温度检测仪表的应用与作用
- 格式:doc
- 大小:52.04 KB
- 文档页数:9
温度仪表工作原理及安装注意事项1、双金属温度计工作原理:双金属温度计的工作原理是利用二种不同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形状,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。
由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连,因此,当双金属片感受到温度变化时,指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。
这种仪表的测温范围一般在-80℃~+500℃间,允许误差均为标尺量程的1.5%左右。
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保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:指针盘与保护管垂直连接。
②径向型双金属温度计:指针盘与保护管平行连接。
③135°向型双金属温度计:指针盘与保护管成135°连接。
④万向型双金属温度计:指针盘与保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应用环境和要求,如表盘直径、精度等级、安装固定方式、被测介质种类及环境危险性等。
除此之外,还要重视性价比和维护工作量等因素。
此外,双金属温度计在使用过程中应注意以下几点:A、双金属温度计保护管浸入被测介质中长度必须大于感温元件的长度,一般浸入长度大于100mm,0-50℃量程的浸入长度大于150mm,以保证测量的准确性。
B、各类双金属温度计不宜用于测量敞开容器内介质的温度,带电接点温度计不宜在工作震动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,应避免碰撞保护管,切勿使保护管弯曲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。
一般以每隔六个月为宜。
电接点温度计不允许在强烈震动下工作,以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。
2、压力式温度计工作原理:压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系,而进行温度测量的。
温度监测仪表的原理与应用1. 介绍温度监测仪表是一种用于测量和显示温度的设备,广泛应用于各个行业和领域。
它采用不同的原理和技术来实现温度的测量和监测,以满足各种应用的需求。
本文将介绍温度监测仪表常用的原理和应用。
2. 温度测量原理温度监测仪表使用不同的原理来测量温度,以下是一些常见的温度测量原理:2.1 热敏电阻测温原理热敏电阻是一种电阻随温度变化的器件,温度升高时电阻值减小,反之电阻值增大。
热敏电阻常用的材料有铂、镍、铜等。
温度监测仪表使用热敏电阻来测量温度,通过测量热敏电阻的电阻值来确定温度。
2.2 热电偶测温原理热电偶是由两种不同金属组成的电偶极,当两端温度不同时,产生热电势。
热电偶测温原理是基于热电势与温度之间的关系。
温度监测仪表通过测量热电偶的热电势来确定温度。
2.3 红外测温原理红外测温是利用物体本身的红外辐射来测量其表面温度的原理。
温度监测仪表使用红外传感器来接收和转换物体的红外辐射,通过计算红外辐射的强度和频率来确定温度。
2.4 热电阻测温原理热电阻是一种电阻随温度变化的器件,其电阻随温度呈线性变化。
温度监测仪表使用热电阻来测量温度,通过测量热电阻的电阻值来确定温度。
3. 温度监测仪表的应用温度监测仪表在各个行业和领域都有广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:3.1 工业自动化在工业领域,温度监测仪表广泛应用于各种自动化设备中,如锅炉、炉温控制系统、化工生产过程中的温度监测等。
通过监测和控制温度,可以确保工业生产过程的稳定性和安全性。
3.2 环境监测温度监测仪表在环境监测中起着重要作用,可以用于监测室内外温度,以及地表温度、水温等。
这些数据对于气候研究、气象预测和环境保护等方面都有重要意义。
3.3 医疗行业在医疗行业中,温度监测仪表用于测量人体的体温、环境温度等。
它在医院、实验室和家庭中都有广泛的应用,可以帮助医生和护士监测患者的体温,及时识别异常情况。
3.4 农业领域在农业领域,温度监测仪表可以用于监测土壤温度、养殖环境温度等。
三、温度测量仪表分类
方式 原理 范围
