第5章温度检测课件.ppt

1、35检测元件应该有足够的插入深度不应该把检测元件插入介质的死角，以确保能进行充分的热交换；测量管道中的介质温度时，检测元件工作端应位于管道中心流速最大之处检测元件应该迎着流体流动方向安装，非不得已时，切勿与被测介质顺流安装，否则容易产生测量误差；测量负压管道（或设备）上的温度时，必须保证有密封性，以免外界空气的吸入而降低精度。(a)逆流 (b)正交 (d)弯头图3-56 温度检测元件的安装示意图36检测元件的安装应确保安全、可靠检测元件的安装应确保安全、可靠为避免检测元件的损坏，接触式测量仪表的保护套管应该具有足够的机械强度在使用时可以根据现场的工作压力、温度、腐蚀性等特性，合理地选择保护套管

2、的材质、壁厚当介质压力超过10Mpa时，必须安装保护外套，确保安全为了减小测量的滞后，可在保护套管内部加装传热良好的填充物，如硅油、石英砂等等接线盒出线孔应该朝下，以免因密封不良使水汽、灰尘等进入而降低测量精度。v按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意热电偶的正、负极与补偿导线的正、负极相连接。v热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。v为了保护连接导线与补偿导线不受外来机械损伤，连接导线或补偿导线应穿入钢管内或走汇线槽。v导线应尽量避免有接头。应有良好的绝缘。禁止与交流输电线合用一根穿线管，以免引起感应。v补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。另外，最好与其他导线分开敷设。37第

3、四节第四节 温度变送器温度变送器n 一、电动温度变送器一、电动温度变送器38 电动温度变送器是工业生产过程中应用最广泛的一种模拟式温度变送器,它能与常用的各种热电偶和热电阻配合使用,将某点的温度或某两点的温差转换成相应的标准直流电流信号输出。第四节第四节 温度变送器温度变送器 DDZ-型温度(温差)变送器是电动单元组合仪表中的一个变送单元。根据输入信号的不同，DDZ-型温度变送器主要有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器和直流毫伏变送器三种类型。39第四节第四节 温度变送器温度变送器DDZ-型热电偶温度变送器和热电阻温度变送器的结构大体上可以分为温度检测元件、输入电路、放大电路和反馈电路,其原理

4、框图如图5-15所示。温度检测元件温度检测元件输入电路输入电路放大电路放大电路反馈电路反馈电路被测温度被测温度输出电流输出电流I0 0 图5-15 温度变送器原理框图40第四节第四节 温度变送器温度变送器n 二、一体化温度变送器二、一体化温度变送器41 它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。用接线盒内的一种温度变送器。图5-16 一体化温度变送器结构框图测温元件和变送器模块AD693、XTR101、XTR103、IXR100等-20+80第四节第四节 温度变送器温度变送器n 三、智能式温度变送器三、智能式温度变送器42

5、可以与各种热电偶或热电阻配合使用测量温度；可以与各种热电偶或热电阻配合使用测量温度；具有量程范围宽、精度高；具有量程范围宽、精度高；环境温度和振动影响小、抗干扰能力强；环境温度和振动影响小、抗干扰能力强；质量轻；质量轻；安装维护方便。安装维护方便。由硬件部分和软件部分两部分构成。由硬件部分和软件部分两部分构成。第四节第四节 温度变送器温度变送器输入板输入板主电路板主电路板液晶显示器液晶显示器信号输入信号输入信号输出信号输出图5-17 TT302温度变送器基本构成框图43例题分析例题分析1.1.用分度号为用分度号为K的镍铬的镍铬-镍硅热电偶测量温度镍硅热电偶测量温度,在没有采在没有采取冷端温度补

6、偿的情况下取冷端温度补偿的情况下,显示仪表指示值为显示仪表指示值为500,500,而而这时冷端温度为这时冷端温度为60,60,试问实际温度应为多少试问实际温度应为多少?如果热端如果热端温度不变温度不变,设法使冷端温度保持在设法使冷端温度保持在20,20,此时显示仪表的此时显示仪表的指示值应为多少指示值应为多少?显示仪表指示值为500时,由附录三可以查得这时显示仪表的实际输入电势为20.64mV,由于这个电势是由热电偶产生的,即 E(t,t0)=20.64(mV)由附录三同样可以查得 E(t0,0)=E(60,0)=2.436(mV)44例题分析例题分析 由式(5-14)可以得到 E(t,0)=

7、E(t,t0)+E(t0,0)=20.64+2.436=23.076(mV)由23.076mV,查附录三,可得 t557 即被测实际温度为557。当热端为557,冷端为20时,由于E(20,0)=0.798mV,故有 E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)=23.076-0.798=22.278(mV)由此电势,查附录三,可得显示仪表指示值约为538.4。由此可见,当冷端温度降低时,显示仪表的指示值更接近于被测温度实际值。45例题分析例题分析2.2.如果用两支铂铑如果用两支铂铑1010-铂热电偶串联来测量炉温铂热电偶串联来测量炉温,连接方式连接方式分别如图分别如图5-18(a)5-18(

