1溫度儀表的概述
溫度記錄儀
溫度儀表是眾多儀表中的一個(gè)分支，常見(jiàn)的溫度儀表有溫度計(jì)，溫度記錄儀，溫度送變器等。
溫度測(cè)量?jī)x表按測(cè)溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來(lái)說(shuō)接觸式測(cè)溫儀表測(cè)溫儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較高；但因測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，幫需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測(cè)量。非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件不需與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測(cè)量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。
溫度儀表通常分一次儀表與二次儀表，一次儀表通常為：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)、就地溫度顯示儀等二次儀表通常為溫度記錄儀、溫度巡檢儀、溫度顯示儀、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度變送器等
2溫度儀表常見(jiàn)的15種型號(hào)
1、 CIR210
2、Ti10
3、de-3003
4、FlukeTi20
5、2560系列
6、WRN-220(230)
7、WRQ-130
8、FLUKE紅外線測(cè)溫儀
9、HY9000系列
10、IR-AH
11、 WRNK-1316
12、DT-8869H
13、CIR310
14、TRM-WD120
15、TES-1304
16、YK-11A
3溫控儀表的種類
智能溫控儀表
智能溫控儀表由單片機(jī)控制，可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信號(hào)。具有PV、SV值變送功能。五種輸出方式只須插上相應(yīng)模塊即可，正反控制任意設(shè)置；性能高、質(zhì)量好，低價(jià)格，提供了四種報(bào)警方式；手動(dòng)自動(dòng)切換。主控有兩位式、PID兩種控制方式。智能溫控儀表出廠前進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，提高了儀表的可靠性。溫控儀表常見(jiàn)的故障一般是操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。儀表帶有RS-485多主機(jī)通訊方式與上位機(jī)連接，通過(guò)通訊協(xié)議的配合，可以構(gòu)成DCS操作系統(tǒng)。
數(shù)顯溫控表
數(shù)顯溫控儀表為三位或四位數(shù)碼管顯示，單一信號(hào)輸入。并應(yīng)用了*的抗干擾技術(shù)，精度高，控制效果好，安裝方便。并有二位式、三位式、上下限位差、時(shí)間比例、可控硅連續(xù)調(diào)節(jié)式、位式PID、PID連續(xù)調(diào)節(jié)等多種控制方式。產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到*水平。溫度儀表根據(jù)需要還可增加超溫報(bào)警功能，可廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、紡織、塑料、制冷、烘箱等用作溫度測(cè)量和自動(dòng)控制。
4溫度儀表的選用
溫度儀表種類選擇
溫度測(cè)控儀表從工作原理上可分為三類:指針式、數(shù)字式、智能型。
指針式儀表以傳統(tǒng)的動(dòng)圈儀表為主,特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，這使它至今仍在工業(yè)中被 采用,但其測(cè)量精度低，通常為1級(jí)~2.5級(jí),讀數(shù)誤差大；無(wú)變送輸出，因而越來(lái)越多地被數(shù)字 儀表所取代。
數(shù)字式儀表，如現(xiàn)在被大量使用的數(shù)顯表等，其測(cè)量準(zhǔn)確度比動(dòng)圈式有大幅度提高，一般為0.5%。數(shù)字顯示準(zhǔn)確直觀，無(wú)人為誤差。其控制方式大多為二位、三位式，也有少量模擬PID連 續(xù)調(diào)節(jié)方式。
隨著單片微處理器進(jìn)人儀表中，使儀表的結(jié)構(gòu)、性能、外觀等產(chǎn)生了巨大的變化，它實(shí)現(xiàn)了模 擬儀表無(wú)法想象的功能。這類智能化數(shù)字儀表不僅具有檢測(cè)、轉(zhuǎn)換、顯示、調(diào)節(jié)功能，還增加了程 序控制、故障自診斷、信息數(shù)據(jù)通信、遙測(cè)遙控等功能，以適應(yīng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的要求。
量程和準(zhǔn)確度的選擇
與在上節(jié)中介紹的溫度變送器選擇量程類似，選擇儀表的量程時(shí)，也應(yīng)依據(jù)實(shí)際使用范圍， 上、下留有一定余地,使在絕大部分情況下，測(cè)量數(shù)據(jù)不會(huì)超出量程。但也不能選擇過(guò)大量程，以 免降低測(cè)量準(zhǔn)確度和分辨能力。
