石油化工, 溫度計, 選型, 設(shè)計2  溫度------是表示物體冷熱程度的物理參數(shù)。
 ?  測量溫度的方法：（從測量體與被測介質(zhì)接觸與否來分）
 l  接觸式測量（即通過測量體與被測介質(zhì)的接觸來測量物體的溫度）；

 l  非接觸式測量（即通過接收被測物體發(fā)出的輻射熱來判斷溫度）。

 日前工業(yè)上常用溫度計及其測溫原理、測溫范圍，使用場合等見下表。
 ?  各測量溫度方法的特點：
 l  接觸式測溫：簡單、可靠、測量精度較高。但由于要達到熱平衡，因而產(chǎn)生了滯后。而且可能與被測介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。不能應(yīng)用于很高溫度的測量。
 l  非接觸式測溫：其測溫范圍很廣，其測溫上限原則上不受限制；測溫速度比較快，而且可以對運動體進行測量，但一般測溫誤差較大。
 電的測溫儀表精度高，信號又便于傳輸。因此熱電偶和熱電阻在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
 2. 熱電偶溫度計
 ?  熱電偶溫度計測溫原理：
 熱電偶的測溫原理：是利用熱電偶的熱電效應(yīng)來測量溫度的。
 2  熱電效應(yīng)-----將任意兩種不同的導(dǎo)體A、B組成一個閉合回路(由圖3-l、3-2所示)，只要其連接點l、2溫度不同，在回路中就產(chǎn)生熱電動勢的現(xiàn)象。
   從物理上看，熱電偶回路產(chǎn)生的熱電動勢主要是由接觸電勢組成的。當兩種不同導(dǎo)體A、B接觸時，由于導(dǎo)體兩邊的自由電子密度不同，在交界面上便產(chǎn)生電子的互相擴散。擴散達到平衡時，在A、B兩個導(dǎo)體間的電位差稱為接觸電動勢，其值決定于兩種導(dǎo)體的材料種類和接觸點的溫度。
     回路中的總電勢為： ，可見當 時， ，即存在熱電動勢。且有性質(zhì)：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體時，只要接入第三種導(dǎo)體的兩個接點溫度相等，回路中總電勢值不變。熱電偶的這種性質(zhì)在使用上有著重要的意義，它使我們可以方便地在熱電偶中接入所需的測量儀表和導(dǎo)線來測量溫度。
      由熱電偶測溫原理可知，測溫關(guān)鍵要使冷端溫度恒定或相等（使用補償導(dǎo)線給以解決）。
      為了消除冷端溫度變化（即冷端溫度不為0度時，因為儀表的分度表是在冷端溫度為0度的條件下得到的）對測量精度的影響，可采用冷端溫度補償。
 ?  冷端溫度補償（常用方法）
 l  補償電橋法
電橋在0℃時處于平衡狀態(tài)。當冷端溫度升高時，補償電阻器 也隨著增大，可以使得 的大小不隨冷端溫度而變化。
 l  計算校正法（微機測溫常用）
 利用補償導(dǎo)線使熱電偶冷端延伸到了溫度相對恒定的地方，但只要冷端溫度不為0度，則必須對指示值進行校正。
其中 為所測得的熱電勢； 可在測的 后查表得出電勢； 為校正后的熱電勢，經(jīng)查表可得出實際溫度 。
 舉例：見書[例3-1]
?  工業(yè)常用熱電偶外型結(jié)構(gòu)形式：
 l  普通型熱電偶，主要由熱電極、絕緣管、保護套管、接線盒、接線端子組成；
 l  鎧裝熱電偶；
 l  多點式熱電偶；
 此外，還有隔爆熱電偶、表面熱電偶、抽氣熱電偶等，適用于各種特殊場合。
 ?  熱電偶分類
  標準熱電偶：S、B、K三種
 l  非標準熱電偶：
 ?  常用熱電偶選用
 幾種工業(yè)常用熱電偶的測溫范圍和使用特點列于表3—3中。（注意適用場合和使用溫度范圍）
 3. 熱電阻溫度計
    ?  測溫原理：是基于金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻會隨溫度的變化而變化的特性。因此只要測出感溫元件熱電阻的阻值變化，就可測得被測溫度。
 ?  結(jié)構(gòu)組成：一般包括電阻體、絕緣子、保護套管和接線盒等部分。
