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电工电子技术在电厂测温领域中的应用

摘要：在热电厂这类企业中，温度对循环的效率及生产安全有很大的影响，因此整个生产过程要随时对温度

进行测量以达到，对机炉的检测、调整、控制的目的保证系统的连续安全运行。本文介绍了温度测量的

,，

相关知识，介绍了“接触式”和“非接触式”两大类方法，并分别举例说明了介绍了其在在热电厂中的应用

情况。

1关于温度及测量的基本概念

温度是表征物体冷热程度的物理量,是一个很重要的物理参数。在自然界中,任何物理、化学过程都

紧密地与温度相联系,物质的许多物理现象和化学性质也都与温度有关。因此工业生产和科学实验都经常

需要测量温度参数。在热电厂这类企业中,温度作为一个最基本的状态参数，直接影响到动力循环的进程，

影响到热电厂的效率及安全性，因此整个生产过程要随时对温度进行测量,以达到对机炉的检测、调整、

控制的目的,保证系统的连续安全运行。而热电厂中有众多热力学过程，涉及到水蒸汽、气体、乏汽、烟

尘等各种物质，锅炉、汽轮机、回热器等系统以及蒸汽动力循环、回热循环、再热循环等各种循环，每一

过程都受到温度的影响，对温度的测量比较复杂。

温度测量在国民经济、国防建设、科学研究及日常生活中随处可见，其作用也是不言而喻。例如在热

电厂的生产过程中，锅炉内的温度监控不当可能引起停产甚至爆炸事故，如何选择测量方式正确测量温度

至关重要。

我们常常把温度测量分成高、中、低三种温度范围。一般称0℃以下为低温，0～630℃为中温，630℃

以上称高温超过4000℃以上常称超高温,进人等离子体测温范畴。在生活及工业实践中人们发现,很多

物质的物理特性都与温度有关,如物体的体积、尺寸变化、密度、硬度、弹性模量、导电率、导热率、热

电势、光电辐射强度等都是随着温度的改变而按某种规律变化。利用这些物质的相关特性作为测量温度的

依据,可做成“温度计”。温度计按其工作方式可分为接触式、非接触式2类,这2类测温装置在热电厂均

有广泛的应用。

2基本测量原理及方法

2.1两种测温方法比较

温度计按其工作方式可分为接触式、非接触式2类,这2类测温装置在热电厂均有广泛的应用。所谓

直接测温法就是将测温敏感元件与被测物体直接接触的方法，当敏感元件与被测对象达到热平衡时,由温

度的定义可知,此时敏感元件的温度就指示了被测物体的温度。热电偶,电阻温度计等都是典型的直接测

温的仪器。这种方法比较直观、测量准确，方法简便,但也有不少缺点，如高温高压或强腐蚀性环境对测

温仪器的损坏较大，影响使用寿命。同时接触式仪表需要将传感器预埋到被测元件中,可有些情况下不方

便实现甚至无法实现，即使实现也可能影响到被测温场的分布，此时就需要使用非接触式测温仪器来对物

体的温度进行测量。

非接触式测温仪器不需要与被测系统直接接触，而是将利用与温度有关的辐射、波等物理量，并将之

转换成电信号分析处理。由于不需要与被测物接触,在测量中不会由于引入测量元件而影响到被测温场的

分布；测量元件也不需要达到与被测介质相同的温度,因此可以有较高的测温上限；最后,因为它是利用光

辐射特性,所以可以实现快速测量。不难发现，非接触式测量相比传统的接触时测量有众多优点，因此有

逐渐替代传统测温方式的趋势。最常用的非接触式测量是利用物质的热辐射特性进行测量。例如,电厂要

监控主变接头和各种开关的温度,但由于这类设备电压较高且采样点不易获得,因此用非接触式的红外测

温就方便很多,准确性也比较高，又如,电缆沟是电厂的重要场所,也是容易发生火险的地方,若在电缆沟装

设光电传感器对沟内的烟尘、温度进行实时监控,就可及时发现火情,以减少损失。

2.2接触式测温原理

2.2.1热电偶

热电偶也简称为热偶，是由两种不同的金属丝组成闭

合回路,由于两接点处温度不同而产生电势差,用此电

势差的大小来衡盘温度的高低。金属中都含有不断快速

运动且受到电场力约束的自由电子,当电子的动能大于

金属的逸出功时电子才可能挣脱出来形成电流。相连的

不同金属其电子逸出功不同，自由电子密度也不相同,

因此产生接触电位差，闭合回路的两金属丝如图1所示。

热电偶有以下基本定律:（1）只有不同的导体材料组成

热电偶且两端点间的温度不同时,才能产生热电势。(2)

同种材料组成热电偶,即使两接点的温度不同,回路总热电势也等于零。（3)当在热电偶中插入第3种材料,

只要插入材料两端温度相同,就对热电偶的总热电势没有影响。这一定律有明显的实际意义,