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化工仪表第3章5温度检测.ppt
报警与自控
量点不超过 10米
测量精度高 ,便于远距离、 结构复杂、不能测量高温 ,由
多点、集中测量和自动控制 于体积大 ,测点温度较困难
测温范围广 ,精度高 ,便于 需冷端温度补偿 ,在低温段测
远距离、多点、集中测量和 自动控制
量精度较低
-30 ~ 600 液体型 0 ~ 250 蒸汽型
-200 ~ 600 铂电阻 -50 ~ 150 铜电阻 -50 ~150(180)镍电阻 -100 ~200(300)热敏电阻 0 ~1300(1600)铂铑10-铂 -50 ~1000(1200)镍铬-镍硅
热电偶:两种不同的金属A和B构成闭合回路, 当两个接触端T﹥T0时,回路中会产生热电势。
热电势由两种材料的接触电势 和单一材料的温差电势决定
图3-57 热电现象
(1)接触电势
接触电势 不同金属材料内部的自由电子密度不同,当A和B材料接触
是,自由电子要从密度大的地方扩散到密度小的地方,从 而产生自由电子扩散现象。 自由电子从A扩散到B,扩散平衡时,A失去电子带正电荷, B得到电子带负电荷,因此在A、B接触处形成一定电位差, 即接触电势(帕尔帖电势)。
赛贝克(Seebeck)效应(热电效应)
1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。 即在这两种金属构成的闭合回路中,对两个接头的中一个 加热即可产生电流。在冷接头处,电流从铁流向铜。由于 冷、热两个端(接头)存在温差而产生的电势差e,就是温 差热电势。 这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装置称 为热电偶。a
非接触测温
温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过辐射能量进行热 交换,由辐射能的大小来推算被测物体的温度。 常用的非接触式测温仪表:
(1) 辐射式温度计:基于普朗克定理 光电高温计,辐射传感器,比色温度计。
(2) 光纤式温度计:光纤的温度特性、传光介质。 光纤温度传感器,光纤辐射温度计。
优点:不与被测物体接触,不破坏原有的温度场,在被测物 体为运动物体时尤为适用。
缺点:精度一般不高。
红外热像仪
一、概述
1.应用热膨胀原理测温
利用液体或固体受热时产生热膨胀的原理,可以制成膨胀式 温度计。
图3-52 双金属片
图3-53 双金Biblioteka 温度信号器1—双金属片;2—调节螺钉; 3—绝缘子;4—信号灯
一、概述
2.应用压力随温度变化的原理测温 3.应用热阻效应测温 4.应用热电效应测温 5.应用热辐射原理测温
二、热电偶温度计
热电偶
热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。
热电偶温度计由三部分组成:热电偶;测量仪表;连接热 电偶和测量仪表的导线。
图3-55 热电偶温度计测温系统示意图 1—热电偶;2—导线;3—测量仪表
图3-56 热电偶示意图
二、热电偶温度计
1.热电现象及测温原理
热电偶也叫温差电偶 是最早出现的一种热电探测器件
非接 触式 测温 仪表
光学高温 计
辐射高温 计
携带用、可测量高温、测温
时不破坏被测物体温度场
测温元件不破坏被测物体温 度场 ,能作远距离测量、报 警和自控、测温范围广
测量时 ,必须经过人工调整 ,有 人为误差 ,不能作远距离测量 , 记录和自控
只能测高温,低温段测量不准, 环境条件会影响测量精度,连续 测高温时须作水冷却或气冷却
化工仪表及自动化
第五节 温度检测及仪表
内容提要
概述
测温仪表的分类 温度检测的基本原理
热电偶温度计
热电偶 补偿导线与冷端温度补偿
热电阻温度计
测温原理 常用热电阻
内容提要
温度变送器 电动温度变送器 一体化温度变送器 智能式温度变送器
一、 概述
一、测温仪表的分类
反映了物体冷热的程度,与自然界中的各种物 理和化学过程相联系。 温度概念的建立及测量:以热平衡为基础的; 温度最本质的性质:当两个冷热程度不同的物体 接触后就会产生导热换热,换热结束后两物体处 于热平衡状态,则它们具有相同的温度。
容易破损、读数麻烦、一般只 能现场指示 ,不能记录与远传 精度低、不能离开测量点测量 , 量程与使用范围均有限
-100~100(150)有机液体 0 ~350(-30 ~ 650)水银
-80 ~ 600
结构简单、不怕震动、具有 精度低、测量距离较远时 ,仪
防爆性、价格低廉、能记录、 表的滞后性较大、一般离开测
分类 按测量方式 接触式与非接触式
一、概述
测温 方式
接 触 式 测 温 仪 表
温度计 种类
玻璃液体 温度计
双金属温 度计
压力式温 度计
电阻温度 计
热电偶温 度计
表3-3 各种温度计的优缺点及使用范围
优点
缺点
使用范围/℃
结构简单、使用方便、测量 准确、价格低廉 结构简单、机械强度大、价
格低、能记录、报警与自控
即在A两端形成一定电 位差,即温差电势(汤 姆逊电势)。
汤姆逊电势大小为:
T
eA (T ,T0 )
dT
T0
δ —— 汤姆逊系数,它表示温度为1℃时所产生 的电动势值,它与材料的性质有关。
帕尔帖电势大小为:
e AB
(T )
kT e
ln
NA NB
k —— 玻耳兹曼常数; K=1.38×10-23
T —— 接触面的绝对温度;
e —— 单位电荷量; e = 1.6×10-19C
NA——金属电极A的自由电子密度 NB——金属电极B的自由电子密度
(2)温差电势
温差电势 (汤姆逊电势)
在同一金属材料A中, 当金属材料两端的温度 不同时,两端电子能量 不同。温度高的一端电 子能量大,则电子从高 温端向低温扩散的数量 多,直至平衡。
700 ~ 3200 0 ~ 2000)
4
接触式测温
温度敏感元件与被测对象接触,经过换热后两 者温度相等。
常用的接触式测温仪表: (1) 膨胀式温度计。 (2) 热电阻温度计。 (3) 热电偶温度计。 (4) 其他原理的温度计。
特点:
优点:直观、可靠,测量仪表也比较简单。 缺点: 由于敏感元件必须与被测对象接触,在接触过程中就可 能破坏被测对象的温度场分布,从而造成测量误差。 有的测温元件不能和被测对象充分接触,不能达到充分 的热平衡,使测温元件和被测对象温度不一致,也会带来 误差。 在接触过程中,介质腐蚀性,高温时对测温元件的影响, 影响测温元件的可靠性和工作寿命。