浅 谈 温 度 仪 表.docx

浅 谈 温 度 仪 表.docx

《浅 谈 温 度 仪 表.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅 谈 温 度 仪 表.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

浅谈温度仪表

浅谈温度仪表

姓名：

王xx

指导老师：

张xx

单位：

第x工程部

时间：

2012年7月7日

浅谈温度仪表

我是xx公司第x工程部的王小明琦，2011年7月毕业于xxxxxxx大学，在校所修专业为电气工程自动化。

毕业后分配到xxxxxxxx公司。

从2011年9月到2012年7月在炼化项目部实习，实习期间参与了南亚浅冷天然气压缩机改造工程，现阶段主要参与xx油田热电厂“上大压小”扩建工程的施工与技术方面。

一、温度测量的基本概念

温度是表征物体冷热程度的物理量，是国际单位制中七个基本单位之一。

现有的温度传感器，主要用于一般场合的温度测量。

温度检测仪表是自动化仪表五大类型中最普遍、最重要的一种。

二、仪表符号说明

序号

符号

含义

备注

1

IT

温度变送器

2

TE

热电偶或热电阻

3

TG

双金属温度计

4

TS

温度开关

5

TSH/TSL

高位报警/低位报警

三、温度测量仪表的分类

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。

接触式温度测量仪表一般有热电偶、热电阻、双金属温度计等，非接触式一般有远红外测温仪等。

两种测量方法分别有各自不同的特点如下：

1.接触法

（1）接触式测温方法是使温度敏感元件和被测温度对象相接触,当被测温度与感温元件达到热平衡时,温度敏感元件与被测温度对象的温度相等。

如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法；

（2）优点：

简单、可靠、测量精度高；

（3）缺点：

要良好的热接触，滞后，破坏对象温度场，不适高温测量。

2.非接触法

（1）测温元件不与被测物体直接接触，而是利用物体的热辐射能（或亮度）随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法；