8、a)、(b)(b)、(c)(c)所示。已知炉内温度均匀所示。已知炉内温度均匀,最最高温度为高温度为1000,1000,试分别计算测量仪表的测量范围试分别计算测量仪表的测量范围 (以最大以最大毫伏数表示毫伏数表示)。图5-18 炉子温度测量46例题分析例题分析解解:(a)由于这时热电偶的冷端均为0,每支热电偶对应于1000时的热电势可以由附录一查得 E(1000,0)=9.585(mV)两支热电偶串联,测量仪表所测信号的最大值为 Emax=29.585=19.17(mV)根据这个数值可以确定仪表的测量范围。(b)由于这时不仅要考虑补偿导线引出来以后的冷端温度(30),而且要考虑炉旁边补偿导线与热

9、电偶的接线盒内的温度(100)对热电势的影响。47例题分析例题分析 假定补偿导线 C、D与热电偶 A、B本身在100以下的热电特性是相同的,所以在冷端处形成的热电势为E(30,0)=0.173(mV)在补偿导线C、D与热电偶的连接处1、4两点可以认为不产生热电势,但在接线盒内2、3两点形成的热电偶相当于热电偶在100时形成的热电势,即E(100,0)=0.645(mV)由于该电势的方向与两支热电偶在热端产生的电势方向是相反的,所以这时总的热电势为E max=2E(1000,0)-E(100,0)-E(30,0)=29.585-0.645-0.173=18.352(mV)48例题分析例题分析 根

10、据这个数值可以确定仪表的测量范围。在这种情况下,如果炉旁边接线盒内的温度变化,会以测量产生较大的影响,造成较大的测量误差。(c)由于这时两支热电偶冷端都用补偿导线引至远离炉子处,冷端温度为30,故总的热电势为Emax=2E(1000,0)-2E(30,0)=29.585-20.173=18.824(mV)由此可知,在同样都是用两支热电偶串联来测量炉温时,由于接线不同,产生的热电势也是不相同的,在选择测量仪表时,一定要考虑这种情况。49例题分析例题分析3.3.在上题所述三种情况时在上题所述三种情况时,如果由测量仪表得到的信号都如果由测量仪表得到的信号都是是1515mV,试分别计算这时炉子的实际温

11、度。试分别计算这时炉子的实际温度。在(a)情况时,由于2E(t,0)=15mV,即E(t,0)=7.5mV,查表(附录一)可得实际温度约为814.3。在(b)情况时,由于 2E(t,0)=15+E(30,0)+E(100,0)=15+0.173+0.645=15.818(mV)E(t,0)=7.909(mV)查表可得实际温度约为851.2。50例题分析例题分析 在(c)情况时,由于2E(t,0)=15+2E(30,0)=15+20.173=15.346(mV)即 E(t,0)=7.673(mV)查表可得实际温度约为830。由上述例子可以看出,虽然采用了补偿导线,但并不能完全克服冷端温度变化对测

12、量的影响。补偿导线只是将冷端由温度变化比较剧烈的地方移至温度变化较小的地方。如果这时冷端的温度仍不为 0,那么还必须考虑如何进行冷端温度补偿的问题。51例题分析例题分析4.4.在用热电偶测量温度时在用热电偶测量温度时,除了要考虑冷端温度的影响外除了要考虑冷端温度的影响外,还要注意热电偶极性不能接错还要注意热电偶极性不能接错;热电偶与补偿导线要配套热电偶与补偿导线要配套;热电偶分度号与指示仪表要配套等问题。在用热电阻测量热电偶分度号与指示仪表要配套等问题。在用热电阻测量温度时温度时,同样要考虑热电阻分度号与测量仪表配套、三线同样要考虑热电阻分度号与测量仪表配套、三线制接法等制接法等,下面给出几个

13、思考题及其结论下面给出几个思考题及其结论,请大家自行证明请大家自行证明 (或说明或说明)。(1)如果热电偶热端为600,冷端为30,仪表的机械零点为0,没有加以冷端温度补偿。问该仪表的指示值将高于还是低于600?(低于600)。52例题分析例题分析 (2)采用镍铬-镍硅热电偶测量温度,将仪表机械零点调至 25,但实际上室温(冷端温度为 10),问这时仪表指示值将偏高还是偏低?(偏高)。(3)有 S分度号动圈仪表一台,错接入 K分度号热电偶,问指示值偏高还是偏低?(偏高)。(4)铂铑10-铂热电偶,错接入铜-铜镍补偿导线(铂铑10与铜相接,铂与铜镍相接),问指示值将偏高还是偏低?(偏高)。(5)当热电偶补偿导线极性接错时,指示值偏高还是偏低?(偏低)。53例题分析例题分析 (6)当热电偶短路、断路及极性接反时,与之配套的自动电子电位差计的指针各指向哪里?(室温或指示值偏低、断偶前的温度、始端)。(7)当热电阻短路或断路时,与之配套的动圈仪表指针将指向哪里?(始端、终端)。(8)当用热电阻测温时,若不采用三线制接法,而连接热电阻的导线因环境温度升高而增加时,其指示值将偏高还是偏低?(偏高)。54