溫度儀表

溫度儀表種類選擇

溫度測控儀表從工作原理上可分為三類:指針式、數(shù)字式、智能型。

指針式儀表以傳統(tǒng)的動圈儀表為主,特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，這使它至今仍在工業(yè)中被 采用,但其測量精度低，通常為1級~2.5級,讀數(shù)誤差大；無變送輸出，因而越來越多地被數(shù)字 儀表所取代。

數(shù)字式儀表，如現(xiàn)在被大量使用的數(shù)顯表等，其測量準確度比動圈式有大幅度提高，一般為0.5%。數(shù)字顯示準確直觀，無人為誤差。其控制方式大多為二位、三位式，也有少量模擬PID連 續(xù)調(diào)節(jié)方式。

隨著單片微處理器進人儀表中，使儀表的結(jié)構(gòu)、性能、外觀等產(chǎn)生了巨大的變化，它實現(xiàn)了模 擬儀表無法想象的功能。這類智能化數(shù)字儀表不僅具有檢測、轉(zhuǎn)換、顯示、調(diào)節(jié)功能，還增加了程 序控制、故障自診斷、信息數(shù)據(jù)通信、遙測遙控等功能，以適應(yīng)與計算機聯(lián)網(wǎng)的要求。

量程和準確度的選擇

與在上節(jié)中介紹的溫度變送器選擇量程類似，選擇儀表的量程時，也應(yīng)依據(jù)實際使用范圍， 上、下留有一定余地,使在絕大部分情況下，測量數(shù)據(jù)不會超出量程。但也不能選擇過大量程，以 免降低測量準確度和分辨能力。

在選擇儀表準確度時，應(yīng)考慮到所配用的測溫元件的種類。若配用精度高的鉬電阻，儀表精 度可以適當高些，如0.2%~0.5%。若配用工業(yè)級熱電偶，儀表精度為0.5%即可。

溫度儀表適應(yīng)能力

儀表對環(huán)境條件應(yīng)有較強的適應(yīng)能力。一般來說,儀表應(yīng)能在-10℃~50℃、相對濕度小于 85%RH、電源波動± (10~ 15)%條件下正常工作，且應(yīng)具有較強的抗共模、串模干擾能力。

溫度儀表控制方式

位式控制結(jié)構(gòu)簡單，外部只須配置一臺交流接觸器或固態(tài)繼電器即可工作,平時維護修理也 較簡單方便。但其恒溫效果較差,存在固有的溫度波動,但仍適用于大量的、要求不太高的工業(yè) 現(xiàn)場。PID、自整定PID以及其他連續(xù)調(diào)節(jié)方式適用于對恒溫要求高的場合，但其價格較高。連續(xù)調(diào)節(jié)的執(zhí)行環(huán)節(jié)也有多種形式，常用的有移相觸發(fā)、標準調(diào)節(jié)電流輸出、占空比調(diào)節(jié)等。移相 觸發(fā)調(diào)節(jié)功率已有很長歷史，優(yōu)點是無級調(diào)整，精度較高。但由于不是零電流起動，di/dt很大， 對電網(wǎng)干擾嚴重，現(xiàn)在大功率控制中已不再采用，主要應(yīng)用于小功率、精密控溫的場合。標準調(diào) 節(jié)電流輸出，后須配接可控硅調(diào)功器，視需要可選擇過零觸發(fā)和非過零觸發(fā)型的，它適于工業(yè)大 功率調(diào)節(jié)控制。占空比調(diào)節(jié)方式，外部只需配接一只固態(tài)繼電器就可完成對強電的控制和弱、強 電之間的隔離，結(jié)構(gòu)簡單可靠，因而在各種設(shè)備的溫度控制中得到廣泛應(yīng)用。

溫度儀表選型舉例

(1)爐溫控制。爐溫控制范圍300℃~1000℃,380V三相電阻絲加熱，功率為50kW，要求波動度在5℃左右。

建議選用K偶數(shù)字顯示二位式測量控制儀表，其量程為0℃~1200℃，分辨力1℃,繼電器動 作滯后1℃~2℃。選用K型偶，在1000℃溫度下可以長期工作，位式控制，外部只需一只三相交 流接觸器即可工作?？刂朴|點的動作范圍是± (1~2)℃，再加上爐溫測量的滯后，爐溫的波動度 也基本可以控制在要求范圍內(nèi)。

