第五章第五章 机舱监视与报警系统机舱监视与报警系统第一节第一节 概述概述第二节第二节 常用的传感器常用的传感器第三节第三节 单元组合式监视与报警系统单元组合式监视与报警系统第四节第四节 网络型监视与报警系统网络型监视与报警系统第一节第一节 概述概述 机舱集中监视与报警系统是轮机自动化的一个重机舱集中监视与报警系统是轮机自动化的一个重要内容，它的作用是准确可靠地监测机舱内各种动力要内容，它的作用是准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声、光报警信号它可以改善轮机管理人员自动发出声、光报警信号它可以改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，及时发现设备的运行故的工作条件，减轻劳动强度，及时发现设备的运行故障，而且也是实现无人机舱的基本条件障，而且也是实现无人机舱的基本条件一、监视与报警系统的功能：一、监视与报警系统的功能：故障报警、参数显示、打印记录、报警回差、故障报警、参数显示、打印记录、报警回差、延时报警、闭锁报警、延伸警报、失职报警、值班延时报警、闭锁报警、延伸警报、失职报警、值班报警、试灯、功能试验和自检等。
报警、试灯、功能试验和自检等二、监视与报警系统的种类二、监视与报警系统的种类 1、连续监视式报警系统、连续监视式报警系统 主要是指单元组合式集中监视与报警系统主要是指单元组合式集中监视与报警系统 2、巡回监视式报警系统、巡回监视式报警系统（扫描监视式报警系统）（扫描监视式报警系统）主要是指微机控制型监视与报警系统主要是指微机控制型监视与报警系统 第二节第二节 常用的传感器常用的传感器传感器的功能：传感器的功能：将机舱中各种设备的运行状态和参数转换成将机舱中各种设备的运行状态和参数转换成便于报警装置处理的标准信号便于报警装置处理的标准信号一、温度传感器一、温度传感器二、压力传感器二、压力传感器三、液位传感器三、液位传感器四、流量传感器四、流量传感器 五、转速传感器五、转速传感器一、温度传感器一、温度传感器 常用的温度传感器有热电阻式、热电偶式及热敏常用的温度传感器有热电阻式、热电偶式及热敏电阻式三种电阻式三种1热电阻式温度传感器热电阻式温度传感器 2热电偶式温度传感器热电偶式温度传感器 1、热电阻式温度传感器、热电阻式温度传感器 组成：组成：铜丝或铂丝双线并绕在绝缘骨架上，然后铜丝或铂丝双线并绕在绝缘骨架上，然后 插入护套内而制成插入护套内而制成,热电阻和测量电桥组成。
热电阻和测量电桥组成原理：原理：热电阻的电阻值随温度的增加而增大热电阻的电阻值随温度的增加而增大测温范围测温范围：铜热电阻铜热电阻 50150 铂热电阻铂热电阻 120800 可测量冷却水温度可测量冷却水温度,轴承温度轴承温度,滑油温度滑油温度接线方法：接线方法：三线制连接法，可消除环境温度的影响，三线制连接法，可消除环境温度的影响，克服测量误差，提高测量精度克服测量误差，提高测量精度Uab=Ua-Ub2热电偶式温度传感器热电偶式温度传感器 组成：组成：两种不同的金属导体把其端点焊接在一起，并两种不同的金属导体把其端点焊接在一起，并 插入护套制成的焊接端称为热端，与导线连插入护套制成的焊接端称为热端，与导线连 接端称为冷端接端称为冷端热端插入需要测温的测量点，热端插入需要测温的测量点，冷端置于室温中冷端置于室温中串接一个冷端温度补偿电桥串接一个冷端温度补偿电桥原理：原理：两种不同的金属导体把其端点焊接在一起若两种不同的金属导体把其端点焊接在一起若 热、冷两端温度不同，则在热电偶回路中产生热、冷两端温度不同，则在热电偶回路中产生 热电势热电势e，e随热、冷两端温度差增加而增大随热、冷两端温度差增加而增大。
