建筑设备自动化系统讲义-第二章 建筑设备自动化系统工程中的监控设备

建筑设备自动化 第二章 讲义

第2章 建筑设备自动化系统工程中的监控设备

- 建筑设备自动化系统对每一个设备的具体监控原理、内容和功能不尽相同，但都没有超出设备与系统的监视、测量、控制与调节所涵盖的技术范围。本章主要从参数检测和控制两个方面介绍建筑设备自动化系统的传感器装置、执行机构、控制器的工作原理、系统组成、参数选型和基本应用。

2.1 传感与检测到基本概念

2.1.1 检测参数的分类

2.1.2 检测系统的组成

• 非电量物理参数检测单元
  
• 检测系统由被测对象和检测设备组成，一般由传感器、变送器、传输通道和处理单元组成。
  

2.1.3 测量误差与精度

• 绝对误差
• 相对误差

2.1.4 传感器使用与标度变换

• 量程(测量范围)
• 供电电源（直流电压大小，几线制）
• 输出形式（模拟量输出（电流、电压）、数字量输出）
  
• 标度变换
  已知温度传感器的量程为$0-100^\circ C$,输出为直流$4-20mA$电流信号，当电流为$8mA$时，温度 $T = ?$
  $$T = \frac{100 - 0}{20-4} \cdot (8-4) = 25 ^\circ C$$

2.2 建筑设备自动化系统工程中的参数检测

温度、压力、湿度、流量、液位、风速、电压、电流、功率等参数的检测。

2.2.1 温度检测

• BAS系统中对温度的检测范围:
  （1）室内气温、室外气温，范围在－30℃ ～45℃
  （2）风道气温，范围在 －30℃ ～130℃。
  （3）水管内水温，范围在0～90℃
  
  1.温度检测方法分类
  （1）接触式测温
  接触式测温仪的检测部分（敏感元件）与被测对象有良好的热接触，通过传导或对流达到热功平衡，这时，测温仪的示值即表示被测对象的温度。
  优点：直观、可靠。
  缺点：存在负载效应，对小目标或热容量小的对象，将会引起较大的测量误差；受到测量条件的限制，不能充分接触。
  （2）非接触式测温
  检测部分与被测对象不直接接触，所以不破坏原有温度场。通常用来测量1000℃以上的移动、旋转、或反映迅速的高温物体。
  目前最常用的是通过辐射热交换实现测温。
  2.热电式温度传感器分类及特性
  (1)金属热电阻温度传感器（铂电阻Pt100）
  (2)半导体热敏电阻传感器（NTC、PTC、CTR，非线性！）
  (3)热电偶温度传感器（不同材质导体两端存在热电势，冷端补偿）
  (4)双金属温度计
  (5)数字温传感器
  3.热电阻的测量电路
  4.建筑设备自动化系统中常用的温度传感器
  
• 室内温度传感器的安装
  安装高度：宜在房屋或建筑物或供热区域的中央，距地面至少为2.5 m。

2.2.2 湿度检测

• 常见湿度传感器
• 
  关于温湿度传感器的安装(规范！！！)
• 温度、湿度传感器应布置在能反映被测区域参数的部位，且附近不应有热源和湿源，并应符合下列规定：
  1 风道和水道温度传感器应保证插入深度；
  插入式风道和水道温度传感器的探头长度有不同规格，应根据管道尺寸合理选择。一般情况下，选择水道温度探头长度接近管道半径，风道温度探头长度接近插入方向的风道尺寸一半。
  2 壁挂式空气温度传感器应布置在空气流通、能反映被测空间空气状态的部位，不应布置在阳光直射处和靠近风口处；
  3 与风机盘管和变风量末端等设备配套使用的壁挂式空气温度传感器，应布置在能反映其对应设备服务区域温度的部位；
  4 对于大空间场所，宜均匀布置多个空气温度、温度传感器；
  5 室外温度、湿度传感器应布置在能真实反映室外空气状态的位置，不应布置在阳光直射的部位和靠近新风口、排风口的部位，并宜采用气象测量用室外安装箱；
  6 当不具备布置条件时，可采用非接触式传感器。
  为非接触式温度传感器的要求，因该类传感器的测量精度较低，所以只在安装位置受限或改造工程等情况采用。例如，公共场所入口处测量人体温度可采用红外传感器；对正在运行使用中的设备管道采用管外贴敷式传感器，可避免管道打孔，需要注意做好保温。
  2.2.3 压力检测
• 空调系统的风道静压、过滤网两侧的差压、供水系统的管道压力、暖通系统的供回水差压以及测量水箱液位等。
  （1）送风压力检测应用属于微压测量，量程范围一般为：
  0～1000Pa；
  （2）供水管道的压力应属于中等压力测量，量程范围一般为:
  0～1.6MPa；
  （3）将压力检测用于液位检测，可以方便的通过检测检测液体压力准确换算出液位，量程范围一般为：0～1MPa。
• 压力定义
  ● 绝对压力 以绝对压力（真空）零位为基准，高于绝对压力零位的压力。
  ● 正压 以大气压力为基准，高于大气压力的压力。
  ● 负压（真空度） 以大气压力为基准，低于大气压力的压力。
  ● 差压 两个压力之间的差值。
  ● 表压 以大气压力为基准，大于或小于大气压力的压力
  ● 压力表：以大气压力为基准，用于测量小于或大于大气压力的仪表
  
  
  2.2.4 流量检测
  常用的流量检测装置有以下几种
  
  • 电磁流量计
  • 差压式孔板流量计
  • 超声波流量计
  • 流量开关
  • 风速检测
    1.超声波流量计
    
    
    2.电磁流量计
    
    3.流量开关
    
    4.风速检测
    
    2.2.5 液位检测
    超声波液位计
    
    浮球液位计