{}{}⎪⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪
⎪⎪⎪⎨
⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<⎪⎪⎭
⎪⎪
⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧C C or 00550550)(》红外式
比色式光学式
辐射式非接触式热电式(热电偶)铂、铜、热敏电阻电阻式蒸汽充液、气压力式液、固、双金属膨胀式接触式温度计
1、接触式和非接触式的比较
1) 接触式会破坏被测物温度场,且测温
元件易发生化学反应。
非接触式不存在此问题。
2)接触式产生的时间滞后较大;非接触式反映速度较快。
3)接触式测量高温受到一定限制。
非接触式测量的温度上限高。
4)接触式测温可测量低温和超低温;非接触式测温不适宜测低温。
5)接触式温度计结构简单、可靠,测量精度较高,共误差可在1%以内。
非接触式测温结构复杂,测温时受被测物热发射率和坏境条件影响大,测量误差较大,一般都在1%以上。
2、各种温度计的工作原理、优
缺点和使用范围。
仪器仪表的基础原理和应用在现代工业生产与科学实验中,仪器仪表是不可或缺的重要工具。
它们可以通过物理、化学或电子等原理监测和记录物理量或化学量的变化,并将其转化为人类可以理解的数字或者图形等形式,以便分析和判断,从而实现对产物性质的控制与优化。
本文将介绍仪器仪表的基础原理和应用。
一、能量转换原理仪器仪表的动力来源通常是基于能量转换原理实现的。
在大部分情况下,仪器仪表使用能量转换器将非电能量转换为电能,由电路对电能进行处理。
因此,也可以通过能量转换原理来解释仪器仪表的工作原理。
能量转换器是一类物理机械或电子装置,用于将一种形式的能量转化为另一种形式的能量。
例如,传感器将机械物理量(如压力、温度等)转化为电场物理量(如电压、电流等),执行器反过来将电场物理量转化为机械物理量,如电机转动。
另外,在计量学中使用的传感器还将物理量转换为数字信号。
通过这种能量转换,不仅可以更方便地记录和处理数据,而且可以提高测量精度和稳定性。
二、常见仪表及其原理1.热敏电阻热敏电阻是体积小、响应时间短的温度传感器。
它们的电阻随温度变化,而且有铂电阻、镍电阻、铜电阻、锑电阻等。
这种电阻的原理是材料的电阻随温度升高,其运动电子的热振动增强,导致电阻增加。
应用领域广泛,例如医疗电气或家用电器中均有应用。
2.光电二极管光电二极管可以转换光量为电流或电压。
它可以用于光谱学、剂量计等领域。
基于反向饱和电流,可以将光能转化为电能。
主要分为二极管和四极半导体器件两类,应用范围广泛。
3.压电传感器压电传感器也是常见的传感器之一,可以将受到的力、压力或扭矩等机械作用转换为电信号。
其运作原理是正压作用下产生电荷,压电晶体释放负电荷。
压电传感器广泛应用于测力、压力和加速度中。
三、应用领域仪器仪表在日常生活和各行各业中有着广泛的应用。
在工业产品的生产过程中,如汽车、航空航天、武器装备、电气电子等行业,仪器仪表是必不可少的。
此外,在自动化、实验室、环境监测、医疗设备等领域,仪器仪表也被广泛使用。
体温检测仪器1. 简介体温检测仪器是一种用于测量人体体温的设备。
它可以通过不接触或接触皮肤的方式准确测量人体的体温。
随着新型冠状病毒的爆发,体温检测仪器在公共场所和医疗机构中得到广泛应用。
本文将介绍体温检测仪器的工作原理、类型和应用场景。
2. 工作原理体温检测仪器的工作原理可以分为接触式和非接触式两种。
2.1 接触式体温检测仪器接触式体温检测仪器通常使用温度传感器与人体皮肤接触来测量体温。
常见的接触式体温检测仪器包括耳温枪和额温枪。
耳温枪通过感测耳道内的热量来测量体温,而额温枪则通过感测额头上的热量来测量体温。
这些仪器通常具有高精度和快速测量的特点。
2.2 非接触式体温检测仪器非接触式体温检测仪器使用红外线技术来测量人体的体温。
这些仪器通过感测人体表面发出的红外线辐射来测量体温。
它们通常具有远程测温功能,并能够在没有接触的情况下准确测量体温,避免了交叉感染的风险。
3. 类型体温检测仪器根据使用场景和功能可以分为多种类型。
3.1 医用体温计医用体温计是专门用于医疗机构的体温测量仪器。
常见的医用体温计包括口腔体温计、腋下体温计和直肠体温计。
这些体温计通常要求高精度和准确性,能够满足临床医学的需求。
3.2 公共场所体温检测仪器公共场所体温检测仪器主要用于公共建筑、学校、机场、车站等人员密集场所的体温监测。
它们通常是非接触式体温检测仪器,具有快速测量、无需人员干预和自动报警等特点。
这些仪器能够快速筛查出体温异常的人员,提高对传染病的防控能力。
3.3 个人家用体温计个人家用体温计主要用于家庭自测体温。
随着健康意识的提高,越来越多的家庭开始购买个人体温计,以便随时监测自己和家人的体温变化。
