温度仪表安装作业指导书Word文件下载.docx

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且受到耐高温材料的限制，不能用于很高温度的测量。

常用的接触式测温仪表有膨胀式、压力式、热电偶和热电阻等温度计。

非接触式测温根据热辐射或热对流原理工作，测温元件不与被测介质直接接触，测温范围广，不受测温上限的限制，不会破坏被测物体的温度场，反应速度快，但受发射物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，测量精度较低。

常用的非接触式测温仪表有红外线测温仪、光电高温计和辐射高温计等。

2.2施工准备

2.2.1　温度仪表施工平面布置图、安装图、设备规格书及材料表等准备齐全。

2.2.2　技术人员及施工人员进行专业图纸审查和图纸会审，对图纸审查中发现的问题及时上报监理、业主及专业设计人员。

2.2.3编制设备、材料计划，编制施工技术方案，并报批。

2.2.4对施工人员进行调配，并进行人员培训。

2.2.5施工过程中需要的设备、机具、计量器具及消耗材料准备齐全。

2.2.6技术人员对作业人员作好施工技术交底和安全技术交底，明确施工重点、难点，使参加施工人员掌握施工技术质量要求和图纸要求。

2.3流量仪表设备、材料验收

设备、材料到货后由采购单位组织监理单位、施工单位技术、质检、供应和主要安装施工人员参加，共同进行设备的开箱验收及材料验收。

2.3.1　核对设备箱号，检查设备包装箱外观，应无碰撞、破损、受潮等现象；

逐箱开验，核对温度仪表的数量、规格、型号、电源电压、输出信号、防爆/防护要求是否与装箱一致，是否与设计相符。

2.3.2　温度仪表必须具备产品出厂合格证、安装使用说明书及有关图纸等随机文件资料。

2.3.3　对温度仪表的附属设备、零部件、易损件等进行外观检查，不得有缺陷。

2.3.4　对材料验收包括：

材料的外观、规格、型号、数量、材质，并有材质证明书。

2.3.5　验收完后，办理交接手续，对出现的问题应由采购单位签字认可并限期解决。

2.3.6　温度仪表安装前，对温度仪表及随机材料、备品备件等进行编号入库，统一保管。

2.4　温度计的分类

膨胀式温度计分液体膨胀式和固体膨胀式两大类，目前，工业上多使用固体双金属温度计作为就地温度指示仪表。

2.4.1　液体膨胀式温度计

液体膨胀式温度计有玻璃水银温度计和玻璃有机液体温度计，根据液体的热胀冷缩原理工作，被测介质通过温度计外层玻璃进行热传导，与玻璃汽包内的液体进行热交换，当达到热平衡时，汽包内的液体体积变化量与被测介质的温度变化量成比例。

液体膨胀式温度计测温范围一般为-100℃～600℃；

结构简单，使用方便，稳定性较好，价格便宜，精度较高，但易碎，不抗振，水银外泄会产生汞蒸汽，对人体有害。

另外，它又是导体，在电动机械上应用是受限制的。

2.4.2　双金属温度计

根据金属的线长度热胀冷缩原理工作。

双金属片是由两层线膨胀系数不同的金属牢固粘合在一起的组合材料，其一端固定，另一端通过传动机构和指针相连。

当温度变化时，由于膨胀系数不同，双金属片向膨胀系数小的一侧产生弯曲，可将温度变化直接转换成机械量变化，带动指针指示相应温度。

双金属温度计有杆式、片式和螺旋式。

螺旋式温度计是将双金属片盘成螺旋状，螺旋金属片线度较长，温度变化时，其膨胀伸长量必然增大，则仪表灵敏度大大提高。

为减小测温滞后，可在保护外套管和保护套管之间加装传热良好的填充物。

双金属温度计测温范围为-80℃～600℃；

结构简单，使用方便，耐振动，价格便宜，但精度较低。

2.4.3　压力式温度计

压力式温度计统称为温包式温度计，根据温包内的气体、液体或饱和蒸汽受热后压力改变的原理进行温度测量。

压力式温度计主要由温包、毛细管和压力表的弹簧管组成一个封闭系统，封闭系统内充有工作介质，如气体式为氮气，液体式为甲醇、二甲苯或甘油，蒸汽式为氯甲烷等。

压力式温度计测温时，其温包必须全部浸入被测介质中，当温度改变时，温包内工作介质的压力随之改变，其压力通过毛细管传至弹簧管，使弹簧管产生形变位移，带动指针指示温度。