（2）优点：

不改变对象温度场，测温范围广，没有上限，反应快；

（3）缺点：

误差大，易受发射率、距离、烟尘和水气等外界因素影响。

四、常用的测温仪表及其工作原理

1、热电阻

（1）工作原理

热电阻是中低温区最常用的一种测温元件。

具有测量精度高、性能稳定、灵敏度高等优点。

其中铂热电阻的测量精度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准温度计。

热电阻图

热电阻的工作原理是利用金属导体的电阻值随着温度的变化而变化这一基本特性来测量温度。

其检测元件感受温度变化时，其阻值发生变化，这样就产生了一个阻值信号，上传至温度变送器或进入控制系统，输出标准4~20mA信号或在显示器上显示出阻值相对应的温度。

（一般用于低温测量-200~600℃）。

（2）常见故障及处理方法

热电阻由测温元件，绝缘子，保护套管，引出线，接线盒组成。

热电阻一般采用三线制连接方式，是要是为了平衡导线的电阻值。

常见的热电阻故障有以下几种：

故障现象

故障原因

处理方法

仪表指示偏低

1、保护管内潮湿或有水

2、接线盒内端子处有灰尘或潮湿

3、热电阻之间、线路之间短路或接地

1、将保护管擦干、将热电阻烘干

2、清除端子灰尘

3、查找故障点并进行修理

仪表指示无限大

热电阻回路断线（包括热电阻、导线）

用万用表逐步检查、测量、将断路处修复

仪表指示无限小

1、热电阻短路、线路短路

2、至显示仪表接线短路

1、用万用表检查短路部位并修复

2、重新连接导线

2、热电偶

（1）工作原理

热电偶是热电效应理论的具体应用之一，它在工业温度测量中得到广泛的应用。

其优点具有结构简单、性能稳定、测量范围广、使用方便、测量精确度高以及便于远距离显示和传送信号等优点。

热电偶图

常见的热电偶温度计

一般来说，热电偶的工作原理是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。

当导体A和B的两个接点t1和t2之间存在温差时，者之间便产生电动势，因而在回路中形成一定大小的电流，这种现象称为热电效应。

热电偶就是用这一效应来工作的。

（2）常见故障及处理方法

热电偶也采用三线制连接方式，我们把与介质接触的一端叫做热电偶的热端，另一端叫冷端，一般情况下，用补偿导线将冷端引到控制室进行统一补偿。

其常见的故障如下所示：

故障现象

可能原因

处理方法

热电势比实际值小（显示仪表指示值偏低）

热电极短路

找出短路原因，如因潮湿所致，则需进行干燥，如因绝缘子损坏所致，则需要更换绝缘子

热电偶的接线处积灰，造成短路

清扫积灰

补偿导线线间短路

找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线

热电势比实际值大（显示仪表指示值偏高）

热电偶与显示仪表不配套

更换热电偶或显示仪表使之相配套

补偿导线与热电偶不配套

更换补偿导线使之相配套

有直流干扰信号进入

排除直流干扰

热电势输出不稳定

热电偶接线柱与热电极接触不良

将接线柱螺丝拧紧

热电偶测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地

找出故障点，修复绝缘

热电偶安装不牢或外部震动

紧固热电偶，消除震动或采取减震措施

热电偶热电势误差大

热电极变质

更换热电极

热电偶安装位置不当

更改安装位置

保护管表面积灰

清除积灰

3、双金属温度计

（1）双金属温度计的工作原理

基于固体受热膨胀原理，测量温度通常是把两片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起，构成双金属片感温元件当温度变化时，因双金属片的两种不同材料线膨胀系数差异相对很大而产生不同的膨胀和收缩，导致双金属片产生弯曲变形。

