04温度测量仪表Word格式文档下载.docx

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水银温度计的水银液柱断节，主要是由于水银中还有气泡或运输和存放时有振动造成的。

因此，在检定和使用前，必须对温度计进行检查，如发现用断节现象应修复，否则，不能使用。

修复方法有如下4种。

（1）加热法：

当发现毛细管中或中间泡内有液柱或水银时，可采用加热法，将温度计置于热源中加热，使下泡水与断节水银连接起来，然后在室温下冷却。

如一次连接不上，可反复几次。

（2）冷却法：

将温度计放入冰水混和物或干冰里，使水银柱面缩到零点位置和下泡上部，这样可将气泡赶到水银弯月面的上面。

为了将气泡排除干净，可用加热法，冷却法结合，反复几次即可修复。

（3）重力法：

当发现中间泡或毛细管内断节的水银柱时，也可用重力法修复。

需先将桌面垫一层有弹性的软物质，手握温度计下泡，垂直向弹性物轻微冲击或震动，就会使断节的水银与下泡水银连接起来。

有时也可用重力与冷却相结合的方法，先将断节水银温度计冷却，取出后用重力法，反复几次可将气泡排除，使水银连起来。

（4）离心法：

将水银断节的温度计放在专用离心机里，由于离心作用，将使断节水银与水泡内的水银主体连接起来，这种方法必须备有专用离心机。

4.4故障及处理

4.4.1常见故障处理

（1）热电偶通常出现以下故障：

a.短路

热电偶两极之间短路。

电极短路部分形成新的热接点，短路严重时，仪表会指示短路部位的温度，若短路不严重，则仪表的示数将在正常与短路温度范围内，随热电偶短接处的接、断而往返移动。

只要将热电偶抖动一下即可发现。

热电偶补偿线短路，是由于连接时不注意造成的或热电偶接头部分不干净，保护盖未盖好，在接头除掉进金属丝造成短路。

此时仪表值低于被侧处温度。

（因短路程度而定）

b.接触不良

补偿导线与热电偶接头或接向仪表的端头接触不良。

指针指向最大或上下摆动。

c.断路

断路大多数是电极本身，原因是由于电极受到机械碰伤或长期加热变质，此时指针指向最大或停在原处不动。

当彻底断时指针所指的温度将随时间而有很大的变化。

这种变化时跳跃的。

（2）常见故障及处理方法

热电偶及热电阻常见故障及处理方法见表4-1。

表4-1（a）热电偶常见故障及处理方法

现象

原因

处理方法

热电势值偏低

热电偶受潮，绝缘不良

清洗烘干或更换热电偶

热电偶电极材料变质或热端损坏

更换热电偶

补偿导线与热电偶极性接反

正确接线

线路电阻不准确

正确配置线路电阻

热电势值偏高

补偿导线与热电偶种类不符

更换补偿导线

热电偶电极材料变质

线路电阻短路

更换线路电阻

热电势不稳定

端子接触不良

拧紧接线端子

绝缘不良或局部接地

清洗烘干或处理接地故障

表4-1（b）热电阻常见故障及处理方法

现象

原因

处理方法

电阻值偏低

内部局部短路

更换热电阻

绝缘降低

清洗烘干

电阻值偏高或无穷大

接线端子接触不良

拧紧接线端子

热电阻内部或引线断开

更换电阻体

示值不稳定

4.4.2故障处理实例

（1）大批温度调节器指示偏低故障处理

　　工艺过程：

某化工企业装置内有大批温度调节系统，用热电偶作为测温元件，经过温度变送器将信号传送至单回路调节器。

　　故障现象：

大修后仪表开车，发现大批温度调节器指示偏低。

　　分析与判断：

仪表在大修时都校正过，但是出现大批量指示偏低现象，就需要重新检查了。

　　采用热电偶作为测温元件，存在一个冷端补偿问题和补偿导线问题。

对于大批量仪表指示偏低，冷端补偿处理不好的可能性极大。

　　温度变送器输入信号V0等于热电偶测得相应温度的热电势E1减去冷端温度（环境温度）所产生的热电势E2（也称室温电势），即：

V0=E1-E2

　　冷端温度（或称室温）不同地点有不同温度。

正确的环境温度是室温补偿电阻所在的环境温度。

对于温度变送器而言，环境温度是温度变送器接线端子板小盒中的温度，它所产生的室温电势记为E20。