目前市面上常见的个人家用体温计有口腔体温计、额温枪和耳温枪等。
4. 应用场景体温检测仪器的应用场景非常广泛。
4.1 医疗机构体温检测仪器在医疗机构中是必不可少的工具。
医院、诊所、养老院等场所常常需要对患者和工作人员进行体温监测,以及对传染病进行早期筛查和防控。
四大参数测量仪表的选型和应用1、温度仪表1.1 单位和量程.温度仪表的标度(刻度)单位,应采用摄氏度(℃)。
.温度仪表正常使用温度应为量程的50%一70%,最高测量值不应超过量程的 90%。
1.2 常用检测元件:1 热电偶适用于一般场合;热电阻适用于精确度要求较高、无振动场合;热敏电阻适用于要求测应速度快的场合。
2 采用热电阻温度检测元件时,宜采用Pt100热电阻。
3测量设备或管道的外壁温度,应选用表面热电偶或表面热电阻。
4 测量流动的含固体颗粒介质的温度,应选用耐磨热电偶。
5 下列情况,可选用恺装热电阻、热电偶:a 测量部位比较狭小,测温元件需要弯曲安装;b 被测物体热容量非常小;设备结构复杂;d 对测温元件有快速响应的要求;为节省特殊保护管材料;f 用多点热电偶的场合6 一个测量点需要在两地显示或要求备用或既要控制又要报警联锁时,应选用双支检测元件或二独立安装检测元件。
7 一个测温取源口需要测量多点温度(如触媒层)时,应选用多点(支)式恺装热电偶。
常用的不同检测元件的温度测量范围检测元件名称分度号温度范围(℃)铂热电阻 Pt100 -200一650铬一镍硅热电偶 K 0一 1000铬一康铜热电偶 E 0一750铁一康铜热电偶 J 0一600铂锗一铂锗热电偶 B 0一 16001.3 热电阻、热电偶的连接方式,一般介质的管道上宜选用螺纹连接,亦可选用法兰连接。
1.4 检测元件保护套管材质不应低于相应设备或管道材质。
1.5 温度取源部件在管道上的安装,应符合下列规定:1 与管道相互垂直安装时,取源部件轴线应与管道轴线垂直相交 ;2 在管道的拐弯处安装时,宜逆着物料流向,取源部件轴线应与工艺管道轴线相重合;3 与管道呈倾斜角度安装时,宜逆着物料流向,取源部件轴线应与管道轴线相交。
4接线头朝下以防雨水进入5测温元件安装在易受被侧物料强烈冲击的位置,以及当水平安装时其插人深度大于 lm或被测温度大于 700℃时,应采取防弯曲措施。
自动化仪表的分类在工业自动化领域,仪表扮演着重要的角色,它们负责监控、测量和控制系统参数,确保生产过程的安全、稳定和高效。
根据不同的特性和应用场景,自动化仪表可以分为以下几类:1、温度仪表:温度仪表主要用于测量和监控生产过程中的温度。
它包括热电偶、热电阻、温度开关、温度变送器等。
这些仪表可以确保设备在安全的温度范围内运行,同时也可以帮助优化生产过程。
2、压力仪表:压力仪表主要用于测量和监控生产过程中的压力。
它包括压力开关、压力变送器、压力表等。
这些仪表可以确保设备在安全的压力范围内运行,防止过压或欠压对设备造成的损害。
3、流量仪表:流量仪表主要用于测量和监控生产过程中的流量。
它包括流量开关、流量计、流量变送器等。
这些仪表可以用于测量液体的流量,也可以用于测量气体的流量。
它们可以帮助优化生产过程,提高生产效率。
4、物位仪表:物位仪表主要用于测量和监控生产过程中的液位或料位。
它包括液位开关、液位计、料位开关等。
这些仪表可以确保设备在安全的液位或料位下运行,防止过液或欠液对设备造成的损害。
5、过程控制仪表:过程控制仪表主要用于测量和监控生产过程中的各种参数,如温度、压力、流量、液位等。
它包括各种传感器、变送器、调节阀等。
这些仪表可以用于实现自动化控制,提高生产过程的稳定性和效率。
6、分析仪表:分析仪表主要用于对生产过程中的物质进行分析和检测,例如气体分析仪、水质分析仪等。
这些仪表可以帮助企业了解生产过程中的物质成分,优化生产过程,提高产品质量。
7、执行器及辅助设备:这类仪表包括各种电动执行器、气动执行器、调节阀以及各种辅助设备。
它们主要负责执行控制系统的指令,实现对生产过程的精确控制。
以上就是自动化仪表的主要分类。
每一种类型的仪表都有其特定的应用场景和作用,了解和掌握这些分类有助于更好地选择和使用合适的自动化仪表,提高工业生产的效率和安全性。
随着科技的不断进步,自动化仪表的种类和应用也在不断增加和扩展,未来我们有望看到更多的新型自动化仪表在工业领域得到应用。
实验室用的温度计的量程实验室中常用的温度计具有不同的量程范围,这是为了适应实验室中各种温度测量需求的不同。
下面是一些常见的实验室温度计及其相关参考内容:1. 普通玻璃温度计:普通玻璃温度计是实验室中最常见的一种温度计。
其量程通常在-10℃到110℃之间,可以在常温到沸点范围内进行温度测量。
这种温度计使用简单方便,适用于一般实验室常温下的温度测量。
2. 高精度玻璃温度计:高精度玻璃温度计适用于对温度测量有更高要求的实验。
