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温度仪表测量方法的比较与选择
温度测量和流量、压力、液位测量一样,常常受到被测介质各种复杂性质及环境条件的约束,接触式测温方法尤其如此。温度测量涉及测温元件与被测对象之间的热量交换,因此传热好坏、热损失、热惯性以及温度场分布都会影响到测温结果。
但对于温度测量,生产工艺及流体特性对测量方法的影响,比起流量、液位测量要小。温度测量方法在大部分场合中都是能工作的。因此,诸如价格、精度、响应时间、可维护性,甚至某些传统习惯都成为选择温度测量方法的考虑因素。
一、各种温度测量方法的比较
1. 玻璃温度计
优点:①结构简单;②使用方便;③测量精度较高;④价格低廉。
缺点:①测量上限和精度受玻璃质量的限制;②易碎;③不能远传。
2. 压力式测温系统(压力式温度计)
这是早期应用于生产过程温度测量的方法之一。压力式测温系统现在仍然是就地指示和控制温度应用十分广泛的测量方法。带电接点的压力式测温系统作为电路接点开关,用于就地温度位式控制。
压力式测温系统适用于对铜或铜合金不起腐蚀作用的场合。
优点:①结构简单,机械强度高,不怕震动;②价格较低;③不需要外部能源。
缺点:①测温范围有限制;②热损性大,响应时间较慢;③仪表密封系统(温包,毛细管,弹簧管)损坏难于修理,必须更换;④测量精度受环境温度、温包按照位置影响较大;⑤毛细管传送距离有限制。
3. 双金属温度计
双金属温度计也是用途十分广泛的就地温度计。
优点:①结构简单,价格低;②维护方便;③比玻璃温度计坚固、耐震、耐冲击;④示值连续。
缺点:测量精度较低
4. 热电阻
热电阻测量精度高,可作标准仪器用。热电阻广泛用于生产过程各种介质的温度测量,输出信号可远传监视、控制用。
优点:①测量精度高;②再现性好,可保持多年稳定性、精确度;③响应速度快;④与热电偶相比它不需要冷点温度补偿。
缺点:①价格较热电偶贵;②需外接电源;③热惯性较大;④避免使用在有机械振动的场合。
铠装热电阻是将温度检测元件、绝缘材料、导线三者焊在一根金属管内,因此它的外径可以做的很小,具有良好的机械性能,不怕振动。同时具有响应快、时间常数小的优点。铠装热电阻除感温元件外其他部分都可制成缆状结构,具有可挠性,可任意弯曲,适应各种负责结构场合的温度测量。
5. 热电偶
热电偶在工业测温中占了很大比重。生产过程远距离测温很大部分使用热电偶。
优点:①体积小,方便地按照;②信号可远传作指示,控制用;③与压力式温度计相比响应速度快;④测温范围宽;⑤价格低;⑥精度高;⑦再现性好;⑧校验容易。
缺点:①热电势与温度之间呈非线性关系;②精度比热电阻低;③在同样条件下,热电偶接点容易老化。
6. 光学高温计
光学高温计结构较简单,轻巧便携,使用方便作为一种简易仪表使用在金属冶炼、玻璃熔融、热处理等工艺过程中实现非接触温度测量。主要缺点是测量靠人眼比较,容易引入主观误差。
7. 辐射温度计
辐射温度计包括采用热电堆位检测元件的全辐射温度计和采用光敏元件、热敏元件以及光电池为检测元件的部分辐射温度计。它常用来测量移动或转动的物体温度。也可用于热电偶不能按照测量场合中的温度测量。
全辐射温度计结构较简单、牢固且价低,不需外接电源,输入信号可远传指示记录。
优点:①测量高温;②响应速度快;③非接触测温;④价格适中。
缺点:①非线性刻度;②被测对象辐射率、辐射通道中间介质吸收率会对测量造成影响。
部分辐射温度计测量精度较高,稳定性也好,可测温下限较低。缺点是结构较复杂,同样辐射通道中间介质吸收也会影响测量示值。
9. 比色温度计
比色温度计按它的结构可分为单通道和双通道两种。单通道比色温度计精度高,但结构复杂,双通道比色温度计结构较简单但精度低。它主要应用于测量表面发射率低、测量精度要求较高的场合。
二、温度仪表的选择
1. 就地温度仪表选择
在满足测量范围、工作压力、精确度要求下,应优先选用双金属温度计。
对于-80℃以下低温,无法近距离观察,有振动以及对精确度要求不高的场合可以选择压力式温度计。
玻璃温度计由于易受机械损伤造成汞害,一般不推荐使用(除作为成套机械,要求测量精度不高的情况下使用外)。
2. 温度检测元件的选择
热电偶适合一般场合,热电阻适合要求测量精度高、无振动场合。
根据对测量响应速度的要求选择:
热电偶 600s,100s,20s;
热电阻 90~180s,30~90s,10~30s,<10s
3. 根据环境条件选择温度计接线盒
普通式-条件较好场所。
防溅式-条件较好场所(防水式)。
防爆式-易燃、易爆场所。
4. 选择场合下的温度计选择
温度>870℃,氢含量大于5%的还原性气体、惰性气体及真空场所宜选用吹气热电偶或钨铼热电偶。
设备、管道外壁、转动物体表面温度测量可选择表面热电偶、热电阻或铠装热电偶、热电阻。
测量含坚固体颗粒场所可选择耐磨热电偶。
5. 根据被测介质条件选择测温保护管。
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