　　在大修校正温度变送器时，由于控制室有空调，环境温度比较低，它产生的室温电势记为E21。

若考虑冷端补偿时所采用E21的值可得：

V01=E1-E21

而仪表正常运行时，室温电势应为E20，即：

V00=E1-E20

因为E21<

E20，所以V01>

V00。

　　仪表工发现温度变送器输出偏高，硬将温度变送器零位调下来，待实际投用时，则温度指示偏低了。

处理方法是实际测得温度变送器室温补偿电阻处的温度。

具体办法是把温度计伸入到端子接线板小盒内，并用绝热材料包好，避免冷风吹。

测得环境温度，用测得的环境温度相应的热电势代入上式进行校正，这样校正仪表比较精确。

（2）温度指示不正常

故障现象：

温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。

以热电偶作为测量元件进行说明。

故障分析及处理：

首先应了解工艺状况。

可以询问工艺人员，被测介质的情况及仪表安装位置，在气相还是液相。

因为是正常生产过程中的故障，不是新安装的热电偶，所以可以排除热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素。

排除上述因素后可以按图4-1思路逐步进行判断和检查。

图4-1温度检测故障判断

（3）一温度点显示值偏高

故障现象及处理：

该点系镍铬-镍硅热电偶，显示值高约20℃左右，控制室测量其电势值经计算与主控DCS上显示值相符。

判断系热电偶老化所致，换上一支新热电偶后，温度显示恢复正常。

故障分析：

热电偶老化显示值偏高，原因在于高温环境下，热电偶材料受到氧化，并再结晶，使其热电特性发生变化，从而引起测量误差。

另外，通过控制室测量补偿电缆输入的毫伏信号，从而进行温度换算，换算时要注意：

E实际=E测量+E控制室

即在知道控制室温度后，查出该温度下的毫伏值，在测得补偿电缆输入端的热电势后，要再加上控制室温度下的毫伏值，两者之和就是真正的电势值，再查热电势即得知对应的温度显示值。

（4）控制室温度指示比现场温度指示低50℃。

温度指示调节系统TIC-706采用热电偶作为测温元件。

除热电偶测温外，在装置上采用双金属温度计TG就地指示。

TIC-706批示和TG就地指示不符，比TG指示低50℃。

双金属温度计比较简单、直观，首先从TIC-706系统着手，在现场热电偶端子处测量的热电势值，对照相应温度，确定偏低，说明不是调节器指示系统有故障，问题出在热电偶测温元件上。

抽出热电偶，发现在热电偶保护套管内有积水积造成下端短路，一则热电势减小，二则热电偶测量温度是点温，即热电偶测温点的温度，由于有积水，积水部分短路，造成电偶测量点变动，引起测量温度变化。

　　处理方法是将保护套管内的水分充分擦干或用仪表气源吹干，热电偶在烘箱内烘干后再安装。

重新安装后，要注意热电偶接线盒的密封和补偿导线的接线要求，防止雨水再次进入保护套管内。

（5）温度指示偏低

某化工企业温度记录系统TR-306用热电偶作为测温元件，直接和电子自动电位差计连接，记录指示被测温度.

故障现象：

温度指示偏低。

分析与判断：

检查记录指示仪，无故障；

查装置上的热电偶，发现热电偶接线端子处螺丝松动，接触不好。

接触不好造成接触电阻增大，即信号源内阻增大。

一般情况下，记录仪的输入阻抗比较大，能克服信号源内阻对测量精度的影响，但有一定的限度。

当信号源内阻很大时，会有一部分信号被分压掉，记录仪上的信号小了，温度指示偏低。

处理办法是拧紧松动的接线端子，温度指示恢复正常。

（6）裂解炉出口温度指示偏低，且变化滞缓。

裂解炉出口温度指示调节TIC-202用热电偶作为测量元件，用改变燃料量来控制出口温度。

TIC-202温度指示偏低，当改变调节阀开度增加燃料油流量时，温度指示变化迟钝。

图4-2TIC-202测温热电偶

温度调节系统出现这样的故障现象比较难以判断。

调节系统调节不灵敏有许多因素，诸如调节器P、I、D参数不合适，比例P和微分I作用不够，调节阀的调节裕量不够等，如工艺提量了，阀门尺寸没有变，调节阀显得小了，或调节阀有卡堵现象等。