温包一般选用铜材，对腐蚀性介质采用不锈钢制造。

温包外加不锈钢保护套管，并在保护管和温包间隙填充石墨粉等以增大机械强度和保持较快的导热率。

毛细管是压力传导管，由铜或钢拉制而成，为减小传递滞后和环境温度的影响，其外径一般很细（1.2mm），外面通常用金属软管或金属丝编织软管加以保护。

毛细管最长为60m，方便远距离安装，毛细管越长,仪表的反应时间越慢。

压力式温度计结构简单、坚固耐震、价格便宜、最易就地集中测量，测温范围为-30℃～600℃。

但精度低，测温距离短，滞后大，毛细管机械强度差，损坏后不易修复。

图1压力式温度计图2双金属温度计图3液体膨胀式温度计

2.5　热电偶

热电偶是工业生产中最常用的温度检测元件之一，可直接与被测对象接触，不受中间介质的影响，测量精度高。

常用的热电偶可从-200℃～1800℃连续测量液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度，测温范围广，测量准确，便于远距离、多点、集中测量和自动控制。

但需要进行冷端温度补偿，测量低温时精度较低。

2.5.1　热电偶分度号

　　常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

　　热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。

其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。

　　以下是对热电偶分度号的解释

　　S铂铑10纯铂　　R铂铑13纯铂　　B铂铑30铂铑6　　K镍铬镍硅

　　T纯铜铜镍　　J铁铜镍　　N镍铬硅镍硅　　E镍铬铜镍

　　（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶

　　铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。

该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

　　S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。

它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。

由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。

　　S型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

　　（R型热电偶）铂铑13-铂热电偶

铂铑13-铂热电偶（R型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

　　R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。

其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。

由于R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有所应用外，国内测温很少采用。

1967年至1971年间，英国NPL，美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究，其结果表明，R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好，我国目前尚未开展这方面的研究。

　　R型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

　　（B型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶

　　铂铑30-铂铑6热电偶（B型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（BP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电偶。

该热电偶长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。

　　B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高等优点。

适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。

B型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿，因为在0~50℃范围内热电势小于3μV。

　　B型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

　　（K型热电偶）镍铬-镍硅热电偶

　　镍铬-镍硅热电偶（K型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。

正极（KP）的名义化学成分为：

Ni：

Cr=90：

10，负极（KN）的名义化学成分为：

Si=97：

3，其使用温度为-200~1300℃。

　　K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。

广泛为用户所采用。

　　K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。

　　（N型热电偶）镍铬硅-镍硅热电偶

　　镍铬硅-镍硅热电偶（N型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶，是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了K型热电偶的两个重要缺点：

K型热电偶在300~500℃间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定；

在800℃左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。

正极（NP）的名义化学成分为：

Ni:

Cr:

Si=84.4:

14.2:

1.4，负极（NN）的名义化学成分为：

Si:

Mg=95.5:

4.4:

0.1，其使用温度为-200~1300℃。

　　N型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于K型热电偶,是一种很有发展前途的热电偶.

　　N型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。

　　（E型热电偶）镍铬-铜镍热电偶

　　镍铬-铜镍热电偶（E型热电偶）又称镍铬-康铜热电偶，也是一种廉金属的热电偶，正极（EP）为：

镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为：

55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。

该热电偶的使用温度为-200~900℃。

　　E型热电偶热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的温度变化。

对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。

E热电偶还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为用户采用。

　　E型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性气氛中，热电势均匀性较差。

　　（J型热电偶）铁-铜镍热电偶

　　铁-铜镍热电偶（J型热电偶）又称铁-康铜热电偶，也是一种价格低廉的廉金属的热电偶。

它的正极（JP）的名义化学成分为纯铁，负极（JN）为铜镍合金，常被含糊地称之为康铜，其名义化学成分为：

55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的锰，钴，铁等元素，尽管它叫康铜，但不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜，故不能用EN和TN来替换。

铁-康铜热电偶的覆盖测量温区为-200~1200℃，但通常使用的温度范围为0~750℃

　　J型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点,广为用户所采用。

　　J型热电偶可用于真空，氧化，还原和惰性气氛中，但正极铁在高温下氧化较快，故使用温度受到限制，也不能直接无保护地在高温下用于硫化气氛中。

　　（T型热电偶）铜-铜镍热电偶

　　铜-铜镍热电偶（T型热电偶）又称铜-康铜热电偶，也是一种最佳的测量低温的廉金属的热电偶。

它的正极（TP）是纯铜，负极（TN）为铜镍合金，常之为康铜，它与镍铬-康铜的康铜EN通用，与铁-康铜的康铜JN不能通用，尽管它们都叫康铜，铜-铜镍热电偶的盖测量温区为-200~350℃。

　　T型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点,特别在-200~0℃温区内使用，稳定性更好，年稳定性可小于±

