热工测量及常规仪表.docx

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热工测量及常规仪表

热工测量及常规仪表

1温度元件

1．1热电偶

1.1.1概述

热电偶是工业上常用的感温元件之一。

它将温度信号转换成热电势信号，配以显示仪表和变送器，可以实现温度的测量和信号变换。

我厂采用的热电偶型号为K分度号（镍铬---镍硅）和E分度号（镍铬---康铜）。

1.1.2技术要求：

见表一

热电偶名称

等级

使用范围℃

允许误差

镍铬—镍硅

Ⅰ

0～400

±1.6℃

400～1100

±0.4%t

Ⅱ

0～400

±3℃

400～1300

±0.75%t

镍铬—康铜

Ⅰ

-40～800

±1.5℃或±0.4%t

Ⅱ

-40～900

±2.5℃或±0.75%t

Ⅲ

-200～40

±2.5℃或±1.5%t

铜—康铜

Ⅰ

-40～350

±0.5℃或±0.4%t

Ⅱ

-40～350

±1℃或±0.75%t

Ⅲ

-200～40

±1℃或±1.5%t

热电偶的热电动势（在规定的温度范围内，参考端温度为0℃时）允许误差，以温度数值表示时应符合“表一”规定。

1.1.3工作原理：

热电偶的测温原理是基于两种不同成分的导体两端连成回路时，如两连接点温度不同，就会在其回路内产生热电势的物理现象。

不同成分的导体构成热电偶的两电极，两接点的温度差越大，产生的热电势就越大。

热电偶的三个基本原理为：

均质导体定律，中间导体定律，中间温度定律。

图一 热电偶测温原理

1.1.4一般性检查：

1.1.4.1检查热电偶的绝缘：

输入—地≥40MΩ

输入—电源≥20MΩ

电源—地≥20MΩ

1.1.4.2检查电极是不是有裂纹、脱层、磨损，工作端有无小孔，表面是不是光洁。

1.1.4.3保护套管金相检查:

除表面检查外，应送科试组探伤检定。

不合格者必须更换。

1.1.5热电偶的检定：

1.1.5.1将被校热电偶和标准热电偶一块放到检定炉中间，标准热电偶要用瓷套管套起来，与补偿导线的连接处置于冰点槽内。

总数不应超过6支，校验点包括常用点在内，上限点应高于使用最高温度点5℃。

1.1.5.2为保证检定质量，热电偶自动检定装置应满足下列技术条件：

1.1.5.2.1除热电偶的装炉和接线外，检定炉的升温、恒温、测量和记录等整个过程可以全部自动进行，也可以部分地自动进行，但整个检定过程都必须能够按照预先给定的程序进行，且应准确可靠，不得有误动作。

1.1.5.2.2检定炉内温度与检定点温度相比较，其偏差不得超过±5℃

1.1.5.2.3当检定炉达到恒温后，在测量和记录热电偶电势的过程中，水温波动应小于0.2℃/min。

1.1.5.2.4自动测量和自动记录热电势所用仪表的准确度，应与0.05级（或0.02级）直流低电势电位差计的准确度相同。

1.1.5.2.5自动测量和自动记录热电势所用仪表的分辨率，在检定廉金属热电偶时不大于10μV。

1.1.5.2.6检定多支热电偶的自动转换开关的寄生电势，，在检定廉金属热电偶时应小于1μV。

1.1.5.2.7要有自动保护装置，如自动报警、自动切断电源装置等。

1.1.5.2.8打印功能包括打印标准电势、温度、每支被检热电偶各检定点的热电势、温度误差值。

1.1.5.2.9每个检定点升温、恒温、检定所用的时间约30min。

1.1.5.2.10可进行检定炉的温度测试。

工作过程：

根据被检对象要求接好系统连线，然后按类型选择键（对应于热电偶型号）确定定标方式（用定标键选择整XX或温标定义的固定点），再通过键盘输入必要的参数。

按下运行键，装置即开始自动检定工况。

检定装置首先打印输入的参数，供检定人员核对，然后自动升温至第一个预定的检定点，待温度场稳定后，按第一点～第五点及第五点～第一点的顺序巡回采样，计算并打印出该点的检定结果，然后自动升温至第二个检定点，再进行检定打印，直至最后一个检定点打印完毕，这时检定装置的显示器显示出：