再者是测温元件滞后，造成调节系统不灵敏。

经过检查，发现热电偶芯长度不够，没有插到保护套管，如图4-2造成热电偶热端和套管顶部之间有一段空隙。

由于空气热阻大，传热性能差，造成很大的测量滞后。

纯滞后大的测量系统一般PID调节器是很难改善调节品质的，所以出现温度变化迟钝等现象。

另外测量温点位置也不变化。

如果设备内温度分布不很均匀，那么A点和B点的温度就会有差异。

再者，套管端点温度通过空气层传递到热电偶端时，有热量损失，热电偶端温度t1要低于保护套管顶部温度t0，所以温度指示偏低。

处理办法是，按保护套管插入深度配置热电偶长度，使热电偶热端一直插到保护套管顶部，直到相碰为止。

处理完后，温度指示正常，调节系统品质指标亦改善了。

（7）温度调节不稳

重油温度调节系统TIC-706。

重油通过热交换器，采用中压蒸汽加热。

改变蒸汽调节阀开度，TIC-706温计度变化慢，投自动档时温度变化大、波动。

图4-3重油温度调节系统

改变蒸汽流量、重油温度不能明显变化，说明检测系统有滞后，检查热电偶测量系统，确认没有问题，说明传热系统有问题。

从图4-3可见，为了充分利用蒸汽潜热、中压蒸汽要冷凝成水后再通过疏水器定时排放掉。

蒸汽和重油通过热交换器进行传热，热交换过程需要一定时间。

中压蒸汽温度280℃，加热后重油为150℃，当加热蒸汽温度由280℃逐渐冷却，与热交换后的重油温度150℃相接近时，热交抽象几乎达到相对平衡（由于热阻存在，有一点温差），此时加热蒸汽尚未全部冷凝成液体，它仍占据着热交换器的空间即使开大调节阀，新的蒸汽也补充也是微量。

这样造成用于热交换的蒸汽温度达不到设计值280℃（虽然外来蒸汽温度是280℃），而是在280℃与蒸汽冷凝成水的温度之间变化。

由于实际用于热交换的蒸汽温度低于设计值，热交换时间增加，造成温度测量滞后，测量滞后大就造成系统不稳定。

　　处理方法是针对该系统，整定PID参数，增加微分作用，加适量的积分作用，加大比例作用，P=50%，Ti=5min,Td≈1.5min,结果比较理想。

（8）反应炉温度超限

某反应炉上的铂铑-铂热电偶温度指示器在运行时突然出现温度超限。

此现象是因为发生断偶现象引起的。

铂铑-铂热电偶不能用于H2、CO之类的有还原性气体存在的场所测温，因为还原性气体可从氧化物中夺取氧原子，使热电偶的热接点产生一种白色脆性物质，导致断偶。

　　处理办法：

采用如钨铼等能在还原性气体中长期稳定工作的热电偶代替铂铑-铂热电偶。

或者采用吹气（空气或氮气）方法加以防止。

（9）合成塔开车升温过程中温度指示异常

某氨厂合成塔，从上至下装有一支10m左右长的热电偶套管，内插多点热电偶。

开车升温过程中发现有温度指示异常现象，初期各测温点温度指示相应上升，一段时间后，下部各测温点温度仍继续上升，均在200℃左右，唯最上部测温的温度指示在100℃左右停滞。

据分析，该点实际温度肯定在130℃以上。

最上部测温点温度指示在100℃左右停滞，说明该处有水汽积聚，其水分受热后向上蒸发，在上部遇冷凝结成小水珠，该水珠又在套管内落下，如此反复，致使上部测温点的指示停滞在水沸点（100℃）左右。

