化工仪表及其自动化3

《化工仪表及其自动化3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工仪表及其自动化3（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、化工仪表及其自动化化工仪表及其自动化第一篇第一篇 第二章 检测仪表 1内容提要内容提要压力检测及仪表压力单位及测压仪表压力计的选用流量检测及仪表概述差压式流量计转子流量计椭圆齿轮流量计涡轮流量计电磁流量计漩涡流量计质量流量计2内容提要内容提要物位检测及仪表概述差压式液位变速器电容式物位传感器核辐射物位计称重式液罐计量仪温度检测及仪表温度检测方法热电偶温度计热电阻温度计电动温度变送器3第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表一、压力单位及测量仪表压力压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。压力压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa）4第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表压力单位帕/Pa兆帕

2、/ MPa工程大气压/ (kgf/cm2)物理大气压/ atm汞柱/ mmHg水柱/ mH2O（磅/英寸2）/ （1b/in2）巴/bar帕111061.019710-59.86910-67.50110-31.019710-41.45010-4110-5兆帕1106110.1979.8697.5011031.01971021.45010210工程大气压9.8071049.80710-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1.01331050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.359510-3

3、1.315810-310.01361.93410-21.333210-3水柱9.8061039.80610-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.8951036.89510-30.070310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1 各种压力单位换算表 国际单位制中的压力单位（Pa或MPa）与过去的单位之间的关系，下面给出几种单位之间的换算关系表。 5第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表p表P真P绝P绝大气压力线大气压力线绝对压力的零线绝对压力的零线在

4、压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。 当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。图3-4绝对压力、表压、负压（真空度）的关系6第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为四类。测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为四类。1.1.1.1.液柱式压力计液柱式压力计液柱式压力计液柱式压力计 它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。 按其结构形式的不同按其结构形式的不同按其结构形式的不同按其结构形式的不

5、同 有U形管压力计、单管压力计等 优点优点优点优点这类压力计结构简单、使用方便 缺点缺点缺点缺点 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空度或压力差。 7第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。 2.2.2.2.弹性式压力计弹性式压力计弹性式压力计弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。 3.3.3.3.电气式压力计电气式压力计电气式压力计电气式压力计 8第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表4.4.4.4.活塞式压力计活塞

6、式压力计活塞式压力计活塞式压力计 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点测量精度很高，允许误差可小到0.05%0.02%。 结构较复杂，价格较贵。 9第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表 目目前前化化工工生生产产中中常常见见的的压压力力表表为为第第二二类类。在在化化工工生生产产过过程程中中，常常需需要要把把压压力力控控制制在在某某一一范范围围内内，即即当当压压力力低低于于或或高高于于给给定定范范围围时时，就就会会破破坏坏正正常常工工艺艺条条件件，甚甚至至可可能能发发生生危危险险。这这时时就就应应采采用用

7、带带有有报报警警或或控控制制触触点点的的压压力力表表。将将普普通通弹弹簧簧管管压压力力表表稍稍加加变变化化，便便可可成成为为电电接接点点信信号号压压力力表表，它它能能在在压压力力偏偏离离给给定定范范围围时时，及及时时发发出出信信号号，以以提提醒醒操操作作人人员员注注意意或或通过中间继电器实现压力的自动控制。通过中间继电器实现压力的自动控制。 警惕！警惕！警惕！警惕！10第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表二、压力计的选用及安装1.1.1.1.压力计的选用压力计的选用压力计的选用压力计的选用 压压力力计计的的选选用用应应根根据据工工艺艺生生产产过过程程对对压压力力测测量量的的要要求求，结

8、结合合其其他他各各方方面面的的情情况况，加加以以全全面面的的考考虑虑和和具具体体的的分析，分析， 一般考虑以下几个问题。一般考虑以下几个问题。 仪仪仪仪表表表表类类类类型型型型的的的的选选选选用用用用 考考虑虑反反应应介介质质等等因因素素，如如：氨氨气气、乙乙炔炔禁禁用用铜铜，酸介质、碱介质下耐腐蚀等等酸介质、碱介质下耐腐蚀等等 仪表精度级的选取仪表精度级的选取仪表精度级的选取仪表精度级的选取 仪表测量范围的确定仪表测量范围的确定仪表测量范围的确定仪表测量范围的确定 按照按照按照按照“ “化工自控设计技术规定化工自控设计技术规定化工自控设计技术规定化工自控设计技术规定” ”来选来选来选来选 1