测量范围：测量范围：适用于检测高温，可测量主机排烟温度适用于检测高温，可测量主机排烟温度1300 1800 冷端温度补偿原理：冷端温度补偿原理：采用冷端温度补偿电桥法，可消采用冷端温度补偿电桥法，可消除环境温度的影响，克服测量误差，提高测量精度除环境温度的影响，克服测量误差，提高测量精度U0=e-Uba二、压力传感器二、压力传感器 1 1电阻式压力传感器电阻式压力传感器组成：组成：弹簧管、传动机构、电位器及测量电桥弹簧管、传动机构、电位器及测量电桥工作原理：工作原理：当所测量的压力变化时，通过弹簧管和位移传当所测量的压力变化时，通过弹簧管和位移传动机构使滑针绕轴转动，改变两个相邻桥臂的电阻值，使动机构使滑针绕轴转动，改变两个相邻桥臂的电阻值，使测量电桥输出的电压信号测量电桥输出的电压信号UabUab与输入的压力变化成比例与输入的压力变化成比例2 2金属应变片式压力传感器金属应变片式压力传感器 组成：组成：用铜镍或镍铬等金属丝绕制成栅状，用粘结剂贴用铜镍或镍铬等金属丝绕制成栅状，用粘结剂贴在基板上，两端焊接镀银或镀锡铜线作为引出线在基板上，两端焊接镀银或镀锡铜线作为引出线工作原理：工作原理：当测量压力增大时，应变片要弯曲变形，栅当测量压力增大时，应变片要弯曲变形，栅状金属丝被拉长，使其电阻值增大。
状金属丝被拉长，使其电阻值增大三、液位传感器三、液位传感器 1、变浮力式液位传感器、变浮力式液位传感器 组成：组成：浮筒、平衡力弹簧和差动变压器浮筒、平衡力弹簧和差动变压器 工作原理：工作原理：根据根据浮筒被液体浸没的体积浮筒被液体浸没的体积所产生的浮力随着所产生的浮力随着液位升高而增大液位升高而增大浮筒的位移变化就直接带动差压变压器浮筒的位移变化就直接带动差压变压器的铁心使它上移，从而使差动变压器的交流输出电压的铁心使它上移，从而使差动变压器的交流输出电压随液随液位升高而按比例得到增大位升高而按比例得到增大2 2、吹气式液位传感器吹气式液位传感器 组成：组成：过滤减压阀过滤减压阀1 1、节流阀、节流阀2 2、导管、导管3 3、平衡气室、平衡气室4 4及差压及差压变送器变送器5 5等元件工作原理：工作原理：液位变化时，导管内的压力也随之变化，经变液位变化时，导管内的压力也随之变化，经变送器输出的气压信号就与液位高度成比例送器输出的气压信号就与液位高度成比例四、流量传感器四、流量传感器 1 1容积式流量传感器容积式流量传感器 组成：组成：检测齿轮检测齿轮1 1、转轴、转轴2 2、永久磁铁、永久磁铁3 3和干簧继电器和干簧继电器4 4等。
等工作原理：工作原理：通过的流量越大，齿轮转速越快齿轮转动经通过的流量越大，齿轮转速越快齿轮转动经轴上端的永久磁铁驱动干簧继电器使其触点闭合和断开，轴上端的永久磁铁驱动干簧继电器使其触点闭合和断开，从而输出反映流量大小的不同频率的电脉冲信号从而输出反映流量大小的不同频率的电脉冲信号2 2电磁式流量传感器电磁式流量传感器 组成：组成：一对磁极、一对电极和检测放大电路一对磁极、一对电极和检测放大电路工作原理：工作原理：导电流体在磁场中垂直于磁通方向流动时，切导电流体在磁场中垂直于磁通方向流动时，切割磁力线，于是在两个电极上产生感应电势，其电势的大割磁力线，于是在两个电极上产生感应电势，其电势的大小与液体的体积流量成比例，感应电势经放大后输出小与液体的体积流量成比例，感应电势经放大后输出转速传感器主要用来检测主机的转速和转速传感器主要用来检测主机的转速和转向、发电机的原动机转速等常用的转速传转向、发电机的原动机转速等常用的转速传感器有测速发电机和磁脉冲式转速传感器感器有测速发电机和磁脉冲式转速传感器1测速发电机测速发电机 2磁脉冲式转速传感器磁脉冲式转速传感器 五、转速传感器五、转速传感器 1 1测速发电机测速发电机 原理原理：利用导体切割磁力线所产生的感应电势与转利用导体切割磁力线所产生的感应电势与转 速成比例的原理，把转速变换成相应的感应速成比例的原理，把转速变换成相应的感应 电势。
