温度测量
发布时间：2013-04-17
温度仪表的概念
温度记录仪
温度仪表是众多仪表中的一个分支，常见的温度仪表有温度计，温度记录仪，温度送变器等。
温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。
温度仪表通常分一次仪表与二次仪表，一次仪表通常为：热电偶、热电阻、双金属温度计、就地温度显示仪等二次仪表通常为温度记录仪、温度巡检仪、温度显示仪、温度调节仪、温度变送器等
温控仪表的种类
智能温控仪表
智能温控仪表由单片机控制，可输入各种热电偶、热电阻或线性信号。具有PV、SV值变送功能。五种输出方式只须插上相应模块即可，正反控制任意设置；性能高、质量好，低价格，提供了四种报警方式；手动自动切换。主控有两位式、PID两种控制方式。智能温控仪表出厂前进行严格的测试，提高了仪表的可靠性。温控仪表常见的故障一般是操作或参数设置不当引起的。仪表带有RS-485多主机通讯方式与上位机连接，通过通讯协议的配合，可以构成DCS操作系统。
数显温控表
数显温控仪表为三位或四位数码管显示，单一信号输入。并应用了独特的抗干扰技术，精度高，控制效果好，安装方便。并有二位式、三位式、上下限位差、时间比例、可控硅连续调节式、位式PID、PID连续调节等多种控制方式。产品的各项技术指标达到国内先进水平。温度仪表根据需要还可增加超温报警功能，可广泛应用于冶金、机械、纺织、塑料、制冷、烘箱等用作温度测量和自动控制。
安装方式 温度仪表(通常所说的一次仪表包括热电偶、热电阻、双金属温度计，就地显示仪等)安装方式 温度一次仪表安装按固定形式可分为四种：法兰固定安装；螺纹连接固定安装；法兰和螺纹连接共同固定安装；简单保护套插入安装。 安装注意事项 ①温度一次点的安装位置应选在介质温度变化灵敏且具有代表性的地方，不宜选在阀门、焊缝等阻力部件的附近和介质流束呈死角处。 就地指示温度计要安装在便于观察的地方。 热电偶的安装地点应远离磁场。 温度一次部件若安装在管道的拐弯处或倾斜安装，应逆着流向。 双金属温度计在≤DN50管道或热电阻、热电偶在≤DN70的管道上安装时，要加装扩大管。扩大管要按标准图制作(见第十章)。 压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中。 故障维护技巧 一.该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制;
温度的概念
温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。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(°F)、摄氏温标（°C）、热力学温标(K)和国际实用温标。从分子运动论观点看，温度是物体分子平均平动动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。对于个别分子来说，温度是没有意义的。
经典热力学中的温度没有最高温度的概念，只有理论最低温度“绝对零度”。热力学第三定律指出，“绝对零度”是无法通过有限次步骤达到的。在统计热力学中，温度被赋予了新的物理概念——描述体系内能随体系混乱度（即熵）变化率的强度性质热力学量。由此开创了“热力学负温度区”的全新理论领域。通常我们生存的环境和研究的体系都是拥有无限量子态的体系，在这类体系中，内能总是随混乱度的增加而增加，因而是不存在负热力学温度的。而少数拥有有限量子态的体系，如激光发生晶体，当持续提高体系内能，直到体系混乱度已经不随内能变化而变化的时候，就达到了无穷大温度，此时再进一步提高体系内能，即达到所谓“粒子布居反转”的状态下，内能是随混乱度的减少而增加的，因而此时的热力学温度为负值！但是这里的负温度和正温度之间不存在经典的代数关系，负温度反而是比正温度更高的一个温度！经过量子统计力学扩充的温标概念为：无限量子态体系：正绝对零度<正温度<正无穷大温度，有限量子态体系：正绝对零度<正温度<正无穷大温度=负无穷大温度<负温度<负绝对零度。正、负绝对零度分别是有限量子态体系热力学温度的下限和上限，均不可通过有限次步骤达到。
温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。分子运动愈快，物体愈热，即温度愈高；分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。这种现象被描述为一个物体的热势，或能量效应。当以数值表示温度时，即称之为温度度数。值得注意的是，少数几个分子甚至是一个分子构成的系统，由于缺乏统计的数量要求，是没有温度的意义的。