其量程通常在-50℃到250℃之间,可以在更宽的温度范围内进行精确的温度测量。
这种温度计通常具有更高的精度和稳定性。
3. 热电偶温度计:热电偶温度计是一种基于热电效应原理测量温度的仪器。
热电偶温度计的量程范围广泛,可以覆盖从极低温度到极高温度范围。
常见的热电偶温度计量程范围可以达到-250℃到+2000℃,适用于实验室中几乎所有温度测量需求。
4. 红外线测温仪:红外线测温仪是一种非接触式温度测量仪器,可以通过测量物体发出的红外辐射热能来确定其表面温度。
常见的红外线测温仪量程范围广泛,从-50℃到+3000℃不等。
这种温度计适用于需要在实验室中远程测量高温物体或需要快速测量温度的场景。
5. 热电阻温度计:热电阻温度计是一种基于电阻变化与温度之间的关系来测量温度的仪器。
常见的热电阻温度计使用铂金作为感温元件,其量程范围一般在-200℃到+800℃之间。
由于热电阻温度计具有较高的精度和线性度,并且可以在较宽的温度范围内工作,因此被广泛应用于实验室中对温度测量有较高要求的场合。
总结起来,实验室用的温度计的量程范围从-250℃到+3000℃不等,不同的温度计适用于不同的温度测量场景。
根据实验室中温度测量的需求,选择合适的温度计,可以准确、精确地测量实验过程中的温度变化,确保实验的可靠性和准确性。
过程检测技术及仪表过程检测在工业生产中起着重要的作用,它可以帮助企业实时监测生产过程,并提供及时的反馈和控制。
过程检测技术及仪表是实现过程检测的关键工具和设备。
本文将介绍几种常见的过程检测技术及仪表,并对其特点和应用进行分析。
1. 传感器技术传感器是过程检测的核心技术之一。
它通过感知物理量或者化学量,并将其转换成电信号或者其他形式的信号,用于监测和测量过程中的各种参数。
常见的传感器技术包括:•温度传感器:用于测量物体的温度变化,广泛应用于工业过程中的温度监测和控制。
•压力传感器:用于测量气体或者液体的压力变化,常见应用于流体管道和储罐的监测。
•液位传感器:用于测量液体的高度或者液位变化,广泛应用于储罐和槽罐中的液位控制。
•流量传感器:用于测量流体流经的速度和流量,常见应用于管道中的流量监测。
•pH传感器:用于测量溶液中的酸碱度,常用于化工和医药行业中的酸碱反应过程监测等。
传感器技术的发展已经取得了重要的进展,从传统的机械式传感器到现代的电子式传感器,传感器的精度和可靠性得到了极大的提高。
同时,随着物联网技术的发展,传感器与云计算和大数据分析相结合,使得过程检测变得更加智能化和高效化。
2. 仪器设备除了传感器技术外,过程检测还需要借助各种仪器设备进行信号的采集、处理和分析。
常见的仪器设备包括:•数据采集仪:用于采集传感器信号,并进行模数转换和信号放大等处理,得到可用的数字信号。
•控制器:用于接收采集到的信号,并根据设定的控制策略进行反馈和控制。
常见的控制器包括PID控制器和PLC控制器等。
•数据分析仪:用于对采集到的数据进行分析和处理,常见的数据分析方法包括统计分析、模型识别和预测等。
•监视器:用于实时监测和显示过程中的各种参数和状态,常见的监视器包括显示屏和报警器等。
仪器设备的综合运用可以帮助企业实现对生产过程的精确监测和控制。
通过合理配置仪器设备,可以实现对生产过程中的各种参数进行实时监测,并根据需要进行调整和优化,实现生产过程的高效和稳定。
油田地面站温度测量仪器—双金属温度计篇
油田地面站库内所使用的温度测量仪器,大致有玻璃管温度计、金属温度计、压力温度计等几种形式,以因玻璃管温度计的检测准确度大,受材料特点决定,且玻璃管型温度计对应用环境要求极高,仅适合在振动范围较小没有机械破坏危险的应用环境中使用。
双金属温度计对应用条件要求较低,能够应对相对严酷的条件,所以使用范围比较广。
双金属温度计选用时要注意量程的选取,而量程选用时应全面考虑实际的应用要求。
使用环境使用时,工作温度应在量程的中央区域,且工作温度的峰值应小于仪表量程的90%,另外,还应考虑温度计的外观和放置方法,与之应有良好的相容性。
对于含有腐蚀性介质的管道或是其他必须在腐蚀性环境下工作的温度计,尽量选择与工艺管道、装置相同或高于一个等级的材料,接入尺寸通常应当以将测温器件接入在被测介质中、介质温度变化敏感的地方为基础,接线方法在腐蚀性场所选择法兰式接线方法。
双金属温度计精度通常为1.5~1.0。
而远传型温度仪表的材料选用也一样,根据具体的应用要求及其运行条件,决定了温度计的外壳材料和量程。
远传型温度计还必须兼顾温度计分度号的热电偶、热阻值、热敏电阻等型号的选用。
而且热电偶可靠性较高,可应用于各种应用环境,而热阻值则适合环境温度振动范围较小的应用环境,而热敏电阻则适合对温度检测实时性要求较大
的应用环境中,另外,对于远传型温度传感器,必须配备适当的温度变送器。
