热工测量及仪表基础知识ppt课件.ppt
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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用电厂中常用仪表常规仪表现场的温度表,压力表液位表,流量计等控制仪表DCS(TPS)PLC(西门子)热电运行部运行部Slide 1经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用目录目录uu仪仪表的分表的分类类uu温度温度uu流量流量 uu阀门阀门uu调节阀调节阀uu变变送器送器热电运行部运行部Slide 2经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增
2、加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1仪表的分表的分类检测仪表检测仪表-将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。一次仪表一次仪表-一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表,一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表,即为检测元件。一次测量仪表是与介质直接接触,是在室外就地安即为检测元件。一次测量仪表是与介质直接接触,是在室外就地安装的。装的。二次仪表二次仪表-将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。的仪表。即包括变送器和显示装置。热
3、电运行部运行部Slide 3经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2温度温度按使用的按使用的测量范量范围分:分:常把测量常把测量600以上的测温仪表叫高温计;测量以上的测温仪表叫高温计;测量600以下的测以下的测温仪表叫温度计;温仪表叫温度计;按用途分:按用途分:标准仪表和实用仪表标准仪表和实用仪表按工作原理分:按工作原理分:分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类;计和辐射高温计五类;热电运行部运行部Slide
4、4经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2温度温度按按测量方式分:量方式分:分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接触,这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测触,这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测温目的;后者测温元件与被测介质不相接触,通过辐射或对流实温目的;后者测温元件与被测介质不相接触,通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的。现热交换来达到测温的目的。热电运行部运行部Slide 5经营者提供商品
5、或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1膨膨胀式温度式温度计膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。玻璃膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计,双金属温度计属于固体膨胀式温管温度计属于液体膨胀式温度计,双金属温度计属于固体膨胀式温度计。度计。双金属温度双金属温度计双双金金属属温温度度计计中中的的感感温温元元件件是是用用两两片片线线膨膨胀胀系系数数不不同同的的金金属属片片叠叠焊焊在在一一起起而而制制成成的的。双双金金属属片片受受热热后后,由由于于两两金金属属
6、片片的的膨膨胀胀长长度度不不同同而而产产生生弯弯曲曲,温温度度越越高高产产生生的的线线膨膨胀胀长长度度差差就就越越大大,因因而而引引起起弯弯曲曲的的角角度度就就越越大大。双双金金属属温温度度计计就就是是基基于于这这一一原原理理而而制制成成的的,它它是是用用双双金金属属片片制制成成螺螺旋旋形形感感温温元元件件,外外加加金金属属保保护护套套管管,当当温温度度变变化化时时,螺螺旋旋的的自自由由端端便便围围绕绕着着中中心心轴轴旋旋转转,同同时时带带动动指指针针在在刻度盘上指示出相应的温度数值。刻度盘上指示出相应的温度数值。热电运行部运行部Slide 6经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者
