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1、热工仪表知识热工仪表知识2019.06目目录录 第一章第一章 测量仪表基本知识测量仪表基本知识 第二章第二章 压力测量仪表压力测量仪表 第三章第三章 流量测量仪表流量测量仪表 第四章第四章 物位测量仪表物位测量仪表 第五章第五章 温度测量仪表温度测量仪表 第一节：热工自动化仪表的分类第一节：热工自动化仪表的分类热工自动化仪表的分类方法很多热工自动化仪表的分类方法很多,根据不同原则根据不同原则可以进行相应的分类。可以进行相应的分类。 第一章第一章 测量仪表基本知识测量仪表基本知识n按仪表所使用的能源分类：可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表按仪表所使用的能源分类：可以分为气动仪表、电动仪表和液动
2、仪表(很少见很少见);n按仪表组合形式：可以分为按仪表组合形式：可以分为基地式仪表基地式仪表:将将测量测量、显示显示、控制控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。单元组合仪表单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系而而组合起来组合起来的一种仪
3、表的一种仪表综合控制装置综合控制装置:n按仪表安装形式按仪表安装形式:可以分为可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表现场仪表、盘装仪表和架装仪表(架装仪表是针对常架装仪表是针对常规仪表的盘装表而言，不需要操作的仪表就装成架装仪表，需要操作的安装规仪表的盘装表而言，不需要操作的仪表就装成架装仪表，需要操作的安装成盘装仪表成盘装仪表);n根据仪表信号的形式：可分为根据仪表信号的形式：可分为模拟仪表和数字仪表模拟仪表和数字仪表等。等。第三节：热工自动化控制仪表优势功能第三节：热工自动化控制仪表优势功能热工热工自动化控制仪表自动化控制仪表（如调节仪、无纸记录仪、流量积（如调节仪、无纸记录仪、流量积算仪、
4、激光气体分析仪、物位计等），主要特点是算仪、激光气体分析仪、物位计等），主要特点是采用先进采用先进的微电脑芯片及技术的微电脑芯片及技术,减小了体积减小了体积,并提高了并提高了可靠性及抗干扰可靠性及抗干扰性性能。能。n可编程（组态）功能可编程（组态）功能软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构,代替常代替常规的逻辑电路（无纸记录仪）。规的逻辑电路（无纸记录仪）。n记忆功能记忆功能微机引入仪表后微机引入仪表后,由于它的随机存储器可以记忆前一状由于它的随机存储器可以记忆前一状态信息态信息,只要通电只要通电,就可以一直保存记忆就可以一直保存记忆,并且可以同时记忆
5、并且可以同时记忆许多状态信息许多状态信息,然后进行重现或处理（流量积算仪）。然后进行重现或处理（流量积算仪）。n计算功能计算功能在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较（调节仪）。比较（调节仪）。n数据处理的功能数据处理的功能在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。由于有了微处理器和软与工程值的转换以及抗干扰问题。由于有了微处理器和软件件,这些都可以很方便的用
6、软件来进行检索、优化等工作这些都可以很方便的用软件来进行检索、优化等工作（激光气体分析仪、雷达物位计）。（激光气体分析仪、雷达物位计）。 第二章第二章 压力测量仪表压力测量仪表第一节：第一节： 压力单位压力单位n国际单位制（国际单位制（SI）-帕（帕（Pa），），n1Pa=1牛牛/米米2（N/m2）1Mpa=1105Pa1公斤力公斤力/厘米厘米2(kgf/cm2)=0.0981MPa1巴巴(bar)=0.1MPa1毫米水柱毫米水柱(mmH2O)=9.8110-6MPa1毫米水银柱毫米水银柱(mmHg)=1.33310-3MPa1标准大气压标准大气压(atm)=0.1013MPa第二节：弹性式压
7、力计第二节：弹性式压力计n测压原理：测压原理：各种弹性元件在被测介质压力作用下会产生弹性变形。各种弹性元件在被测介质压力作用下会产生弹性变形。n特点及适用场合：特点及适用场合：结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较高，在生产过程中获得了最广泛的应用。高，在生产过程中获得了最广泛的应用。电接点压力表电接点压力表第三节：电气式压力计第三节：电气式压力计n测压原理：测压原理：把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电量，从而把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电量，从而实现压力的间接测量。实现压力的间接测量。n特点及适用场合：特点及适用场合：反应较快
