1、温度检测仪表温度检测仪表 温度测量的基本概念 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄 氏温标、热力学温标。华氏温标（F）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每一等分为华氏1度，符号为F。摄氏温度（）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每一等分为摄氏1度，符号为。摄氏温度值t和华低温度值tF有如下关系：t=5/9(tF-32)热力学温标又称开尔文
2、温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K 绝对零度时的温度定义为0K。水的三相点，即液体、固体、气体状态的水同时存在的温度，定义为273.16K。水在标准大气压下结冰的温度，即摄氏温标0C，或华氏温标32F，相当于热力学温标273.15K。国际实用温标 -是一种符合热力学温标又使用简单的温标。最新温标是1990年国际温标(ITS90)CttF)32(95CttF)32(95CttF)32(95CttF)32(95温度测量仪表的分类 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需
3、要进行充分的热交换，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。工业上常用的温度检测仪表的分类如表所示 测温方式 温度计种类 常用测温范围，优点 缺点 非接触式测温仪表 辐射式 辐射式400-2000 测温时，不破坏被测温度场 低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度 光学式 700-3200 比色式 90
4、0-1700 红外线 热敏探测-50-3200 测温时，不能破坏被测温度场，响应快，测温范围大，适于测温度分布 易受外界干扰，标定困难 光电探测 0-3500 热电探测 200-2000 接触式测温仪表 膨胀式玻璃液体-50-600 结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉 测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录和远传 双金属-80-600 结构紧凑，牢固可靠 精度低，量程和使用范围有限 压力式 液体-30-600 耐震，坚固，防爆，价格低廉 精度低，测温距离短，滞后大 气体-20-350 蒸汽 0-250 热电偶 铂铑-铂 0-1600 测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和
5、自动控制 需冷端温度补偿,在低温段测量精度较低 镍铬-镍铝 0-900 镍铬-考铜 0-600 热电阻 铂-200-500 测温精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制 不能测高温,须注意环境温度的影响 铜-50150 热敏-50300 温度测量仪表的精度等级和分度值 仪表名称 精度等级 分度值,仪表名称 精度等级 分度值,双金属温度计 1,1.5,2.5 0.5-20 光学高温计 1-1.5 5-20 压力式温度计 1,1.5,2.50.5-20 辐射温度计（热电堆）1.5 5-20 玻璃液体温度计 0.5-2.5 0.1-10 部分辐射温度计 1-1.5 1-20 热电阻 0.5-3
6、1-10 比色温度计 1-1.5 1-20 热电偶 0.5-1 5-20 热膨胀式测温热膨胀式测温 双金属温度计 固体膨胀式温度计 液体膨胀式温度计 玻璃管温度计双金属温度计是利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的。工业用双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片。为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。这种温度计和棒状的玻璃液体温度计的用途相似
7、，但可使用在机械强度要求更高的条件下。WSS系列双金属温度计是一种适合测量中、低温的现场检测仪表，可用来直接测量气体、液体和蒸汽的温度、该温度计从设计原理及结构上具有防水、防腐蚀、耐震动、直观、易读数、无汞害、坚固耐用等特点。可取代其它形工的测温仪表，广泛应用于石油、化工、机械、船舶、发电、纺织、印染等工业和科研部门。特点:无汞害，易读数，坚固耐震。保护管材为1Gr18Ni9Ti不锈钢和钼二钛，承压、防腐能力强。抽芯式温度计可不停机短时间维护或更换机芯。轴向型、径向型、135型、万向型等品种齐全，适应于各种现场安装的需要。使用和维护:1.WSS系列双金属温度计在保管、安装、使用及运输过程中，应
8、尽量避免碰撞保护管，切勿使保.护管弯曲、变形。安装时，严禁扭动仪表外壳。2.仪表应在-3080的环境温度内正常工作。3.仪表经常工作的温度最好能在刻度范围的1/23/4处。热电偶 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广。常用的热电偶从-501600均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269（如金铁镍铬），最高可达+2800（如钨-铼）。构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，
9、构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个连接点t和t0之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。如图所示，热电偶的一端将A、B两种导体焊在一起，置于温度为t的被测介中称为自由端，放在温度为t0的恒定温度下。当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得温度值。测量原理热电极热电极 热电偶的种类 标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计
10、型热电偶。透平发电机组选用的是K型热电偶 按热电偶的用途不同，常制成以下几种形式。普通型热电偶 普通型热电偶是应用最多的，主要用来测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。根据测温范围及环境的不同，所用的热电偶电极和保护套管的材料也不同，但因使用条件基本类似，所以这类热电偶已标准化、系列化。按其安装时的连接方法可分为螺纹连接和法兰连接两种。铠装热电偶 铠装热电偶又称缆式热电偶，是由热电极、绝缘材料（通常为电熔氧化镁）和金属保护管三者结合，经控制而成一个坚实的整体。表面热电偶 薄膜式热电偶 快速消耗型热电偶 补偿导线 问题引出 解决方法热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响热电偶冷端暴露于空间，受环境温度
11、影响热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影响热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影响把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方其一实现了冷端迁移；其一实现了冷端迁移；其二是降低了成本其二是降低了成本。功 能不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应正负极一一对应补偿导线连接端的工作温度不能超出（补偿导线连接端的工作温度不能超出（01000100），否则），否则会给测量带来误差。会给测量带
12、来误差。使用补偿导线注意问题应用于应用于-200600-200600范围内的温度测量范围内的温度测量 热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻的材料要求：热电阻的材料要求：电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。应有良好的可加工性，且价格便宜。热电阻温度计热电阻温度计 铂电阻电阻率较大，电阻电阻率较大，电阻-温度关系呈非
13、线性，但测温范围广，精温度关系呈非线性，但测温范围广，精度高，且材料易提纯，复现性好度高，且材料易提纯，复现性好工业用铂电阻分度号为工业用铂电阻分度号为PtPt100100和和PtPt1010 铜电阻电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在100100以上易被氧以上易被氧化化 工业用铜热电阻的分度号为工业用铜热电阻的分度号为Cu50Cu50和和Cu100Cu100 热敏电阻（负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻 NTC NTC）电阻温度系数约为铂电阻的
14、电阻温度系数约为铂电阻的4 49 9倍，且本身电阻值较高。半导体倍，且本身电阻值较高。半导体热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻-温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。导体或半导体的电阻值随温度变化导体或半导体的电阻值随温度变化 测量原理在在0 0630.74630.74范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为 T R热电阻在在-50-50180180范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为)1(0tRRt1 320CtBtAtRRt温度0时的电阻值 温度t时的电阻值 456热电阻故障原因及处理方法 热电阻的常见故障是热电阻的短路和断路。一般断路更常见，这是因为热电阻丝较细所致。断路和短路是很容易判断的，可用万用表的“1”档，如测得的阻值小于R0(温度为0时阻值)，则可能有短路的地方；若万用表指示为无穷大，则可断定电阻体已断路。电阻体短路一般较易处理，只要不影响电阻丝的长短和粗细，找到短路处进行吹干，加强绝缘即可。电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用。温井在温度仪表拆装时要特别注意。谢谢！