(2)恒溫箱控溫。要求測控溫范圍為100℃~400℃ ,220 V單相電阻絲加熱，功率為3kW， 溫度穩(wěn)定性要求達到±0.5℃。

由溫度穩(wěn)定指標，選用位式控制已不能滿足恒溫要求?？蛇x用TMC300型溫度測控儀（沈陽 儀表科學研究院生產(chǎn)）或其他同類產(chǎn)品。儀表采用鉬電阻作為溫度檢測元件，測控溫范圍 -50.0℃~600.0℃，分辨力0.1℃，測量精度0.2%，控制方式采用連續(xù)調(diào)節(jié)占空比。外部器件 只須配接一只單相的30 A/220 V固態(tài)繼電器。對于封閉的恒溫箱的溫度控制，其恒溫指標可達 到 ± (0.1~0.3)℃。

溫度儀表是眾多儀表中的一個分支，常見的溫度儀表有溫度計，溫度記錄儀，溫度送變器等。

溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換，幫需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。

溫度儀表通常分一次儀表與二次儀表，一次儀表通常為：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計、就地溫度顯示儀等，二次儀表通常為溫度記錄儀、溫度巡檢儀、溫度顯示儀、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度變送器等。

溫度儀表智能溫控儀表

智能溫控儀表由單片機控制，可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信號。具有PV、SV值變送功能。五種輸出方式只須插上相應(yīng)模塊即可，正反控制任意設(shè)置；性能高、質(zhì)量好，低價格，提供了四種報警方式；手動自動切換。主控有兩位式、PID兩種控制方式。智能溫控儀表出廠前進行嚴格的測試，提高了儀表的可靠性。溫控儀表常見的故障一般是操作或參數(shù)設(shè)置不當引起的。儀表帶有RS-485多主機通訊方式與上位機連接，通過通訊協(xié)議的配合，可以構(gòu)成DCS操作系統(tǒng)。

溫度儀表數(shù)顯溫控表

數(shù)顯溫控儀表為三位或四位數(shù)碼管顯示，單一信號輸入。并應(yīng)用了獨特的抗干擾技術(shù)，精度高，控制效果好，安裝方便。并有二位式、三位式、上下限位差、時間比例、可控硅連續(xù)調(diào)節(jié)式、位式PID、PID連續(xù)調(diào)節(jié)等多種控制方式。產(chǎn)品的各項技術(shù)指標達到國內(nèi)先進水平。溫度儀表根據(jù)需要還可增加超溫報警功能，可廣泛應(yīng)用于冶金、機械、紡織、塑料、制冷、烘箱等用作溫度測量和自動控制。

一.該系統(tǒng)儀表多采用電動儀表測量、指示、控制;

二.該系統(tǒng)儀表的測量往往滯后較大。

(1)溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統(tǒng)故障。因為溫度儀表系統(tǒng)測量滯后較大，不會發(fā)生突然變化。此時旋進旋渦流量計的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補償導線斷線或變送器放大器失靈造成。

(2)溫度控制儀表渦街流量計系統(tǒng)指示出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象，多為控制參數(shù)PID調(diào)整不當造成。

(3)溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)大幅緩慢的波動，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當時工藝操作沒有變化，則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。

(4)溫度控制系統(tǒng)孔板流量計本身的故障分析步驟：檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調(diào)節(jié)閥動作，調(diào)節(jié)閥膜頭膜片漏了;檢查調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號是否變化，輸入信號不變化，輸出信號變化，定位器有故障;檢查定位器輸入信號有變化，再查調(diào)節(jié)器輸出有無變化，如果調(diào)節(jié)器輸入不變化，輸出變化，此時是調(diào)節(jié)器本身的故障。

①溫度一次點的安裝位置應(yīng)選在介質(zhì)溫度變化靈敏且具有代表性的地方，不宜選在閥門、焊縫等阻力部件的附近和介質(zhì)流束呈死角處。 就地指示溫度計要安裝在便于觀察的地方。 熱電偶的安裝地點應(yīng)遠離磁場。 溫度一次部件若安裝在管道的拐彎處或傾斜安裝，應(yīng)逆著流向。 雙金屬溫度計在≤DN50管道或熱電阻、熱電偶在≤DN70的管道上安裝時，要加裝擴大管。擴大管要按標準圖制作(見第十章)。 壓力式溫度計的溫包必須全部浸入被測介質(zhì)中。

