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文檔簡介

建材行業(yè)企業(yè)案例溫度的測量020301溫度檢測的主要方法和分類熱電偶、熱電阻測溫原理溫度變送器的簡介溫度是化工生產(chǎn)中既普遍而又十分重要的參數(shù)之一。任何一個化工生產(chǎn)過程,都伴隨著物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的改變,都必然有能量的轉(zhuǎn)化和交換,而熱交換則是這些能量轉(zhuǎn)換中最普遍的交換形式。因此,在很多化工反應(yīng)的過程中,溫度的測量和控制,常常是保證這些反應(yīng)過程正常進行與安全運行的重要環(huán)節(jié);它對產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高都有很大的影響。溫度測量儀麥種類繁多,若按測量方式的不同,測溫儀表可分為接觸式和非接觸式兩大類。前者感溫元件與被測介質(zhì)直接接觸,后者的感溫元件卻不與被測介質(zhì)相接觸。溫度的測量接觸式:測溫元件與被測對象接觸,依靠傳熱和對流進行熱交換,達到平衡時二者的溫度相等。是依據(jù)測溫元件的某一物理性質(zhì)隨溫度不同而變化的特性來間接測量溫度的方法。測溫元件的某一物理性質(zhì)隨溫度的變化要足夠大,便于檢測與傳送。是目前最常見的測溫方法。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、可靠,測溫精度較高。缺點:由于測溫元件與被測對象必須經(jīng)過充分的熱交換且達到平衡后才能測量,這樣容易破壞被測對象的溫度場,同時帶來測溫過程的延遲現(xiàn)象,不適于測量熱容量小的對象、極高溫的對象、處于運動中的對象。溫度的測量非接觸式:測溫元件不與被測對象接觸,而是通過熱輻射進行熱交換,或測溫元件接收被測對象的部分熱輻射能,由熱輻射能大小推出被測對象的溫度。優(yōu)點:從原理上講測量范圍從超低溫到極高溫,不破壞被測對象溫度場。非接觸式測溫響應(yīng)快,對被測對象干擾小,可用于測量運動的被測對象和有強電磁干擾、強腐蝕的場合。缺點:容易受到外界因素的干擾,測量誤差較大,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格比較昂貴。

溫度的測量溫度的測量測溫方式測溫儀表測溫范圍℃主要特點接觸式膨脹式玻璃液體-100~600結(jié)構(gòu)簡單、方便、測量準確、價格低廉;測量上限和精度受玻璃的限制,易碎,不能遠傳雙金屬-80~600結(jié)構(gòu)緊湊、可靠;精度低、量程和使用范圍有限熱電效應(yīng)熱電偶-200~1800測溫范圍廣、測量精度高、便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制,應(yīng)用廣泛;需自由瑞溫度補償,在低溫段測量精度較低熱阻效應(yīng)鉑電阻-200~600測量精度高,便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制,應(yīng)用廣泛;不能測高溫銅電阻-50~150半導(dǎo)體熱敏電阻-50~150靈敏度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便;互換性較差,測量范圍有一定限制非接觸非接觸式輻射式0~3500不破壞溫度場,測溫范圍大,響應(yīng)塊,可測運動物體的溫度;易受外界環(huán)境的影響,標定較困難一、熱電偶一、熱電偶的測溫原理熱電偶溫度計以熱電偶作為感溫元件,一般用于測量500℃以上的高溫,長期使用時其測溫上限可達1300℃,短期使用時可達1600℃,特殊材料制成的熱電偶可測量的溫度范圍為2000~3000℃。如電廠生產(chǎn)過程中的主蒸汽溫度、過熱器管壁溫度、煙氣高溫等都是采用熱電偶來測量的。

熱電偶具有性能穩(wěn)定、測溫高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)濟耐用、容易維護和體積小等優(yōu)點,還便于信號遠傳和實現(xiàn)多點切換測量,

