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[理学]化工仪表自动化_第3章-5

化工仪表自动化 四川理工学院电信系自动化教研室 第三章 检测仪表与传感器 3.1 概述 3.2 压力检测及仪表 3.3 流量检测及仪表 3.4 物位检测及仪表 3.5 温度检测及仪表 3.6 现代检测技术与传感器的发展 3.5 温度检测及仪表 3.5 温度检测及仪表 温度是表征物体冷热程度的物理量,是物体分子运动平均动能大小的标志,是国际单位制(SI)7个基本物理量之一。 3.5 温度检测及仪表 温度是各种工业生产和科学实验中最普遍而重要的操作参数。 所有的过程都是在一定的温度条件下进行的; 温度决定一些反应能否进行和反应方向; 温度决定一些反应的进程程度; 温度显示反应的能量变化。 温度检测方法 温度的定量测量以热平衡现象为基础,两个受热程度不同的物体相接触后,经过一段时间的热交换,达到共同的平衡态后具有相同的温度。 温度测量范围甚广,有的处于接近绝对零度的低温,有的要在几千度的高温下进行。这样宽的测量范围,需用各种不同的测温方法和测温仪表。 温度检测方法 若按使用的测量范围分,常把测量600℃以上的测温仪表叫高温计,把测量600 ℃以下的测温仪表叫温度计。 若按用途分,可分为标准仪表、实用仪表。 若按工作原理分,则分为膨胀式温度计、压力式温度汁、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类。 若按测量方式分,则可分为接触式与非接触式两大类。 温度检测方法 温度测量方式: 采用接触式测温时,温度敏感元件与被测对象接触,依靠传热和对流进行热交换,二者需要良好的热接触,以获得较高的测量精度。 但是它往往会破坏被测对象的热平衡,存在置入误差。由于测量环境特点各异,对温度敏感元件的结构和性能要求较高。 温度检测方法 采用非接触式测温方法,温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过热辐射进行热交换,或者是温度敏感元件接收被测对象的部分热辐射能,由热辐射能的大小报出校测对象的温度。 这种方法测温响应快,对被测对象干扰小,可测量高温、运动的被测对象和有强电磁干扰、强腐蚀的场合。 温度检测方法 温度检测方法 温度检测方法 温度检测方法 温标 为了客观地计量物体的温度,必须建立一个衡量温度的标尺,简称温标。建立温标就是规定温度的起点及其基本单位。早期建立的华氏温标和摄氏温标都是根据物体体积的热胀冷缩现象制定的,通常称为经验温标。 华氏温标规定,冰点为32℉,水沸点为212 ℉ ,两者中间分180等份。 摄氏温标规定,冰点为0℃,水沸点为100℃,两者中间分100等份。 温度检测方法 华氏温标tF和摄氏温标tC的换算关系? 温度检测方法 国际实用温标 根据卡诺循环原理建立的热力学温标是一种理想的、科学的温标,但在实际上难以实现。 世界上实际通用的温标是国际实用温标,由其来统一各国之间的温度计量,这是一种协议温标。 第一个国际实用温标自 1927 年开始采用,随着科学技术的发展,对国际实用温标也在不断地进行改进和修订,使之更符合热力学温标,有更好的复现性和能够更方便地使用。 目前推行的国际实用温标定义为 1990 年国际温标 ITS—90 。 温度检测方法 ITS —90 国际温标中规定 热力学温度用符号 T90表示,单位为开尔文,符号为K。开尔文的大小为水的三相点热力学温度的1/273.16。 同时使用的国际摄氏温度的符号为t90,单位是摄氏度,符号为℃,每一个摄氏度和每一个开尔文的量值相同。 t90=T90-273.16 温度检测方法 温标的传递 国际实用温标系由各国计量部门按规定分别保持和传递,由定义固定点及一整套基准仪表复现温度标准,再通过基准和标准测温仪表逐级传递,各类温度计在使用前均要按传递系统的要求进行检定。 一般实用工作温度计的检定装置采用各种恒温槽和管式电炉,用比较法进行检定。 温度检测方法 1.膨胀式温度计 膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。 液体膨胀式温度计 利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度。 温度检测方法 固体膨胀式温度计 不同金属受热膨胀不同,双金属片在受热情况下发生弯曲而显示温度。 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。 温度检测方法 2.压力式温度计 应用压力随温度的变化来测温的仪表叫压力式温度计。它是根据在封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理而制成的,并用压力表来测量这种变化,从而测得温度。 温度检测方法 温包:它是直接与被测介质相接触来感受温度变化的元件,因此要求它具有高的强度,小的膨胀系数。 毛细管:传递压力;如果它的直径越细,长度越长、则传递压

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