温度检测及仪表-任课王全74课件讲解.ppt

温度检测及仪表任课教师：王全福1、温度检测的基本知识温度概念：描述系统不同自由度之间能量分布状况的基本物理量，是决定一系统是否与其他系统处于热平衡的宏观性质。它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。温度概念的建立及测量：以热平衡为基础。温度最本质的性质：当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具相同的温度。1、温度检测的基本知识四种常用的温标摄氏温标：在标准大气压下，水的冰点为0℃，水的沸点为100℃，将两固定点之间等分100份，每一份称为摄氏一度，一般用“℃”表示摄氏度数。华氏温标：在标准大气压下，水的冰点为32℉，水的沸点为212℉，在这两个固定点之间划分180等份，每一份称为华氏一度，用“℉”表示。1、温度检测的基本知识四种常用的温标热力学温标：热力学温标是建立在热力学第二定律基础之上的一种理想温标，它与物质性质无关。是纯理论性的，无法直接加以实现。又称为开尔文温标，单位为开尔文（K）。国际实用温标：是一种符合热力学温标有使用简单的温标。1、温度检测的基本知识温度检测的方式：接触式测温：温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。主要有：1)膨胀式温度计；2）热电效应测温（热电偶)；3）热电阻温度计；4)其他原理的温度计非接触式测温：温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。主要有：1）辐射式温度计；2）光电温度计；3）比色温度计；4）红外温度计。2、温度检测相关仪表（1）膨胀式温度计液体膨胀式温度计：液体膨胀式温度计是一种直读式的、应用最早的温度测量仪表，最常见的是玻璃管式温度计。1—安全包2—标尺3—毛细管4—感温包玻璃管式温度计2、温度检测相关仪表（1）膨胀式温度计固体膨胀式温度计：双金属温度计是利用两种膨胀系数不同的金属薄片叠焊在一起制成的测温元件，结构简单、牢固，可取代部分水银温度计，用于气体、液体及蒸汽的温度测量。双金属温度计2、温度检测相关仪表（1）膨胀式温度计固体膨胀式温度计：其中双金属片的一端为固定端，另一端为自由端。当t=t0时，两金属片都处于水平位置;当tt0时，双金属片受热后由于两种金属片的膨胀系数不同而使自由端产生弯曲变形，弯曲的程度与温度的高低成正比。双金属温度计2、温度检测相关仪表（2）热电偶热电效应：把两种不同材料的金属导体（或半导体）A和B连接成闭合回路，若两个接点温度t与t0不相等，则回路中就会产生热电动势，这一现象称为热电效应。参比端（冷端或自由端）热电势热电极A热电极B测量端（热端或工作端）热电偶结构形式——装配式热电偶通常由热电极、绝缘材料、保护套管和接线盒等主要部分构成。绝缘材料通常采用带孔的耐高温陶瓷管，热电极从陶瓷管的孔中穿过保护套管的材料应具有耐高温、耐腐蚀、气密性好、机械强度高、热导率高等性能，目前有金属、非金属、金属陶瓷3类，其中不锈钢是常用的一种，可用于温度在900℃以下的场合。2、温度检测相关仪表热电偶结构形式——铠装型热电偶铠装热电偶是由热电偶丝、绝缘材料和金属套管三者经拉伸加工而成的组合体，可做的很细很长，可任意弯曲。套管材料一般为铜、不锈钢或镍基高温合金等，热电极与套管间填满绝缘材料粉末，常用绝缘材料为氧化镁、氧化铝等。铠装热电偶特点：测量端热容小，动态响应快，机械强度高，扰性好。广泛应用于工业部门。2、温度检测相关仪表2、温度检测相关仪表（3）热电阻测量原理：导体或半导体的电阻值随温度变化。分类：金属热电阻（大多数具有正的热阻温度系数，温度升高电阻值增大，一般温度每升高1℃，电阻值约增加4%~6%)。半导体热敏电阻(大多具有负温度系数，温度每升高1℃,电阻约减少2%~6%)。热电阻结构热电阻=电阻体（最主要部分）＋绝缘套管＋保护套管＋接线盒。一般是将电阻丝绕在云母或石英、陶瓷、塑料等绝缘骨架上固定后套上保护套管，在热电阻丝与套管间填上导热材料即成。热电阻结构形式：普通型、铠装型、专用型2、温度检测相关仪表测温元件安装注意事项1）插入深度要求测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管道中心线5~10mm。2）插入方向要求保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插欠，正交90°也可，但切勿与被测介质形成顺流。2、温度检测相关仪表测温元件安装注意事项热电偶或热电阻的接线盒的出线孔应朝下，以免积水及灰尘等造成接触不良，防止引入干扰信号。检测元件应避开热辐射强烈影响处。要密封安装孔，避免被测介质溢出或冷空气吸入而引入误差。2、温度检测相关仪