8、，测量范围较广、精度可达反应较快，测量范围较广、精度可达0.2，便于远距，便于远距离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。和超高压的场合。第四节：智能型压力变送器第四节：智能型压力变送器n高可靠性的微控制器及高精度温度补偿；高可靠性的微控制器及高精度温度补偿；n将被测介质的压力信号转换成将被测介质的压力信号转换成420mADC标准信号叠加标准信号叠加HART数字信号；数字信号；n支持现场总线基于现场控制；支持现场总线基于
9、现场控制；n具有完整的自诊断功能和通讯功能；具有完整的自诊断功能和通讯功能；n零点自动迁移，零点量程外部可调；零点自动迁移，零点量程外部可调；n通过手持器和通过手持器和PC机可实现远程管理。机可实现远程管理。第五节：压力计的选用第五节：压力计的选用n压力检测仪表的选择主要包括仪表的型式、量程范围、精压力检测仪表的选择主要包括仪表的型式、量程范围、精度与灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和其他功能，如度与灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和其他功能，如指示、记录、报警控制等；指示、记录、报警控制等；n必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度；必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度；n必须考虑被
10、测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、粘度、易燃易爆程度等；粘度、易燃易爆程度等；n必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电磁场、振动等。磁场、振动等。压力计的选用压力计的选用高炉料罐压力使用高炉料罐压力使用粒化渣冷水池使用粒化渣冷水池使用高炉除尘液压站使用高炉除尘液压站使用喷煤车间废气压力使用喷煤车间废气压力使用压力变送器接线图压力变送器接线图 第三章第三章 流量测量仪表流量测量仪表第一节：概述第一节：概述n流量概念流量概念-指单位时间内流过管道某一截面的流指单位时间内流过管道某一
11、截面的流体的体积，即瞬时流量。体的体积，即瞬时流量。n流量的两种表示方法：流量的两种表示方法： 体积流量体积流量Q-Q-单位时间内通过管道某一截面的物单位时间内通过管道某一截面的物料体积（料体积（m3/hm3/h） 质量流量质量流量M-M-单位时间内通过管道某一截面物单位时间内通过管道某一截面物料的质量（料的质量（kg/hkg/h）第二节：差压式流量计第二节：差压式流量计n 测量原理：在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一测量原理：在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，气体流过孔个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，气体流过
12、孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比。差压的平方根成正比
13、。 1-节流元件 2-引压管路3-三阀组 4-差压计n优点优点:u 应用最多的孔板式流量计结构牢固应用最多的孔板式流量计结构牢固, ,性能稳定可靠性能稳定可靠, ,使用寿命长使用寿命长; ; u应用范围广泛应用范围广泛, ,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; ; u检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产, ,便于规模经济生便于规模经济生产。产。 n缺点缺点:u测量精度普遍偏低测量精度普遍偏低; ; u范围度窄范围度窄, ,一般仅一般仅3:14:1; 3:14:1; u现场安装条件要求高现场安装条件要求高; ; u
14、压损大压损大( (指孔板、喷嘴等指孔板、喷嘴等) )。 一体化差压式流量计（喷煤车一体化差压式流量计（喷煤车间间N2总管流量计）总管流量计）流量孔板（高炉炉顶氮气总流量孔板（高炉炉顶氮气总管流量计）管流量计）第三节：转子流量计第三节：转子流量计n浮子流量计浮子流量计, ,又称转子流量计又称转子流量计, ,是变面积式流量计的一种是变面积式流量计的一种, ,在一根由在一根由下向上扩大的垂直锥管中下向上扩大的垂直锥管中, ,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的承受的, ,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和
15、浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。质的转子流量计。n转子流量计的特点：转子流量计的特点： 转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量转子流量计是工业上和实验室最常