检测测量仪表在应用过程中的安全作用及发展趋势分析摘要:在化工区企业中,监测、测量仪表对于保证化工生产意义重大,可以实现对整个过程的检测以及显示,本文在论述化工测量仪表分类的基础上,分析如何做好安全管理工作。
关键词:测量仪表;安全作用;趋势引言随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高,社会各界对于我国化工产业,特别是化工装置当中的监测、测量仪表的安全逐渐重视。
1、石油化工检测、测量仪表分类按照石油化工仪表自动化特征,可将仪表分为四个种类,一是测量仪表,二是显示仪表,三是控制仪表,四是执行仪表。
针对测量仪表来说,若按照其技术特征、使用范围,可将其分为多个种类,分类方法不尽相同。
1.1、超声波液位监测、测量仪表超声波液位监测、测量仪表是指通过超声波传感器向化工装置当中的物料表面发射出超声波脉冲信号,并且将物料表面反射回的信号进行回收的测量装置。
在这一过程中,通过利用智能转换器将传感器发射信号直到接收脉冲信号之间的时间距离进行计算,从而根据超声波脉冲信号的传播速度结合消耗的时间测算出实际物料表面的高度。
超声波液位检测、测量仪表具有较强的抗腐蚀性,因此,可以应用于具有一定毒性、易燃性、高粘度以及腐蚀性的物料和液体当中。
加之,超声波液位监测、测量仪表具有稳定性强、安装方便、重量较轻以及寿命较长等方面的优势,已经被广泛地应用到我国化工生产领域当中。
1.2、磁浮子液位测量仪表磁浮子液位检测、测量仪表又被称为磁翻板液位测量仪表,在测量仪的非磁性金属管当中有一颗具有磁性的浮球,浮球的位置会根据金属管当中的液位变化而升高或者降低。
在装置外部会有相应的显示单元,并且由多个双色磁性翻版依次排列组成。
当磁性浮球靠近之时,磁性翻版会随之发生翻转,通过两种颜色的变化表示介质的液位变化。
1.3、雷达液位监测、测量仪表雷达液位监测、测量仪表是借助电磁波技术进行非接触式的液位测量,雷达液位测量仪表当中的主要功能单元分为了信号发射和接收器、信号处理器、天线装置以及信号显示器等。
温度计的使用范文温度计是一种用来测量温度的仪器,它在日常生活和科学研究中都非常常见。
温度计的使用非常简单,但是却可以提供非常重要的温度信息,帮助我们做出适当的决策。
首先,温度计最基本的功能是测量温度。
在日常生活中,我们常常使用的是普通的温度计,它们通常有一个玻璃管,里面装有染色的酒精。
当酒精受热膨胀时,它会上升并显示相应的温度刻度。
我们可以在室内使用室温计了解当前的室温,也可以在室外使用气温计了解当前的气温。
这对于我们选择合适的穿衣和调节室内温度非常有帮助。
在科学研究和工业生产中,我们常常使用更精确的温度计来测量温度。
例如,我们可以使用电子温度计、红外线温度计和热电偶等。
这些高级温度计可以提供更准确的温度测量结果,对于一些需要高精度温度控制的实验和工艺来说非常重要。
其次,温度计还可以用来进行温度调节。
在一些情况下,我们需要将温度保持在一个特定的范围内。
例如,在养殖业中,我们需要为动物提供适宜的温度环境,以促进它们的生长和健康。
在这种情况下,我们可以使用恒温箱或恒温室来控制温度,温度计被用来监测当前的温度,并通过调节供暖设备或空调设备来维持温度在理想范围内。
同样,在实验室和工厂中,温度调节也是非常重要的,在一些化学反应和生产过程中,温度的控制对于反应的进行和产品的质量都有重要影响。
此外,温度计还可以用来进行温度控制。
在一些情况下,我们需要按照一定的温度曲线进行加热或降温。
例如,在烘烤食品和烹饪食物时,我们需要根据食谱中的温度要求来调整烤箱或炉子的温度,以确保食物能够烹饪得恰到好处。
在这种情况下,我们可以使用烤箱温度计或烤炉温度计来监测当前的温度,并根据需要调节加热设备的功率。
同样,在科学研究和工业生产中,温度控制也是非常重要的。
例如,在一些化学实验中,我们需要按照特定的温度变化要求进行加热或降温,以便观察特定反应的过程。
在这种情况下,我们可以使用恒温槽或恒温培养箱来控制温度,并使用温度计来监测当前的温度,确保它与我们设计的温度曲线相匹配。
温度检测仪表的应用与作用一、温度测量的基本概念温度是表征物体冷热程度的物理量。
温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。
它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
华氏温标(oF)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每第分为报氏1度,符号为oF。
摄氏温度(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等分,每第分为报氏1度,符号为℃。