②溫度二次表要配套使用。熱電阻、熱電偶要配相應(yīng)的二次表或變送器。特別要注意分度號，不同分度號的表不能誤用。

③熱電偶必須用相應(yīng)分度號的補償導線。熱電阻宜采用三線制接法，以抵消環(huán)境溫度的影響。每一種二次表都有其外接線路電阻的要求，除補償導線或電纜的線路電阻外，還須用錳銅絲配上相應(yīng)的電阻，以符合二次表的要求。

④電阻體通常使用三芯電纜或四芯電纜中的三芯，每一芯的電阻值可用下法測得。

⑤補償導線或電纜通過金屬撓性管與熱電偶或熱電阻連接。

⑥同一條管線上若同時有壓力一次點或溫度一次點，壓力一次點應(yīng)在溫度一次點的上游側(cè)。

⑦溫度二次儀表安裝較為簡單。把單體調(diào)校合格的二次表按安裝說明書分別安裝在指定的儀表盤上或框架上即可。 溫度二次儀表是近年來發(fā)展較快的一類顯示儀表，大多數(shù)指針指示的二次表(即動圈指示儀)逐步被外形尺寸完全一致的數(shù)字顯示溫度表所代替。但在安裝上沒有多大變化。

1、 CIR210

2、Ti10

3、de-3003

4、FlukeTi20

5、2560系列

6、WRN-220(230)

7、WRQ-130

8、FLUKE紅外線測溫儀

9、HY9000系列

10、IR-AH

11、 WRNK-1316

12、DT-8869H

13、CIR310

14、TRM-WD120

15、TES-1304

16、YK-11A

17、HZTEC系列

溫度儀表(通常所說的一次儀表包括熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計，就地顯示儀等)安裝方式 溫度一次儀表安裝按固定形式可分為四種：法蘭固定安裝；螺紋連接固定安裝；法蘭和螺紋連接共同固定安裝；簡單保護套插入安裝。

1、法蘭安裝 適用于在設(shè)備上以及高溫、腐蝕性介質(zhì)的中低壓管道上安裝溫度一次儀表，具有適應(yīng)性廣，利于防腐蝕，方便維護等優(yōu)點。 法蘭固定裝方式中的法蘭一般有五種： (1)平焊鋼法蘭 HG 5010-58(碳鋼)，HG 5019-58(不銹鋼) (2)對焊鋼法蘭 HG 5014-58(平面對焊法蘭)，HG 5016-58(凹凸面對焊法蘭) (3)平焊松套鋼法蘭 HG 5022-58 (4)卷邊松套鋼法蘭 HG 5025-58(銅)，HG 5026-58(鋁) (5)法蘭蓋 HG 5028-58

2、螺紋連接固定 一般適用于在無腐蝕性介質(zhì)的管道上安裝溫度計，煉油部門按習慣也在設(shè)備上采用這種安裝形式，具有體積小，安裝較為緊湊的優(yōu)點。高壓(PN22MPa，PN32MPa)管道上安裝溫度計采用焊接式溫度計套管，屬于螺紋連接安裝形式，有固定套管和可換套管兩種形式。前者用于一般介質(zhì)，后者用于易腐蝕、易磨損而需要更換的場合。 螺紋連接固定中的螺紋有五種，英制的有1″、3/4″和1/2″，公制的有M33×2和M27×2。 熱電偶多采用1″或M33×2螺紋固定，也有采用3/4″螺紋的，個別情況也用1/2″螺紋固定。 熱電阻多用英制管螺紋固定，其中以3/4″為最常用，1/2″有些也用。 雙金屬溫度計的固定螺紋是M27×2。 壓力式溫度計的固定螺紋是3/4″和M27×2兩種。 G3/4″與M27×2外徑很接近，并且都能擰進1"2扣，安裝時要小心辨認，否則焊錯了溫度計接頭(凸臺)就裝不上溫度計。

3、法蘭與螺紋連接共同固定 當配帶附加保護套時，適用于有腐蝕性介質(zhì)的管道、設(shè)備上安裝。

4、簡單保護套插入安裝 有固定套管和卡套式可換套管(插入深度可調(diào))兩種形式，適用于棒式溫度計在低壓管道上作臨時檢測的安裝。 測溫元件大多數(shù)安裝在碳鋼、不銹鋼、有色金屬、襯里或涂層的管道和設(shè)備上，有時也安裝在磚砌體、聚氯乙烯、玻璃鋼、陶瓷、糖瓷等管道和設(shè)備上。后者的安裝方式與安裝在碳鋼或不銹鋼管道和設(shè)備上有很大不同，但與襯里或涂層設(shè)備和管道上基本相同，取源部件也類似，可以參考。

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