16、用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道直径等特点。转子流量计适用于测量通过管道直径D150mmD150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。上地通过转子流量计。 金属管转子流量计（高炉炉身金属管转子流量计（高炉炉身静压静压N2流量计）流量计）玻璃管转子流量计（高玻璃管转子流量计（高炉炉H2、喷煤、喷煤CO分析分析仪流量计）仪流
17、量计）第四节：涡街流量计第四节：涡街流量计n应用范围：涡街流量计用于测量气体、蒸汽或液体的体积应用范围：涡街流量计用于测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量。并可作为流量变送器应用于自动流量、标况的体积流量。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。化控制系统中。n测量原理：涡街流量计应用是根据卡门（测量原理：涡街流量计应用是根据卡门（KarmanKarman）涡街原）涡街原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释
18、放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关及旋涡发生体特征宽度有关 。n涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比：涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比： 用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但存在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、存在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为3 3比比1 1，对流量波动较大易造成测量值偏低。，对流量波动较大易造成测
19、量值偏低。 而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力管道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达损失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达3030比比1 1。因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计。因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使用越来越受到人们的青睐。的使用越来越受到人们的青睐。 涡街流量计涡街流量计插入式涡街流量计插入式涡街流量计第五节：电磁流量计第五节：电磁流量计n电磁流量计的工作原理电磁流量计的工作原理
20、电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。的电磁隔离。n电
21、磁流量计特点电磁流量计特点: : u 测量精度测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。高。u测量管道内无阻流件，因此测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失没有附加的压力损失；测量管道内无；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。可动部件，因此传感器寿命极长。u由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载面上的平均值，因此面上的平均值，因此传感器所需
22、的直管段较短传感器所需的直管段较短，长度为，长度为5 5倍的管倍的管道直径。道直径。u传感器传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损可耐腐蚀和耐磨损。u双向测量系统，双向测量系统，可测正向流量、反向流量可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺。采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。一体式电磁流量计一体式电磁流量计分体式电磁流量计分体式电磁流量计（高炉工业水流（高炉工业水流量计）量计）电磁流量计接线图电磁流量计接线
23、图第六节：阿里巴流量计第六节：阿里巴流量计n阿里巴流量计阿里巴流量计( (又称笛形均速管流量计又称笛形均速管流量计) )是根据皮托管测速原理发展起来的是根据皮托管测速原理发展起来的一种一种新型差压流量检测元件新型差压流量检测元件。具有根据空气动力学设计，。具有根据空气动力学设计，可大大降低传感可大大降低传感器处流体分离产生的误差器处流体分离产生的误差，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于传统的流量仪表。传统的流量仪表。n阿里巴流量阿里巴流量传感器是由检测杆、取压口和导杆组成传感器是由检测杆、取压口和导杆组成，它横穿管道内部与管，它横穿管道内部与管轴
