八大常见温度仪表工作原理及安装注意事项.docx

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八大常见温度仪表工作原理及安装注意事项

八大罕见温度仪表工作道理及安装留意事项！

之杨若古兰创作

摘要：

本文次要针对化工仪表经常使用的8大温度仪表进行讲解，从工作道理，到安装请求，和产品选型和使用过程中应当留意的成绩，及仪表的构成，具体的论述了罕见的8大温度仪表，为仪表人在后期工作中提供理论和经验帮忙！

工作道理：

图1双金属温度计

双金属温度计的工作道理是利用二种分歧温度膨胀系数的金属，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷外形，当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开.

因为螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自在动弹的指针相连，是以，当双金属片感受到温度变更时，指针即可在一圆形分度标尺上唆使出温度来.

这类仪表的测温范围普通在80℃～+500℃间，答应误差均为标尺量程的1.5%摆布.

分类：

普通双金属温度计、耐震型双金属温度计、电节点双金属温度计.

按双金属温度计指针盘与呵护管的连接方向可以把双金属温度计分成轴向型、径向型、135°向型和万向型四种.

①轴向型双金属温度计：

指针盘与呵护管垂直连接.

②径向型双金属温度计：

指针盘与呵护管平行连接.

③135°向型双金属温度计：

指针盘与呵护管成135°连接.

④万向型双金属温度计：

指针盘与呵护管连接角度可任意调整.

选型与使用：

在选用双金属温度计时要充分考虑实际利用环境和请求，如表盘直径、精度等级、安装固定方式、被测介质品种及环境风险性等.除此以外，还要看重性价比和保护工作量等身分.

此外，双金属温度计在使用过程中应留意以下几点：

A、双金属温度计呵护管浸入被测介质中长度必须大于感温元件的长度，普通浸入长度大于100mm,050℃量程的浸入长度大于150mm，以包管测量的精确性.

B、各类双金属温度计不宜用于测量关闭容器内介质的温度，带电接点温度计不宜在工作震撼较大的场合的控制回路中使用.

C、双金属温度计在保管、使用安装及运输中，应防止碰撞呵护管，切勿使呵护管曲折变型及将表当扳手使用.

D、温度计在正常使用的情况下应予定期检验.普通以每隔六个月为好.电接点温度计不答应在强烈震撼下工作，以避免影响接点的可靠性.

E、仪表经常工作的温度最好能在刻度范围的1/3～2/3处.

工作道理：

图2压力式温度计

压力式温度计的道理是基于密闭测温零碎内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变更关系，而进行温度测量的.当温包感受到温度变更时，密闭零碎内饱和蒸气发生响应的压力，惹起弹性元件曲率的变更，使其自在端发生位移，再由齿轮放大机构把位移变成唆使值.

构成及分类：

压力式温度计由敏感元件温包，传压毛细管和弹簧管压力表构成.

∙若给零碎充以气体，如氮气，称为充气式压力式温度计，测温上限可达500℃，压力与温度的关系接近于线性，但是温包体积大，热惯性大.

∙若充以液体，如二甲苯、甲醇等，温包小些，测温范围分别为－40℃～200℃和－40℃～170℃，

∙若充以低沸点的液体，其饱和汽压应随被测温度而变，如丙酮，用于50℃～200℃.但因为饱和汽压和饱和汽温呈非线性关系，故温度计刻度是不均匀的.

特点：

必须将温包全部浸入被测介质；毛细管最长不超出60m；仪表精度低，但使用简便，而且抗震撼.

工作道理：

图3电阻式温度计

热电阻的测温道理是基于导体或半导体的电阻值随温度变更而变更这一特性来测量温度或者与温度有关的参数.

绝大多数金属的电阻值随温度而变更，温度越高电阻越大，即具有正的电阻温度系数.而大多数半导体材料具有负的电阻温度系数，即温度越高电阻越小.

构成材料请求：

1、在测温范围内化学和物理功能波动；

2、复现性好；

3、电阻温度系数大，以得到高灵敏度；

4、电阻率大，可以得到小体积元件；

5、电阻温度特性尽可能接近线性；

6、价格低廉.

经常使用热电阻原件：

经常使用的热电阻元件有：

铂热电阻、铜热电阻、半导体热敏电阻.

∙铂热电阻采取高纯度铂丝绕制而成，具有测温精度高、功能波动、复现性好、抗氧化等长处，是以在基准、实验室和工业中被广泛利用.但其在高温下容易被还原性气氛所净化，使铂丝变脆，改变其电阻温度特性，所以需用套管呵护方可使用.铂丝纯度是决定温度计精度的关键.铂丝纯度越高其波动性越高、复现性越好、测温精度也越高.

∙铜热电阻的电阻值与温度近于呈线性关系，电阻温度系数也较大，且价格廉价，所以在一些测量精度请求不是很高的情况下，就常采取铜热电阻.但其在高于100℃的气氛中易被氧化，故多用于测量－50～150℃温度范围.

