化工儀表及其自動(dòng)化

化工儀表及其自動(dòng)化第一頁，共六十六頁，2022年，8月28日內(nèi)容提要壓力檢測(cè)及儀表壓力單位及測(cè)壓儀表壓力計(jì)的選用流量檢測(cè)及儀表概述差壓式流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)電磁流量計(jì)漩渦流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)第二頁，共六十六頁，2022年，8月28日內(nèi)容提要物位檢測(cè)及儀表概述差壓式液位變速器電容式物位傳感器核輻射物位計(jì)稱重式液罐計(jì)量儀溫度檢測(cè)及儀表溫度檢測(cè)方法熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)電動(dòng)溫度變送器第三頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表一、壓力單位及測(cè)量儀表壓力是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。壓力的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）第四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm2)物理大氣壓/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大氣壓9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1各種壓力單位換算表

國際單位制中的壓力單位（Pa或MPa）與過去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表。第五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線在壓力測(cè)量中，常有表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓或真空度之分。

當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來表示。圖3-4絕對(duì)壓力、表壓、負(fù)壓（真空度）的關(guān)系第六頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表測(cè)量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。1.液柱式壓力計(jì)

它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量。

按其結(jié)構(gòu)形式的不同

有U形管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)等

優(yōu)點(diǎn)這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便

缺點(diǎn)

其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響，測(cè)量范圍較窄，一般用來測(cè)量較低壓力、真空度或壓力差。

第七頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表

它是通過機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）來進(jìn)行測(cè)量的儀表。2.彈性式壓力計(jì)

它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量的。

3.電氣式壓力計(jì)

第八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表4.活塞式壓力計(jì)

它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測(cè)量的。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)測(cè)量精度很高，允許誤差可小到0.05%～0.02%。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。

第九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表

目前化工生產(chǎn)中常見的壓力表為第二類。在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí)，就會(huì)破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號(hào)壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。

警惕！第十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表二、壓力計(jì)的選用及安裝1.壓力計(jì)的選用

壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對(duì)壓力測(cè)量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，一般考慮以下幾個(gè)問題。儀表類型的選用考慮反應(yīng)介質(zhì)等因素，如：氨氣、乙炔禁用銅，酸介質(zhì)、堿介質(zhì)下耐腐蝕等等

儀表精度級(jí)的選取

儀表測(cè)量范圍的確定按照“化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”來選

第十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表舉例

例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。

解

1、選型根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa

2、量程范圍確定

由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以選擇

1/3儀表量程上限<系統(tǒng)壓力<1/2儀表量程上限第十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)壓力檢測(cè)及儀表所以由本章附錄一，可選精度等級(jí)為1.5級(jí)的儀表 綜上所述，選擇的壓力表為YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)。

公式變形得 2系統(tǒng)壓力<儀表量程上限<3系統(tǒng)壓力所以可得

56MPa<儀表量程上限<75MPa（why）因此由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa

3、精度選擇

δ允許≤(1/60)×100%=1.67%第十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表一、概述

介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。

流量大小：單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量。

總量：在某一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。定義第十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表質(zhì)量流量M體積流量Q如以t表示時(shí)間，則流量和總量之間的關(guān)系是

流量計(jì)：測(cè)量流體流量的儀表。計(jì)量表：測(cè)量流體總量的儀表。

第十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表1.速度式流量計(jì)

以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。

2.容積式流量計(jì)

以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。3.質(zhì)量流量計(jì)

以測(cè)量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種。分類第十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表二、差壓式流量計(jì)

差壓式（也稱節(jié)流式）流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。

通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計(jì)以及顯示儀表所組成。第十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表1.節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1）節(jié)流現(xiàn)象

流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。

節(jié)流裝置包括節(jié)流件和取壓裝置。第十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表圖3-18孔板裝置及壓力、流速分布圖

要準(zhǔn)確測(cè)量出截面Ⅰ、Ⅱ處的壓力有困難，因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓力p2′的截面Ⅱ的位置隨著流速的不同會(huì)改變。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn)，來測(cè)量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測(cè)得的壓差與流量之間的關(guān)系，與測(cè)壓點(diǎn)及測(cè)壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。注意第十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表（2）節(jié)流基本方程式

流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的?？梢钥闯鲆懒髁颗c壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于α的取值。

流量與壓力差ΔP的平方根成正比。

第二十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置

國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。

標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。第二十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表圖3-19孔板斷面示意圖如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對(duì)尺寸和公差、粗糙度等都有詳細(xì)規(guī)定。舉例