24、垂直，在检测杆迎流面上设有多个总压检测孔，分别由轴垂直，在检测杆迎流面上设有多个总压检测孔，分别由总压导压管和静总压导压管和静压导压管压导压管引出，根据引出，根据总压与静压的差压值，计算流经管道流量总压与静压的差压值，计算流经管道流量。 煤气、助燃风均速管流量计特点特点:1.精度：读数的精度：读数的1%（未标定），（未标定），0.5%（标定），同类产品最高（标定），同类产品最高;2.重复性：读数的重复性：读数的0.1%;3.量程比：量程比：30：1;4.椭圆形设计大幅度降低了压损，椭圆形设计大幅度降低了压损，减少了噪音减少了噪音;5.单台传感器配备参数变送器可实单台传感器配备参数变送器可实现质
25、量流量测量，真正静压测量，温现质量流量测量，真正静压测量，温度测量度测量;6.安装简易，维护方便、自清洗安装简易，维护方便、自清洗;7.传感器不产生流体分离点，无涡传感器不产生流体分离点，无涡流扰动流扰动;8.对直管段要求低对直管段要求低.阿里巴流量计阿里巴流量计 第四章第四章 物位测量仪表物位测量仪表第一节：概述第一节：概述n物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动化仪表。测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置化仪表。测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和
26、槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。n物位测量仪表的种类很多，常用的有直读式液位计、差压式物位仪表、物位测量仪表的种类很多，常用的有直读式液位计、差压式物位仪表、浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。此外，
27、还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。第二节第二节差压式液位变送器差压式液位变送器差压式物位仪表是假定物料的重度为恒定值，差压式物位仪表是假定物料的重度为恒定值，容器中液体或固体容器中液体或固体物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比，因而可用测压物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比，因而可用测压的方法来测量物位的方法来测量物位。测量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器。测量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器等。等。差压式液位变送器的选型原则差压式液位变送器的选型原则n对于腐蚀性液体对于腐蚀性液体,粘稠性液体粘稠性液体,熔融性液体熔融性液体,沉淀性液体等沉淀
28、性液体等,当采取灌隔离液当采取灌隔离液,吹气吹气或冲液等措施时或冲液等措施时,可选用差压变送器可选用差压变送器n对于腐蚀性液体对于腐蚀性液体,粘稠性液体粘稠性液体,易气化液体易气化液体,含悬浮物液体等含悬浮物液体等,宜选用平法兰式差宜选用平法兰式差压变送器压变送器n对于易结晶液体对于易结晶液体,高粘度液体高粘度液体,结胶性液体结胶性液体,沉淀性液体等沉淀性液体等,宜选用插入式法兰差宜选用插入式法兰差压变送器压变送器n对于被测对象有大量冷凝物或沉淀物析出时对于被测对象有大量冷凝物或沉淀物析出时,宜选用双法兰式差压液位变送器宜选用双法兰式差压液位变送器n测液位的差压液位变送器宜带有正负迁移机构测液
29、位的差压液位变送器宜带有正负迁移机构,其迁移量应在选择仪表量程时其迁移量应在选择仪表量程时确定确定n对于正常工况下液体密度发生明显变化介质对于正常工况下液体密度发生明显变化介质,不宜选用差压式液位变送器不宜选用差压式液位变送器 渣处理车间使用渣处理车间使用第三节：电容式物位传感器第三节：电容式物位传感器n电容式物位仪表的工作原理是把物位的变化，变换成相应电容量的变电容式物位仪表的工作原理是把物位的变化，变换成相应电容量的变化，然后测量此电容量的变化从而得到物位变化的。电容式物位仪表化，然后测量此电容量的变化从而得到物位变化的。电容式物位仪表用于测量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面
30、位置，用于测量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面位置，可供连续测量和定点监控之用。可供连续测量和定点监控之用。 渣处理车间使用渣处理车间使用第四节：声波式物位仪表第四节：声波式物位仪表n声波式物位仪表一般分为利用声波式物位仪表一般分为利用声波阻断原理和利用声波反声波阻断原理和利用声波反射原理两类射原理两类。声波阻断式物位仪表在物位升高而阻断从发。声波阻断式物位仪表在物位升高而阻断从发射换能器到接收换能器的声束时，接受换能器接受到的声射换能器到接收换能器的声束时，接受换能器接受到的声能会产生突变，并发出突变的开关信号；能会产生突变，并发出突变的开关信号；声波反射物位仪声波反射物位仪表