热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度,记符号为K。
国际实用温标是一个国际协议性温标,它与热力学温标相接近,而且复现精度高,使用方便。
目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》,记为:IPTS-68(Rev-75)。
但由于IPTS-68温示存在一定的不足,国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS-90,ITS-90温标替代IPTS-68。
我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。
1990年国际温标(ITS-90)简介如下。
1.温度单位热力学温度(符号为T)是基本功手物理量,它的单位为开尔文(符号为K),定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。
由于以前的温标定义中,使用了与273.15K(冰点)的差值来表示温度,因此现在仍保留这各方法。
根据定义,摄氏度的大小等于开尔文,温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。
国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)2.国际温标ITS-90的通则ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。
ITS-90是这样制订的,即在全量程中,任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的最佳估计值,与直接测量热力学温度相比,T90的测量要方便得多,而且更为精密,并具有很高的复现性。
3.ITS-90的定义第一温区为0.65K到5.00K之间,T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。
第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661 K)之间T90是用氦气体温度计来定义.第二温区为平衡氢三相点(13.8033 K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度.银凝固点(961.78℃)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计.二、温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。
通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚,帮需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。
非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响,其测量误差较大。
三、热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是:①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
1.热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图2-1-1所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
2.热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类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。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3.热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。
必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。
因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
四、热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高,性能稳定。
其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