3μV，经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。

　　T型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差，故使用温度上限受到限制。

2.5.2　标准热电偶的种类

不同材料构成的热电偶，测温范围和性能各不相同。

国际电工委员会推荐的八种标准化热电偶的测温范围和特点见表1：

表1标准热电偶的种类和特点

热电偶名称

分度号

正极

负极

测温范围℃

特点

长期使用

短期使用

铂铑10-铂

S

铂铑10合金

纯铂

0～1300

1600

测量准确，化学稳定性好，不易氧化；

价贵；

可用于精密测量；

可作为基准热电偶

铂铑13-铂

R

铂铑13合金

同上

铂铑30-铂铑6

B

铂铑30合金

铂铑6合金

0～1600

1800

同上，其冷端在40℃以下时无须接补偿导线进行冷端温度补偿

镍铬-镍硅

K

镍铬合金

镍硅合金

-200～1200

1300

线性好，灵敏度高，稳定性和均匀性好，价廉；

适用于氧化性和惰性介质

镍铬硅-镍硅

N

同上，综合性能优于K型热电偶

镍铬-铜镍

E

铜镍合金

-200～750

900

灵敏度最高，稳定性好，价廉，适用于氧化性、惰性介质及湿度较高环境

铁-铜镍

J

纯铁

0～700

750

线性好，灵敏度高，稳定性和均匀性好，价廉，适用于真空及氧化、还原、惰性介质

铜-铜镍

T

纯铜

-200～350

400

线性好，灵敏度高，稳定性和均匀性好，价廉，适于低温测量

2.5.3　热电偶常见故障分析

2.5.3.1套管进水

铠装热电偶在制造厂组装和现场安装、水运过程中，由于接线盒和外套管螺纹松动且热电偶安装在露天环境，造成套管进水。

一般情况下当被测介质高于100℃时，测量温度显示在100℃±

10℃上下波动，持续时间根据进水量大小不同，可采取自然蒸干或人为排水等措施，故障排除后，进行密封处理，防止再次进水。

2.5.3.2偶丝长度问题

当铠装热电偶测量温度指示值与工艺温度值比较持续偏低，排除进水等因素，可判断为偶丝过短，取出热偶芯，更换适当长度的偶芯，故障排除。

2.5.3.3接线错误

当被测介质温度上升时指示值连续走低，可判断为热电偶反接；

被测介质温度变化时，测量值始终与介质温度相差恒定的温度值，可判断为补偿导线接反；

当测量值显示为最大时，可判断为补偿导线或热偶断路；

当测量温度无变化时，可判断为短路。

2.5.4　补偿导线

热电偶材料大多较为贵重，电偶丝较短，用热电偶测温时，其冷端常常靠近设备或管道，温度难以保持稳定，容易引起测量误差。

可通过补偿导线将热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度较为稳定的控制室内。

补偿导线采用在0℃～100℃范围内，与所配用的热电偶具有相同热电特性的廉价金属制成。

使用补偿导线时，必须与所用热电偶型号相匹配，且正负极不能接反，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

使用补偿导线相当于将热电偶延长，但延长后的冷端温度一般还不是0℃，为了保证测量的准确性，必须进一步进行修正。

2.6　热电阻

工业上广泛应用的热电阻温度计，可测量-200℃～850℃范围内的液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。

其测量精度高，性能稳定，不需要进行冷端温度补偿，便于多点测量和远距离传送、记录。

通常实际应用中，为减小测量误差，对500℃以下的中低温区，采用热电阻进行测量，而对于500℃以上的中高温区，采用热电偶进行测量。

2.6.1　热电阻测温原理

金属导体具有正的温度系数，热电阻就是根据金属导体的电阻值随温度的升高而增大的性质来进行温度测量的。

热电阻温度计利用热电阻与被测介质相接触，感知被测温度的变化，并将其转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步转换成电压信号，最后送至显示仪表指示或记录被测介质温度。

2.6.2　常用热电阻

热电阻大都由电阻温度系数和电阻率较大、热容量较小、在整个测温范围内有稳定的物理和化学性质且电阻值与温度呈线性关系、易于提纯、有良好的复现性的纯金属材料制成，工业上广泛应用的是铂电阻、铜电阻和镍电阻。