9、1第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表举例举例举例举例 例例3 3 某某台台往往复复式式压压缩缩机机的的出出口口压压力力范范围围为为25252828MPa，测测量量误误差差不不得得大大于于1 1MPa。工工艺艺上上要要求求就就地地观观察察，并并能能高高低低限限报报警警，试试正正确确选选用用一一台台压压力力表，指出型号、精度与测量范围。表，指出型号、精度与测量范围。 解解1、选型 根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录一，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为060MPa2、量程范围确定 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择1/3仪表量程上限系统压力1/2仪表

10、量程上限12第第一一 节节 压力检测及仪表压力检测及仪表 所以由本章附录一，可选精度等级为1.5级的仪表 综上所述，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为060MPa，精度等级为1.5级。 公式变形得2系统压力仪表量程上限3系统压力 所以 可得 56MPa仪表量程上限 75MPa （why） 因此由本章附录一，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为060MPa3、精度选择 允许(1/60)100%=1.67%13第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表一、概述 介介介介质质质质流流流流量量量量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。

11、流量大小流量大小流量大小流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。 总量总量总量总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。定义定义定义定义14第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表质量流量质量流量质量流量质量流量MM体积流量体积流量体积流量体积流量Q Q如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是 流量计流量计流量计流量计：测量流体流量的仪表。计量表计量表计量表计量表：测量流体总量的仪表。 15第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表1.1.1.1.速度式流量计速度式流量计速度式流量计速度式流量计 以测量流体在管道内的流速作为

12、测量依据来计算流量的仪表。 2.2.2.2.容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计 以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。 3.3.3.3.质量流量计质量流量计质量流量计质量流量计 以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。 分类16第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表二、差压式流量计 差差差差压压压压式式式式（也也也也称称称称节节节节流流流流式式式式）流流流流量量量量计计计计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。 通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对

13、应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。 17第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表1.1.1.1.节流现象与流量基本方程式节流现象与流量基本方程式节流现象与流量基本方程式节流现象与流量基本方程式（1 1 1 1）节流现象）节流现象）节流现象）节流现象 流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节节流流现现象象。 节流装置包括节流件和取压装置。节流装置包括节流件和取压装置。18第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表图3-18 孔板装置及压力、流速分布图 要准确测量出截面、处的压力有困难，因为产生最低静压力p2的截面的位置随着流速的不同会

14、改变。因此是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体在节流装置前后的压力变化。因而所测得的压差与流量之间的关系，与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。注意注意注意注意19第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表（2 2 2 2）节流基本方程式）节流基本方程式）节流基本方程式）节流基本方程式 流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的。 可以看出可以看出可以看出可以看出要知道流量与压差的确切关系，关键在于的取值。 流量与压力差P的平方根成正比。 20第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表2.2.2.2.标准

15、节流装置标准节流装置标准节流装置标准节流装置 国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里管等标准化，并称为“标准节流装置”。 标准化的具体内容包括节流装置的结构、尺寸、加工要求、取压方法、使用条件等。 21第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表图3-19 孔板断面示意图如如左左图图，标标准准孔孔板板对对尺尺寸寸和和公公差差、粗粗糙糙度等都有详细规定。度等都有详细规定。 举例举例举例举例 其中dD应在0.20.8之间；最小孔径应不小于12.5mm；直孔部分的厚度h （ 0.005 0.02） D； 总 厚 度 H0.05D；锥面的斜角3045等等，需要时可参阅设计手册。 22第第二二节节

16、流量流量检测及仪表检测及仪表23第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表3.3.3.3.差压式流量计的测量误差差压式流量计的测量误差差压式流量计的测量误差差压式流量计的测量误差 在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差，有的甚至高达1020。 不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造，不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造，更要注意正确的安装、维护和符合使用条件等，才能保更要注意正确的安装、维护和符合使用条件等，才能保证差压式流量计有足够的实际测量精度。证差压式流量计有足够的实际测量精度。 注意注意注意注意24第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表误差产生的原因误差产生的原因

17、误差产生的原因误差产生的原因被测流体工作状态的变动。节流装置安装不正确。孔板入口边缘的磨损。导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象差压计安装或使用不正确25第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表三、转子流量计1.1.1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理 以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法。图3-27 转子流量计的工作原理图26第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表转子流量计中转子的平衡条件是（2 2-25-25）由式（2-25）可得根据转子浮起的高度就可以判断被测介质的流量大小或将式（3-26）代入上两式，得或（2 2

