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聯系我們 溫度是表示物體冷熱程度的物理量,溫度的測量是保證化工生產實現穩產、高產、安全、、低消耗的關鍵之一。溫度不能直接測量,只能借助于冷熱不同的物體之間的熱變換,以及物體的某些物理性質隨冷熱程度不同而變化的特征間接測量。
利用熱平衡原理,我們可以選擇某一物體同被測物體相接觸來測量它的溫度,當兩者達到熱平衡狀態,選擇物體與被測物體的溫度相同,通過對選擇物體的物理量的測量,便可得到被測物體的溫度數值。其中,熱電阻溫度計和熱電偶溫度計在化工產業中廣泛應用,但它們有各自的使用特點,下面從幾個方面進行比較。
1、基本原理比較
兩種溫度計都屬于接觸式溫度測量儀表。
1.1 熱電偶溫度計
熱電偶溫度計是根據熱電效應來測量溫度的。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電勢后,即可知道被測介質的溫度。
1.2 熱電阻溫度計
熱電阻溫度計是利用導體或半導體的電阻值隨溫度變化的性質來測量溫度的。大家知道,金屬導體的電阻值是隨溫度的變化而變化的。實際證明,大多數金屬在溫度每升高1℃時,其阻值要增加0.4%～0.6%,熱電阻溫度計就是把溫度變化所引起的導體電阻的變化,通過測量電路(電橋)轉換成電壓(毫伏)信號,然后送至顯示儀表以指示或記錄被測溫度的。
由上可知,兩種溫度計的測量原理是不同的。熱電偶溫度計是把溫度的變化通過測溫元件—熱電偶轉化為熱電勢的變化來測量溫度的;而熱電阻溫度計則是把溫度的變化通過測溫元件—熱電阻轉換為電阻值的來測量溫度的。
2、結構、特點比較
2.1 結構比較
熱電偶溫度計外形很多,但各種熱電偶的基本結構通常均由熱電極、絕緣套管、保護套管和接線盒主要部分構成。熱電偶溫度計測量精度高,測量范圍廣,常用的熱電偶從-50～+1600℃均可連續測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達+2800℃(如鎢-錸)。需冷端溫度補償。在低溫段測量精度較低,一般適用于測量500℃以上的溫度。
2.2 使用特點比較
對于500℃以下的中、低溫利用熱電偶進行測量,有時就不一定適合。例如在100℃時,熱電偶的熱電勢僅為0.645mv,如此小的熱電勢,對電位差計的放大器和抗干擾措施要求很高,儀表維修也困難。另外,在較低的溫度范圍內,由于冷端溫度變化和環境溫度所引起的相對誤差就顯得很突出,且不易得到全補償。所以在中、低溫區,采用熱電阻溫度計測量是很適宜的。目前應用zui多的是鉑和銅,此外,現在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻溫度計的主要特點是測量精度高,性能穩定,其中鉑熱電阻的測量精度zui高。熱電阻通常和顯示儀表、記錄儀和變送器配套使用。它可以直接測量各種生產過程中從-200至+600范圍內的液體、蒸汽和氣體及固體表面的溫度。
這兩種溫度計的共同特點是都構造簡單,使用方便。都便于遠傳、自動記錄和集中控制,因而在化工生產中應用極為普遍。下面是我國已定型生產的幾種溫度計。
3、安裝比較
3.1 熱電偶溫度計
熱電偶的安裝地點不受強磁場干擾,不受碰撞和震動,毫伏計安裝要平穩、不傾斜、無震動;熱電偶插入窯內的深度為5～7cm,并要固定窯封好;應盡可能保持垂直,以防止保護套管在高溫下產生變形,但在有流速的情況下,則必須迎著被測介質的流向插入,以保證測溫元件與流體的充分接觸以保證其測量精度。另外熱電偶應盡量安裝在有保護層的管