产生此故障的原因是由于保护导管安装有未经处理或处理不符合要求，套管内气体温度仍较高所致。

处理方法是将该多点热电偶往上提，使上部测温点高于套管顶部一定距离，其内部的部分水汽被夹带出套管后在外部蒸发。

如此反复多次，如水汽不多，一般可恢复正常。

否则，须把热电偶全部取走，用一支细尼龙管插入导管底部，将干燥的氮气充入管内，使水汽逐渐地被置换出来。

（10）电阻体的防护与检修

在温度测量方面，不论二次测量仪表是用电Ⅲ型的还是用微机，凡是被测介质温度较低时，它们的一次元件均采用铜或铂电阻体。

如测量冷凝水、液氨或氨水的温度也是这样，而在这些铜或铂电阻体的保护套管内，总是或多或少有冷凝水珠存在，尤其是在炎热的夏天，这种现象更为突出。

故障分析：

研究上述现象，认为这是由于环境温度较高，而套管内的温度较低，有时正好达到了露点温度，就在套管内形成水珠。

因此在这些温度的测量中，每隔一段时问，最好把电阻体从套管中拔出来，用干净的棉纱把电阻体及套管内的水珠擦拭干净。

而在测量液氨或氨水工作的环境中，由于泄漏等原因，周围空间氨气成分较浓，因此在这样环境下工作的铜电阻体上，有时还会发现有微量绿色的铜锈。

经分析判断，这就是在特珠情况下形成的含氨的醋酸亚铜。

它是由空气中的氨气和铜电阻体上的水珠相互作用生成的。

如果这些醋酸亚铜在铜电阻体上停留的时问很长，就会很快把铜电阻体腐蚀坏。

因此在这种情况下，应经常查看工作在这种环境中的铜电阻体，清除生成的氨水和铜锈，防止铜电阻体的损坏和延长其寿命。

尤其是在炎热的夏天，液氨蒸发或有漏氨现象发生时，生成醋酸亚铜的机会会更多，此时要经常加强巡回检查，并规定在保养制度之中。

防护措施：

电阻体保护套管内有水比热电偶套管内有水损耗要严重得多，电阻体工作时需要4V直流电源存在，时间长了，由于短路会损坏整流电源部分。

因此对于这类电阻体要严防氨气和水气从盒盖处进入，最好在盒盖处再包一层塑料布为好，这样既防止了氨气的进入，又阻止了雨水从盒盖处进入，可对套管内的电阻体起到较好的保护作用。

此外，还要保持盒盖和电阻体接线端子的清洁，因为现场环境千变万化，易弄脏一次元件接线端子，造成绝缘不好，引起4V直流电源或电阻体阻值发生变化，引起指示误差

故障处理：

一旦电阻体损坏，要用放大镜仔细观察电阻体的短路或断路处，如发现铜电阻体因绝缘漆皮脱落而造成的短路处，可用镊子把短路处轻轻拨开，涂上绝缘漆；

如发现有断路处，可用6v左右的电弧焊接；

如果是铜或铂电阻体在引线处断开或脱焊，可用10V左右的电弧焊接；

如果电阻体丝有一段需更换，则可用同型号的铜或铂丝换之，并使更换后的电阻体的阻值符合技术指标的要求。

安装前首先应确定电阻体阻值及其随温度变化的规律是否符合要求，应在恒温油浴内与玻璃温度计进行比较，有误差或误差较大的应用上述方法加以修正，或记录下它的误差，以便在实用中对被测温度加以校正，保证现场测量的准确。