∙半导体热敏电阻长处:

负电阻温度系数大，是以灵敏度高.电阻率大，可作成体积小而电阻值大的电阻元件，这就使之具有热惯性小和可测量点温度或动态温度.缺点：

同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性严重，元件功能不波动，是以互换性差、精度较低.

热电阻连接方式：

∙二线制：

在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻旌旗灯号的方式叫二线制，这类引线方法很简单，但因为连接导线必定存在引线电阻R，R大小与导线的材质和长度的身分有关，是以这类引线方式只适用于测量精度较低的场合

∙三线制：

在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这类方式通常与电桥配套使用，可以较好的清除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最经常使用的.

∙四线制：

在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压旌旗灯号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表.可见这类引线方式可完整清除引线的电阻影响，次要用于高精度的温度检测.

安装请求：

对热电阻的安装，应留意有益于测温精确，平安可靠及维修方便，而且不影响设备运转和生产操纵.在选择对热电阻的安装部位和拔出深度时要留意以下几点：

1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测点地位，尽量防止在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻.

2、带有呵护套管的热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电偶和热电阻应当有足够的拔出深度：

1）对于测量管道中间流体温度的热电阻，普通都应将其测量端拔出到管道中间处（垂直安装或倾斜安装）.如被测流体的管道直径是200毫米，那热电阻拔出深度应选择100毫米；

2）对于高温高压和高速流体的温度测量（如主蒸汽温度），为了减小呵护套对流体的阻力和防止呵护套在流体感化下发生断裂，可采纳呵护管浅插方式或采取热套式热电阻.浅插式的热电阻呵护套管，其拔出主蒸汽管道的深度应不小于75mm；热套式热电阻的尺度拔出深度为100mm.

3）假如须要测量是烟道内烟气的温度，尽管烟道直径为4m，热电阻拔出深度1m即可.

4）当测量原件拔出深度超出1m时，应尽可能垂直安装,或加装支支持架和呵护套管.

工作道理：

图4热电偶温度计

两种分歧成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度分歧时，在回路中就会发生电动势，这类景象称为热电效应，而这类电动势称为热电势.热电偶就是利用这类道理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫唱工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为抵偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所发生的热电势.

安装请求：

∙首先热电偶和热电阻的安装应尽可能坚持垂直，以防止呵护套管在高温下发生变形，但在有流速的情况下，则必须迎着被测介质的流向拔出，以包管测温元件与流体的充分接触以包管其测量精度.

∙另外热电偶和热电阻应尽量安装在有呵护层的管道内，以防止热量散失.其次当热电偶和热电阻传感器安装在负压管道中时，必须包管测量处具有良好的密封性，以防止外界冷空气进入，使读数偏低.

∙当热电偶和热电阻传感器安装在户外时，热电偶和热电阻传感器的接线盒面盖应向上，入线口应向下，以防止雨水或灰尘进入接线盒，而损坏热电偶和热电阻接线盒内的接线影响其测量精度.

∙应经常检查热电偶和热电阻温度计各处的接线情况，特别是热电偶温度计因为其抵偿导线的材料硬度较高，非常容易从接线柱离开形成断路故障，是以要接线良好不要过多碰动温度计的接线并经常检查，以获得精确的测量温度.

∙热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点.为防止热量沿热电偶传走或防止呵护管影响被测温度，热电偶应浸入所测流体当中，深度至多为直径的10倍.当测量固体温度时，热电偶该当顶着该材料或与该材料紧密接触.为了使导热误差减至最小，应减小接点附近的温度梯度.

∙当用热电偶测量管道中的气体温度时，如果管壁温度明显地较高或较低，则热电偶将对之辐射或接收热量，从而光鲜明显改变被测温度.这时候，可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度，采取所谓的屏罩式热电偶.

∙选择测温点时应具有代表性，例如测量管道中流体温度时，热电偶的测量端应处于管道中流速最大处.普通来说，热电偶的呵护套管末端应超出流速中间线.　

工作道理：

图5玻璃管液体温度计

玻璃液体温度计采取热胀冷缩效应的测温道理：

当温度变更时，玻璃球中的液体体积会发生膨胀或收缩，使进入毛细管中的液柱高度发生变更，从刻度上可唆使出温度的变更.

温度表的刻度分辨力高低与温度表的灵敏度有关，灵敏度大，则温度表的刻度分辨力高.要提高温度表的灵敏度，可增大测温液的体积或减小毛细管的直径.但增大测温液的体积，不容易于与被测物资取得热平衡，形成较大的滞后误差，且容易使球部发生变形；而减小毛细管直径则会使毛细管不容易加工均匀，形成液柱上升不均匀，影响测量精确性.是以，应取适当的灵敏度.

另外，温度表的灵敏度还与测温液和玻璃的热膨胀系数之差有关，且成反比.普通均拔取热膨胀系数较大的液体作为测温液，而玻璃的热膨胀系数应尽可能的小.经常使用的测温液有水银和酒精.

