温度测量仪表

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第一节温度测量仪表

温度是表征物体冷热程度的物理量。开尔文是热力学温度的单位,符号为K;摄氏度是摄氏温度的单位,符号为C

测量温度的仪表型号用“W”表示产品所属的大类。测量温度的常用仪表有双金属温度计、压力式温度计、热电偶和热电阻等。

一、双金属温度计

双金属温度计是利用两种热膨胀率不同的金属结合在一起制成的温度检出元件来测量温度的仪表。

下图为WSS-401型双金属温度计的结构,其保护套管的材料有不锈钢和黄铜两种,前者公称压力6.4MAa,后者公称压力4.0MAa、6.4MAa:

二、压力式温度计

压力式温度计是利用充灌式感温系统测量温度的仪表,主要由温度、毛细管和显示仪表组成。

下图为常用压力式温度计外型:

三、热电偶

热电偶作为温度的检测元件,通常与显示仪表配套,用于直接测量各种生产过程中液体、蒸汽和气体介质以及金属表面等的温度,也可将其毫伏信号送给巡测装置、温度变送器、自动调节器和计算机等

根据热电偶的结构不同,有普通热电偶和凯装热电偶两种。前者的热电偶丝套有耐热绝缘套管(如瓷珠)并装在瓷或金属的保护套

管内;后者则将热电偶丝、绝缘材料(电熔氧化镁)和金属保护套管三者组合加工成一整体。但它们的基本结构相同,都是由热电偶元件、保护套管、安装固定装置、接线盒等部件组成的。

1、普通热电偶

2、铠装热电偶

四、热电阻

热电阻是电阻值随温度变化的测温元件,其电阻值随温度上升而增大。热电阻的受热部分(感温元件)用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。

五、电站测温专用热电偶和热电阻

1、热套式热电偶

热套式热电偶采用热套保护管与热电偶可分离的结构。使用时可将热套焊接或机械固定在设备上,然后装上热电偶,即可工作

热套式热电偶的感温元件为铠装热电偶

各种用途的热套式热电偶的外形尺寸如下图:

3、轴承温度计

轴承温度计有轴承铂电阻和轴承热电偶两种,其外形尺寸是一样的,如左图所示。弹性固定

装置能在保护套管上自由移动,并可随意固定。

4、电机绕组铜电阻

电机绕组铜电阻主要用于测量电机绕组、定子及其他小间隙表面温度,其感温元件压制在非金属绝缘材料的保护片中。它除具有热电阻的一般特性外,还具有抗振、耐压、绝缘等优点。

外形尺寸如下图所示:

5、电机铁心热电偶

电机铁心热电偶主要用于测量电机的定子铁心温度,其优点与电机绕组铜电阻相同。其型号为WRCT-01,分度号T,测量范围0~150℃。其外形尺寸如下图。

六、温度变送器

温度变送器与热电偶、热电阻配合,将温度或温差信号转换成4~20mA或0~10mA、1~5V的直流信号。

一体化温度变送器的敏感元件感受温度后所产生的微小电压,经电路模块放大、线性校正等一系列处理后,变成恒定电流输出信号,其特点如下:

1)变送器小型化,可以直接放入通用的热电偶或热电阻接线盒内,不需另配其他配件。

2)二线制变送器直接输出4~20mA直流信号(一般电源的额定工作电压为直流24V)

3)对于热电偶,省去了昂贵的补偿导线(模块自身有参比端温度补偿);对于热电阻,减少了引线电阻误差的影响。

4)输出阻抗高,输出信号大,抗干扰能力强。由于是恒流输出,具有较强的远传能力。

5)变送器部件精确度高、功耗低、工作稳定可靠。变送器部件自身的基本误差一般在±0.5%以下。

一体化温度变送器如右图。

第二节压力和差压测量仪表

垂直作用在单位面积上的力称为压力。压力测量仪表有:

压力计-用于测量气体或液体压力的仪表。最简单的形式是充有液体(水或水银)的U形管,其一端连通到被测压力处,另一端连通大气。

压力表-用弹性压力检出元件制成的、指示大于周围大气压力(环境压力)的流体压力值的仪表。

真空表-用弹性压力检出元件制成的、指示小于周围大气压力(环境压力)的流体压力值的仪表。

压力真空表-用弹性压力检出元件制成的、指示小于或大于周围大气压力(环境压力)的流体压力值的仪表。

在工程上,一般测量压力的仪表本身也承受着大气压力,因此只能测出绝对压力与大气压力之差,称为表压力。两压力之差

称为差压,差压测量仪表一般是配合节流装置测量流体的测量和配合平衡容器测量容器的液位,有时也直接用来测量差压、压力或负压(真空)。

一、液体压力计和玻璃管差压计

液体压力计和玻璃管差压计一般用玻璃管制成,用水或水银作为工作液体,利用液柱产生的重力与被测压力相平衡,从而可用液柱高度来反映被测压力或差压数值。

二、弹性元件压力表

由弹性压力检出元件(下称弹性元件)制成的压力表,当承受压力时,弹性元件在其弹性极限内产生的一个可测量的变形。此变形经传动机构放大后,使指针在度盘上指示出相应的压力值。现根据不同的弹性元件,介绍几种压力表。

1、单圈弹簧管压力表

单圈弹簧管压力表广泛用于测量对铜合金不起腐蚀作用的液体、气体和蒸汽的压力。它的弹性元件是自由端封闭的特殊成型管。当管内和管外承受不同压力时,自由端产生一定

的直线位移,再通过连杆带动扇形齿轮进行角位移转换,由指针在度盘上指示出相应的压力值。压力表的型号组成及其代号含义如下:

2、膜片压力表

膜片压力表的弹性元件是一膜片,被测介质通过接头或法兰进入膜片室,由于压力的作用,膜片产生位移,此位移再通过传动部件(动作过程与弹簧管压力表同),使指针指示被测压力值。常用的膜片压力表型号有YP型普通膜片压力表和YPF型耐腐蚀膜片压力表等,前者适用于测量对铜合金不起腐蚀作用的黏性介质压力;后者适用于测量腐蚀性较强、黏度较大的介质压力。膜片压力表有0~0.1,0~0.16,0~0.25,0~0.4,0~0.6,0~1,0~1.6,0~2.5MPa等测量范围的压力表和-0.1~0MPa测量范围的真空表。表壳外径有100mm 和150mm两种。

3、隔膜式压力表

隔膜式压力表由膜片隔离器、连接管和普通压力表三部分组成,并根据被测介质的要求,在其内腔填充以适当的工作液。被测介质的压力作用于隔膜片上,使之产生变形,压缩内部充填的工作液,借助于工作液的传导,压力表显示出被测压力值。它适用于测量有腐蚀性、高黏度、易结晶、含有固体状颗粒、温度较高的液体介质的压力或负压。

膜片压力表外形尺寸如下图

隔膜式压力表的测量范围:螺纹接口的为0~0.16MPa至0~60MPa;法兰接口的为0~0.16MPa至0~25MPa。被测介质温度:直接型的为-40~+60℃;其他连接管形式的为-40~+200℃。