其中d／D應(yīng)在0.2～0.8之間；最小孔徑應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分的厚度h＝（0.005～0.02）D；總厚度H＜0.05D；錐面的斜角α＝30°～45°等等，需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊(cè)。第二十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)孔板應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適用于大流量的測(cè)量流體經(jīng)過孔板后壓力損失大，當(dāng)工藝管道上不允許有較大的壓力損失時(shí)，便不宜采用。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管壓力損失較孔板小結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工第二十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表3.差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測(cè)量誤差，有的甚至高達(dá)10％～20％。

不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測(cè)量精度。注意第二十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表誤差產(chǎn)生的原因被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。節(jié)流裝置安裝不正確?？装迦肟谶吘壍哪p。導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象差壓計(jì)安裝或使用不正確第二十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.工作原理

以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測(cè)量流量的大小，即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。圖3-27轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖第二十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是（2-25）由式（2-25）可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測(cè)介質(zhì)的流量大小或?qū)⑹剑?-26）代入上兩式，得或（2-26）第二十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正

轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量標(biāo)尺上的刻度值，對(duì)用于測(cè)量液體來講是代表20℃時(shí)水的流量值，對(duì)用于測(cè)量氣體來講則是代表20℃，0.10133MPa壓力下空氣的流量值。所以，在實(shí)際使用時(shí)，要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正。（1）液體流量測(cè)量時(shí)的修正（2-31）第二十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表如果被測(cè)介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大，可近似認(rèn)為Φ是常數(shù)，則有

（2-32）整理后得（2-34）（2-33）第二十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為當(dāng)采用耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時(shí)，ρt＝7.9g/cm3，水的密度ρw＝1g/cm3，代入（2-34）與式（2-36）得（2-35）（2-36）（3-37）第三十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表四、其他流量計(jì)直接式質(zhì)量流量計(jì)圖3-35科氏力流量計(jì)測(cè)量原理科氏力流量計(jì)的測(cè)量原理是基于流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。質(zhì)量流量第三十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二節(jié)流量檢測(cè)及儀表優(yōu)點(diǎn)

能夠直接測(cè)量質(zhì)量流量，不受流體物性（密度、黏度等）的影響，測(cè)量精度高；測(cè)量值不受管道內(nèi)流場(chǎng)影響，沒有上、下游直管段長度的要求；可測(cè)各種非牛頓流體以及黏滯和含微粒的漿液。

缺點(diǎn)

它的阻力損失較大；零點(diǎn)不穩(wěn)定；管路振動(dòng)會(huì)影響測(cè)量精度。第三十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表一、概論幾個(gè)概念液位料位液位計(jì)界位計(jì)測(cè)量物位的兩個(gè)目的按其工作原理分為直讀式物位儀表差壓式物位儀表浮力式物位儀表電磁式物位儀表核輻射式物位儀表聲波式物位儀表光學(xué)式物位儀表第三十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表1.工作原理圖3-39差壓液位變送器原理圖圖3-40壓力表式液位計(jì)二、差壓式液位變送器第三十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相因此

當(dāng)被測(cè)容器是敞口的，氣相壓力為大氣壓時(shí)，只需將差壓變送器的負(fù)壓室通大氣即可。若不需要遠(yuǎn)傳信號(hào)，也可以在容器底部安裝壓力表，如圖3-40所示。第三十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表2.零點(diǎn)遷移問題圖3-41負(fù)遷移示意圖在使用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，一般來說實(shí)際應(yīng)用中，正、負(fù)室壓力p1、p2分別為第三十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表遷移彈簧的作用

改變變送器的零點(diǎn)。遷移和調(diào)零

都是使變送器輸出的起始值與被測(cè)量起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，只不過零點(diǎn)調(diào)整量通常較小，而零點(diǎn)遷移量則比較大。遷移

同時(shí)改變了測(cè)量范圍的上、下限，相當(dāng)于測(cè)量范圍的平移，它不改變量程的大小。第三十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表3.料位的檢測(cè)

用電容法可以測(cè)量固體塊狀顆粒體及粉料的料位。由于固體間磨損較大，容易“滯留”，可用電極棒及容器壁組成電容器的兩極來測(cè)量非導(dǎo)電固體料位。1—金屬電極棒；2—容器壁左圖所示為用金屬電極棒插入容器來測(cè)量料位的示意圖。

電容量變化與料位升降的關(guān)系為圖3-47料位檢測(cè)第三十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表優(yōu)點(diǎn)

電容物位計(jì)的傳感部分結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。

缺點(diǎn)