18、-26-26）27第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表2 2 2 2. . . .转子流量计的指示值修正转子流量计的指示值修正转子流量计的指示值修正转子流量计的指示值修正 转子流量计的流量标尺上的刻度值，对用于测量液体来讲是代表20时水的流量值，对用于测量气体来讲则是代表20，0.10133MPa压力下空气的流量值。所以，在实际使用时，要根据具体体情况进行修正。 （1 1 1 1）液体流量测量时的修正）液体流量测量时的修正）液体流量测量时的修正）液体流量测量时的修正（2 2-31-31）28第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表如果被测介质的黏度与水的黏度相差不大，可近似认为是常数，

19、则有 （2 2-32-32）整理后得（2 2-34-34）（2 2-33-33）29第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表同理可导得质量流量的修正公式为当采用耐酸不锈钢作为转子材料时，t7.9g/cm3，水的密度w1g/cm3，代入（2-34）与式（2-36）得 （2 2-35-35）（2 2-36-36）（3-373-37）30第第二二节节 流量流量检测及仪表检测及仪表四、其他流量计直接式质量流量计直接式质量流量计直接式质量流量计直接式质量流量计图3-35 科氏力流量计测量原理科氏力流量计的测量原理是基于流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力。 质量流量31第第二二节节

20、 流量流量检测及仪表检测及仪表优点优点优点优点 能够直接测量质量流量，不受流体物性（密度、黏度等）的影响，测量精度高； 测量值不受管道内流场影响，没有上、下游直管段长度的要求； 可测各种非牛顿流体以及黏滞和含微粒的浆液。 缺点缺点缺点缺点 它的阻力损失较大； 零点不稳定； 管路振动会影响测量精度。32第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表一、概论几个概念几个概念几个概念几个概念液位 料位液位计 界位计测量物位的两个目的测量物位的两个目的测量物位的两个目的测量物位的两个目的按其工作原理分为按其工作原理分为按其工作原理分为按其工作原理分为直读式物位仪表 差压式物位仪表浮力式物位仪表 电磁式物位

21、仪表核辐射式物位仪表 声波式物位仪表光学式物位仪表33第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表1.1.1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理图3-39 差压液位变送器原理图图3-40 压力表式液位计二、差压式液位变送器34第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表将差压变送器的一端接液相，另一端接气相因此 当被测容器是敞口的，气相压力为大气压时，只需将差压变送器的负压室通大气即可。若不需要远传信号，也可以在容器底部安装压力表，如图3-40所示。35第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表2.2.2.2.零点迁移问题零点迁移问题零点迁移问题零点迁移问题图3-41 负迁移示意图在使用差压变送

22、器测量液位时，一般来说实际应用中，正、负室压力p1、p2分别为36第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表迁移弹簧的作用迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。迁移和调零迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。 迁移迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。37第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表3.3.3.3.料位的检测料位的检测料位的检测料位的检测 用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。1金属

23、电极棒；2容器壁左图所示为用金属电极棒插入容器来测量左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。料位的示意图。 电容量变化与料位升降的关系为电容量变化与料位升降的关系为图3-47 料位检测38第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表优点优点优点优点 电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。 缺点缺点缺点缺点 需借助较复杂的电子线路。需借助较复杂的电子线路。 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要发生变化这种情况。发生变化这种情况。39第第三三节节 物位物位检测及仪表检测及仪表四、核辐射物位计射线的透射

24、强度随着通过介质层厚度的增加而减弱通过介质层厚度的增加而减弱，具体关系见式（3-63）。（3-633-63）图3-48 核辐射物位计示意图1辐射源；2接受器特点特点特点特点 适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量，还可以测量高温融熔金属的液位。 可在高温、烟雾等环境下工作。 但由于放射线对人体有害，使用范围受到一些限制。40第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表一、温度检测方法 温度不能直接测量，只能借助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。 分分类类按测量范围按测量范围按测量范围按测量范

25、围 按用途按用途按用途按用途 高温计、温度计标准仪表、实用仪表 按工作原理按工作原理按工作原理按工作原理 膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计 按测量方式按测量方式按测量方式按测量方式 接触式与非接触式 41测温方式测温方式温度计种类温度计种类 测温范围测温范围 优点优点 缺点缺点 接触式测温仪表膨胀式玻璃液体 -50600结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉 测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录远传 双金属-80 600结构紧凑，牢固可靠 精度低，量程和使用范围有限 压力式液体气体蒸汽-30 600-20 350 0 250结构简单，耐震，防爆能记录

26、、报警，价格低廉 精度低，测温距离短，滞后大 热电偶铂铑-铂镍铬-镍硅镍铬-考铜0 1600-50 1000-50 600测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制 需冷端温度补偿，在低温段测量精度较低 热电阻铂铜-200 600 -50 150测量精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制 不能测高温，需注意环境温度的影响 非接触式测温仪表辐射式辐射式光学式比色式400 2000700 3200900 1700测温时，不破坏被测温度场 低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度 红外线光电探测热电探测0 3500200 2000测温范围大，适于测温度分布，不破坏被测温度场，响应