次要发生误差的缘由：

（1）零点永久位移

（2）球部临时变形

（3）压力变更

（4）刻度禁绝确

（5）读数方法不精确

（6）热滞效应

（7）酒精温度表发生误差的特殊缘由

（8）最高温度表发生误差的特殊缘由

工作道理：

图6温度变送器

温度电流变送器是把温度传感器的旌旗灯号改变成电流旌旗灯号，连接到二次仪表上，从而显示出对应的温度.温度变送器采取热电偶、热电阻作为测温元件，从测温元件输出旌旗灯号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校订、V/I转换、恒流及反向呵护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的4～20mA电流旌旗灯号输出.

安装请求：

1、安装前，检查配件是否齐全，紧固件有没有松动,将天线拧紧.

2、安装时，留意轻拿轻放，切勿敲、摔.将天线拧紧后即可正常工作

3、安装后，加电后，禁止非操纵人员打开前盖，如操纵人员误操纵后，严禁保管，断电后从头开启即可.

次要发生误差的缘由：

∙被测介质温度升高或者降低时变送器输出没有变更，这类情况大多是温度变送器密封的成绩，可能是因为温度变送器没有密封好或者是在焊接的时候不当心将传感器焊了个小洞，这类情况普通须要更换变送器外壳才干解决.

∙输出旌旗灯号不波动，这类缘由是温度源本领的缘由，温度源本领就是一个不波动的温度，如果是仪表显示不波动，那就是仪表的抗干扰能力不强的缘由.

∙变送器输出误差大，这类情况缘由就比较多，可能是选用的温度变送器的电阻丝分歧错误导致量程错误，也有可以能是变送器出厂的时候没有标定好.

工作道理：

图7温度开关

温度开关是一种用双金属片作为感温元件的温度开关，电器正常工作时，双金属片处于自在形态，触点处于闭合/断开形态，当温度升高至动作温度值时，双金属元件受热发生内应力而敏捷动作，打开/闭合触点，切断/接通电路，从而起到热呵护感化.当渐度降到重定温度时触点主动闭合/断开，恢复正常工作形态.

安装请求：

1、采取接触感温式安装时，应使金属盖面贴紧被控器具的安装面，为确保感温后果，应在感温概况涂上导热硅脂或其他功能类似的导热介质.

2、安装时不成把盖面顶部压塌、松动或变形，以避免影响功能.

3、不克不及让液体渗入控温器内部，不得使外壳出现裂纹，不得随意改变外接端子的外形.

4、产品在不大于5A电流的电路中使用，应选择铜芯截面为0.51㎜2导线连接；不大于10A电流的电路中使用，应选择铜芯截面为0.751.5㎜2导线连接.

5、产品应在绝对湿度小于90[[%]]，环境温度40℃以下通风、洁净、干燥、无腐蚀性气体的仓库中存放.

工作道理：

图8光学、辐射式高温计

辐射高温计是根据物体在全部波长范围内的辐射能量与其温度之间的函数关系设计制作的，用辐射感温器作为一次仪表，电子电位差计作为二次仪表，它属于透镜聚焦式感温器，具有铝合金外壳，前部是物镜，壳体内装有热电堆抵偿光栏，在靠紧热电堆的视场光栏上有一块调档板，档板的感化是调节照耀到热电堆上的辐射能量，使产品具有统一的分度值，在可拆卸的后盖板上装有目镜，借以观察被测物体的影象.

辐射感温器把被测物体的辐射能，经过透镜聚焦在热敏元件上，热敏元件把辐射能改变成电参数，由已知的热电势与物体温度之间的关系通过二次仪表测出热电势，显示出温度值，这个温度值须用物体的全辐射黑体系数予以校订或用铂铑10—铂热电偶直接拔出高温盐浴炉中配以直流电位差计测量温度，然后与仪表显示温度对比，用以校准高温计测量温度的精确程度.

安装请求：

仪表为固定安装式，感温器可在10～80℃的环境下使用，在环境温度超出80℃或空气介质中含有水蒸汽，烟雾时可借助于水冷，通风等辅助安装来降低环境温度，吹净测量通道中的烟气，以减少测量误差.

感温器辅助安装分轻型和重型两种.重型是使用在环境较恶劣的情况下，为了防止被测炉窑中的火焰或高温炉气从测量通道喷出而灼伤仪器，设置了火焰防炉安装，能在发生风险时主动动作，呵护仪器并发出报警旌旗灯号.

工作道理：

图9非接触式红外测温仪

非接触式红外测温仪（以下简称“测温仪”）可以通过测量目标概况所辐射的红外能量来确定概况温度.

非接触式红外测温仪采取超低功耗智能设计.超低功耗设计确保产品能够更长时间的工作，为用户减少频繁更换电池及工作时欠电的烦恼.智能设计帮忙用户更方便测试、更快捷捕获到被测物体的真实值，同时仪表能够智能选择电池或USB连接供电.