31、是根据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一表面表是根据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一表面反射回到接收换能器的时间间隔，来测出物位的。反射回到接收换能器的时间间隔，来测出物位的。 声波反射物位仪表：声波反射物位仪表：返矿仓、原煤仓等使用（雷达物位计）返矿仓、原煤仓等使用（雷达物位计）第五节：核辐射物位计第五节：核辐射物位计n核辐射物位计是通过核辐射物位计是通过放射源放射源发出射线，穿过被测物料后由探测器接收。发出射线，穿过被测物料后由探测器接收。当物位改变时，由于被测物料的吸收剂量改变，而使探测器接受到的当物位改变时，由于被测物料的吸收剂量改变，而使探测器接受到的辐射强度改变，再转换为
32、电信号的变化，经放大后送给显示仪表连续辐射强度改变，再转换为电信号的变化，经放大后送给显示仪表连续显示物位（原显示物位（原1#450高炉高炉r射线料罐物位计）。射线料罐物位计）。n放射形物位计是利用物位的高低对放射形同位素的射线吸收程度不同放射形物位计是利用物位的高低对放射形同位素的射线吸收程度不同来测量物位高低的，它的测量范围宽，可用于低温、高温、高压容器来测量物位高低的，它的测量范围宽，可用于低温、高温、高压容器中的高粘度、高腐蚀、易燃易爆介质物位的测量。中的高粘度、高腐蚀、易燃易爆介质物位的测量。n核辐射物位仪表的特点是：射线能穿透很厚的壁以实现不接触测量，核辐射物位仪表的特点是：射线能
33、穿透很厚的壁以实现不接触测量，因而可用于高压、高温和有毒的密封容器的液位或料位测量，且不受因而可用于高压、高温和有毒的密封容器的液位或料位测量，且不受周围电磁场、烟气和灰尘等影响，但使用时须注意保护。周围电磁场、烟气和灰尘等影响，但使用时须注意保护。 第五章第五章 温度检测仪表温度检测仪表第一节第一节温度检测方法温度检测方法n接触式测量接触式测量：即通过测量体与被测介质的接触来测量物体的温度；：即通过测量体与被测介质的接触来测量物体的温度；特点特点：简单、可靠、测量精度较高。但由于要达到热平衡，因而产生：简单、可靠、测量精度较高。但由于要达到热平衡，因而产生了滞后。而且可能与被测介质产生化学反
34、应。不能应用于很高温度的了滞后。而且可能与被测介质产生化学反应。不能应用于很高温度的测量。测量。n非接触式测量非接触式测量：即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。：即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。特点特点：其测温范围很广，其测温上限原则上不受限制；测温速度比较：其测温范围很广，其测温上限原则上不受限制；测温速度比较快，而且可以对运动体进行测量，但一般测温误差较大。快，而且可以对运动体进行测量，但一般测温误差较大。第二节第二节热电偶温度计热电偶温度计n热电偶的测温原理热电偶的测温原理：是利用热电偶的热电效应来测量温度：是利用热电偶的热电效应来测量温度的。的。n热电效应热电效应-将任
35、意两种不同的导体将任意两种不同的导体A、B组成一个闭合回组成一个闭合回路，只要其连接点路，只要其连接点l、2温度不同，在回路中就产生热电动温度不同，在回路中就产生热电动势的现象。势的现象。测量时传感器中测量时传感器中有无电信号有无电信号：分为非电量测量和电量测量两种。分为非电量测量和电量测量两种。测量时传感器与被测对象的测量时传感器与被测对象的接触方式接触方式不同：不同：分为接触式和非接触式两种。分为接触式和非接触式两种。接触式温度计接触式温度计1、热膨胀式温度计、热膨胀式温度计液体膨胀式温度计液体膨胀式温度计:酒精酒精红红色，色，测温范围：测温范围：-8080；2、热电偶温度计热电偶温度计3
36、、热电阻温度计热电阻温度计接触式温度计特点：测量精度高，接触式温度计特点：测量精度高，测量温度上限及使用寿命受到限测量温度上限及使用寿命受到限制（测温材料耐温高低），不易制（测温材料耐温高低），不易侧运动物体。侧运动物体。热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计n n热电偶温度检测仪表的组成：热电偶、补偿导线、热电偶温度检测仪表的组成：热电偶、补偿导线、显示仪构成。显示仪构成。n n与被测对象接触的一端：热端、测量端；与被测对象接触的一端：热端、测量端；n n与显示仪表连接的一端：冷端、自由端。与显示仪表连接的一端：冷端、自由端。热电偶温度计接线图热电偶温度计接