溫度的測量一、熱電偶熱電偶是由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料(如上圖中的A和B)焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端(測量端或工作端),和導(dǎo)線連接的一端稱為熱電偶的冷端(自由端)。組成熱電偶的兩根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱作熱電極。把熱電偶的熱端插入需要測溫的生產(chǎn)設(shè)備中,冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面,如果兩端所處的溫度不同(譬如,熱端溫度為t,冷瑞溫度為to),則在熱電偶回路中便會產(chǎn)生熱電勢E。該熱電勢E與熱電偶兩端的溫度t和to均E有關(guān)。如果保持t。不變,則熱電勢E只是被測溫度t的函數(shù)。用電測儀表測得E的數(shù)值后,便知道被測溫度t的大小。溫度的測量一、熱電偶溫度的測量231t0tAB熱電偶溫度計測量線路1、熱電偶2、連接導(dǎo)線3、電測儀表t0一、熱電偶二、熱電偶的常見故障a.熱電偶的補償導(dǎo)線接反。這主要是負責(zé)接線的人員一時的粗心造成,屬人為因素。當出現(xiàn)熱電偶的補償導(dǎo)線接反情況時,操作員控制站上的顯示通常比實際值偏大或偏?。ǜ鶕?jù)通道測量回路而定)。

b.熱電偶的補償導(dǎo)線絕緣層被磨破,造成信號回路接地。這主要是因為補償導(dǎo)線較硬,而且在接線盒內(nèi)又未被安放平整,處理故障時多次旋擰接線盒蓋碰到補償導(dǎo)線而將其磨破。此類故障反映在操作員控制站上其溫度示值一般偏小。溫度的測量一、熱電偶c.接線盒內(nèi)接線端子接觸不良。因補償導(dǎo)線和熱電偶的導(dǎo)線都比較硬,所以現(xiàn)場檢修時緊固接線比較困難,有時候開始把導(dǎo)線擰緊了但過段時間隨著導(dǎo)線的變形又松了。此類故障反映在操作員控制站上的溫度示值為無顯示或顯示值超量程。

d.補償電阻故障。此類故障表現(xiàn)為熱電偶接上后溫度顯示值緩慢上升或下降。

e.信號屏蔽系統(tǒng)DCS柜內(nèi)接地不良。此類故障極容易造成電荷在信號線上積累,引起信號漂移或晃動。由于該問題故障點較難查明,通常的處理方法是解開信號線,對其進行對地放電處理。溫度的測量一、熱電偶f.溫度輸入信號經(jīng)隔離器后故障,反映在操作員控制站上的溫度值信號異常。更換隔離器后正常。以上是檢修時經(jīng)常碰到的問題,但在查找這些故障時,建議先用萬用表在DCS的I/O端子柜上測量輸入的電壓值,這樣可以迅速判斷出是就地測量端問題還是DCS部分的問題,對于多點輸入還可同另外幾支熱電偶信號進行比較。如判斷不出再行解線測量其電阻值,通常熱電偶的電阻值為100Ω左右。溫度的測量二、熱電阻熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高,性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫,而且被制成標準的基準儀。一、熱電阻的測溫原理:熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。溫度的測量一、熱電阻常見熱電阻的外形和結(jié)構(gòu)溫度的測量二、熱電阻常見熱電阻的外形和結(jié)構(gòu)溫度的測量二、熱電阻在水泥工業(yè)測溫的場合中,熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度傳感器:

鉑熱電阻的測溫的范圍:一般為零下200-800攝氏度。銅熱電阻的測溫的范圍:一般為零下40到140攝氏度。其中,最常見的是PT100和Cu50。溫度的測量二、熱電阻溫度的測量二、熱電阻分度表溫度的測量一、熱電阻熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件,通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場,與控制室之間存在一定的距離,因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。溫度的測量二、熱電阻目前熱電阻的引線主要有三種方式二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制:這種引線方法很簡單,但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r,r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān),因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合。溫度的測量二、熱電阻三線制:在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線制,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響,是工業(yè)過程控制中的最常用的引線電阻。四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制。其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I,把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表??梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差。溫度的測量二、熱電阻這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻,其連接導(dǎo)線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分,這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化,造成測量誤差。采用三線制,將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端,其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上,這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。熱電偶產(chǎn)

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