 ?  特點：測量精度高，在測量500 以下溫度時，它的輸出信號比熱電偶大得多，性能穩(wěn)定，靈敏度高，可在1K—1000 范圍內(nèi)測溫。另外熱電阻溫度計的輸出是電信號，便于遠傳，同時又不需要冷端溫度補償。所以在中低溫(—200—650 )測量中得到了廣泛的應(yīng)用。
 ?  熱電阻分類
 l  鉑電阻：物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，測溫精度高。
 l  銅電阻：價格便宜，電阻與溫度呈線性關(guān)系。在—50～150 測溫范圍內(nèi)穩(wěn)定性好，在測量精度要求不很高、溫度較低的場合廣泛應(yīng)用。
 l  半導(dǎo)體熱敏電阻：將一些金屬氧化物按一定比例混合、壓制和燒結(jié)而成。它的體積小，因此熱慣性小，適用于快速測溫，靈敏度高；但非線性嚴重，互換性差，測溫范圍較窄（-50～300 ）。
 4. 溫度檢測儀表的選用
 ?  溫度檢測儀表的選擇原則
 l  必須滿足生產(chǎn)工藝要求。根據(jù)測溫范圍和精度等級確定儀表量程及其精度等級。
 l  必須注意儀表的工作環(huán)境。
 還要注意儀表的安裝與正確使用。
5. DDZ-Ⅲ型溫度變送器
 2  變送器-----一種將被測的過程參數(shù)(如溫度、壓力等)變換成標準統(tǒng)一信號的儀表。
 ?  DDZ儀表(電動單元組合儀表：DDZ儀表有兩大系列，即DDZ-Ⅱ型（以晶體管分立元件為基礎(chǔ)采用0～10mADC標準統(tǒng)一信號）和DDZ-Ⅲ型（以集成電路為基礎(chǔ)采用4～20mADC或l～5VDC標準統(tǒng)一信號）。
 ?  溫度變送器作用：將溫度或mVDC信號變換成標準統(tǒng)一信號，其輸出給顯示儀表或調(diào)節(jié)器實現(xiàn)對溫度的顯示或自動控制。
 ?  變送器的量程調(diào)整、零點調(diào)整和零點遷移的概念
 2  量程調(diào)整（滿度調(diào)整）-----目的是使變送器的輸出信號的上限值 (Ⅲ型變送器為20mADC)與測量范圍的上限值 相對應(yīng)，即提高測量精度。量程調(diào)整相當于改變變送器的輸入輸出特性的斜率，如圖3—5所示。
2  零點調(diào)整和零點遷移-----其目的都是使變送器輸出信號的下限值 。(即標準統(tǒng)一信號下限值)與測量范圍的下限值 相對應(yīng)。在 ＝0時為零點調(diào)整；在 時為零點遷移。正遷移、負遷移。
意義：工程應(yīng)用中變送器進行零點遷移與量程調(diào)整可以提高其靈敏度。（舉例）
 ?  DDZ—Ⅲ型溫度變送器主要特點、優(yōu)點：
 l  采用了線性集成電路，提高了儀表的可靠性，穩(wěn)定性及各項技術(shù)性能。
 l  采用了線性化電路，使變送器的輸出信號和被測溫度呈線性關(guān)系。
 l  采取了安全火花防爆措施，可用于危險場所中的溫度或直流毫伏測量。
 ?  Ⅲ型溫度變送器的種類：
 l  熱電偶溫度變送器：輸入熱電勢毫伏信號
 l  熱電阻溫度變送器：輸入熱電阻信號給輸入回路
 l  直流毫伏溫度變送器：輸入直流毫伏信號
 這三種溫度變送器在線路結(jié)構(gòu)上都由放大單元和量程單元組成。
 ?  DDZ—Ⅲ型溫度變送器結(jié)構(gòu)（見下圖）
 量程單元：作用是實現(xiàn)熱電偶冷端溫度補償、整機調(diào)零和調(diào)量程。
 放大和輸出單元：作用是將量程單元輸出的直流毫伏信號進行電壓及功率放大，然后整流輸出電流、電壓信號（4～20mADC或l～5VDC標準統(tǒng)一信號）。
?  DDZ—Ⅲ型溫度變送器工作原理
 熱電偶的熱電勢 與調(diào)零調(diào)量程回路的信號 和非線性反饋回路的信號 進行綜合后，輸入放大單元進行處理，變送器輸出為4～20mADC或l～5VDC標準統(tǒng)一信號。
 Ⅲ型溫度變送器的輸出電流或電壓信號與被測溫度是成線性關(guān)系的，即熱電勢 與 成線性關(guān)系。