测速发电机有直流和交流两种形式测速发电机有直流和交流两种形式直流测速发电机：直流测速发电机：U=kn，k为比例系数为比例系数U的大的大 小反映了主机转速的高低，小反映了主机转速的高低，U的极性反映了主的极性反映了主 机的转向机的转向交流测速发电机：交流测速发电机：需对交变电压进行相敏整流和滤波，需对交变电压进行相敏整流和滤波，变成直流电压信号作为控制系统中的转速反馈变成直流电压信号作为控制系统中的转速反馈 和转速逻辑鉴别信号，因不能使用负电压的转速和转速逻辑鉴别信号，因不能使用负电压的转速 信号，故必须经过整流把倒车负极性电压信号转信号，故必须经过整流把倒车负极性电压信号转 换成正极性电压信号换成正极性电压信号2 2磁脉冲式转速传感器磁脉冲式转速传感器 组成：组成：磁头、脉冲整形放大电路、频率磁头、脉冲整形放大电路、频率电压转电压转换电路及滤波电路等部件换电路及滤波电路等部件原理：原理：飞轮转动时，齿顶和齿谷交替经过，引起飞轮转动时，齿顶和齿谷交替经过，引起线圈内的磁通交替变化，使线圈感应出一系列脉线圈内的磁通交替变化，使线圈感应出一系列脉冲信号脉冲频率冲信号脉冲频率f f取决于齿数取决于齿数Z Z和转速和转速n n，即即f=Zf=Zn/60n/60（HzHz）信号处理：信号处理：转速信号通过整形放大电路及频率转速信号通过整形放大电路及频率电压转换电路，使电压转换电路，使UnUn。
转向信号通过转向信号通过D D触发器检测触发器检测第三节第三节 单元组合式监视与报警系统单元组合式监视与报警系统 一、系统的组成一、系统的组成 单元组合式集中监视与报警系统是由单元组合式集中监视与报警系统是由 各种报警传感器、报警控制单元、警报器各种报警传感器、报警控制单元、警报器 控制单元、闪光源、自检单元、显示单元、控制单元、闪光源、自检单元、显示单元、打印记录单元、延伸报警控制单元、失职打印记录单元、延伸报警控制单元、失职 报警控制单元、延伸报警箱、主电源和应报警控制单元、延伸报警箱、主电源和应 急电源组成急电源组成二、报警控制单元二、报警控制单元 集中监视与报警系统中，报警控制单元集中监视与报警系统中，报警控制单元是系统的核心单元，由它来控制故障报警是系统的核心单元，由它来控制故障报警1开关量报警控制单元开关量报警控制单元 组成：组成：输入回路、延时环节、逻辑判断环节输入回路、延时环节、逻辑判断环节 2模拟量报警控制单元模拟量报警控制单元 组成：组成：测量回路、比较环节、延时环节和逻辑测量回路、比较环节、延时环节和逻辑 判断环节判断环节 三、用继电器组成的报警控制单元三、用继电器组成的报警控制单元 以继电器为基本元件，组成报警电路。
以继电器为基本元件，组成报警电路以以SMA一一02型报警控制单元为例：型报警控制单元为例：1报警控制报警控制 2功能试验和闭锁报警功能试验和闭锁报警 1、报警控制、报警控制 在设备正常情况下，开关量传感在设备正常情况下，开关量传感器的触点器的触点S处于闭合状态在未按功处于闭合状态在未按功能试验按纽时触点能试验按纽时触点T闭合于是继电闭合于是继电器器J1通电，继电器通电，继电器J2断电当运行设备发生故障时，传感器当运行设备发生故障时，传感器的触点的触点S断开，延时后，使继电器断开，延时后，使继电器J1断电，继电器断电，继电器J2通电，发出声光报警，通电，发出声光报警，指示灯快闪指示灯快闪当轮机员应答后，当轮机员应答后，使继电器使继电器J2断断电，声响停止，指示灯常亮电，声响停止，指示灯常亮当故障排除后，触点当故障排除后，触点S又闭合，使又闭合，使继电器继电器J1通电，继电器通电，继电器J2断电指示灯熄灭示灯熄灭当出现短时故障时，使继电器当出现短时故障时，使继电器J1和和J2均通电指示灯从快闪变为慢均通电指示灯从快闪变为慢闪，轮机员应答后，继电器闪，轮机员应答后，继电器J2断电断电声响停止，指示灯熄灭。
声响停止，指示灯熄灭2、功能试验和闭锁。