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温度仪表根据所用测温物质的不同和测温范围不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差温度计、辐射温度计、光测温度计等等。如果说离心泵是化工厂的“心脏”,那么测温仪表则是化工厂正常生产运行的标志。小7总结了化工厂测温常用六类仪表和故障维护。
根据所用测温物质的不同和测温范围不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差温度计、辐射温度计、光测温度计等等。
按测量原理温度检测仪表分类:接触测量法和非接触测量法。
接触测量法是测温敏感元件直接与被测介质接触。使被测介质与测温敏感元件
充分地进行热交换,使两者具有同一温度,达到测量的目的。
非接触测量法是利用物质的热辐射原理,测温敏感元件不与被测介质接触。
通过辐射和对流实现热交换,达到测量的目的。
各类温度计的原理与特点:
工业上常用测温仪表:
玻璃管液体温度计:
由装有液体的玻璃温包、毛细管和刻度标尺三部分组成。
缺点:不能自动记录、远传、易碎、有一定滞后。用得最多的是水银温度计;
主要误差原因:
零点永远位移;球部暂时变形;压力变化;刻度不准确;读书方法不准确;热滞效应;酒精温度表产生误差的特殊原因;最高温度表产生误差的特殊原因。
双金属温度计
双金属温度信号器
感元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成的,其一端固定,另一端(称为自由端)通过传动机构与指针相连。
当温度变化时,两金属片的线膨胀系数不同,自由端将朝着线膨胀系数小的一方发生弯曲,温度越高产生的线膨胀长度差越大,弯曲的角度也越大。
常用类型:
轴向型双金属温度计:指针盘与保护管垂直连接。
径向型双金属温度计:指针盘与保护管平行连接。
135°向型双金属温度计:指针盘与保护管成135°连接。
万向型双金属温度计:指针盘与保护管连接角度可任意调整。
在使用及维护过程中,尽量避免碰撞保护管,切勿使之弯曲变形。
如出现线性误差,可通过调整温度计后面的指针旋钮来调整温度指示不准的问题,调整后的温度计经校验合格后方可使用。
压力式温度计
由温包、毛细管和弹簧管组成
靠在密闭容器中液体、气体或蒸汽受热后压力的变化来测温的,根据压力的变化再推算出温度
当温包受热后,工作物质膨胀,压力升高,经毛细管传到弹簧管内,使弹簧管变形,自由端产生位移由传动系统带动指针指示温度。
当温包受热后,工作物质膨胀,压力升高,经毛细管传到弹簧管内,使弹簧管变形,自由端产生位移由传动系统带动指针指示温度。
热电阻温度计
热电阻的结构
热电阻是根据材料的电阻和温度的关系来进行测量的, 输出信号大, 准确度比较高, 稳定性好, 但元件结构一般比较大, 动态响应较差, 不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。
金属热电阻温度计由电阻体、绝缘套管和接线盒等组成, 使用最广泛的热电阻材料是铂和铜 。
铜热电阻结构
铂热电阻结构
电阻丝绕在云母、石英、陶瓷、塑料等绝缘骨架上,经过固定,外面再加上保护套管。
铠装热电阻的结构
故障维护:
常见故障是工业热电阻断路和短路。出现
断路,这是因为热电阻丝较细所致。断路和短路是很容易判断的,可用万用表的“×1Ω”档,如测得的阻值小于R0,则可能有短路的地方;若万用表指示为无穷大,则可判定电阻体已断路。
电阻体短路一般较易处理,只要不影响电阻丝长短和粗细,找到短路处进行吹干,加强绝缘即可。
电阻体断路修理必须要改变电阻丝的长短而影响电阻值,为此以更换新的电阻体为好,若采用焊接修理,焊接后要校验合格后才能使用。
热电阻测温系统在运行中常见故障及处理方法
热电偶温度计
热电偶示意图
能将温度转换为电压的传感器—热电偶
热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时, 就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。
热电偶温度计:薄膜热电偶、热套式热电偶、高温耐磨热电偶、快速微型消耗式热电偶
热电偶基本结构图
铠装型热电偶:用以测量狭小对象,结构细长、可弯曲;
薄膜热电偶用于火箭、飞机喷嘴温度测量,结构较薄,适用于-200~300℃的温度范围
故障维护:
辐射式温度计
是以热辐身与温度的对应关系
,其定量描述是黑体辐射定律。它可分为全辐射高温计、亮度式高温计和比色式高温计。例图亮度式温度计中的光学高温计:
隐丝式光学高温计
原理利用被测对象单色辐射亮度与可调电流的温度灯的亮度进行比较毫伏表6用来测量不同亮度时灯丝两端的电压降,以温度刻度表示。
钨丝灯作为亮度比较的标准,其灯丝亮度、加热电流与温度的关系已知可以用电流来表示亮度进而表示温度。
光纤温度计,
光导纤维简称光纤: 它以高速、高可靠性传送大量信息,具有不受电磁干扰、绝缘性好、安全防爆、损耗低、传输频带宽、容量大、直径细、重量轻、可挠曲和耐腐蚀等优点,被应用到信号检测领域. 目前采用最多的光纤为玻璃光纤,
是用比头发丝还细的石英玻璃丝制成的 。
由导光的纤芯及其周围的包层组成,包层的外面常有塑料或橡胶等保护套
液晶光纤温度计
光纤端面上配置液晶芯片,三种液晶以适当的比例混合,在10~45℃之间,颜色从绿到红 .这种传感器是利用光的反射系数随颜色而变化的原理来测量温度的。
荧光光纤温度计,
基于光致发光效应,粉末状的荧光物质制成晶片状,放置在传感器的端部作为感温元件。
几乎可在所有温度测量场合使用。测例如,各种工业窑炉、热处理炉温度测量、感应加热过程中的温度测量,尤其是钢铁工业中的高速线材、无缝钢管轧制,有色金属连铸、热轧等过程的温度测量等
不干扰被测对象温度场。
不会受到被测对象的腐蚀和毒化;
不必与被测对象同温,测量上限不受限制;
不必与被测对象达到热平衡,动态特性好;
但测量准确性受环境及对象性质影响较大。
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甲基丙烯酸甲酯,无色液体,易挥发,易燃.熔点为-48℃,沸点100-101℃,24℃(4.3kPa),相对密度0.℃),折射率1.4142,闪点(开杯)10℃,蒸气压(25.5℃)5.33kPa.溶于乙醇、乙醚、丙酮等多种有机溶剂,微溶于乙二醇和水.在光、热、电离辐射和催化剂存在下易聚合.
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