“END”，同时发出音响报警，经过一段时间后将自动切断检定炉电源。

1.1.5.3检定热电偶所需用的仪器

1.1.5.3.1标准器:

1.1.5.3.1.1一等、二等标准铂铑10—铂热电偶各一支。

1.1.5.3.1.2测量范围为:

—30～300℃的标准水银温度计一组，也可选用二等标准铂电阻温度计。

1.1.5.3.2仪器设备：

1.1.5.3.2.1参考端恒温器,恒温器内温度为（±0.1℃）。

1.1.5.3.2.2油恒温槽,在有效工作区域内温差小于0.2℃。

1.1.5.3.2.3管式炉常用最高温度为1200℃,最高均匀温场中心与炉子几何中心沿轴线上偏离不大于10mm;在均匀温场长度不小于60mm,半径为14mm范围内,任意两点间温差不大于1℃。

1.1.5.3.2.4读数望远镜或3～5倍放大镜

1.1.5.4检定接线图：

1.1.6热电偶常见故障原因及处理方法：

故障现象

原因分析

检修方法

热电势比实际值小（显示仪表指示偏低）

1.电偶内部电极漏电（短路）。

2.热电偶内部潮湿。

3.热电偶接线盒内接线柱间短路。

4.补偿导线因绝缘烧坏而短路。

5.热电偶的电极变质或热接点将要腐蚀断。

6.补偿导线与热电偶在型号上配接错误。

7.补偿导线与热电偶极性接反。

8.热电偶安装位置和插入深度不符合要求。

9热电偶冷端温度过高。

10.热电偶型号与二次仪表型号不一致。

1.经检查若是由于潮湿所引起,则可将热电偶烘干,若是由于瓷管绝缘不良,则应予以更新。

2.将热电偶保护套管和热电偶分别烘干,并检查保护套管是否有漏气、漏水现象、对不合格的保护套管应予以更新。

3.打开接线盒,把接线板刷干净。

4.将短路点找出处理或更换新的补偿导线。

5.更换热电偶。

6.更换成同类型的补偿导线。

7.重新接正确。

8.改变安装位置和插入深度。

9.冷端移开高温区。

10.更改成同类型的。

热电势比实际值大（显示仪表偏高）

1.热电偶的型号与二次仪表型号不符合.

2.补偿导线型号与热电偶型号不符合.

3.热电极变质.

4.热电偶安装方法.位置或插入深度不当

5.绝缘破坏造成外电源进入热电偶回路

6.补偿导线与热电极连接处两点温度不同

7.有干扰信号进入

8.热电偶参考端温度偏高（测负温时）

1.更换成同类型的

2.更换成同类型的

3.更换热电偶

4.按规定要求重新安装

5.修复或更换绝缘材料

6.处理补偿导线,使两接点温度相同

7.检查排除干扰源

8.调整参考温度或进行修正

测量仪表指示值不稳定

1.热电极在接线柱处接触不良

2.热电偶有断续短路或接地现象

3.热电偶电极似断非断

4.热电偶安装不牢固,发生摆动

5.补偿导线有接地断续短路现象

1.重新接好.

2.将热电偶的热电极从保护套管中取出,找出故障点并予以消除.

3.更换新电极.

4.安装牢固.

5.找出故障点并予以消除.

热电偶电势误差大

1.热电极变质.

2.热电偶的安装位置与安装方法不当.

3.热电偶的保护套管的表面积垢过多.

4.测量线路（热电偶和补偿导线）短路.

5.热电偶回路断线.

6.接线柱松动.

1.更换热电极.

2.改变安装位置与安装方法.

3.进行清理.

4.将短路处重新进行绝缘处理.

5.找到断线处,并重新连接.

6.拧紧接线柱.

