工业过程参数检测技术操作.ppt

3.1.1 概述 A温度的基本概念和测量方法 温度是一个基本物理量。 温度的宏观概念是冷热程度的表示，或者说互为热平衡的两物体，其温度相等。 温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。 ;自然界中几乎所有的物理化学过程都与温度紧密相关，因此温度是工农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标.;B温标 经验温标 利用物质体膨胀与温度的关系。认为在两个易于实现且稳定的温度点之间所选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系。把在两温度之间体积的总变化分为若干等分，并把引起体积变化一份的温度定义为1度。经验温标与测温介质有关，有多少种测温介质就有多少个温标。 按照这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标 。;摄氏温标：所用标准仪器是水银玻璃温度计。分度方法是规定在标准大气压力下，水的冰点为零度，沸点为100度，水银体积膨胀被分为100等份，对应每份的温度定义为1摄氏度，单位为“oC“ 华氏温标：标准仪器是水银温度计，按照华氏温标，水的冰点为32oF，沸点是212oF。分成180份，对应每份的温度为1华氏度，单位为“oF”。摄氏温度和华氏温度的关系为 ;;C测温方法与测温仪器的分类 方法: 接触式、非接触式。 接触式测温 测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。 优点：简单、直观、可靠、稳定、精度高、成本低。 缺点：滞后大，感温元件影响被测温度场 (负载效应)，接触不良等会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质影响感温元件的性能和寿命。;方法: 接触式、非接触式。 非接触式测温 感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可避免接触测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，???接触测温法热惯性小，可达千分之一秒，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度，以及腐蚀、有毒介质的温度。 缺点：测量精度低、测量距离和中间介质影响结果 ; 测温仪器 分为接触式和非接触式两大类。 接触式仪器又可分为: 膨胀式温度计(液体固体气体膨胀式温度计、压力式温度计) 电阻式温度计(金属热电阻温度计、半导体热敏电阻温度计) 热电式温度计(热电偶和P-N结温度计及其它原理温度计) 。 非接触式温度计又可分为辐射温度计、亮度温度计、比色温度计，它们都以光辐射为基础，故也统称为辐射温度计。 ;温度测量范围划分 超低温：0～10K 低 温：10～800K 中 温： 800～1900K 高 温：1900～2800K 超高温：2800K以上 ;液体膨胀式温度计：-100~600 ℃ 应用最早而且当前使用最广泛的一种温度计。它由液体储存器、毛细管和标尺组成。 液体玻璃温度计的测温上限取决于所用液体汽化点的温度，下限受液体凝点温度的限制。为了防止毛细管中液注出现断续现象，并提高测温液体的沸点温度，常在毛细管中液体上部充以一定压力的气体。;3; 液体玻璃温度计分为全浸式和部分浸入式两种。前者把液柱部分全部浸入被测介质中。后者把温度计浸入标志以下的部分插入被测介质中。 全浸式测量精确度较高，故多用于实验室和标准温度计，部分浸入式用于一般工业测温。 ;3;固体膨胀式温度计：-80~600 ℃ 利用两种不同膨胀系数的材料制成，分为杆式和双金属式两大类。 图3—3所示为杆式温度计的原理图。由于芯杆材料的膨胀系数比与基座相连的外套大，故当温度变化时芯杆对基座产生相对位移，经简单的机械放大后，就可直接指示温度值。 ;3.1 温度检测;双金属感温元件是由膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一起而制成，一端固定，另一端为自由端。当温度变化时，由于两种材料的膨胀系数不同而使双金属片的曲率发生变化，自由端产生位移，经传动放大机构带动指针指示温度值。为了满足不同用途的要求，双金属元件制成各种不同的形状，如图3—4所示。;3.1 温度检测;3.1 温度检测;热电偶式温度计：-180~2800 ℃ 热电测温中普遍使用的一种感温元件，它的工作原理是基于热电效应。 热电效应及基本定律：两种不同材料的金属丝两端牢靠地接触在一起，组成图所示的闭合回路，当两个接触点(称为结点)温度t和t0不相同时，回路中既产生电势，并有电流流通，这种把热能转换成电能的现象