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仪表培训教程PPT

  • 素材大小:5.9 MB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2016-01-19
  • 素材类别:培训教程PPT
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:仪表
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是一个仪表培训教程PPT,主要介绍了热工测量基本知识、热工测量仪表的组成及分类、测量误差、仪表的质量指标、温度测量仪表及其维护等内容。

PPT预览

仪表培训教程PPT

PPT内容

热工测量基本知识
温度测量仪表及其维护
1、温标
为了保证温度量值的准确和利于传递,需要建立一个衡量温度的统一标准尺度,即温标。
利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规律,通过这些量来对温度进行间接测量。
经验温标
华氏温标
1714年德国人法勒海特(Fahrenheit)以水银为测温介质,制成玻璃水银温度计。
           按照华氏温标,则水的冰点为32℉,沸点为212℉,中间线性等分180格,每格为1℉
经验温标
摄氏温标
         1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下,把水的冰点规定为0度,水的沸点规定为100度。中间等分为100格,每格1℃
         摄氏温度和华氏温度的关系为
         T ℉ = 9/5t℃ + 32
   t℃   = 5/9 (T ℉  - 32)
热力学温标
热力学温标是由开尔文(Ketvin)在1848年提出的,以卡诺循环(Carnot cycle)为基础。
热力学温标是国际单位制中七个基本物理单位之一。
热力学温标为了在分度上和摄氏温标相一致,把理想气体压力为零时对应的温度——绝对零度与水的三相点温度分为273.16份,每份为1 K (Kelvin) 。
国际温标
指导思想:尽可能地接近热力学温标,复现精度要高,制作较容易,性能稳定,使用方便;
1989年7月第77届国际计量委员会批准建立了新的国际温标,简称ITS一90。
ITS一90基本内容为:
 重申国际实用温标单位仍为K;
 国际摄氏温度和国际实用温度关系为:
把整个温标分成4个温区,其相应的标准仪器  如下:①0.65—5.0K,用3He和4He蒸汽温度计;
           ②3.0—24.5561K,用3He和4He定容气体温度计;
           ③13.803K—961.78℃,用铂电阻温度计;
        ④961.78℃以上,用光学或光电高温计;
 新确认和规定17个固定点温度值以及借助依据这些固定点和规定的内插公式分度的标准仪器来实现整个热力学温标。
测温方法分类及其特点
根据测温的物质(感温元件)是否与被测温物质(被测物体)相接触,通常可分成接触式和非接触式两大类。
接触式温度测量
非接触式温度测量
接触式温度测量
测温精度相对较高,直观可靠及测温仪表价格相对较低;
由于感温元件与被测介质直接接触,从而要影响被测介质热平衡状态,而接触不良则会增加测温误差;被测介质具有腐蚀性及温度太高亦将严重影响感温元件性能和寿命等缺点。
非接触式温度测量
感温元件不与被测对象直接接触,而是通过接受被测物体的热辐射能(或亮度)随温度变化的原理测定物体温度;
非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布,热惯性小,测温上限可设计得很高,便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。(1000℃以上),非接触测温准确度低于接触法。
接触式与非接触式测温特点比较
各类温度检测方法构成的测温仪表的大体测温范围
测温仪表的选用
    1、根据工艺要求正确选用温度测量仪表的量程和精度,正常使用的测温范围一般为全量程的30%~90%之间。
     2、用于现场进行接触式测温的仪表有玻璃温度计(用于指示精度较高和没有振动的场合)、压力式温度计(用于就地集中测量、要求指示清晰的场合)、双金属温度计(用于指示清晰、有振动的场合)、半导体温度计(用于间断测量固体表面温度的场合)
     3、用于远传接触式测温的有热电偶、热电阻。应根据工艺条件与测温范围选用适当的规格品种、惰性时间、连接方式、补偿导线、保护管套与插入深度等。
测温仪表的选用