1.热电阻测温原理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。
2.热电阻的结构(1)精通型热电阻工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表2-1-11。
从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制,有关具体内容参见本篇第三章第一节.(2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。
它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,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,生产现场不会引超爆炸。
隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
3.热电阻测温系统的组成热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。
必须注意以下两点:①热电阻和显示仪表的分度号必须一致②为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法。
具体内容参见本篇第三章。
(2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。
它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值,为此更换新的电阻体为好,若采用焊接修理,焊后要校验合格后才能使用。
各类变送器的选用传感器和变送器在仪器、仪表和工业自动化领域中起着举足轻重的作用。
与传感器不同,变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外,一般还具有一定的放大作用。
本文简单地介绍了各类变送器的特点,以供使用者选用。
一、一体化温度变送器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。
采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内,从而形成一体化的变送器。
一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。
测温热电阻信号转换放大后,再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿,经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4~20mA的恒流信号。
热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。
它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后,再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差,最后放大转换为4~20mA电流输出信号。
为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故,变送器中还设有断电保护电路。
当热电偶断丝或接解不良时,变送器会输出最大值(28mA)以使仪表切断电源。
一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
一体化温度变送器的输出为统一的4~20mA信号;可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。
也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。
二、压力变送器压力变送器也称差变送器,主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。
它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号,以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
压力变送器的测量原理图如图3所示。
其测量原理是:流程压力和参考压力分别作用于集成硅压力敏感元件的两端,其差压使硅片变形(位移很小,仅μm级),以使硅片上用半导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。
由于硅材料的强性极佳,所以输出信号的线性度及变差指标均很高。