大气层中气体的温度是气温，是气象学常用名词。它直接受日射所影响：日射越多，气温越高。
温度的等级
科学家给地球上的气温划分了等级。
极寒 －40℃或低于此值
奇寒 －35～－39.9℃
酷寒 －30～－34.9℃
严寒 －20～－29.9℃
深寒 －15～－19.9℃
大寒 －10～－14.9℃
小寒 －5～－9.9℃
轻寒 －4.9～0℃
微寒 0～4.9℃
凉 5～9.9℃
温凉 10～11.9℃
微温凉 12～13.9℃
温和 14～15.9℃
微温和 16～17.9℃
温暖 18～19.9℃
暖 20～21.9℃
热 22～24.9℃
炎热 25～27.9℃
暑热 28～29.9℃
酷热 30～34.9℃
奇热 35～39℃
极热 高于40℃
1、法兰安装 适用于在设备上以及高温、腐蚀性介质的中低压管道上安装温度一次仪表，具有适应性广，利于防腐蚀，方便维护等优点。 法兰固定装方式中的法兰一般有五种： (1)平焊钢法兰 HG 5010-58(碳钢)，HG 5019-58(不锈钢) (2)对焊钢法兰 HG 5014-58(平面对焊法兰)，HG 5016-58(凹凸面对焊法兰) (3)平焊松套钢法兰 HG 5022-58 (4)卷边松套钢法兰 HG 5025-58(铜)，HG 5026-58(铝) (5)法兰盖 HG 5028-58
2、螺纹连接固定 一般适用于在无腐蚀性介质的管道上安装温度计，炼油部门按习惯也在设备上采用这种安装形式，具有体积小，安装较为紧凑的优点。高压(PN22MPa，PN32MPa)管道上安装温度计采用焊接式温度计套管，属于螺纹连接安装形式，有固定套管和可换套管两种形式。前者用于一般介质，后者用于易腐蚀、易磨损而需要更换的场合。 螺纹连接固定中的螺纹有五种，英制的有1″、3/4″和1/2″，公制的有M33×2和M27×2。 热电偶多采用1″或M33×2螺纹固定，也有采用3/4″螺纹的，个别情况也用1/2″螺纹固定。 热电阻多用英制管螺纹固定，其中以3/4″为最常用，1/2″有些也用。 双金属温度计的固定螺纹是M27×2。 压力式温度计的固定螺纹是3/4″和M27×2两种。 G3/4″与M27×2外径很接近，并且都能拧进1"2扣，安装时要小心辨认，否则焊错了温度计接头(凸台)就装不上温度计。
3、法兰与螺纹连接共同固定 当配带附加保护套时，适用于有腐蚀性介质的管道、设备上安装。
4、简单保护套插入安装 有固定套管和卡套式可换套管(插入深度可调)两种形式，适用于棒式温度计在低压管道上作临时检测的安装。 测温元件大多数安装在碳钢、不锈钢、有色金属、衬里或涂层的管道和设备上，有时也安装在砖砌体、聚氯乙烯、玻璃钢、陶瓷、糖瓷等管道和设备上。后者的安装方式与安装在碳钢或不锈钢管道和设备上有很大不同，但与衬里或涂层设备和管道上基本相同，取源部件也类似，可以参考。[3]
②温度二次表要配套使用。热电阻、热电偶要配相应的二次表或变送器。特别要注意分度号，不同分度号的表不能误用。
③热电偶必须用相应分度号的补偿导线。热电阻宜采用三线制接法，以抵消环境温度的影响。每一种二次表都有其外接线路电阻的要求，除补偿导线或电缆的线路电阻外，还须用锰铜丝配上相应的电阻，以符合二次表的要求。
④电阻体通常使用三芯电缆或四芯电缆中的三芯，每一芯的电阻值可用下法测得。
⑤补偿导线或电缆通过金属挠性管与热电偶或热电阻连接。
⑥同一条管线上若同时有压力一次点或温度一次点，压力一次点应在温度一次点的上游侧。
⑦温度二次仪表安装较为简单。把单体调校合格的二次表按安装说明书分别安装在指定的仪表盘上或框架上即可。 温度二次仪表是近年来发展较快的一类显示仪表，大多数指针指示的二次表(即动圈指示仪)逐步被外形尺寸完全一致的数字显示温度表所代替。但在安装上没有多大变化。[4]
二.该系统仪表的测量往往滞后较大。
(1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时旋进旋涡流量计的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。
(2)温度控制仪表涡街流量计系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。
(3)温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。
(4)温度控制系统孔板流量计本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障;检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，此时是调节器本身的故障。