下图是双金属温度计原理图：

双金属温度计原理图

双金属温度计的感温双金属元件的形状有平面螺旋型和直线螺旋型两大类，其测温范围大致为-80℃—600℃，精度等级通常为1.5级左右。

双金属温度计抗振性好，读数方便，但精度不太高，只能用做一般的工业用仪表。

如图为双金属温度计。

双金属温度计图

五、常用温度测量仪表的安装

1、安装方式

温度一次仪表安装按固定形式可分为四种：

法兰固定安装；螺纹连接固定安装；法兰和螺纹连接共同固定安装；简单保护套插入安装。

（1）、法兰安装

适用于在设备上以及高温、腐蚀性介质的中低压管道上安装温度一次仪表，具有适应性广，利于防腐蚀，方便维护等优点。

（2）、螺纹连接固定

一般适用于在无腐蚀性介质的管道上安装温度计，炼油部门按习惯也在设备上采用这种安装形式，具有体积小，安装较为紧凑的优点。

高压（PN22ＭＰa，PN32ＭＰa）管道上安装温度计采用焊接式温度计套管，属于螺纹连接安装形式，有固定套管和可换套管两种形式。

前者用于一般介质，后者用于易腐蚀、易磨损而需要更换的场合。

螺纹连接固定中的螺纹有五种，英制的有1″、3/4″和1/2″，公制的有M33×2和M27×2。

热电偶多采用1″或M33×2螺纹固定，也有采用3/4″螺纹的，个别情况也用1/2″螺纹固定。

热电阻多用英制管螺纹固定，其中以3/4″为最常用，1/2″有些也用。

双金属温度计的固定螺纹是M27×2。

（3）、法兰与螺纹连接共同固定

当配带附加保护套时，适用于有腐蚀性介质的管道、设备上安装。

（4）、简单保护套插入安装

有固定套管和卡套式可换套管（插入深度可调）两种形式，适用于棒式温度计在低压管道上作临时检测的安装。

测温元件大多数安装在碳钢、不锈钢、有色金属、衬里或涂层的管道和设备上，有时也安装在砖砌体、聚氯乙烯、玻璃钢、陶瓷、糖瓷等管道和设备上。

后者的安装方式与安装在碳钢或不锈钢管道和设备上有很大不同，但与衬里或涂层设备和管道上基本相同，取源部件也类似，可以参考。

2、现场温度仪表安装

（1）热电阻温度计的安装

热电阻温度计是生产过程中常用的一种温度计，常规检测系统由热电阻感温元件、显示仪表和连接导线组成。

热电阻感温元件俗称电阻体。

电阻体在工艺管道上的安装方式一般采用螺纹连接方式；对于在工艺设备、衬里管道、有色金属或非金属管道上安装，或被测介质为强腐蚀性介质的不锈钢管道或设备上，应选用法兰连接方式，或采用螺纹-法兰连接方式。

温度取源部件安装位置应选择在工艺介质温度变化灵敏并具有代表性的地方，不宜选在阀门、节流部件的附近和介质流束的盲区及振动较大的地方。

其焊接方式应符合工艺管道焊接专业的要求，焊条材质标号的选择应根据管道和取源部件的材质来确定。

热电阻温度计一般用于测量各种温度物体，测量范围极大，远远大于酒精、水银温度计。

它适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区，也可测量液态氢、液态氮等低温物体。

（2）热电偶温度计的安装

热电偶取源部件的安装事项与热电阻取源部件安装基本相同，另外，热电偶取源部件的安装位置应远离强磁场。

其典型安装方式详见图所示。

热电偶在钢管上垂直安装图

如图所示是热电偶（阻）在工艺管道上安装，连接件为直形连接头。

垫片使用条件：

石棉橡胶垫用于温度小于350℃，压力小于4.0Mpa的环境下；氟塑料垫适用于腐蚀性介质，温度小于200℃，压力小于4.0MPa的环境下；石墨复合垫适用于温度小于600℃，压力小于6.3MPa的环境下。

（3）、双金属温度计的安装

双金属温度计一般作为就地指示仪表，其安装形式一般为螺纹连接。

温度计的安装位置应选择在被测介质温度变化灵敏，具有代表性和便于观察的地方。

为了观察方便，轴向型双金属温度计宜选择在垂直工艺管道上安装；如果工艺管径较小，应采用扩径管；双金属温度计金属套管的端部应有一定自由空间。

安装时，套管端部不可与管壁接触，更不允许对套管端部施加压力。

双金属温度计安装图

3、仪表安装的基本注意事项

（1）、安装位置应符合设计规定,所有仪表进线口不应朝上，标定合格后方可安装；

（2）、温度取源部件在管道上安装时,应逆介质流向成45度角安装,或垂直安装；

（3）、在设备上安装的温度取源部件,应垂直于容器壁；

温度仪表安装时,当水平插入长度大于800mm时,应加扶正管或套管；

（4）、在被测温度大于700摄氏度的容器内安装时水平插入容器内安装时应安装有扶正管；

（5）、在多粉尘的部位安装测温元件,应采取防止磨损的保护措施；

（6）、表面温度计的感温面应与被测对象表面紧密接触,固定牢固。

七、工作体会

我从刚开始工作就参与了南压浅冷压缩机改造工程的建设。

师傅张春森在现场耐心的教导我，让我很快的对工作有了初步的了解。

经过一年的实习在各个方面我都有所进步，基本具备了一名技术员应有的素质，熟悉了现场技术工作的各个环节。

同时我还感觉到同工人师傅交流很重要，因为他们在某一专业内是最有经验的。

从他们身上不但可以学到专业技术，更重要的是，他们身上那种朴素、善良、吃苦耐劳的精神值得我们年轻人学习。

以后的工作中，我还要继续不断努力，加强自己的政治思想素质，增长专业知识和实践经验，还要不断扩充自己的知识面，做一名全面的技术型人才，为油田的发展油建的发展贡献出一份力。

参考文献

1、谢友华《自动化仪表专业基础知识》.上海.上海自动化协会出版社.2008年

2、樊东黎《热处理技术与装备》2007第6期

3、张福音《自动化仪表安装》北京.北京交大出版社.2007年