温度表征着被测介质的冷热程度,是工业生产中最常见、最基本的参数之一,约占生产过程中全部参数的50%。温度控制在石油、化工、冶金、食品等行业的生产过程中起着极其重要的作用,它直接影响产品的质量,有时甚至关系到设备和人身的安全。为了保证温度测量的准确度,首先应选择合理的温度测量仪表。
1.温度测量仪表的分类
根据使用时测温元件与被测介质接触与否,可将温度测量仪表分为接触式和非接触式两大类。其中,接触式温度测量仪表又可分为膨胀式、压力式、热电阻式和热电耦式。接触式测温方法简单、可靠、精度高,但测量时常伴有时间上的滞后,测温元件有时可能会破坏被测介质的温度场,或与被测介质发生化学反应。非接触式温度测量仪表包括光学高温计、辐射高温计、红外测温仪和比色高温计等。非接触式测温方法利用的是物体的热辐射特性与温度之间的对应关系,具有响应速度快、对被测对象扰动小的优点,可用于测量运动的被测对象和有强电磁扰动、强腐蚀的场合,但容易受到外界因素的扰动。
各种温度测量方法均有自己的特点与应用场合,工业温度测量仪表的分类与测温范围如表3-1所示。
2.温度测量仪表的选型
1)就地测温仪表
(1)精确度等级:一般工业用温度计选用1.5级或1级,精密测量用温度计应选用0.5级或0.25级。
表3-1 工业温度测量仪表的分类及测温范围
(2)测量范围:最高测量值不大于仪表测量范围上限值的90%,正常测量值在仪表测量范围上限值的1/2左右,压力式温度计测量值应在仪表测量范围上限值的1/2~3/4之间。
(3)双金属温度计:在满足测量范围、工作压力和精确度的要求下应被优先选用于就地显示;仪表外壳与保护管的连接,一般宜选用万向式,也可以按照观测方便原则选用轴向式或径向式。
(4)压力式温度计:适用于-80℃以下低温、无法近距离观察、有振动以及精确度要求不高的就地显示。
(5)玻璃液体温度计:仅用于测量精确度较高、振动较小、无机械损伤、观察方便的特殊场合。不得使用玻璃水银温度计。(www.daowen.com)
(6)基地式温度仪表:就地测量、控制(调节)仪表,宜选用基地式温度仪表。
2)集中温度仪表
(1)根据温度测量范围,选用相应分度号的热电偶、热电阻或热敏电阻。
(2)装配式热电偶适用于一般场合;装配式热电阻适用于无振动场合;热敏电阻适用于测量反应速度快的场合;铠装式热电偶、铠装式热电阻适用于要求耐振动或耐冲击,以及要求提高响应速度的场合。
(3)根据测量对象对响应速度的要求,可选用下列时间常数的检测元件:热电偶为600、100、20 s共3个等级:热电阻为90~180、30~96、10~30、 <10 s共4个等级;热敏热电阻小于1 s。
(4)热电偶测量端形式的选择。在满足响应速度要求的一般情况下,宜选用绝缘式;为了保证响应速度足够快或为抑制扰动源对测量的扰动时,应选用接壳式。
(5)根据使用环境条件,按下列原则选用接线盒:条件较好的场所选用普通式;露天的场所应选用防溅式、防水式;易燃、易爆的场所应选用防爆式。
(6)变送器的选择。与接受标准信号显示仪表配套的测量或控制系统可选用具有模拟信号输出功能或数字信号输出功能的变送器;一般情况应选用现场型变送器。
3)附属设备
(1)若采用热电偶测量1 600℃以下的温度,当冷端温度变化使测量系统不能满足精确度要求,而配套显示仪表又无冷端温度自动补偿功能时,应选用冷端温度自动补偿器。
(2)补偿导线的选用。根据热电偶的支数、分度号和使用环境条件,应选用符合要求的补偿型补偿导线、补偿型补偿电缆或延伸型补偿导线、延伸型补偿电缆。按使用环境温度选用不同级别补偿导线或补偿电缆:-20~100℃选用普通级;-40~250℃选用耐热级。
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