    4、测量细小物体和运动物体的温度,或测量高温,或测量具有振动、冲击而又不能安装接触式测量仪表的物质的温度,应采用光学高温计、辐射高温计、光电高温计与比色高温计等非接触式温度计。
    5、用辐射高温计测温时,必须考虑现场环境条件,如受水蒸汽、烟雾、一氧化碳、二氧化碳、臭氧、反射光等影响,并采取相应措施,防止干扰。
热膨胀式测温方法
玻璃温度计
压力温度计
双金属温度计
根据测温转换的原理,接触式测温又可分为膨胀 (包括液体和固体膨胀) 式,热阻 (包括金属热电阻和半导体热电阻) 式、热电(包括热电偶和PN结)式等多种形式。
膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀的原理,分为液体膨胀式和固体膨胀式两类。
膨胀式温度计种类很多,按膨胀基体可分成液体膨胀式玻璃温度计、液体或气体膨胀式压力温度计及固体膨胀式双金属温度计。
玻璃温度计
玻璃液体温度计简称玻璃温度计,是一种直读式仪表。水银是玻璃温度计最常用的液体,其凝固点为-38.9℃、测温上限为538℃。
玻璃温度计特点:结构简单,制作容易,价格低廉,测温范围较广,安装使用方便,现场直接读数,一般无需能源,易破损,测温值难自动远传记录。
玻璃温度计的分类:
全浸式:测温准确度高,但读刻度困难,使用操作不便。
局浸式:读数容易,但测量误差较大,即使采取修正措施其误差比全浸式仍要大好几倍或更多。
V形工业玻璃温度计
注意事项
 (1)温度计不宜平放和平装,保存与安装时都应使玻璃温度计直立, 而且测温泡在下部。如果倾斜安装也应使测温泡在下部。
(2)使用时应检查液柱是否脱离,测温泡内是否含有气泡, 如果液柱脱离可以缓慢加热或微振动起来消除。
(3)对于全浸式温度计,安装深度应满足要求,对于工业用玻璃管温度计,则应将尾部全部插入被测介质中。
注意事项
(4)被测介质具有一定压力时,应在测温处焊上(或用螺丝旋紧)测温套管为减少热阻,测温套管壁不宜太厚(一般为1-2mm)。
(5)测量流体温度时,温度计不能顺向安置,应逆向安放,或与流向垂直或有一定倾斜角,而且测温套管的插入深度要超过中心线。使测温泡刚好位于中心线上。
压力温度计
压力温度计是根据一定质量的液体、气体、蒸汽在体积不变的条件下其压力与温度呈确定函数关系的原理实现其测温功能的。
压力温度计的典型结构示意图
这类压力温度计其毛细管细而长(规格为1—60m)它的作用主要是传递压力,长度愈长,则使温度计响应愈慢,在长度相等条件下,管愈细,则准确度愈高。
压力温度计和玻璃温度计相比,具有强度大、不易破损、读数方便,但准确度较低、耐腐蚀性较差等特点。
电接点压力式温度计
双金属温度计
固体长度随温度变化的情况可用下式表示:
基于固体受热膨胀原理,测量温度通常是把两片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起,构成双金属片感温元件当温度变化时,因双金属片的两种不同材料线膨胀系数差异相对很大而产生不同的膨胀和收缩,导致双金属片产生弯曲变形。下图是双金属温度计原理图:
双金属温度计原理图
双金属温度计的感温双金属元件的形状有平面螺旋型和直线螺旋型两大类,其测温范围大致为-80℃—600℃,精度等级通常为1.5级左右。
双金属温度计抗振性好,读数方便,但精度不太高,只能用做一般的工业用仪表。
双金属温度计
热电偶测温方法
热电偶测温:热电偶是工业和武备试验中温度测量应用最多的器件,它的特点是测温范围宽-271~2800℃;性能稳定、准确可靠、测量精度高;输出直接为电信号,可以远传,便于集中检测和自动控制,且动态响应较好; 结构简单;可适应各种测量对象的要求,如快速、小尺寸、点测温等。
测温原理
热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,由于这种热电效应现象是1821年塞贝克(Seeback)首先发现提出,故又称塞贝克效应(如图所示)。
热电偶闭合回路中产生的热电势由两种电势组成:温差电势和接触电势。
温差电势是指同一热电极两端因温度不同而产生的电势。
热电偶接触电势是指两热电极由于材料不同而具有不同的自由电子密度,而热电极接点接触面处就产生自由电子的扩散现象,当达到动态平衡时,在热电极接点处便产生一个稳定电势差。
热电偶两热电极分别叫 A(为正极)和B(为负极),两端温度分别为        且      ;则热电偶回路总电势为:
热电偶分类及特性
为了得到实用性好,性能优良的热电偶,其热电极材料需具有以下性能:
   (1)优良的热电特性;
 (2)良好的物理性能 ;
 (3)优良的化学性能 ;
 (4)优良的机械性能 ;
 (5)足够的机械强度和长的使用寿命;
 (6)制造成本低,价值比较便宜。
 

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