27、快 易受外界干扰，标定困难 表表表表3-3 3-3 3-3 3-3 常用温度计的种类及优缺点常用温度计的种类及优缺点常用温度计的种类及优缺点常用温度计的种类及优缺点第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表421.1.1.1.膨胀式温度计膨胀式温度计膨胀式温度计膨胀式温度计图3-50 双金属片图3-51 双金属温度信号器1双金属片；2调节螺钉；3绝缘子；4信号灯膨胀式温度计是膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。的性质而制成的。第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表432.2.2.2.压力式温度计压力式温度计压力式温度计压力式温度计 它是根据在封闭系统中

28、的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理而制成的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。图3-52 压力式温度计结构原理图 1传动机构；2刻度盘； 3指针；4弹簧管；5连杆；6接头；7毛细管；8温包；9工作物质 应用压力随温度的变化来测温的仪表叫应用压力随温度的变化来测温的仪表叫压力式温度计压力式温度计压力式温度计压力式温度计。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表443.3.3.3.辐射式温度计辐射式温度计辐射式温度计辐射式温度计辐射式高温计辐射式高温计辐射式高温计辐射式高温计是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。压力式

29、温度计的压力式温度计的压力式温度计的压力式温度计的构造构造构造构造由以下三部分组成由以下三部分组成由以下三部分组成由以下三部分组成 温包 毛细管 弹簧管（或盘簧管） 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表45第第四四节节 温度温度检测及检测及仪表仪表热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。图3-53 热电偶温度计测温系统示意图1热电偶；2导线；3测量仪表热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计由三部分组成：热电偶；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。 1.1.1.1.热电偶热电偶热电偶热电偶图3-54 热电偶示意图二、热电偶温度计46（1 1

30、 1 1）热电现象及测温原理）热电现象及测温原理）热电现象及测温原理）热电现象及测温原理图3-55 热电现象图3-56 接触电势形成的过程图3-57 热电偶原理及电路图左图闭合回路中总的热电势左图闭合回路中总的热电势或或第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表47注意注意 如果组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度如何，闭合回路的总热电势为零；如果热电偶两接点温度相同，尽管两导体材料不同，闭合回路的总热电势也为零；热电偶产生的热电势除了与两接点处的温度有关外，还与热电极的材料有关。也就是说不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的。 第第四四节节 温度温度检测及仪

31、表检测及仪表48（2 2 2 2）插入第三种导线的问题）插入第三种导线的问题）插入第三种导线的问题）插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，见下图。的数值，见下图。 图3-58 热电偶测温系统连接图图（a）总的热电势（3-72）由于（3-75）（3-74）将式（3-73）、式（3-74）代入式（3-72）（3-73）第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表49说明：说明：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。不过必须保证引入线两所产

32、生的热电势数值并无影响。不过必须保证引入线两端的温度相同。端的温度相同。 故得（3-76）图（b）总的热电势第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表50（3 3）常用热电偶的种类）常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求工业上对热电极材料的要求工业上对热电极材料的要求工业上对热电极材料的要求温度每增加温度每增加时所能产生的热电势要大，而时所能产生的热电势要大，而且热电势与温度应尽可能成线性关系；且热电势与温度应尽可能成线性关系；物理稳定性要高；物理稳定性要高；化学稳定性要高；化学稳定性要高；材料组织要均匀，要有韧性，便于加工成丝；材料组织要均匀，要有韧性，便于加工成丝；复现性好，便于成批生产

33、，而且在应用上也可保复现性好，便于成批生产，而且在应用上也可保证良好的互换性。证良好的互换性。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表51热电偶名称代号分度号热电极材料测温范围/新 旧正热电极负热电极长期使用短期使用铂铑30-铂铑6铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍铁-铜镍铜-铜镍WRRWRPWRNWREWRFWRCBSKEJTLL-2LB-3EU-2-CK铂铑30合金铂铑10合金镍铬合金镍铬合金铁铜铂铑6合金纯铂镍硅合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金3001600-201300-501000-40800-40700-400300180016001200900750350表表表表3-4 3-4 3

