传感器、控制器、执行机构是构成控制系统 3 个要素,传感器的作 用一般用来测量工艺参数,提供给控制器或显示仪表,实现工艺过程的 监测或控制。传感器的类型是按测量参数不同分类的,主要分为温度、压力、液位、流量,在空调应用中湿度和空气质量也是一个重要的类 别,尤其是湿度。根据传感器的作用,传感器一般由 3 部分组成,即敏 感元件、转换电路和测量电路,其中敏感元件为传感器的最重要部分, 它不但决定传感器的测量性能。
温度传感 器的 敏感 元件 一般 采用 热电 阻方式 ,常 用的 热电 阻为 Pt100、Pt1000、Ni1000。主要是利用其温度和电阻特性,即温度变化 时,它的电阻相应发生变化。上述热电阻都具有固定温度和电阻的特 性,一般我们也称为分度表。另外常用的敏感原件为热敏电阻,具有正 温度和负温度类型。
湿度是表示空气中水蒸汽的含量,可以采用绝对湿度和相对湿度的 方法来表示,其中相对湿度在实际应用中比较常用,其单位为 %r.h。湿 度传感器是空调中应用比较多的产品,目前应用最多的湿度传感器采用 的电容测量原理。主要应用在楼宇空调的湿度调节以及工业生产过程中 的湿度控制。
表示空气中湿度的含量采用绝对湿度和相对湿度的方法
绝对湿度:空气中含有水蒸气的绝对值,单位 g/Kg
相对湿度:空气中实际所含水蒸汽密度和同问都下饱和水蒸气密度的百分比值,叫做空气的相对湿度,单位 %r.h
绝对湿度只能说明湿空气中世纪所含水蒸气的质量,而不能说明是空气干燥或者潮湿成都及吸湿能力的大小。
相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度,值小说明湿空气饱和程度小,吸水蒸汽能力强,值大则反。
湿球温度:指同等焓值空气状态下,空气中水蒸气达到饱和时的空气温度,在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上,对应点的干球温度。
干球温度:实际空气温度。
压力传感器是控制系统中应用比较多的过程变量控制参数,应用中 压力传感元件比较多,主要是利用物体受压后产生的变形,产生对应的 电气参数变化来测量压力参数。我们的传感器采用的是陶瓷电阻方式测 量过程压力,相对测量时间比较短。
压力测量对象主要为液体、气体,测量的变量为对应介质的压力, 以及通过压力测量方式间接得到的其他参数,如液位和流体流量。其参数表达方式分为绝压、表压和差压,其中管道的压力用表压或绝压或差 压表示,一般空调的风管内,包括室内的压力采用差压表示。压力单位 一般采用 MPa、Kg/cm2、Bar、KPa、Pa 表示,各单位之间可以转换。
压力传感器的几种表示方法:
1. 绝对压力 : 以绝对真空为基准的压力表达,又称总压力或全压力,常用P表示。
2. 大气压力:地球表面的空气柱重量所产生的压力
3. 表压力(表压): 一般测压仪所指示的压力,当绝对压力大于大气压力时,它等于绝对压力减大气压之差,即:表压=绝对压力-大气压力
4. 负压或真空度(又称空压力):即在被测介质的绝对压力低于大气压力。真空度=大气压力-绝对压力
给一个压力单位换算的网址:
http://yali.51240.com/
由于舒适性空调和节能措施的要求,以及特殊环境的要求,室内空 气质量调节成为越来越受重视。室内空气质量分 CO2 和 VOC,其中 CO2 的调节或测量应用比较多,目前在市场 CO2 传感器基本采用红外光 测量原理。
CO2传感器的程度表
PPM |
结果 |
330 |
标准室外浓度 |
1000 |
20%房间内的人感到舒服 |
1500 |
按照DIN1946标准限制值 |
4000 |
课后教室最大值 |
5000 |
工厂允许最大值 |
100,000 |
蜡烛熄灭,失去知觉 |
CPS 的传感器来自两个部分,一部 分来自美国,主要用于同 Apogee 楼控系统集成。另外一部分来自欧洲,产地为瑞士,应用比较 广泛,Symaro 传感器是它的总称。基本涵盖了全部 HVAC 的应用,分为温度、湿度、压力、空气质量和其他类型的种类。
Symaro 温度传感器测量对象主要为水和空气,其中空气分为室内、室外和风管。
水管温度测量范围最高可以达到 2000C,最低可以到-500C,输出可以选择的无源(电阻)输出,以及有源(0~10V 或 4~20mA)输出, 可以集成到不同控制其系统中。安装方式分为浸入式、卡箍式和缆式,其中卡箍式和缆式可适应于安装比较特殊的场合,如管道比较细的情况 下。其特点为:
• 外卡式传感器容易和快速安装。
• 插入式温度传感器时间常数比较短,易于控制。
• 插入式温度传感器温度测量比较宽,适应不同的场合。
- 空气温度传感器适应不同测量环境,包括风管、室内和室外温度,输出可以无源热电阻和有源 0~10V 和 4~20mA 方式。
- 风管温度采用平均温度测量,更准确地表现风管温度。
- 风管温度传感器由于采用柔性传感器,易于安装。
- 室内温度传感器结构设计上避免了墙壁对传感器的影响,测量更准确。
- 室外温度传感器使太阳辐射、风和墙壁对温度测量的影响减小到 最小。
Symaro 湿度传感器分为 2 类,一种是用于普通楼宇应用的标准应 用的传感器系列,其精度为±5% r.h,测量量程为 0~95%r.h.。高精度类 型传感器适应于对湿度要求比较高的场合,如工厂、实验室、医院等, 其测量精度为±2% r.h,测量量程为 0~100%r.h.。Symaro 提供单湿和温湿复合型传感器,目前温湿复合型的传感器应用比较多。湿度信号输出 方式为 0~10V 和 4~20mA,温度信号输出方式为电阻类型、0~10V 和 4~20mA。
Symaro 压力传感器用于 HVAC 系统中水和空气的测量。空气压力分 为差压开关 QBM81 系列,主要用于风机保护、过滤器检测:差压传感器 QBM66 和 65 系列用于风管压力、风速检测和房间正、负压调节检测,微 差压最低可以达到 100Pa,输出为 0~10V:QBM75 系列为比较高精度的差 压传感器,精度可以达到 2%满量程,输出为 4~20mA。
液体压力和差压传感器主要测量介质为水,其中 QBE2002 为常用水压传感器,压力范围从 1Bar~40Bar,介质的温度范围-40~800C,当温度比较高时采用冷水弯管进行隔热。
空气质量传感器常用的型号为室内 CO2 传感器 QPA2000 和风管 CO2 传感器 QPM2000,其测量范围为 0~2000ppm,一般设定值为 1000ppm我们,输出为 0~10V。另外我们注提供 CO2 和 VOC、CO2 和湿度 和温度、CO2 和温度复合型的空气质量,满足不同的场合需要。我们的 CO2 传感器采用硬件补偿的方式,精度稳定性好,8年不用再标定。
我们将除了以上的传感器的其他传感器归入这个类别,他们包括风 管流速传 感器 QVM62.1 , 测量范 围为 0~10m/s :水管流速开关 QVE1900 和 QVE1901,适应于管道 DN32~DN200 的水管流速检测, 多用于水泵的保护。
Symaro的传感器的型号以 Q 开始,其它位的命名按下面表格定义。
传感器选择时除了考虑测量介质的不同外,注用考虑下面的参数:
1.精确度 传感器的精确度表示传感器的输出与被测量的对应程度。
》 绝对误差:实测值与理想值之差:
》 相对误差:被测点的绝对误差与被测点的理想值之比:
》 引用误差:被测点的绝对误差与基准值(量程)之比:
》 基本误差:在标准条件下,基准值(量程)范围内的引用误差:
》 线性误差:实测曲线与理想直线之间的偏差:
》 线性度:传感器的线性误差极限。
2.测量范围和量程 在允许误差限内,被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。工 程上一般选择额定值在测量量程的中间或 2/3 处。
3.测量方式 传感器工作方式,也是选择传感器时应考虑的重要因素。例如,接触与 非接触测量、破坏与非破坏性测量、在线与非在线测量等。
4.IP 保护等级
IP 保护等级指电器设备防尘、防湿气的等级,同环境有关。 5.信号输出 信号输出是同控制器或数字设备的电气连接特性。
SESP 是 HVAC 传感器的信息平台,其中注包括了产品文档,包括 datasheet 等。同时,你也可以输入旧的型号,可以自动转至新型号的 界面,并且显示相应的信息。它是一个相当有用的搜索工具,可以快速找到你需要的传感器型号,同时注可以链接到相应的技术文档和安装说 明。当然,也可以直接输入你己知的传感器型号(ASN),获取相关的 信息。
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