需借助較復(fù)雜的電子線路。

應(yīng)注意介質(zhì)濃度、溫度變化時(shí)，其介電系數(shù)也要發(fā)生變化這種情況。第三十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)物位檢測(cè)及儀表四、核輻射物位計(jì)射線的透射強(qiáng)度隨著通過介質(zhì)層厚度的增加而減弱，具體關(guān)系見式（3-63）。（3-63）圖3-48核輻射物位計(jì)示意圖1—輻射源；2—接受器特點(diǎn)

適用于高溫、高壓容器、強(qiáng)腐蝕、劇毒、有爆炸性、黏滯性、易結(jié)晶或沸騰狀態(tài)的介質(zhì)的物位測(cè)量，還可以測(cè)量高溫融熔金屬的液位?？稍诟邷亍熿F等環(huán)境下工作。但由于放射線對(duì)人體有害，使用范圍受到一些限制。第四十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表一、溫度檢測(cè)方法

溫度不能直接測(cè)量，只能借助于冷熱不同物體之間的熱交換，以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來加以間接測(cè)量。分類按測(cè)量范圍

按用途

高溫計(jì)、溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)儀表、實(shí)用儀表

按工作原理

膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)和輻射高溫計(jì)

按測(cè)量方式

接觸式與非接觸式

第四十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日測(cè)溫方式溫度計(jì)種類測(cè)溫范圍／℃優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式測(cè)溫儀表膨脹式玻璃液體-50～600結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測(cè)量準(zhǔn)確，價(jià)格低廉測(cè)量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能記錄遠(yuǎn)傳雙金屬-80～600結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠精度低，量程和使用范圍有限壓力式液體氣體蒸汽-30～600-20～3500～250結(jié)構(gòu)簡單，耐震，防爆能記錄、報(bào)警，價(jià)格低廉精度低，測(cè)溫距離短，滯后大熱電偶鉑銠-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-考銅0～1600-50～1000-50～600測(cè)溫范圍廣，精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制需冷端溫度補(bǔ)償，在低溫段測(cè)量精度較低熱電阻鉑銅-200～600-50～150測(cè)量精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制不能測(cè)高溫，需注意環(huán)境溫度的影響非接觸式測(cè)溫儀表輻射式輻射式光學(xué)式比色式400～2000700～3200900～1700測(cè)溫時(shí)，不破壞被測(cè)溫度場(chǎng)低溫段測(cè)量不準(zhǔn)，環(huán)境條件會(huì)影響測(cè)溫準(zhǔn)確度紅外線光電探測(cè)熱電探測(cè)0～3500200～2000測(cè)溫范圍大，適于測(cè)溫度分布，不破壞被測(cè)溫度場(chǎng)，響應(yīng)快易受外界干擾，標(biāo)定困難表3-3常用溫度計(jì)的種類及優(yōu)缺點(diǎn)第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日1.膨脹式溫度計(jì)圖3-50雙金屬片

圖3-51

雙金屬溫度信號(hào)器1—雙金屬片；2—調(diào)節(jié)螺釘；3—絕緣子；4—信號(hào)燈膨脹式溫度計(jì)是基于物體受熱時(shí)體積膨脹的性質(zhì)而制成的。第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日2.壓力式溫度計(jì)

它是根據(jù)在封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理而制成的，并用壓力表來測(cè)量這種變化，從而測(cè)得溫度。圖3-52壓力式溫度計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖

1—傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；2—刻度盤；3—指針；4—彈簧管；5—連桿；6—接頭；7—毛細(xì)管；8—溫包；9—工作物質(zhì)

應(yīng)用壓力隨溫度的變化來測(cè)溫的儀表叫壓力式溫度計(jì)。

第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日3.輻射式溫度計(jì)輻射式高溫計(jì)是基于物體熱輻射作用來測(cè)量溫度的儀表。壓力式溫度計(jì)的構(gòu)造由以下三部分組成

溫包毛細(xì)管彈簧管（或盤簧管）

第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表熱電偶溫度計(jì)是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測(cè)溫儀表。圖3-53熱電偶溫度計(jì)測(cè)溫系統(tǒng)示意圖1—熱電偶；2—導(dǎo)線；3—測(cè)量儀表熱電偶溫度計(jì)由三部分組成：熱電偶；測(cè)量儀表；連接熱電偶和測(cè)量儀表的導(dǎo)線。1.熱電偶圖3-54熱電偶示意圖二、熱電偶溫度計(jì)第四十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（1）熱電現(xiàn)象及測(cè)溫原理

圖3-55熱電現(xiàn)象圖3-56接觸電勢(shì)形成的過程圖3-57熱電偶原理及電路圖左圖閉合回路中總的熱電勢(shì)或第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日注意

