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| 溫度儀表的選型 |
| 發布時間：2014-04-10 瀏覽量：5870 |
編輯溫度儀表的選用溫度儀表種類選擇
溫度測控儀表從工作原理上可分為三類:指針式、數字式、智能型。
指針式儀表以傳統的動圈儀表為主,特點是結構簡單、價格低廉，這使它至今仍在工業中被 采用,但其測量精度低，通常為1級~2.5級,讀數誤差大；無變送輸出，因而越來越多地被數字 儀表所取代。
數字式儀表，如現在被大量使用的數顯表等，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 續調節方式。
隨著單片微處理器進人儀表中，使儀表的結構、性能、外觀等產生了巨大的變化，它實現了模 擬儀表無法想象的功能。這類智能化數字儀表不僅具有檢測、轉換、顯示、調節功能，還增加了程 序控制、故障自診斷、信息數據通信、遙測遙控等功能，以適應與計算機聯網的要求。
量程和準確度的選擇
與在上節中介紹的溫度變送器選擇量程類似，選擇儀表的量程時，也應依據實際使用范圍， 上、下留有一定余地,使在絕大部分情況下，測量數據不會超出量程。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%。若配用工業級熱電偶，儀表精度為0.5%即可。
適應能力
儀表對環境條件應有較強的適應能力。一般來說,儀表應能在-10℃~50℃、相對濕度小于 85%RH、電源波動± (10~ 15)%條件下正常工作，且應具有較強的抗共模、串模干擾能力。
控制方式
位式控制結構簡單，外部只須配置一臺交流接觸器或固態繼電器即可工作,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 現場。PID、自整定PID以及其他連續調節方式適用于對恒溫要求高的場合，但其價格較高。連續調節的執行環節也有多種形式，常用的有移相觸發、標準調節電流輸出、占空比調節等。移相 觸發調節功率已有很長歷史，優點是無級調整，精度較高。但由于不是零電流起動，di/dt很大， 對電網干擾嚴重，現在大功率控制中已不再采用，主要應用于小功率、精密控溫的場合。標準調 節電流輸出，后須配接可控硅調功器，視需要可選擇過零觸發和非過零觸發型的，它適于工業大 功率調節控制。占空比調節方式，外部只需配接一只固態繼電器就可完成對強電的控制和弱、強 電之間的隔離，結構簡單可靠，因而在各種設備的溫度控制中得到廣泛應用。
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。控制觸點的動作范圍是± (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。
(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， 溫度穩定性要求達到±0.5℃。
由溫度穩定指標，選用位式控制已不能滿足恒溫要求。可選用TMC300型溫度測控儀（沈陽 儀表科學研究院生產）或其他同類產品。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%，控制方式采用連續調節占空比。外部器件 只須配接一只單相的30 A/220 V固態繼電器。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)℃。[2]
4相關信息--溫度編輯溫度的概念
溫度（temperature）是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標(°F)、攝氏溫標（°C）、熱力學溫標(K)和國際實用溫標。從分子運動論觀點看，溫度是物體分子平均平動動能的標志。溫度是大量分子熱運動的集體表現，含有統計意義。對于個別分子來說，溫度是沒有意義的。
經典熱力學中的溫度沒有最高溫度的概念，只有理論最低溫度“絕對零度”。熱力學第三定律指出，“絕對零度”是無法通過有限次步驟達到的。在統計熱力學中，溫度被賦予了新的物理概念——描述體系內能隨體系混亂度（即熵）變化率的強度性質熱力學量。由此開創了“熱力學負溫度區”的全新理論領域。通常我們生存的環境和研究的體系都是擁有無限量子態的體系，在這類體系中，內能總是隨混亂度的增加而增加，因而是不存在負熱力學溫度的。而少數擁有有限量子態的體系，如激光發生晶體，當持續提高體系內能，直到體系混亂度已經不隨內能變化而變化的時候，就達到了無窮大溫度，此時再進一步提高體系內能，即達到所謂“粒子布居反轉”的狀態下，內能是隨混亂度的減少而增加的，因而此時的熱力學溫度為負值！但是這里的負溫度和正溫度之間不存在經典的代數關系，負溫度反而是比正溫度更高的一個溫度！經過量子統計力學擴充的溫標概念為：無限量子態體系：正絕對零度<正溫度<正無窮大溫度，有限量子態體系：正絕對零度<正溫度<正無窮大溫度=負無窮大溫度<負溫度<負絕對零度。正、負絕對零度分別是有限量子態體系熱力學溫度的下限和上限，均不可通過有限次步驟達到。
