控制儀表與裝置實訓報告

2022-08-10 06:06:02 字數 4125 閱讀 9451

目錄1溫度儀表 1

1.1溫度儀表 1

1.2溫度儀表的分類 1

1.2.1常用的溫度檢測儀表 2

1.3溫度儀表的選型 3

1.3.1.工業中常用接觸式溫度計的選型 3

1.4熱電偶 5

1.4.1普通熱電偶溫度計 6

1.4.2特殊熱電偶 7

1.4.3熱電偶溫度計應用 8

1.4.4熱電偶的選型原則 8

1.4.5檢測熱電偶 9

1.5熱電阻 9

1.5.1熱電阻的型別 11

1.6溫度變送器 13

1.6.1一體化溫度變送器 14

1.7二次儀表 15

1.7.1二次儀表的選用原則 15

2物位檢測儀表 17

2.1物位儀表的概述 17

2.2 物位檢測儀表的分類 17

2.2.1常用的物位儀表 19

2.3物位儀表的選型與安裝 22

根據使用目的的不同,已設計製造出多種溫度計。其設計的依據有:利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現象;在定容條件下,氣體(或蒸汽壓強因不同溫度而變化;熱電效應的作用;電阻隨溫度的變化而變化;熱輻射的影響等。

一般地說,任何物質的任一物理屬性,只要它隨溫度的改變而發生單調的、顯著的變化,都可用來標誌溫度而製成溫度計。

(1)氣體溫度計:多用氫氣或氦氣作測溫物質,因為氫氣和氦氣的液化溫度很低,接近於絕對零度,故它的測溫範圍很廣。這種溫度計精確度很高,多用於精密測量。

(2)電阻溫度計:分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計,都是根據電阻值隨溫度的變化這一特性製成的。電阻溫度計使用方便可靠,已廣泛應用。它的測量範圍為-260℃至600℃左右。

(3)溫差電偶溫度計:是一種工業上廣泛應用的測溫儀器。利用溫差電現象製成。

兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端,另兩端與測量儀表連線,形成電路。把工作端放在被測溫度處,工作端與自由端溫度不同時,就會出現電動勢,因而有電流通過迴路。通過電學量的測量,利用已知處的溫度,就可以測定另一處的溫度。

這種溫度計多用銅—康銅、鐵—康銅、鎳銘—康銅、金鈷—銅、鉑—銠等組成。它適用於溫差較大的兩種物質之間,多用於高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000℃的高溫,有的能測接近絕對零度的低溫。

(4)高溫溫度計:是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計,有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。其測量範圍為500℃至3000℃以上,不適用於測量低溫。

(5)指標式溫度計:是形如儀錶盤的溫度計,也稱寒暑表,用來測室溫,是用金屬的熱脹冷縮原理製成的。它是以雙金屬片作為感溫元件,用來控制指標。

雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起,且銅片在左,鐵片在右。由於銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多,因此當溫度公升高時,銅片牽拉鐵片向右彎曲,指標在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(指向高溫);反之,溫度變低,指標在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(指向低溫)。

(6)玻璃管溫度計:玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現溫度的測量的。由於測溫介質的膨脹係數與沸點及凝固點的不同,所以我們常見的玻璃管溫度計主要有:

煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。他的優點是結構簡單,使用方便,測量精度相對較高,**低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質量與測溫介質的性質限制。

且不能遠傳,易碎。

(1)氣體溫度計:利用一定質量的氣體作為工作物質的溫度計。用氣體溫度計來體現理想氣體溫標為標準溫標。

用氣體溫度計所測得的溫度和熱力學溫度相吻合。氣體溫度計是在容器裡裝有氫或氮氣。這種溫度計有兩種型別:

定容氣體溫度計和定壓氣體溫度計。定容氣體溫度計是氣體的體積保持不變,壓強隨溫度改變。定壓氣體溫度計是氣體的壓強保持不變,體積隨溫度改變。

圖1—1是一種氣體溫度計

圖1-1氣體溫度計

(2)電阻溫度計:根據導體電阻隨溫度而變化的規律來測量溫度的溫度計。最常用的電阻溫度計都採用金屬絲繞製成的感溫元件。

精密的鉑電阻溫度計是目前最精確的溫度計,溫度覆蓋範圍約為14~903k,其誤差可低到萬分之一攝氏度,它是能復現國際實用溫標的基準溫度計。金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計,都是根據電阻值隨溫度的變化這一特性製成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的;半導體溫度計主要用碳、鍺等。