在選擇儀表準(zhǔn)確度時(shí)，應(yīng)考慮到所配用的測(cè)溫元件的種類。若配用精度高的鉬電阻，儀表精 度可以適當(dāng)高些，如0.2%~0.5%。若配用工業(yè)級(jí)熱電偶，儀表精度為0.5%即可。
適應(yīng)能力
儀表對(duì)環(huán)境條件應(yīng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。一般來(lái)說(shuō),儀表應(yīng)能在-10℃~50℃、相對(duì)濕度小于 85%RH、電源波動(dòng)± (10~ 15)%條件下正常工作，且應(yīng)具有較強(qiáng)的抗共模、串模干擾能力。
控制方式
位式控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部只須配置一臺(tái)交流接觸器或固態(tài)繼電器即可工作,平時(shí)維護(hù)修理也 較簡(jiǎn)單方便。但其恒溫效果較差,存在固有的溫度波動(dòng),但仍適用于大量的、要求不太高的工業(yè) 現(xiàn)場(chǎng)。PID、自整定PID以及其他連續(xù)調(diào)節(jié)方式適用于對(duì)恒溫要求高的場(chǎng)合，但其價(jià)格較高。連續(xù)調(diào)節(jié)的執(zhí)行環(huán)節(jié)也有多種形式，常用的有移相觸發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)電流輸出、占空比調(diào)節(jié)等。移相 觸發(fā)調(diào)節(jié)功率已有很長(zhǎng)歷史，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)級(jí)調(diào)整，精度較高。但由于不是零電流起動(dòng)，di/dt很大， 對(duì)電網(wǎng)干擾嚴(yán)重，現(xiàn)在大功率控制中已不再采用，主要應(yīng)用于小功率、精密控溫的場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)調(diào) 節(jié)電流輸出，后須配接可控硅調(diào)功器，視需要可選擇過(guò)零觸發(fā)和非過(guò)零觸發(fā)型的，它適于工業(yè)大 功率調(diào)節(jié)控制。占空比調(diào)節(jié)方式，外部只需配接一只固態(tài)繼電器就可完成對(duì)強(qiáng)電的控制和弱、強(qiáng) 電之間的隔離，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，因而在各種設(shè)備的溫度控制中得到廣泛應(yīng)用。
溫度儀表選型舉例
(1)爐溫控制。爐溫控制范圍300℃~1000℃,380V三相電阻絲加熱，功率為50kW，要求波動(dòng)度在5℃左右。
建議選用K偶數(shù)字顯示二位式測(cè)量控制儀表，其量程為0℃~1200℃，分辨力1℃,繼電器動(dòng) 作滯后1℃~2℃。選用K型偶，在1000℃溫度下可以長(zhǎng)期工作，位式控制，外部只需一只三相交 流接觸器即可工作?？刂朴|點(diǎn)的動(dòng)作范圍是± (1~2)℃，再加上爐溫測(cè)量的滯后，爐溫的波動(dòng)度 也基本可以控制在要求范圍內(nèi)。
(2)恒溫箱控溫。要求測(cè)控溫范圍為100℃~400℃ ,220 V單相電阻絲加熱，功率為3kW， 溫度穩(wěn)定性要求達(dá)到±0.5℃。
由溫度穩(wěn)定指標(biāo)，選用位式控制已不能滿足恒溫要求?？蛇x用TMC300型溫度測(cè)控儀（沈陽(yáng) 儀表科學(xué)研究院生產(chǎn)）或其他同類產(chǎn)品。儀表采用鉬電阻作為溫度檢測(cè)元件，測(cè)控溫范圍 -50.0℃~600.0℃，分辨力0.1℃，測(cè)量精度0.2%，控制方式采用連續(xù)調(diào)節(jié)占空比。外部器件 只須配接一只單相的30 A/220 V固態(tài)繼電器。對(duì)于封閉的恒溫箱的溫度控制，其恒溫指標(biāo)可達(dá) 到 ± (0.1~0.3)℃。
5安裝方式
溫度儀表(通常所說(shuō)的一次儀表包括熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)，就地顯示儀等)安裝方式 溫度一次儀表安裝按固定形式可分為四種：法蘭固定安裝；螺紋連接固定安裝；法蘭和螺紋連接共同固定安裝；簡(jiǎn)單保護(hù)套插入安裝。
1、法蘭安裝 適用于在設(shè)備上以及高溫、腐蝕性介質(zhì)的中低壓管道上安裝溫度一次儀表，具有適應(yīng)性廣，利于防腐蝕，方便維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 法蘭固定裝方式中的法蘭一般有五種： (1)平焊鋼法蘭 HG 5010-58(碳鋼)，HG 5019-58(不銹鋼) (2)對(duì)焊鋼法蘭 HG 5014-58(平面對(duì)焊法蘭)，HG 5016-58(凹凸面對(duì)焊法蘭) (3)平焊松套鋼法蘭 HG 5022-58 (4)卷邊松套鋼法蘭 HG 5025-58(銅)，HG 5026-58(鋁) (5)法蘭蓋 HG 5028-58
