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溫度儀表是我們化工儀表生產(chǎn)過程中常用的四大測量儀表之一，本文重點講解常用測溫元件與測溫儀表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、檢查校驗,、使用維護(hù)以及檢修的內(nèi)容和方法的規(guī)程。適用于普通熱電偶,、耐磨熱電偶,、熱電阻、壓力式溫度計,、溫度開關(guān),、一體化溫度變送器、架裝智能溫度變送器和紅外線溫度儀的維護(hù)與檢修,。
本規(guī)程規(guī)定了常用測溫元件與測溫儀表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、檢查校驗、使用維護(hù)以及檢修的內(nèi)容和方法,。
本規(guī)程適用于普通熱電偶,、耐磨熱電偶、熱電阻,、壓力式溫度計,、溫度開關(guān)、一體化溫度變送器,、架裝智能溫度變送器和紅外線溫度儀的維護(hù)與檢修,。
1）熱電偶,、熱電阻的測溫原理：
熱電偶測溫原理：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,，構(gòu)成一個閉合回路,。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個接點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,，因而在回路中形成一定大小的電流,，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的,。熱電偶的一端將A、B兩種導(dǎo)體焊在一起,，置于溫度為t的被測介質(zhì)中,，稱為工作端；另一端稱為自由端,，放在溫度為t0的恒定溫度下,。當(dāng)工作端的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢隨之發(fā)生變化,，將熱電勢送入顯示儀表進(jìn)行顯示或記錄,，或送入微機進(jìn)行處理，即可獲得溫度值,。
熱電阻測溫原理：熱電阻是以鉑絲或銅絲制成的測溫元件,，它是利用金屬的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。按國家規(guī)定,，從1988年起,，采用IEC標(biāo)準(zhǔn)分度，即用Pt100,、Pt10,、Cu50、Cu100等,。
2）熱電偶,、熱電阻的結(jié)構(gòu)（如下圖）：
（熱電偶結(jié)構(gòu)圖）
普通型熱電偶 普通型熱電偶按其安裝時的連接型式可分為固定螺紋連接、固定法蘭連接,、活動法蘭連接,、無固定裝置等多種形式。雖然它們的結(jié)構(gòu)和外形不盡相同,，但其基本組成部分大致是一樣的,。通常都是由熱電極、絕緣材料,、保護(hù)套管和接線盒等主要部分組成,。
鎧裝熱電偶 鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的堅實組合體,。它可以做得很細(xì),、很長,，在使用中可以隨測量需要任意彎曲。套管材料般為銅,、不銹鋼或鎳基高溫合金等,。熱電極與套管之間填滿了絕緣材料的粉末，常用的絕緣材料有氧化鎂,、氧化鋁等,。鎧裝熱電偶的主要特點是測量端熱容量小，動態(tài)響應(yīng)快,；機械強度高,；撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上,，因此已被廣泛用在許多工業(yè)部門中,。
（熱電阻結(jié)構(gòu)圖）
普通型熱電阻 普通型熱電阻按其安裝時的連接型式可分為固定螺紋連接、固定法蘭連接,、活動法蘭連接,、無固定裝置等多種形式。雖然它們的結(jié)構(gòu)和外形不盡相同,，但其基本組成部分大致是一樣的,。通常都是由熱電阻芯、保護(hù)套管,、絕緣材料和接線盒等主要部分組成,。
鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由熱電阻絲、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的堅實組合體,。它可以做得很細(xì),、很長，在使用中可以隨測量需要任意彎曲,。套管材料般為不銹鋼或鎳基高溫合金等,。熱電阻芯與套管之間填滿了絕緣材料，常用的絕緣材料有氧化鎂,、氧化鋁等,。鎧裝熱電阻的主要特點是測量端熱容量小，動態(tài)響應(yīng)快,；機械強度高,；撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上,，因此已被廣泛用在許多工業(yè)部門中,。