37、线图热电偶的类型：热电偶的类型：（1）标准热电偶）标准热电偶A、T型型WRC铜铜-康铜康铜-200350B、K型型WRN镍鉻镍鉻-镍硅镍硅-2001100C、E型型WRK镍鉻镍鉻-康铜康铜-40800D、J型型WRF铁铁-康铜康铜-40700E、N型型镍鉻硅镍鉻硅-镍硅镍硅-2001200最高最高1300F、S型型WRP铂铑铂铑10-铂铂01400最高最高1600G、B型型WRR铂铑铂铑30-铂铑铂铑601600最高最高1800H、R型型铂铑铂铑13-铂铂01600最高最高1800热电偶实际外形图热电偶实际外形图 热风炉测温等使用热风炉测温等使用炉皮测温使用炉皮测温使用 热风炉燃烧室测温使用热
38、风炉燃烧室测温使用（2）非标准热电偶（特殊热电偶）非标准热电偶（特殊热电偶）A、凯装热电偶凯装热电偶实际外形图凯装热电偶实际外形图 高炉冷却壁测温使用（高炉冷却壁测温使用（K型）型）B、快速热电偶、快速热电偶铁水测温使用（铁水测温使用（B、S型）型）镍铬镍铬-镍硅热电偶分度表（镍硅热电偶分度表（ITS-90）分度号：分度号：K铂铑铂铑10-铂热电偶分度表铂热电偶分度表(ITS-90)分度号：分度号：S热电偶温度变送器热电偶温度变送器热电偶的毫伏信号及热电阻的阻值变化信号，经温度变送器被转换成统热电偶的毫伏信号及热电阻的阻值变化信号，经温度变送器被转换成统一的电流信号。一的电流信号。此信号若输入
39、到显示、记录仪表中，可进行温度的自此信号若输入到显示、记录仪表中，可进行温度的自动检测；若输入到调节器中，可组成自动调节系统，进行自动调节；动检测；若输入到调节器中，可组成自动调节系统，进行自动调节；经过转换输入到电子计算机中，可进行温度巡回检测、计算机控制等。经过转换输入到电子计算机中，可进行温度巡回检测、计算机控制等。n变送器是将检测元件中输出的信号转换成标准信号的仪表。温度变送变送器是将检测元件中输出的信号转换成标准信号的仪表。温度变送器是将测温元件（热电偶、热电阻）的输出信号（毫伏或电阻变化信器是将测温元件（热电偶、热电阻）的输出信号（毫伏或电阻变化信号），转换成为标准的电信号号），转
40、换成为标准的电信号（DC010mA或或DCI0=420mA、U0=15V）的一种电动单元组合式仪表。的一种电动单元组合式仪表。温度变送器温度变送器热电偶的使用与安装热电偶的使用与安装A、热电偶在使用中应注意的事项、热电偶在使用中应注意的事项测温点的选择测温点的选择外保护套管的考虑外保护套管的考虑绝缘绝缘避免附加电势的影响干扰：屏蔽线接地避免附加电势的影响干扰：屏蔽线接地B、热电偶的安装、热电偶的安装消除导热误差消除导热误差第三节第三节热电阻温度计热电阻温度计n测温原理：是基于金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特测温原理：是基于金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性。因此只要
41、测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。性。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。n特点：测量精度高，性能稳定，灵敏度高。另外热电阻温度计的输出是特点：测量精度高，性能稳定，灵敏度高。另外热电阻温度计的输出是电信号，便于远传，在中低温电信号，便于远传，在中低温( (200200650)650)测量中得到了广泛的应用。测量中得到了广泛的应用。第四节第四节一体化温度变送器一体化温度变送器n一体化温度变送器是温度传感器与变送器的完一体化温度变送器是温度传感器与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把美结合，以十分简捷的方式把-200+1600范围内的温度信号转换为二线制范围内的
42、温度信号转换为二线制420mADC的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、DCS等，实现对温度的精确测量和控制。一体等，实现对温度的精确测量和控制。一体化温度变送器是现代工业现场、科研院所温度化温度变送器是现代工业现场、科研院所温度测控的更新换代产品，是集散系统、数字总线测控的更新换代产品，是集散系统、数字总线系统的必备产品。系统的必备产品。n一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线采用固体模块形式将
43、测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。n一体化温度变送器一体化温度变送器热电阻（热电偶）+变送器=一体化温度变送器 所谓一体化温度变送器，是指将变送器模块安装在测温元件（热电偶或热电阻）接线盒或专用接线盒内的温度变送器。它的优点：体积小、重量轻、现场安装方便以及输出信号抗干扰能力强等优点。工作原理：热电偶（阻）在工作状态下所测得的热电势（电阻）的变化，工作原理：热电偶（阻）在工作状态下所测得的热电势（电阻）的变化，经过温度变送器的电桥产生不平衡信号，经放大后转换成为经过温度变送器的电桥产生不平衡信号，经放大后转换成为420mA电信号电信号给工作仪表，工作仪表便显示所对应的温度值。给工作仪表，工作仪表便显示所对应的温度值。喷煤车间喷煤车间O2分析仪测温使用分析仪测温使用69