1.1.7热电偶的安装:

1.1.7.1应避免装在炉孔旁边或加热物体距离过近以及具有强磁场之处。

1.1.7.2热电偶的接线盒不应碰到被测介质的容器壁。

1.1.7.3热电偶的冷端温度一般不应超过100℃,并且避开可能被雨淋的地方。

1.1.7.4在安装高温高压热电偶时,一定严格保证其密封面的密封。

1.1.7.5带瓷保护套的热电偶,必须避免急冷急热,以防瓷管爆裂。

1.1.8热电偶大修项目

1.1.8.1外观检查

1.1.8.2易磨损处温度套管检查更换。

1.1.8.3补偿导线及测量回路检查测试。

1.1.8.4元件校验。

1．2 热电阻检修校验规程

1.2.1概述

热电阻是电厂常用的测温元件，常用的有铂热电阻和铜热电阻如Pt100、Cu50和Cu100等，使用范围为-200～+850℃。

工业铂、铜热电阻是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。

1.2.2热电阻的组成：

热电阻按外形结构分为普通工业热电阻和铠装热电阻两种，我厂所有大多为铠装热电阻。

它感温元件、金属套管、金属引线、绝缘材料和接线盒等几部分组成。

1.2.3热电阻的技术要求：

1.2.3.1热电阻的装配质量的外观应符合下列要求：

1.2.3.1.1各部分装配应正确、可靠、无缺件。

1.2.3.1.2不得断路或短路。

1.2.3.1.3热电阻的骨架不得破裂，不得有显著的弯曲现象。

1.2.3.1.4保护管应完整无损，不得有出发点凹痕、划痕和显著锈蚀。

1.2.3.1.5外表涂层应牢固。

1.2.3.1.6热电阻应有铬牌并且具有以下标志：

制造厂名或厂标、热电阻型号、分度号、允许偏差等级、适用温度范围、出厂日期及出厂编号。

1.2.3.2当环境温度为（15～35）℃、相对湿度不大于80%时，铂热电阻的感温元件与保护管之间以及多支感温元件之间的绝缘电阻应不小于100MΩ；铜热电阻应不小于20MΩ。

1.2.3.3热电阻实际电阻值对分度表标称电阻值以温度表示的允许偏差Et见表1：

表1：

热电阻名称

分度号

0℃的标称电阻值

Et（℃）

铂热电阻

A级

Pt10

10

±（0.15+0.002|t|）

Pt100

100

B级

Pt10

10

±（0.30+0.005|t|）

Pt100

100

铜热电阻

Cu50

50

±（0.30+0.006|t|）

Cu100

100

注：

（1）表1中|t|是以摄氏度表示的温度的绝对值。

（2）A级允许偏差不适用于采用二线制的铂热电阻。

（3）对R。

=100.00R的铂热电阻，A级允许偏差不适用于t＞650℃温度范围。

（4）二线制热电阻偏差的检定，包括内引线的电阻值，对具有多支感温元件的二线制热电阻，如要求只对感温元件进行偏差检定，则制造厂应提供内引线电阻值。

1.2.3.4热电阻的100℃与0℃的电阻比称电阻纯度W100，对标称电阻比W100的允许偏差ΔWˊ100见

表2。

1.2.3.5新的铂热电阻应充分稳定,在上下限温度各经受250h后，其0℃电阻值的变化量换算成温度值不得超过表3的规定。

1.2.3.6新的铂热电阻应符合本规程的技术要求；修理后和使用中的热电阻应符合本规程第一条中1.2.3条款的有关规定。

表2

热电阻名称

ΔWˊ100

ΔW100

铂热电阻

A级

1.3850

±0.0006

B级

±0.0012

铜热电阻

1.428

±0.002

表3

允许偏差等级

允许变化量

A

0.15

B

0.30

1.2.4热电阻调校项目与技术要求

1.2.4.1装配质量和外观检查

热电阻有无断路或短路用万用表进行检查,其余装配质量和外观检查用目力检查.检查感温元件的瓷套管是否完整,电阻丝有无损伤、腐蚀现象，保护套管是否完整无损。

1.2.4.2绝缘电阻的测量及要求

1.2.4.2.1热电阻的绝缘电阻用100V兆欧表运行测量，测量时应将热电阻各个接线端子相互短接，并接兆欧表的一个接线柱上，兆欧表另一个接线柱的导线接于热电阻的保护管上。

1.2.4.2.2热电阻的绝缘电阻值要求:

a）铂电阻感温元件与保护套管之间的绝缘电阻值应不小于100MΩ;