3）檢查項目與質(zhì)量要求 保護(hù)套管不應(yīng)有彎曲、壓偏,、扭斜,、裂紋,、沙眼、磨損和顯著腐蝕等缺陷,，套管上的固定螺絲應(yīng)光潔完整,、無滑牙或卷牙現(xiàn)象；其插入深度,、插入方向和安裝位置及方式均應(yīng)符合相應(yīng)測點的技術(shù)要求,，并隨被測系統(tǒng)做1.25倍工作壓力的嚴(yán)密性試驗時，5min內(nèi)應(yīng)無泄漏,。 保護(hù)套管內(nèi)不應(yīng)有雜質(zhì),，元件應(yīng)能順利地從中取出和插入，其插入深度應(yīng)符合保護(hù)套管深度的要求,；感溫件絕緣瓷套管的內(nèi)孔應(yīng)光滑，接線盒,、螺絲,、蓋板等應(yīng)完整，銘牌標(biāo)志應(yīng)清楚,，各部分裝配應(yīng)牢固可靠,。 熱電偶測量端的焊接要牢固，呈球狀,，表面光滑,，無氣孔等缺陷；鉑銠-鉑等貴金屬熱電偶電極,，不應(yīng)有任何可見損傷,，清洗后不應(yīng)有色斑或發(fā)黑現(xiàn)象；鎳鉻-鎳硅等熱電偶電極不應(yīng)有嚴(yán)重的腐蝕,、明顯的縮徑和機械損傷等缺陷,。 鎧裝熱電偶的外觀應(yīng)無明顯的壓痕、過度變形,。 熱電阻的骨架不得破裂,，無顯著的彎曲現(xiàn)象，熱電阻不得短路或斷路,。
1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
熱電偶的測量范圍及精度
熱電偶類別 | 分度號 | 允 差 等 級 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 允差值 (±) | 測溫范圍 | 允差值 (±) | 測溫范圍 | 允差值 (±) | 測溫范圍 | 鎳鉻-鎳硅 （鎳鋁） | K | 1.5℃ 或 0.4%t | -40～1000℃ | 2.5℃ 或 0.75%t | -40～1200℃ | 2.5℃ 或 1.5%t | -200～40℃ |
注：表中t為被測溫度的絕對值（℃）；測溫范圍是指熱偶絲,，不包括保護(hù)套管,。
2）檢查校驗
外觀檢查：熱電偶得熱接點應(yīng)焊接牢固，表面光滑,、無氣孔,、無明顯的缺損及裂紋,，焊接的形狀應(yīng)符合圖2-2-1A、B,、C的要求,，焊點直徑不超過熱電偶絲直徑的兩倍，熱電偶的瓷管,、絕緣層,、保護(hù)套管、接線座,、墊片及頭蓋應(yīng)完好無缺,。 對于使用中的熱電偶應(yīng)定期檢查其熱電特性，檢定周期一般為3～5年,。重要的及特殊使用的場合,，按實際需要定期檢查。 保護(hù)套管一般4～5年檢查一次,，對于安裝在腐蝕劑磨損嚴(yán)重部位的保護(hù)套管,，停工檢修期間均應(yīng)檢查。使用于2.5MPa以下的保護(hù)管應(yīng)能承受1.5倍的工作壓力而無滲漏,，用于高壓容器的熱電偶保護(hù)套管使用前應(yīng)經(jīng)探傷或拍片檢查,，達(dá)到二級合格標(biāo)準(zhǔn)。
將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶置于不銹鋼柱的中心孔,，而被校熱電偶分布在其周圍的小孔內(nèi),，以取得均勻的溫度場。不銹鋼柱應(yīng)置于電爐的中心,，爐孔的兩端用石棉或玻璃棉封住,。鉑銠-鉑熱電偶應(yīng)用-端封的石英管或瓷管作保護(hù)，以免鉑銠-鉑熱電偶被污染變質(zhì)而降低精度,。 冷端恒溫槽中應(yīng)放適量的冰水混合物,，各熱電偶的冷端集中成束，插入恒溫槽中玻璃試管中,，深入水中部分不小于100mm,，同時用0.1或0.2分度的水銀溫度計觀察冷端溫度。 恒溫從300℃開始校驗（以鉑銠-鉑熱電偶為例）,，直到最高工作溫度為止,。校驗點必須包括常用工作溫度，至少校驗3點,，若使用溫度在300℃以下時應(yīng)增加一個100℃檢定點,。當(dāng)電爐溫度達(dá)到校驗點溫度±3℃范圍中任一穩(wěn)定值時開始測量熱電勢，先測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，然后測量被校熱電偶,。需要時再復(fù)制測,，相鄰兩次測量溫度變化值≤0.3℃，記錄這兩次測量值,，取其平均值為最后結(jié)果,。 冷端溫度0℃值時，同時應(yīng)讀取冷端溫度t′0,，用以校正,。