7、的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1双金属温度双金属温度计双双金金属属温温度度计计是是一一种种测测量量中中低低温温度度的的现现场场检检测测仪仪表表。可可以以直直接接测测量量各各种种生生产产过过程程中中的的-80+500范范围围内液体、蒸汽和气体介质温度。内液体、蒸汽和气体介质温度。特点特点:现场显示温度,直观方便;现场显示温度,直观方便;安全可靠,使用寿命长;安全可靠,使用寿命长;多种结构形式,可满足不同要求。多种结构形式,可满足不同要求。热电运行部运行部Slide 7经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失
8、,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1在火在火电厂中,温度厂中,温度测量量对于保于保证生生产的安全和的安全和经济性有性有着十分重要的意着十分重要的意义。热电运行部运行部Slide 8经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1在火在火电厂中,温度厂中,温度测量量对于保于保证生生产的安全和的安全和经济性有性有着十分重要的意着十分重要的意义。热电运行部运行部Slide 9经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或
9、接受服务的费用2.2热电阻阻热电阻是热电阻是中低温区(中低温区(-200500)最常用的一种温度检测器。它最常用的一种温度检测器。它的主要特点是的主要特点是测量精度高,性能稳定测量精度高,性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是。其中铂热电阻的测量精度是最高的,它广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。最高的,它广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。热热电电阻阻测测温温原原理理及及材材料料:热热电电阻阻测测温温是是基基于于金金属属导导体体的的电电阻阻值值随随温温度度的的增增加加而而增增加加这这一一特特性性来来进进行行温温度度测测量量的的。热热电电阻阻大大都都由由金金属属材材料料制制成成,目
10、目前前应应用用最最多多的的是是铂铂和和铜铜,此此外外,现现在在已已开开始始采采用用铑、镍、锰等材料制造热电阻。铑、镍、锰等材料制造热电阻。热热电电阻阻测测温温系系统统的的组组成成:热热电电阻阻测测温温系系统统一一般般由由热热电电阻阻、连连接接导导线线和和数数码码温温度度控控制制显显示示表表等等组组成成。必必须须注注意意两两点点:“热热电电阻阻和和数数码码温温度度控控制制显显示示表表的的分分度度号号必必须须一一致致;为为了了消消除除连连接接导导线线电电阻阻变变化的影响,必须采取三线制接法。化的影响,必须采取三线制接法。”常用工业热电阻包括:铠装热电阻、装配热电阻、防爆热电阻常用工业热电阻包括:铠
11、装热电阻、装配热电阻、防爆热电阻热电运行部运行部Slide 10经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.1火电厂中热电阻测温的具体应用火电厂中热电阻测温的具体应用火电厂的锅炉给水、排烟、轴瓦回油、循环水等的温度就是用火电厂的锅炉给水、排烟、轴瓦回油、循环水等的温度就是用热电阻温度表测量的。热电阻温度表测量的。热电阻温度表由热电阻温度表由热电阻温度传感器热电阻温度传感器和和显示仪表显示仪表组成。组成。热电运行部运行部Slide 11经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受
12、到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.2热电阻的测温原理热电阻的测温原理热电阻效应热电阻效应:物质的电阻值随物质本身的温度变化而变化,这种现场称为热物质的电阻值随物质本身的温度变化而变化,这种现场称为热电阻效应。电阻效应。在测量技术中,利用热电阻效应可以制成对温度敏感的热电阻在测量技术中,利用热电阻效应可以制成对温度敏感的热电阻元件元件。当热电阻元件与被测对象通过热交换达到热平衡时,就可以根当热电阻元件与被测对象通过热交换达到热平衡时,就可以根据热电阻元件的电阻值确定被测对象的温度。据热电阻元件的电阻值确定被测对象的温度。习惯上,常把一个热电阻元件叫作热电阻。习