電阻溫度計使用方便可靠,已廣泛應用。它的測量範圍為-260℃至600℃左右。圖1-2為電阻溫度計。

圖1-2電阻溫度計

(3).熱電偶溫度計:兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成迴路,當接合點的溫度不同時,在迴路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢。

熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連線,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。圖1—3為熱電偶溫度計。

圖1-3熱電偶溫度計

(4) 高溫溫度計:指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計,有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。高溫溫度計的原理和構造都比較複雜,這裡不再討論。

其測量範圍為500℃至3000℃以上,不適用於測量低溫。圖1—4為高溫溫度計

圖1-4高溫溫度計

工業中常用接觸式溫度計選用原則:①滿足對測溫範圍的要求;②滿足對測溫準確度的要求;③滿足對指示、記錄和報警及溫度控制方面的要求;④滿足對使用環境條件的要求;⑤在滿足上述前提下選用**低廉,堅固耐用,維修方便的儀表。

(1)玻璃式溫度計:玻璃溫度計一般使用範圍0~300℃,分普通和精密兩種,普通用溫度計:選用1.

5級或l級。精密測量用溫度計:應選用0.

5級或0.25級。線性度好,響應一般,僅作現場顯示,不需要配其他儀表,帶電接點的可作位控用。

結構簡單、使用方便、**便宜以及精度高等優點,但不便遠距離測溫,結構脆弱、易碎,不允許超過溫度計上限,不能與記錄和控制儀表連線。

組成:主要由玻璃溫包、毛細管、工作液體和刻度標尺等組成。

工作液:一般採用水銀和酒精作為工作液,其中水銀與其它液體相比有許多優點,如不粘附玻璃、不易氧化、測量溫度高、容易提純、線性較好、 準確度高

應用: 玻璃管溫度計是應用最廣泛的一種溫度計,其結構簡單、使用方便、準確度高、**低廉。按用途分類,可分為工業、標準和實驗室用三種。

標準玻璃溫度計是成套**的,可以作為檢定其他溫度計用,準確度可達0.05 ~ 0.1攝氏度;工業用玻璃溫度計為了避免使用是被碰碎,在玻璃管外通常由金屬保護套管,僅露出標尺部分,供操作人員讀數。

實驗室用的玻璃管溫度計的形式和標準的相仿,準確度也較高。下圖為一種密度式的玻璃棒溫度計。

圖1-5玻璃儀表溫度計

(2)壓力式溫度計:壓力式溫度計一般使用範圍0~125℃,分氣體式和液體式兩種,氣體式使用範圍為-100~500℃,1.0~1.

5%精度,液體式使用範圍為-50~500℃,1.0~2.5%精度。

結構簡單,**一般,抗震性好,可近距離遠傳測量裝置內氣體、液體、蒸汽溫度,儀表刻度清晰,帶電接點的可作位控用,對環境條件要求不高,但儀表時間常數大,準確度不是太高,避免使用標尺前1/3的位置,不能與記錄和控制儀表連線。下圖為一種壓力式溫度計。

圖1-6壓力式溫度計

(3)雙金屬溫度計:雙金屬溫度計適合測量中、低溫的現場檢測工業儀表,可用來直接測量氣體、液體、和蒸汽的溫度。線性度好,響應慢,準確度低,只做作現場顯示,不能與記錄和控制儀表連線,帶電接點的可作位控用。

他們與工業水銀溫度計相比較,具有無汞害,易讀數,堅固和耐振等優點,可代替工業玻璃水銀溫度計。下圖為雙金屬溫度計。

圖1-7雙金屬溫度計結構圖

1-表玻璃;2-指標;3-刻度盤;4-表殼;5-安裝壓帽;6-金屬保護管;7-指標軸;8-雙金屬螺旋;9-固定端

雙金屬片是由兩種膨脹係數不同的金屬薄片疊焊在一起製成的測溫元件。利用兩種膨脹係數不同的金屬元件的膨脹差異測量溫度。

雙金屬片受熱後由於兩種金屬片的膨脹係數不同而使自由端產生彎曲變形,彎曲的程度與溫度的高低成正比。

雙金屬溫度計應用: 儀表精度等級達到1.0級,儀表上殼採用防腐材料,其耐溫性可以高達200℃,最低為-40℃。

廣泛應用於石油、化工、冶金、紡織、食品等工業。雙金屬溫度計是一種測量中低溫度的現場檢測儀表。可以直接測量各種生產過程中的-80℃-+500℃範圍內液體蒸汽和氣體介質溫度。

現場顯示溫度,直觀方便安全可靠,使用壽命長;抽芯式溫度計可不停機短時間維護或更換機芯。軸向型、徑向型、135º型、萬向型等品種齊全,適應於各種現場安裝的需要。

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