3）使用和維護(hù) 按照被測介質(zhì)的特性及操作條件，選用合適材質(zhì),、厚度及結(jié)構(gòu)的保護(hù)套管和墊片,。 熱電偶安裝的地點、深度,、方向和接線應(yīng)符合測量技術(shù)的要求,，并便于維修檢查。 在使用熱電偶補償導(dǎo)線時,，必須注意型號相配,、極性正確，熱電偶與補償導(dǎo)線接頭處的環(huán)境溫度最高不應(yīng)超過100℃,。 使用于0℃以下的熱電偶，應(yīng)在其接線座下灌蠟密封,，使其與外界隔絕,。 熱電偶首次使用前，必須經(jīng)過一定的技術(shù)檢驗,，確認(rèn)合格后方可使用,。
4）檢修
1）概述 耐磨熱電偶采用一種特殊、復(fù)合型耐磨結(jié)構(gòu),，特別適用于高速氣流,、含固體顆粒的流體，可在高壓惡劣條件用于溫度測量與控制,，其耐磨性能及使用壽命比目前國內(nèi)常用的普通熱電偶提高3-4倍,。
2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 熱電偶時間常數(shù)根據(jù)熱惰性級別的不同，分為90～180s,、30～90s,、10～30s和<><>
3）檢查與校驗
對于使用中的耐磨熱電偶應(yīng)定期檢查其熱電特性，檢定周期一般為1年或一個裝置檢修周期。重要的及特殊使用的場合,，按實際需要定期檢查,。 耐磨熱電偶保護(hù)套管一般1年或一個裝置檢修周期檢查一次，對于安裝在腐蝕及磨損嚴(yán)重地方的保護(hù)套管,，停工檢修期間均應(yīng)檢查,。使用于2.5MPa以下的保護(hù)管應(yīng)能承受1.5倍的工作壓力而無滲漏。用于高壓容器的熱電偶保護(hù)套管使用前應(yīng)經(jīng)探傷或拍片檢查,，達(dá)到二級合格標(biāo)準(zhǔn),。 校驗、使用和維護(hù),、檢修同上
1）檢查與校驗
安裝螺紋光潔無損。 其余外觀檢查應(yīng)滿足要求,。
2）調(diào)校項目
校準(zhǔn)點不得少于5點,，有0℃刻度的溫度計校準(zhǔn)點應(yīng)包括0℃。 校準(zhǔn)過程中,，指針應(yīng)平穩(wěn)移動,，不應(yīng)有明顯的跳動和停滯現(xiàn)象。 溫度計示值基本誤差應(yīng)不大于儀表的允許誤差,。 溫度計回程誤差應(yīng)不大于允許誤差,。 溫度計的重復(fù)性誤差應(yīng)不大于允許誤差絕對值的1/2。
故障現(xiàn)象 | 可能原因 | 處理方法 | 熱電勢比實際值?。@示儀表指示值偏低） | 1.熱電極短路 2.熱電偶的接線柱處積灰，造成短路,。 3.補償導(dǎo)線線間短路. 4.熱電偶電極變質(zhì),。 5.補償導(dǎo)線與熱電偶極性接反。 6補償導(dǎo)線與熱電偶不配套,。 7.熱電偶安裝位置不當(dāng)或插入深度不符合要求,。 8.熱電偶冷端溫度補償不符合要求。 9.熱電偶與顯示儀表不配套,。 | 1.找出原因,，如因潮濕所致，則需進(jìn)行干燥,；如因絕緣子損壞所致,，則需更換絕緣子 2.清掃積灰。 3.找出短路點,，加強絕緣或更換補償導(dǎo)線,。 4.在長度允許的情況下,，剪去變質(zhì)段重新焊接，或更換新熱偶,。 5.重新接正確,。 6.更換相配套的補償導(dǎo)線。 7.重新按規(guī)定安裝,。 8.調(diào)整冷端補償器,。 9.更換熱電偶或顯示儀表使之相配套。 | 熱電勢比實際值大（顯示儀表指示值偏高） | 1.熱電偶與顯示儀表不配套,。 2.補償導(dǎo)線與熱電偶不配套,。 3.有直流干擾信號進(jìn)入。 | 1.更換熱電偶或顯示儀表使之相配套,。 2.更換相配套的補償導(dǎo)線,。 3.排除直流干擾。 | 熱電勢輸出不穩(wěn)定 | 1.熱電偶接線柱與熱電極接觸不良,。 2.熱電偶測量線絕緣損壞,，引起短路或接地。 3.熱電偶安裝不牢或外部振動,。 4.熱電極將斷未斷,。 5.外界干擾（交流漏電，電磁場感應(yīng)等）. | 1.將接線柱螺絲擰緊,。 2.找出故障點,，修復(fù)絕緣。 3.緊固熱電偶,，消除震動或采取減震措施,。 4.修復(fù)或更換熱電偶。 5.查出干擾源,，采取屏蔽措施。 | 熱電偶熱電勢誤差大 | 1.熱電極變質(zhì),。 2.熱電偶安裝位置不當(dāng),。 3.保護(hù)管表面積灰。 | 1.更換熱電極,。 2.改變安裝位置,。 3.清除積灰。 |
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