石油、化工、发电、医药、纺织、锅炉等工业领域。技术指标：仪表主要特点：★基本误差：±1.0%、±0.5%、±0.25%○二线制输出、无需补偿导线★输出信号：4～20mA○抗干扰能力强、远传性能好★负载电阻：250Ω允许范围为0～500Ω○结构简单、合理安装方便★供电电源：24VDC允许范围为18～30VDC○小型化、安全可靠、使用寿命长★温度漂移：≤0.015%/℃○三线制、二线制输入方法通用★环境温度：-25～60℃、相对湿度：≤95%○液晶显示现场温度，清晰度高，无视觉误差★防爆等级：dIIBT4测温范围：品名测温材料分度号测温范围热电偶镍铬-康铜E0～1000℃范围内任选镍铬-镍硅K0～1300℃范围内任选铂铑10-铂S0～1600℃范围内任选铂铑30-铂铑6B0～1800℃范围内任选热电阻铂热电阻Pt100-200～600℃范围内任选铜热电阻Cu50-50～150℃范围内任选铜热电阻Cu100-50～150℃范围内任选注：1、在测温范围800℃以下、隔爆型机电一体化温度变送器的防爆性能有效柴油机检测技术72、可按用户要求特殊设计、生产其它型号的变送器工作原理：温度变送器采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测量元件输出信号送到变送器模块，经稳压滤波、运算放大、非线形校正、V/I转换、恒流等电路处理后，转换为与温度成线性关系的标准电流信号输出。如图：稳压24VDC输入网络高性能放大电压/电流转换4～20mA非线性校正选型规格WRB一体化温度变送器类别A热电偶KEBSB热电阻Pt100、Cu50、Cu100测温范围TA-200～600℃TB0～1600℃插入深度L0～2000mm内任选保护管直径D0Φ2至Φ8可选D1Φ12、Φ16、Φ20、Φ25可选连接工艺M1M12×1.5M2M20×1.5M3M27×2M4法兰式M5直插式接线盒形式2防溅式3防水式热电偶或热电阻柴油机检测技术84防爆式现场显示形式0无显示1数字显示接线盒形式结构形式柴油机检测技术9柴油机检测技术10安装固定形式注意事项1、热电阻到变送器端子间的引线要求尽量缩短，以减少不必要的精度损失。2、变送器所接的信号线可以为普通的双绞线。3、特殊规格订货可经双方协商决定柴油机检测技术114、可根据用户需要配用相应材料的保护管，如刚玉质或高铝质保护管。3、压力传感器控制系统中典型的压力传感器包括机油压力传感器、进气压力传感器、燃油压力传感器、大气压力传感器，以及某些情况下OEM安装的压力传感器。天然发动机通常还安装有多个压力传感器。康明斯发动机上使用的压力传感器有2种：一种是电容式压力传感器；另外一种是压电晶体式传感器。2种传感器均为3线式，2根电源线向传感器提供5V的工作电压，1根信号线向ＥCU提供压力信号电压。燃油压力传感器接线图和装配图如图４所示。电容式压力传感器通过内部的一个电容来感应压力的变化，当压力变化时，压力差使电容的２个极板之间的距离发生变化，从而输出一个信号电压。压电晶体式传感器通过内部一个压电晶体来感应压力的变化，当压力变化时，作用在压电晶体上的压差使电晶体输出一个信号电压。根据压力传感器测量压力时参考压力的不同，压力传感器又可以分为相对压力传感器和绝对压力传感器2种。相对压力传感器测量压力时的参考压力为大气压力，因此其测量大气时的测量值为零；绝对压力传感器测量压时的参考压力是真空，其测得的压力值为绝对压力。压力传感器工作原理如图5所示。柴油机检测技术12大部分压力传感器无法通过测量电阻的方式来判断好坏，而需要在压力传感器作时通过输出的信号电压来判断。因此在检测压力传感器时需要专用的检测导线，保证传感器正常工作的时将条线引出供检测，不同的压力传感器需要不同的检测导线。图6为3种不同的压力传感器测试插头。不同的压力传感器其插头不同，所选用的专用测试导线不同，但其测试方法是一样的。测试方法是：①断开传感器与线路的插头；②选择正确的测试导线（即测试导线插头与传感器插头相同）；③用万用表在测试端分别测出输入电压和输出信号电压。把测得的电压值分别与发电机厂给出的标准