2.6.2.1铂电阻　金属铂易于提纯，在氧化性介质中具有很高的物理化学稳定性，但在还原性介质中，容易被污染，铂丝将变脆，其温度特性发生改变。

铂电阻测量精确，复现性好，但价格较贵。

常用于精密测温或作为基准热电阻使用。

铂电阻的测温范围为-200℃～850℃。

常用的铂电阻（旧分度号为WZB）有两种，按0℃时的电阻值R0的大小分为100Ω（分度号为Pt100）和10Ω（分度号为Pt10）。

其中Pt100热电阻的变化范围较大，因而灵敏度较高，常用于650℃以下的温度测量。

而Pt10热电阻是用较粗铂丝绕制而成的，耐温性能好，可用于650℃以上的温度测量。

工业上常以R100/R0表示铂的纯度。

2.6.2.2铜电阻　铜电阻的线性好，电阻温度系数较大，测温范围为-50℃～150℃，稳定性好，价格便宜，但体积大，机械强度较低，常用于测量化学反应器和锅炉中介质的温度。

铜电阻在高于150℃时会被氧化，失去良好的线性特性。

常用的铜电阻有两种，R0分别为50Ω和100Ω，对应的分度号为Cu50和Cu100。

2.6.2.3镍电阻　镍电阻反应迅速，灵敏度高，电阻温度系数大，测温范围为-55℃～180℃，价格便宜，但稳定性差，测量误差较大。

常用镍电阻有Ni100。

2.6.2.4热敏电阻　热敏电阻是半导体材料制造的新型测温元件，其电阻温度系数比金属热电阻大，热敏电阻的阻值随温度而变化的程度远大于金属热电阻。

热敏电阻反应灵敏，电阻率大，体积小，热惯性小，耐腐蚀，结构简单，寿命长；

但线性差，互换性差，测量范围较小，一般为-50℃～+300℃。

热敏电阻分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）两种，PTC阻值随温度的升高而增大，NTC阻值随温度升高而减小。

2.6.3　热电阻的结构形式

2.6.3.1普通热电阻由电阻体、绝缘套管、保护套管、接线盒构成。

除电阻体以外，其余部分的结构与形状与热电偶的相应部分相同。

将电阻丝绕在具有一定形状的支架上，便是电阻体，电阻体要求体积小，受热膨胀时，电阻丝不产生附加应力。

常用支架有平板形、圆柱形和螺旋形三种构造形式。

由于热电阻与显示仪表间的连接导线较长，为消除连接导线的电阻值随环境温度变化的影响，常采用三线制或四线制连接。

2.6.3.2铠装热电阻　将电阻体、过渡引线、绝缘材料装在不锈钢保护管内经模具拉压成坚实整体。

其体积小、抗震性强、可弯曲、热惯性好、使用寿命长，使用安装方便。

适用于结构复杂或狭小设备的温度测量。

2.6.3.3端面热电阻　电阻体由经特殊处理的电阻丝绕制，紧贴在温度计端面。

其测量准确，响应迅速，体积小，适用于测量滑动轴承和其他机件的温度。

（机组轴系温度测量）

2.6.3.4隔爆型热电阻　采用特殊的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，使生产现场不致引起爆炸，适用于具有爆炸危险的场所的温度测量。

2.7　温度变送器

2.7.1　一体化温度变送器

一体化温度变送器将变送器模块直接安装在热电偶或热电阻测温元件的接线盒内，被测温度由测温元件送入变送器模块，变送器模块采用专用变送器芯片外接少量元器件构成。

经滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换等电路处理后，变换成与温度成线性关系的信号输出，可与计算机系统或其它常规仪表配套使用，实现生产过程的自动检测与控制。

一体化温度变送器采用二线制，在提供24VDC电源的同时输出4～20mA电流信号。

一体化温度变送器体积小，节约补偿导线，抗干扰能力强，线性好，耐振、耐湿，精度高、无需冷端补偿，功耗低，工作稳定可靠。

2.7.2　智能温度变送器

智能温度变送器由硬件和软件两部分组成，硬件包括传感器组件、微处理器电路、输入输出电路、人-机联系部件等；

软件包括系统程序和用户程序。

变送器出厂前，通过专用标定软件，对变送器在量程范围内的各点施加标准温度进行准确标定，将标定数据存入存储器中，现场测温时，采集被测温度数据通过A/D转换，再根据环境温度数据修正采集的温度数据得出正确的温度示值。

智能温度变送器通用性强，使用方便灵活，测量范围宽，具有各种补偿功能、控制功能、通信功能和自诊断功能，精度高，抗干扰能力强，其信号输出采用RS485通讯接口，可以在传输线上并联挂接多个变送器，变送器输出信号无须转换，可直接通过485/232转换接口接到计算机串口。

适合组成多参数的远距离检测控制系统。

2.8温度仪表校验

温度仪表校验见《仪表设备单校作业指导书》。

2.9　温度检测仪表的安装

2.9.1　温度取源部件的安装

2.9.1.1安装位置温度取源部件的安装位置应选择在被测介质温度变化灵敏，具有代表性和便于观察的地方，不宜选在阀门、焊缝等阻力部件