11 温度检测及仪表.ppt
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1、华北电力大学 可再生能源学院 能源工程及自动化教研室 华北电力大学 太阳能中心,授课教师:朱红路,化工仪表及过程控制 第三章检测仪表与传感器 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,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、测温检测方法,温度不能直接测量,只能借助于冷热不同物体之间的热交换,以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。,分类,各种温度计的优缺点及使用范围,1.膨胀式温度计,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
2、温度计。,液体膨胀式(玻璃管温度计): 应用液体膨胀测量温度常用的有水银玻璃温度计,其结构简单,使用方便,但结构脆弱易损坏。 固体膨胀式(双金属温度计): 应用固体受热膨胀测量温度的方法一般是利用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起,构成双金属温度计。,水银温度计液体膨胀式温度计,双金属片,双金属温度计,2.应用压力随温度变化的原理测温,3.应用热辐射原理测温,任何物体,其温度超过绝对零度,都会以电磁波的形式向周围辐射能量。这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动产生的,其中与物体本身温度有关传播热能的那部分辐射,称为热辐射。而把能对被测物体热辐射能量进行检测,进而确定被测物体温度的仪
3、表,通称为辐射式温度计。辐射式温度计的感温元件不需和被测物体或被测介质直接接触,所以其感温元件不需达到被测物体的温度,从而不会受被测物体的高温及介质腐蚀等影响;它可以测量高达摄氏几千度的高温。而感温元件不会破坏被测物体原来的温度场;可以方便地用于测量运动物体的温度是此类仪表的突出优点。,1.热电偶的组成,热电偶,测量仪表,导线,感温元件为热电偶,热端,冷端,热端,(1)热电现象及测温原理,eAB(t),取两根不同材料的金属导线A和B,如上图将两端焊在一起,这样就组成了一个闭合回路。将接点1处加热,使其温度t高于接点2处的温度t0,那么在此回路中就有电势产生,如果将金属B断开,在回路中串联一只直
4、流毫伏计,如上图右,就可看到毫伏计中有电势指示,这就是热电现象。,不同金属具有不同的电子密度; 电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡; 两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场热电现象; 电场强度仅仅与金属A、B的材料及接触面温度t有关,温度越高,电子运动强度越剧烈,形成的热电势越大。,扩散作用,电场作用,金属A,金属B,热电势(eAB),金属A,金属B,+ +,- -,平衡时,eAB,测量原理,E(t、t0)= eAB(t)- eAB(t0) (3-64),R1,等效电路图,R1-热偶丝A的等效电阻 R2-热偶丝B的等效电阻 eAB(t)-1点的热电势 eAB(t0)-2点的热电势,2
5、,1,eAB(t0),(3)常用热电偶的种类,工业上对热电极材料的要求,在测温范围内其热电性质要稳定,不随时间变化; 在测温范围内要有足够物理、化学稳定性,不易被氧化或腐蚀; 电阻温度系数要小,电导率要高,组成热电偶后产生的热电势要大,其值与温度成线性关系或有简单的函数关系; 复现性要好,这样便于成批生产,而且在应用上也可保证良好的互换性; 材料组织均匀、要有韧性,便于加工成丝。,常用热电偶,关于分度表: 例1:热电偶分度表的用法?例如:查表求E型E(1023,0),E(1023,0)=9.8508mV,解:,(4)热电偶的构造及结构形式,热电偶的结构,热电极 绝缘管 保护套管 接线盒,采用一
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