13、惯上,常把一个热电阻元件叫作热电阻。热电运行部运行部Slide 12经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.3热电阻的种类与结构热电阻的种类与结构工业热电阻有工业热电阻有普通型普通型和和铠装型铠装型两种,他们都由感温元件、引出两种,他们都由感温元件、引出线、保护套管、接线盒、绝缘材料等组成。线、保护套管、接线盒、绝缘材料等组成。并不是所有的金属材料都可以制作热电阻,制造热电阻的材料并不是所有的金属材料都可以制作热电阻,制造热电阻的材料要满足如下要求:要满足如下要求:(1)电阻温度系数大,电阻和温度
14、之间尽量接近线性关系:)电阻温度系数大,电阻和温度之间尽量接近线性关系:(2)电阻率高,以便把热电阻体积做得小些;)电阻率高,以便把热电阻体积做得小些;(3)测温范围内物理、化学性质稳定;)测温范围内物理、化学性质稳定;(4)工艺性好、易于复制、价格便宜。)工艺性好、易于复制、价格便宜。综合上述要求,比较适合做热电阻丝的材料有铂、铜、铁、镍综合上述要求,比较适合做热电阻丝的材料有铂、铜、铁、镍等。而目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜,并且已经制等。而目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜,并且已经制成标准化热电阻。成标准化热电阻。热电运行部运行部Slide 13经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,
15、应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.4热电阻的选用原则热电阻的选用原则选用热电阻测温时,需要考虑以下几点:选用热电阻测温时,需要考虑以下几点:(1)测温范围测温范围。了解经常测定的温度值和温度变化范围,以。了解经常测定的温度值和温度变化范围,以正确选用热电阻的测量范围。正确选用热电阻的测量范围。(2)温度准确度温度准确度。应明确要求测量准确度,不要盲目最求高。应明确要求测量准确度,不要盲目最求高准确度,因为准确度越高,热电阻的价格越高,应选择既满准确度,因为准确度越高,热电阻的价格越高,应选择既满足测量要求,准确度又适宜的热电阻
16、。足测量要求,准确度又适宜的热电阻。(3)测温环境测温环境。应明确场所的化学因素、机械因素以及电磁。应明确场所的化学因素、机械因素以及电磁场的干扰等,这对正确合理选用保护管材料、形状及尺寸十场的干扰等,这对正确合理选用保护管材料、形状及尺寸十分有用。在分有用。在500以下一般采用金属保护管。以下一般采用金属保护管。(4)成本成本。在满足测量准确和使用寿命的情况下,成本越低。在满足测量准确和使用寿命的情况下,成本越低越好。越好。热电运行部运行部Slide 14经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.3热
17、电偶偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的结构简单、热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的结构简单、测量范围宽、使用方便、测温准确可靠,信号便于远传、自动记录测量范围宽、使用方便、测温准确可靠,信号便于远传、自动记录和集中控制,因而在工业生产中应用极为普遍。和集中控制,因而在工业生产中应用极为普遍。热电偶温度计由三部分组成:热电偶热电偶温度计由三部分组成:热电偶(感温元件感温元件);测量仪表(动;测量仪表(动圈仪表或电位差计);连接热电偶和测量仪表的导线(补偿导线)。圈仪表或电位差计);连接热电偶和测量仪表的导线(补偿导线)。热电偶是工业上最常用的一种测温元件。它是由两种不同
18、材料热电偶是工业上最常用的一种测温元件。它是由两种不同材料的导体的导体A和和B焊接而成。焊接的一端插入被测介质中,感受到被测焊接而成。焊接的一端插入被测介质中,感受到被测温度,称为热电偶的工作端或热端,另一端与导线连接,称为冷端温度,称为热电偶的工作端或热端,另一端与导线连接,称为冷端或自由端(参比端)。或自由端(参比端)。热电运行部运行部Slide 15经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.3.1热电效应热电效应如把热电偶的两个冷端也连接起来则形成一个闭合回路,则当如把热电偶的两个冷端也连接起来则
