6种温度计和液位计结构与原理作用与用途优缺点及特点图文并茂详解.docx

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6种温度计和液位计结构与原理作用与用途优缺点及特点图文并茂详解

6种温度计和液位计

结构与原理、作用与用途、优缺点及特点

（图文并茂详解）

第一节、温度计

一、固体膨胀式温度计：

（一）、膨胀式温度计结构、原理、作用与用途：

1、膨胀式温度计的测温是基于物体受热时产生膨胀的原理，可分为液体膨胀式和固体膨胀式两种。

2、这里主要介绍固体膨胀式温度计中的一种介绍双金属温度计。

（二）、双金属温度计优缺点及特点：

1、双金属温度计是把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的，是一种固体膨胀温度计，结构简单、牢固。

2、双金属温度计可将温度变化转换成机械量变化，不仅用于测量温度，而且还用于温度控制装置（尤其是开关的“通断”控制），使用范围相当广泛。

二、热电偶温度计：

（一）、热电偶温度计结构、原理、作用与用途：

1、热电偶温度计是在工业生产中应用较为广泛的测温装置。

两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。

2、热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

3、热电偶传感元件是由两根不同材质的金属线组成，结构简单，使用方便，精确度高，量程范围宽，抗振，适用于中高温区。

（二）、优缺点及特点：

1、优点：

⑴、测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

⑵、测量范围广。

常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨铼。

⑶、构造简单，使用方便。

热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

⑷、输出信号线性好，方便实现工业生产过程自动化。

2、缺点：

⑴、微分热电势较小，因而灵敏度较低；

⑵、价格较贵，机械强度低，不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。

三、压力式温度计：

（一）、压力式温度计结构、原理、作用与用途：

1、压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。

2、当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸汽产生相应的压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再由齿轮放大机构把位移变为指示值，这种温度计具有温包体积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点，几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点。

3、它可以制造成防震、防腐型，并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、0-10mA或4-20mA信号。

4、使用范围最广、性能最全面的一种机械式测温仪表。

（二）、优缺点及特点：

1、测温探头小；

2、灵敏度高；

3、线性刻度；

4、寿命长等特点。

第二节、液位计

一、差压式液位计：

（一）、差压式液位计结构、原理、作用与用途：

1、通过测量容器两个不同点处的压力差来计算容器内物体液位（差压）的仪表。

2、常规的差压变送器通过测量容器中的液位压力来进行液位的测量。

例如，500毫米的水柱对应了500mmH20的压力。

3、在许多应用中，在液体之上有额外的蒸汽压力。

由于蒸汽压力不是液位测量的一部分，需要使用引压管和有密封件的毛细管来抵消它的存在。

（二）、优缺点及特点：

1、虽然双法兰差压液位系统是一种成熟可靠的技术，却一直以来很难在高型容器和塔中得到应用。

2、因为这些都需要更长的毛细管以方便安装，距离过长的毛细管使得压力的传输变得误差过大，并且在环境温度变化较大的时候变得更为明显。

3、同时安装过程要求较高，引压管可能并不可靠，都是非常严重的困扰。

二、超声波测量液位计：

（一）、超声波测量液位计结构、原理、作用与用途：

1、超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。

2、在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。

3、由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。

（二）、优缺点及特点：

1、具有抗干扰性强。

可任意设置上下限节点及在线输出调节，并带有现场显示，可选择模拟量，开关量及RS485输出，方便的与相关设施接口。

2、采用聚丙烯防水外壳。

壳体小巧且相当坚固，具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸、碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下均不溶解，一般烷、烃、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。

3、重量轻、不容易结垢、不污染介质。

4、无毒性。

可用于药品、食品工业设备安装，维修极为方便。

三、电容式液位计：

（一）、电容式液位计结构、原理、作用与用途：

1、电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。

2、它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。

3、两电极间的介质即为液体及其上面的气体。

4、由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：

ε1>ε2，则当液位升高时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。

5、反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。

所以，电容式液位计可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。

6、电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。

7、电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。

（二）、优缺点及特点：

1、其良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐蚀，易结晶，防堵塞，防冷冻及固体粉状、粒状物料。

2、它可测量强腐蚀型介质的液位，测量高温介质的液位，测量密封容器的液位，与介质的粘度、密度、工作压力无关。