34、-4 3-4 工业用热电偶工业用热电偶工业用热电偶工业用热电偶第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表52（4 4）热电偶的结构）热电偶的结构普通型热电偶普通型热电偶图3-59 热电偶的结构热电极热电极绝缘管绝缘管保护套管保护套管接线盒接线盒第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表53材材 料料工作温度工作温度/橡皮、绝橡皮、绝缘漆缘漆珐琅珐琅 玻璃管玻璃管石英管石英管瓷管瓷管纯氧化铝纯氧化铝管管 80 150 500120014001700表表3-5 3-5 常用绝缘子材料常用绝缘子材料表表3-6 3-6 常用保护套管常用保护套管材材 料料工作温度工作温度/无缝钢管无缝钢管不锈钢管不锈钢

35、管石英管石英管瓷管瓷管Al2O3陶陶瓷管瓷管 600100012001400 1900以以上上第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表54补偿导线的选用补偿导线的选用补偿导线的选用补偿导线的选用图3-61 补偿导线接线图 采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。 它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0100）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。见左图。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表55在使用热电偶补偿导线时，要注意

36、型号相配。在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。热电偶名称补偿导线工作端为100，冷端为0时的标准热电势/mV正极负极材料颜色材料颜色铂铑10-铂镍铬-镍硅（镍铝）镍铬-铜镍铜-铜镍铜铜镍铬铜红红红红铜镍铜镍铜镍铜镍绿蓝棕白0.6450.0374.0950.1056.3170.1704.2770.047表表3-7 3-7 常用热电偶的补偿导线常用热电偶的补偿导线第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表56. . . .冷端温度的补偿冷端温度的补偿冷端温度的补偿冷端温度的补偿 在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保

37、持为，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法。（1 1）冷端温度保持为）冷端温度保持为的方法的方法图3-61 热电偶冷端温度保持的方法（2 2）冷端温度修正方法）冷端温度修正方法 在实际生产中，冷端温度往往不是0，而是某一温度t1，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表57 用计算的方法来修正冷端温度，是指冷端温度内用计算的方法来修正冷端温度，是指冷端温度内恒定值时对测温的影响。该方法只适用于实验室或临恒定值时对测温的影响。该方法只适用于实验室或临时测温，在连

38、续测量中显然是不实用的。时测温，在连续测量中显然是不实用的。 注意注意注意注意58（3 3）校正仪表零点法）校正仪表零点法 若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上。 注意：注意：只能在测温要求不太高的场合下应用。（4 4）补偿电桥法）补偿电桥法 利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表59 由于电桥是在由于电桥是在2020时平衡时平衡的，所以采用这种补偿电桥时的，所以采用这种补偿电桥时须把仪表的机械零位预先调到须把仪表的机械零位预先调到2020处。如果补偿电桥是在处

39、。如果补偿电桥是在00时平衡设计的（时平衡设计的（DDZ-DDZ-型型温度变送器中的补偿电桥），温度变送器中的补偿电桥），则仪表零位应调在则仪表零位应调在00处。处。注意！注意！注意！注意！图3-62 具有补偿电桥的热电偶测温线路第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表60第第四四节节 温度温度检测及检测及仪表仪表 在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的测量较为适宜。测量较为适宜。 热电阻温度计热电阻温度计是由热电阻（感温元件），显示仪表（不平衡电桥或平衡电桥）以及连接导线所组成。 图3-64 热电阻温度计三、热电阻温度计61 对于呈

40、线性特性的电阻来说，其电阻值与温度关系如下式 热电阻温度计适用于测量热电阻温度计适用于测量-200-200+500+500范围内液体、范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。气体、蒸汽及固体表面的温度。1.1.1.1.测温原理测温原理测温原理测温原理 利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性（电阻温度效应）来进行温度测量的。（电阻温度效应）来进行温度测量的。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表622.2.2.2.工业常用热电阻工业常用热电阻工业常用热电阻工业常用热电阻作为热电阻的材料一般要求是：作为热电阻的材料一般要求是：作为热电阻的材料一般

41、要求是：作为热电阻的材料一般要求是： 电阻温度系数、电阻率要大； 热容量要小； 在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的复制性； 电阻值随温度的变化关系，最好呈线性。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表63（1 1）铂电阻）铂电阻在0650的温度范围内，铂电阻与温度的关系为由实验求得 工业上常用的铂电阻有两种，一种是工业上常用的铂电阻有两种，一种是R010，对应分，对应分度号为度号为Pt10。另一种是。另一种是R0100，对应分度号为，对应分度号为Pt100。 第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表64（2 2）铜电阻）铜电阻 金属铜易加工提纯，价格便宜；它的电阻温度系数很大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为-50+150内，具有很好的稳定性。 在-50+150的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的。即 工业上常用的铂电阻有两种，一种是R050，对应的分度号为Cu10。另一种是R0100，对应的分度号为Cu100。第第四四节节 温度温度检测及仪表检测及仪表65本章结束！本章结束！66