溫度是物體內分子間平均動能的一種表現形式。分子運動愈快，物體愈熱，即溫度愈高；分子運動愈慢，物體愈冷，即溫度愈低。這種現象被描述為一個物體的熱勢，或能量效應。當以數值表示溫度時，即稱之為溫度度數。值得注意的是，少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統，由于缺乏統計的數量要求，是沒有溫度的意義的。
溫度的等級
科學家給地球上的氣溫劃分了等級。
極寒 －40℃或低于此值
奇寒 －35～－39.9℃
酷寒 －30～－34.9℃
嚴寒 －20～－29.9℃
深寒 －15～－19.9℃
大寒 －10～－14.9℃
小寒 －5～－9.9℃
輕寒 －4.9～0℃
微寒 0～4.9℃
涼 5～9.9℃
溫涼 10～11.9℃
微溫涼 12～13.9℃
溫和 14～15.9℃
微溫和 16～17.9℃
溫暖 18～19.9℃
暖 20～21.9℃
熱 22～24.9℃
炎熱 25～27.9℃
暑熱 28～29.9℃
酷熱 30～34.9℃
奇熱 35～39℃
極熱 高于40℃
5安裝方式編輯
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 適用于在設備上以及高溫、腐蝕性介質的中低壓管道上安裝溫度一次儀表，具有適應性廣，利于防腐蝕，方便維護等優點。 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的管道上安裝溫度計，煉油部門按習慣也在設備上采用這種安裝形式，具有體積小，安裝較為緊湊的優點。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，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的管道、設備上安裝。
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)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。 測溫元件大多數安裝在碳鋼、不銹鋼、有色金屬、襯里或涂層的管道和設備上，有時也安裝在磚砌體、聚氯乙烯、玻璃鋼、陶瓷、糖瓷等管道和設備上。后者的安裝方式與安裝在碳鋼或不銹鋼管道和設備上有很大不同，但與襯里或涂層設備和管道上基本相同，取源部件也類似，可以參考。[3]
6安裝注意事項編輯
①溫度一次點的安裝位置應選在介質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中。
②溫度二次表要配套使用。熱電阻、熱電偶要配相應的二次表或變送器。特別要注意分度號，不同分度號的表不能誤用。
③熱電偶必須用相應分度號的補償導線。熱電阻宜采用三線制接法，以抵消環境溫度的影響。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，壓力一次點應在溫度一次點的上游側。
⑦溫度二次儀表安裝較為簡單。把單體調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展較快的一類顯示儀表，大多數指針指示的二次表(即動圈指示儀)逐步被外形尺寸完全一致的數字顯示溫度表所代替。但在安裝上沒有多大變化。[4]
7故障維護技巧編輯
一.該系統儀表多采用電動儀表測量、指示、控制;
(1)溫度儀表系統的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統故障。因為溫度儀表系統測量滯后較大，不會發生突然變化。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指示出現快速振蕩現象，多為控制參數PID調整不當造成。
(3)溫度控制儀表系統指示出現大幅緩慢的波動，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本身的故障。
(4)溫度控制系統孔板流量計本身的故障分析步驟：檢查調節閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調節閥動作，調節閥膜頭膜片漏了;檢查調節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，再查調節器輸出有無變化，如果調節器輸入不變化，輸出變化，此時是調節器本身的故障。
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