19、形成一个闭合回路,则当热端温度热端温度和和冷端温度冷端温度不相等时,回路中有电流流过,这说明不相等时,回路中有电流流过,这说明在回路中产生了电动势。在回路中产生了电动势。由于热电偶两个接点处的温度不同而产生的电动势称为由于热电偶两个接点处的温度不同而产生的电动势称为热电热电(动)势(动)势,上述现象称为,上述现象称为热电效应热电效应,或称塞贝克效应。,或称塞贝克效应。热电偶就是利用热电效应来测量温度的。热电偶就是利用热电效应来测量温度的。更具体来说:更具体来说:热电势是由接触电势和温差电势组成的。(详见热电势是由接触电势和温差电势组成的。(详见P19)热电运行部运行部Slide 16经营者提供
20、商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.3.2热电偶的基本定律热电偶的基本定律1.均质导体定律均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路,不论其集合尺寸和温度分布由一种均质导体组成的闭合回路,不论其集合尺寸和温度分布如何,都不会产生热电势。如何,都不会产生热电势。这条定律说明:这条定律说明:(1)热电偶必须由两种材料不同的均质)热电偶必须由两种材料不同的均质热电极热电极组成;组成;(2)热电势与热电极的几何尺寸(长度、截面积)无关;)热电势与热电极的几何尺寸(长度、截面积)无关;(3)由一种导体组成的闭合回路中存
21、在温差时,如果回路中)由一种导体组成的闭合回路中存在温差时,如果回路中产生了热电势,那么该导体一定是不均匀的,由此可检查热产生了热电势,那么该导体一定是不均匀的,由此可检查热电极材料的均匀性;电极材料的均匀性;(4)两种均质导体组成的热电偶,其电势只决定于两个接点)两种均质导体组成的热电偶,其电势只决定于两个接点的温度,与中间温度的分布无关。的温度,与中间温度的分布无关。热电运行部运行部Slide 17经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对对热电极热电极材料的基本要求材料的基本要求:(1)物理性质稳定
22、,在测温范围内,热电特性不随时间变化;)物理性质稳定,在测温范围内,热电特性不随时间变化;(2)化学性质稳定,不易被氧化和腐蚀;)化学性质稳定,不易被氧化和腐蚀;(3)组成的热电偶产生的热电势率大,热电势与被测温度成线性)组成的热电偶产生的热电势率大,热电势与被测温度成线性或近似线性关系;或近似线性关系;(4)电阻温度系数小,这样,热电偶的内阻随温度变化就小;)电阻温度系数小,这样,热电偶的内阻随温度变化就小;(5)复制性好,即同样材料制成的热电偶,它们的热电特性基本)复制性好,即同样材料制成的热电偶,它们的热电特性基本相同;相同;(6)材料来源丰富,价格便宜。)材料来源丰富,价格便宜。热电运
23、行部运行部Slide 18经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.3.2热电偶的基本定律热电偶的基本定律2.中间导体定律中间导体定律由不同材料组成的闭合回路中,若各种材料接触点的温度都相由不同材料组成的闭合回路中,若各种材料接触点的温度都相同,则回路中热电势的总和等于零。同,则回路中热电势的总和等于零。由此定律可以得到如下结论:由此定律可以得到如下结论:在热电偶回路中,接入第三、第四种,或者更多种均质导体,在热电偶回路中,接入第三、第四种,或者更多种均质导体,只要接入的导体两端温度相等,则他们对回路中
24、的热电势没只要接入的导体两端温度相等,则他们对回路中的热电势没有影响。有影响。热电运行部运行部Slide 19经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.3.2热电偶的基本定律(详见热电偶的基本定律(详见P20-P22)3.中间温度定律中间温度定律两种不同材料组成的热电偶回路,其接点温度为两种不同材料组成的热电偶回路,其接点温度为t、t0的热电势,的热电势,等于该热电偶在接点温度分别为等于该热电偶在接点温度分别为t、tn和和tn、t0时的热电势的时的热电势的代数和(代数和(tn为中间温度)为中间温度)由此
25、定律可以得到如下结论:由此定律可以得到如下结论:(1)已知热电偶在某一给定冷端温度下进行的分度,只要引)已知热电偶在某一给定冷端温度下进行的分度,只要引入适当的修正,就可在另外的冷端温度下使用。这就为制定入适当的修正,就可在另外的冷端温度下使用。这就为制定和使用热电偶分度表奠定了理论基础。和使用热电偶分度表奠定了理论基础。(2)为使用补偿导线提供了理论依据。一般把在)为使用补偿导线提供了理论依据。一般把在0100的范的范围内和所配套使用的热电偶具有同样热电特性的两根廉价金围内和所配套使用的热电偶具有同样热电特性的两根廉价金属导线称为属导线称为补偿导线补偿导线。热电运行部运行部Slide 20经
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