2、螺紋連接固定 一般適用于在無(wú)腐蝕性介質(zhì)的管道上安裝溫度計(jì)，煉油部門按習(xí)慣也在設(shè)備上采用這種安裝形式，具有體積小，安裝較為緊湊的優(yōu)點(diǎn)。高壓(PN22MPa，PN32MPa)管道上安裝溫度計(jì)采用焊接式溫度計(jì)套管，屬于螺紋連接安裝形式，有固定套管和可換套管兩種形式。前者用于一般介質(zhì)，后者用于易腐蝕、易磨損而需要更換的場(chǎng)合。 螺紋連接固定中的螺紋有五種，英制的有1″、3/4″和1/2″，公制的有M33×2和M27×2。 熱電偶多采用1″或M33×2螺紋固定，也有采用3/4″螺紋的，個(gè)別情況也用1/2″螺紋固定。 熱電阻多用英制管螺紋固定，其中以3/4″為zui常用，1/2″有些也用。 雙金屬溫度計(jì)的固定螺紋是M27×2。 壓力式溫度計(jì)的固定螺紋是3/4″和M27×2兩種。 G3/4″與M27×2外徑很接近，并且都能擰進(jìn)1"2扣，安裝時(shí)要小心辨認(rèn)，否則焊錯(cuò)了溫度計(jì)接頭(凸臺(tái))就裝不上溫度計(jì)。
3、法蘭與螺紋連接共同固定 當(dāng)配帶附加保護(hù)套時(shí)，適用于有腐蝕性介質(zhì)的管道、設(shè)備上安裝。
4、簡(jiǎn)單保護(hù)套插入安裝 有固定套管和卡套式可換套管(插入深度可調(diào))兩種形式，適用于棒式溫度計(jì)在低壓管道上作臨時(shí)檢測(cè)的安裝。 測(cè)溫元件大多數(shù)安裝在碳鋼、不銹鋼、有色金屬、襯里或涂層的管道和設(shè)備上，有時(shí)也安裝在磚砌體、聚氯乙烯、玻璃鋼、陶瓷、糖瓷等管道和設(shè)備上。
6安裝注意事項(xiàng)
①溫度一次點(diǎn)的安裝位置應(yīng)選在介質(zhì)溫度變化靈敏且具有代表性的地方，不宜選在閥門、焊縫等阻力部件的附近和介質(zhì)流束呈死角處。 就地指示溫度計(jì)要安裝在便于觀察的地方。 熱電偶的安裝地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。 溫度一次部件若安裝在管道的拐彎處或傾斜安裝，應(yīng)逆著流向。 雙金屬溫度計(jì)在≤DN50管道或熱電阻、熱電偶在≤DN70的管道上安裝時(shí)，要加裝擴(kuò)大管。擴(kuò)大管要按標(biāo)準(zhǔn)圖制作(見(jiàn)第十章)。 壓力式溫度計(jì)的溫包必須全部浸入被測(cè)介質(zhì)中。
②溫度二次表要配套使用。熱電阻、熱電偶要配相應(yīng)的二次表或變送器。特別要注意分度號(hào)，不同分度號(hào)的表不能誤用。
③熱電偶必須用相應(yīng)分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線。熱電阻宜采用三線制接法，以抵消環(huán)境溫度的影響。每一種二次表都有其外接線路電阻的要求，除補(bǔ)償導(dǎo)線或電纜的線路電阻外，還須用錳銅絲配上相應(yīng)的電阻，以符合二次表的要求。
④電阻體通常使用三芯電纜或四芯電纜中的三芯，每一芯的電阻值可用下法測(cè)得。
⑤補(bǔ)償導(dǎo)線或電纜通過(guò)金屬撓性管與熱電偶或熱電阻連接。
⑥同一條管線上若同時(shí)有壓力一次點(diǎn)或溫度一次點(diǎn)，壓力一次點(diǎn)應(yīng)在溫度一次點(diǎn)的上游側(cè)。
⑦溫度二次儀表安裝較為簡(jiǎn)單。把單體調(diào)校合格的二次表按安裝說(shuō)明書分別安裝在的儀表盤上或框架上即可。 溫度二次儀表是近年來(lái)發(fā)展較快的一類顯示儀表，大多數(shù)指針指示的二次表(即動(dòng)圈指示儀)逐步被外形尺寸*一致的數(shù)字顯示溫度表所代替。但在安裝上沒(méi)有多大變化。
7故障維護(hù)技巧
一.該系統(tǒng)儀表多采用電動(dòng)儀表測(cè)量、指示、控制;
二.該系統(tǒng)儀表的測(cè)量往往滯后較大。
(1)溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到zui大或zui小，一般為儀表系統(tǒng)故障。因?yàn)闇囟葍x表系統(tǒng)測(cè)量滯后較大，不會(huì)發(fā)生突然變化。此時(shí)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補(bǔ)償導(dǎo)線斷線或變送器放大器失靈造成。
(2)溫度控制儀表渦街流量計(jì)系統(tǒng)指示出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象，多為控制參數(shù)PID調(diào)整不當(dāng)造成。
(3)溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)大幅緩慢的波動(dòng)，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當(dāng)時(shí)工藝操作沒(méi)有變化，則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。
(4)溫度控制系統(tǒng)孔板流量計(jì)本身的故障分析步驟：檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號(hào)是否變化，輸入信號(hào)不變化，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥膜頭膜片漏了;檢查調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號(hào)是否變化，輸入信號(hào)不變化，輸出信號(hào)變化，定位器有故障;檢查定位器輸入信號(hào)有變化，再查調(diào)節(jié)器輸出有無(wú)變化，如果調(diào)節(jié)器輸入不變化，輸出變化，此時(shí)是調(diào)節(jié)器本身的故障。
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