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工业温度仪表的选型与使用

2016-5-16 14:30:43  来源:中国计量测控网 
字号: 13号字 16号字

一、温度仪表的选型

根据多年的工作实践,我认为温度仪表的选型应该从以下几个方面来进行综合考虑。

1.从工艺上考虑:选用仪表必须了解生产工艺的一般情况,根据生产工艺要求的温度范围、允许误差以及是否对温度进行记录或控制来选择测温方法及测温传感器的种类、分度号、等级以及显示仪表种类、量程和准确度等级。为提高读数准确度,被测量高温度尽量接近仪表测量上限,最低温度接近下限,要求整个测温系统的综合误差应小于工艺要求的测量允许误差。

2.从适用方面:根据测温条件,如介质成分、环境、安装位置来确定仪表的结构类型、尺寸及特殊要求。

3.从经济角度考虑:在满足测量温度要求的条件下,尽量选用低准确度、小量程、通用性、结构简单、功能少、价格低廉的仪表,而且种类不宜多,有利互换,也可减少备件,便于维修和管理。对于一台炉子若干温区或多台相同炉子可用多点测量仪表。

此外,还要考虑使用安全、方便。

二、温度仪表的使用

在选择温度仪表后,安装和使用也是十分重要的,其正确与否直接影响测量准确度。例如:实际工作中,仪表使用一段时期后,其信号线接头处容易松动或氧化,使接触电阻增加,轻者造成信号损失,降低测量准确度,重者造成仪表不能正常工作,原因就是安装不当、接头多所致。在生产现场中还经常出现一次仪表和二次仪表都合格,而测量温度却比实际温度偏低,有的甚至造成热处理件因温度过高而报废,造成经济损失,原因就是温度计安装不良,有的是插入深度不够;有的是插口处没有密封好,造成热量损失,使测温点处温度降低。在测量准确度要求较高的场合,有的因没有按仪表的要求配接外线电阻,虽选择了合适的仪表,但总是达不到要求的测量准确度。以上都是因没有注意测温仪表的正确安装和使用所造成。

(一)温度计的安装

1.在测量管道温度时,应保证温度计与流体充分接触,以减少测量误差。因此,安装温度计应迎着被测介质流向插入,至少与被测介质正交(成90°),切勿与被测介质行成顺流。如图1所示:

 

缺插图!

图1 温度计安装示意图之一

2.温度计的感温点应处于管道中流速最大处,一般来说热电偶、铂电阻、铜电阻的保护套管的末端分别越过流速中心线(4~10)mm、(50~70)mm、(25~30)mm。

3.温度计应有足够的插入深度,以减少测量误差。为此,温度计应斜插安装或在弯头处安装。如图2所示:

 

缺插图!

图2 温度计安装示意图之二

4.若工艺管道过小(直径小于80mm),安装温度计应安装扩大管。如图3所示:

 

缺插图!

图3 小工艺管道安装示意图

5.热电偶和热电阻温度计的接线盒出线孔应向下,以避免雨水或其它液体渗入影响测量。

6.为防止热量损失,测量元件应插在有保温层的管道或设备处。

(二)温度显示仪表的使用

1.配用热电偶或热电阻时,要检查测量元件分度号与仪表刻度分度号是否相符。

2.对配用热电偶或热电阻的动圈温度仪表,外线电阻应符合仪表刻度面板规定的数值。配热电偶的要求准确度±0.1Ω,配热电阻时则要求±0.01Ω。由于热电偶冷热态时阻值相差很大,所以应在热电偶工作温度下配置仪表外接电阻,否则会产生很大的误差。如:长度为1m的S型热电偶,在0℃时电阻为1Ω,若插入深度为0.5m,温度上升到1300℃,电阻值可达5Ω左右,此时热电偶内阻变化对仪表准确度的影响为:

(19-15)÷(200+15)×100%=1.86%

已远远超过了1.0级动圈表允许的1%的基本误差。

3.配用热电偶动圈温度仪表使用前机械零点的调整,应在测量端开路的情况下进行。如采用补偿导线和冷端补偿器,应调至冷端补偿器的基准温度(一般为20℃);只用补偿导线时,调到仪表的周围室温;前两者都不用时,调至零度。

4.动圈表配用热电阻时,应采用三线制接法,采用二线制接法会产生相当大的误差。如:(0~50)℃分度号为BA1的动圈表,当采用二线制时,铜导线电阻为5Ω,当环境温度变化10℃,导线电阻就变化0.2Ω,其增加误差0.2÷(55.06-46)×100%=2.2%,可见影响是相当大的,特别是对小量程的仪表,一定采用三线制接法。

5.信号导线尽量避免有接头,并且要有良好的绝缘,不能与交流输电线合用一根穿线管。

6.显示仪表、热电偶、补偿导线三者型号要相一致,而且补偿导线的极性也不可接错。即正极与正极相连,负极与负极相连,否则引起的误差相当可观。下面我们来看看K分度号的热电偶与其相配补偿导线接反,将带来的误差。如图4所示:设tn=80℃ t=20℃

 

缺插图!

图4

其误差为

2EAB(tn,t0)=2[E(80,0)-E(20,0)]

=2(3.267-0.798)=4.938mV

K型偶(20~80)℃的微分电势是0.04115mV/℃

其误差4.938÷0.04115=120℃是多么可观。

综上所述,温度仪表的选型与使用,要从准确确度、灵敏性、快速性、稳定性、可靠性和经济性着眼。从测温要求和条件入手,具体情况具体分析,统筹兼顾,综合考虑。并且要正确安装,合理使用,才能达到满意的测温效果。

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