道內,以防止熱量散失。其次當熱電偶和傳感器安裝在負壓管道中時,必須保證測量處具有良好的密封性,以防止外界冷空氣進入,使讀數偏低。當熱電偶和傳感器安裝在戶外時,熱電偶和傳感器的接線盒面蓋應向上,入線口應向下,以避免雨水或灰塵進入接線盒,而損壞熱電偶接線盒內的接線影響其測量精度。熱電偶溫度計由于其補償導線的材料硬度較高,非常容易從接線柱脫離造成斷路故障,因此要接線良好不要過多碰動溫度計的接線并經常檢查,以獲得正確的測量溫度。
3.2 熱電阻溫度計
熱電阻安裝時,其插入深度不小于熱電阻保護管外徑的8倍～10倍,盡可能使熱電阻受熱部分增長。熱電阻盡可能垂直安裝,以防在高溫下彎曲變形。熱電阻在使用中為了減小輻射熱和熱傳導所產生的誤差,應盡量使保護套管表面和被測介質溫度接近,減小熱電阻保護套管的黑色系數。當用與熱電阻相配的二次儀表測量溫度時,熱電阻安置在被測溫度的現場,而二次儀表則放置在操作室內。如果用不平衡電橋來測量,那么連接熱電阻的導線都分布在橋路的一個臂上。為減小由同熱電阻阻值的變化一起加在不平衡電橋的一個臂上引起的誤差,一般在測溫熱電阻與儀表連接時,采用三線制接法。
4、常見故障比較
熱電偶的常見故障有:如果指針不移動。可能是線路斷路或短路,毫伏計的鎖緊裝置沒撥開,熱電偶燒斷;如果指針及反轉。原因是線頭接反;如果指示溫度偏高。主要原因可能是熱電偶和毫伏計的分度號不一致,外電阻過小,儀表零點不對,毫伏計有問題;如果指示溫度偏低。這種故障的原因比較復雜,可能是熱電偶裝置的位置不能代表被測物溫度,熱
電偶使用時間過長而被老化,補償導線接反,線路接觸不良,外電阻過大,儀表零點不對,熱電偶冷端的溫度有變化;如果指示不穩定,忽高忽低。主要原因是線路接觸不良或儀表受震動。保護管破損,瓷保護管的炸裂主要由于激烈碰撞所造成。金屬保護管般是被碰彎或燒化。熱電阻的常見故障有:在現場如果顯示儀表指示低或者不穩,可能是保護管內有了金屬屑、灰塵、接線柱有積灰,另外可以用萬用表測量看是不是熱阻出現了短路的現象。如果顯示儀表指示無窮大、很大的情況,可能是熱電阻出現斷路,引出線斷路。如
果指示為負值,那接線出錯,熱阻短路就很有可能成為發生此種情況的原因所在。如果溫度-電阻值函數關系有變,電阻絲有可能受到了腐蝕發生變質情況。通過以上思路我們可能很快就能找到其故障原因。
5、日常維護比較
熱電偶在實際使用時特別要注意補償導線的使用。通常接在儀表和接線盒之間的補償導線,其熱電性質與所用熱電偶相同或相近,與熱電偶連接后不會產生大的附加熱電勢,不會影響熱電偶回路的總熱電勢。高溫狀態下,不宜插入和拔出陶瓷管熱電偶,必要時也只能緩慢地插入或拔出,以免瓷管炸裂;使用前必須調整外電阻值,使其合乎毫伏計表面上規定的要求;使用時要測定熱電偶的冷端溫度,并修正熱端測定的溫度值。使用中必須定期檢驗,一般是半年一次。
熱電阻在使用前必須檢查它的好環,簡易的檢查方法是將熱電阻從保護管中抽出,用萬用表測量其電阻。若萬用表讀數為“0"或者萬用表讀數<R0值,則該熱電阻已短路,必須找出短路處進行修復;若萬用表讀數為“∞",則該熱電阻已斷路,不能使用;若萬用表讀數比R0的阻值偏高一些,說明該熱電阻是正常的。熱電阻的阻值不正確時,應從下部端點交叉處增減電阻絲,而不應從其它處調整。*調好后應將電阻絲排列整齊,不能碰接,仍按原樣包扎好。經修復的熱電阻,必須經過檢定合格后方可使用。
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