热电阻的A，B，C三根接线根据工作原理分析可知，当A线断时，二次表指示最大；

当B线断时，二次表指示最小；

当C线断时，二次表指示为零。

在日常维修中，如果已用电桥测得了现场实际铜电阻体的阻值Rt，但没有热阻值对照表可查，则可根据下式近似求出被测温度的数值：

式中Rt——现场温度的铜电阻体阻值；

R0——铜电阻体在零度时的阻值；

A——电阻温度系数。

由上式得

，设Rt=80，R0=53，A=0.00425℃，则得

℃，与对照表阻值相符。

热电偶的毫伏与产生的温度基本上呈正比关系，以K型热电偶为例，已知4.1mV对应100℃温度，在现场测得电势为12.207mV，求所对应温度。

如果当时手头无毫伏对照表，可用比例式求出温度：

4.1：

100=12.207：

x，

℃，与毫伏对照表相符。

在一些腐蚀性较大的液体温度测量中，如测量碳酸氢铵溶液的温度，它的铜电阻体保护套管的材质为碳钢管，不少化肥厂都是这样的。

这种材质的保护套管很短时间内就会被腐蚀漏，铜电阻体也随之损坏。

因此在这样溶液的测量中，保护套管的材质最好改为不锈钢为好。

这样，保护套管和铜电阻体使用时间要长一些，当然它的价钱也要贵一些。

4.5维护与检修

4.5.1工业用热电偶维护与检修

1维护

（1）日常维护

巡回检查

每班至少进行两次巡回检查，内容包括：

a．向当班工艺人员了解热电偶运行情况；

b．检查接线盒是否盖好，保护套管、软管及穿线管是否破损断裂，连接处是否松动；

c．发现问题应及时处理，并做好巡回检查记录。

定期维护

每周进行一次热电偶外部清洁工作。

（2）定期校准

校准周期

校准周期为12个月。

校准仪器

直流电位差计：

O.05级

二等标准铂铑一铂热电偶

二等标准水银温度计：

O～50℃

管式高温炉：

O～1300℃

冷端恒温器

多点转换开关

油（水）恒温槽

校准接线

校准接线如图4-4所示。

图4-4

基本误差校准

热电偶校准可以多支同时进行，根据使用需要确定3～5个校准点。

校准顺序为由低温向高温逐点升温校准。

增加管式高温炉温度，当炉温升到校准点温度并稳定后进行热电势测量。

测量顺序如下：

参考端→标准→被校1→被校2→被校3→被校4→被校5

参考端←标准←被校1←被校2←被校3←被校4←被校5

测量过程中，炉温变化不得超过5℃，并做好记录。

被校热电偶热电势误差4e用下式计算：

（1）

式中

——被校热电偶在校准点温度下（参考端为0℃时）测得的热电势平均值，mV；

——标准热电偶在校准点温度下（参考端为0℃时）测得的热电势平均值，mV；

——标准热电偶证书上校准点温度的热电势值，mV；

——在热电偶分度表上查得的校准点温度的热电势值，mV；

——分别表示标准、被校热电偶在校准点温度的微分热电动势，mV。

校准时，若参考端温度未处于0℃，可用下式计算参考端温度为0℃时的热电势值：

E（t,t0）=E（t,t1）+E（t1,t0）

（2）

式中E——热电偶的热电动势，mV；

t0——热电偶参考端温度为O℃；

t1——校准时热电偶参考端的实际温度。

校准质量标准

校准后的热电偶应达到如下规定的性能指标。

基本误差：

I级≤400±

3℃

＞400±

0.4%t℃

II级≤400±

0.75%t℃

注：

t为测量端温度。

2检修

（1）检修周期

热电偶每12个月进行一次检修，通常与工厂年度大修同步进行。

（2）检修内容

a.清除热电偶套管内外灰尘、油污等杂物。

b.检查热电偶紧固件是否松动或损坏，拧紧或更换紧固件。

c.检查保护套管、软管及穿线管是否破损或断裂，并修复或更换。

d.对用于高温承压的保护套管应进行探伤检查。

e.按第1

（2）条对热电偶进行校准。

f.对检修后的热电偶按国家（部门）计量检定规程进行检定。

3安全注意事项

（1）维护安全注意事项

a.维护必须由两人以上作业。

b.进行作业需经工艺人员认可，并采取相应的安全措施。

（2）检修安全注意事项

a.对运行热电偶的检修必须办理检修工作票。

b.不得带压拆卸热电偶保护套管。

（3）投运安全注意事项

a.投运必须由两人以上作业。

b.用于带联锁或位式调节仪表的热电偶，投运时必须先切除联锁或转入手动。

4.5.2工业用热电阻维护与检修

每班至少进行两次巡回检查，内容包括：

a．向当班工艺人员了解热电阻运行情况；

b．检查接线盒是否盖好，保护套管、软管及穿线管是否破裂，连接处是否松动；

c．发现问题应及时处理，并做好巡回检查记录。

每周进行一次热电阻外部清洁工作。

校准周期为12个月。

二等标准铂热电阻温度计

直流电桥：

O.02级

多点转换开关

恒温油（水）浴

冰点槽

液氮杜瓦瓶

校准接线如图4-5所示。

图4-5

热电阻校准可以多支同时进行，根据使用需要确定3～5个校准点。

增加恒温油（水）浴温度，当温度升到校准点并稳定后进行电阻值测量。

标准→被校1→被校2→被校3→被校4→被校5

标准←被校1←被校2←被校3←被校4←被校5

测量过程中，温度变化每l0分钟不超过0.04℃。

根据所测电阻值查热电阻分度表得到对应的温度值。

对于用于0℃以下的热电阻的校准一般取冰点和液氮沸点两个校准点，分别在冰点槽和杜瓦瓶中进行，校准步骤同上。

被校热电阻误差te可按下式计算：

te=t被校n-t标

式中t被校n——以被校热电阻在校准点测得的电阻平均值查热电阻分度表所得的温度值，℃。

t标——以标准热电阻在校准点测得的电阻平均值查热电阻分度表所得的温度值，℃。

校准质量标准

校准后的热电阻应达到如下规定的性能指标。

A级±

（0.15+0.002|t|）℃

B级±

（0.30+0.005|t|）℃

绝缘电阻：

≥20MΩ

t为测量端温度

热电阻每12个月进行一次检修，通常与工厂年度大修同步进行。

清除保护套管、接线盒内的灰尘、杂物。

检查热电阻紧固件是否松动或损坏。

检查热电阻与保护套管之间的绝缘电阻。

检查保护套