如果組成熱電偶回路的兩種導(dǎo)體材料相同，則無論兩接點(diǎn)溫度如何，閉合回路的總熱電勢(shì)為零；如果熱電偶兩接點(diǎn)溫度相同，盡管兩導(dǎo)體材料不同，閉合回路的總熱電勢(shì)也為零；熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)除了與兩接點(diǎn)處的溫度有關(guān)外，還與熱電極的材料有關(guān)。也就是說不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢(shì)是不同的。第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）插入第三種導(dǎo)線的問題利用熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，必須要用某些儀表來測(cè)量熱電勢(shì)的數(shù)值，見下圖。

圖3-58熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)連接圖圖（a）總的熱電勢(shì)（3-72）由于（3-75）（3-74）將式（3-73）、式（3-74）代入式（3-72）（3-73）第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第四十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日說明：在熱電偶回路中接入第三種金屬導(dǎo)線對(duì)原熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)數(shù)值并無影響。不過必須保證引入線兩端的溫度相同。

故得（3-76）圖（b）總的熱電勢(shì)第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）常用熱電偶的種類工業(yè)上對(duì)熱電極材料的要求溫度每增加１℃時(shí)所能產(chǎn)生的熱電勢(shì)要大，而且熱電勢(shì)與溫度應(yīng)盡可能成線性關(guān)系；物理穩(wěn)定性要高；化學(xué)穩(wěn)定性要高；材料組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲；復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，而且在應(yīng)用上也可保證良好的互換性。第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日熱電偶名稱代號(hào)分度號(hào)熱電極材料測(cè)溫范圍/℃新舊正熱電極負(fù)熱電極長期使用短期使用鉑銠30-鉑銠6鉑銠10-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-銅鎳鐵-銅鎳銅-銅鎳WRRWRPWRNWREWRFWRCBSKEJTLL-2LB-3EU-2--CK鉑銠30合金鉑銠10合金鎳鉻合金鎳鉻合金鐵銅鉑銠6合金純鉑鎳硅合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金300～1600-20～1300-50～1000-40～800-40～700-400～300180016001200900750350表3-4工業(yè)用熱電偶第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日（4）熱電偶的結(jié)構(gòu)①普通型熱電偶圖3-59熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極絕緣管保護(hù)套管接線盒第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日材料工作溫度/℃橡皮、絕緣漆琺瑯玻璃管石英管瓷管純氧化鋁管80150500120014001700表3-5常用絕緣子材料表3-6常用保護(hù)套管材料工作溫度/℃無縫鋼管不銹鋼管石英管瓷管Al2O3陶瓷管6001000120014001900以上第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日２補(bǔ)償導(dǎo)線的選用圖3-61補(bǔ)償導(dǎo)線接線圖

采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這既能保證熱電偶冷端溫度保持不變，又經(jīng)濟(jì)。

它也是由兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成，在一定溫度范圍內(nèi)（0～100℃）與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，其材料又是廉價(jià)金屬。見左圖。第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)，要注意型號(hào)相配。熱電偶名稱補(bǔ)償導(dǎo)線工作端為100℃，冷端為0℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)/mV正極負(fù)極材料顏色材料顏色鉑銠10-鉑鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）鎳鉻-銅鎳銅-銅鎳銅銅鎳鉻銅紅紅紅紅銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳綠藍(lán)棕白0.645±0.0374.095±0.1056.317±0.1704.277±0.047表3-7常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日３.冷端溫度的補(bǔ)償

在應(yīng)用熱電偶測(cè)溫時(shí)，只有將冷端溫度保持為０℃，或者是進(jìn)行一定的修正才能得出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。這樣做，就稱為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。一般采用下述幾種方法。（1）冷端溫度保持為０℃的方法圖3-61

熱電偶冷端溫度保持０℃的方法（2）冷端溫度修正方法

在實(shí)際生產(chǎn)中，冷端溫度往往不是0℃，而是某一溫度t1，這就引起測(cè)量誤差。因此，必須對(duì)冷端溫度進(jìn)行修正。第四節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第五十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

用計(jì)算的方法來修正冷端溫度，是指冷端溫度內(nèi)恒定值時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。該方法只適用于實(shí)驗(yàn)室或臨時(shí)測(cè)溫，在連續(xù)測(cè)量中顯然是不實(shí)用的。注意第五十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）校正儀表零點(diǎn)法

若采用測(cè)溫元件為熱電偶時(shí)，要使測(cè)溫時(shí)指示值不偏低，可預(yù)先將儀表指針調(diào)