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温度测量仪表的分类及选择

来源:www.xiyi-group.name 日期:206-1-25

  温度测量仪表是测量物体冷热程度的工业自动化仪表。

   1、分类

  温度测量仪表的种类繁多,但可按作用原理,测量方法,测量范围作如下分类:

  (1)按作用原理分类

  温度的测量是借助于物体在温度变化时,它的某些性质随之变化的原理来实现的。但是,并不是任意选择某种物理性质的变化就可做成温度计。用于测温的物体的物理性质要求连续、单值的随温度变化,不与其它因素有关,而且复现性好,便于精确测量。

  目前按作用原理制作的温度计主要有膨胀式温度计、压力式温度计、电阻温度计,热电偶高愠计和辐射高温计等几种。它们是分别利用物体的膨胀,压力、电阻、热电势和辐射性质随温度变化的原理制成的。

     (2)按测量方法分类

  温度测量时按感温元件是否直接接触被测温度场(或介质)而分成接触式温度测量仪表(膨胀式温度计,压力式温度计、电阻温度计和热电偶高温计属此类)和非接触式温度测量仪表(如辐射式高温计)两类。

  接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象相接触,两者之间进行充分的热交换,最后达到热平衡,这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种测温方法优点是直观可靠,缺点是感温元件影响被测温度场的分布,接触不良等都会带来测量误差,另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。

  非接触测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触,而是通过辐射进行热交换,故可避免接触测温法的缺点,具有较高的测温上限。此外,非接触测温法热惯性小,可达千分之一秒,便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。由于受物体的发射率、被测对象到仪表之间的距离以及烟尘、水汽等其他介质的影响,这种测温方法一般测温误差较大。

  (3)按测量温度范围分类

  通常将测量温度在600℃以下的温度测量仪表叫温度计,如膨胀式温度计,压力式温度计和电阻温度计等。测量温度在600℃以上的温度测量仪表通常叫高温计,如热电高温计和辐射高温计。

  2、温度测量仪表的选择

  正确选择和使用温度测量仪表是实现对温度参数进行正确、有效测控的首要前提。下面是一些研究人员根据自己以往在计量第一线的设计、安装、调试经验。

  (1)仪表功能的选择

  如果我们需要随时了解温度的变化趋势,就应该选择具有记录功能的仪表;如果温度变化对安全生产、产品质量有重大影响的话,我们一定要选择具有报警功能的仪表;对于一般只需要监视温度的情况下,我们用指示类测温仪观察温度值就行了;在需要对温度参数进行随时调节时,设计温度测控系统来对温度进行控制。

  (2)仪表精度的选择

  精度的选择,一般要考虑生产工艺过程对温度仪表的要求以及温度参数对生产的重要程度;在需要对温度参数进行控制的情况下,我们还要考虑仪表的精度与整个测控系统的匹配问题。

  (3)仪表量程的选择

  量程选择既要考虑到正常的生产情况,又要考虑在故障情况下温度的变化范围。

  3、工业常用温度测量仪表——热电偶温度计

  用热电偶的热电性质制成的温度计称为热电偶纬度计。下图所示为最简单的热电偶温度计组成图。图中热电偶是感温元件,它是由两根不同材料的导体A和B焊连(或绞连)一端而成。导体未焊的两端通过连接导线接显示仪表而构成测温系统。测温时,将热电偶的焊接端与被测对象接触,利用热电偶的热电性质把被测对象的温度转换成相应的电信号,传送给显示仪表。

  热电偶温度计的工作原理:

  两种不同的导体接触构成回路时,回路中将产生电势,这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关,这种现象称为热电效应.利用热电效应制成的感温元件就是热电偶,利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热电偶温度计。

  热电偶温度计是目前工业上应用最广的测温仪表,在热处理生产上应用的测温仪表中,它也是为数最多的。用热电偶测温具有以下特点:

  ◆ 测温精确度较高。由于热电偶和被测对象之间容易实现良好的热接触,因而能较真实地反映被测对象的温度。

  ◆结构简单。将两个不同的导体连接一端后,予以绝缘和机械保护,就是一支可用的热电偶。可见热电偶结构简单,因而装配维修比较方便。

  ◆测温范围较宽。常用热电偶的测温范围是100 ~1600℃。一般金属材料的热处理温度都在此范围内,故能满足热处理的测温要求。用特殊材料制成的热电偶还可测量低至2K(-271℃)或高至2800℃的温度。

  ◆动态响应速度较快。热电偶可以制成体积很小的接点,因而热容量小,动态响应速度快。

  ◆信号可远传,便于集中检测和自动控制。

  热电偶的品种和类型是很多的,其中以普通型热电偶应用最普遍。在实际测温中,仅有两个热电极的热电偶是少见的。一支普通的热电偶通常是由热电极,绝缘管、保护套管和接线盒四部分组成。

 4、注意事项

  (1)进行现场中低温测量时,宜选择双金属温度计,同时要注意其刻度盘直径和径向;

  (2)有振动的地方,不宜选用工业玻璃棒式温度计;

  (3)测温点较高或现场环境不好时,宜选择压力式温度计,但与温包相连的毛细管的长度不能超过20m;

  (4)热电阻、热电偶的选择要考虑它们的测量范围、响应速度、分度号、使用安全等方面;

  (5)对于需要对温度参数进行控制时,需要设计一个测控系统,同时要考虑敏感元件、变送器、执行器、显示仪表等之间的匹配、安全等问题。


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