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2.2 电接点温度计

2.2.1 电接点玻璃温度计

(1)结构原理

电接点玻璃温度计可在某一温度点上接通或断开,与水银继电器或其他电子继电器等装置配套后,可用以对某一温度点进行发信、报警或二位控制。

电接点玻璃温度计分为工作接点固定在某一规定温度点上的固定电接点玻璃温度计和工作接点可以在标尺范围内任意调节的可调电接点玻璃温度计两种。电接点玻璃温度计的感温液体均为水银。

图1-2-3(a)为两个工作接点的内标式固定接点玻璃温度计,图1-2-3(b)为两个工作接点的棒式接点玻璃温度计,工作接点是用与玻璃膨胀系数相近的铂丝烧结在给定温度点(4、5)的毛细管上,感温包1中的感温液体2受温度作用后沿着毛细管3上升,当水银与铂丝接点接触时,外接电路接通(反之,感温包1中的水银受温度作用后沿着毛细管下降,当水银与铂丝接点脱离时,外接电路断开),以达到控制温度或在某一温度点发出信号的目的。棒式电接点玻璃温度计无分度标尺。

图1-2-3 电接点玻璃温度计

图1-2-3(c)为可调电接点玻璃温度计,它的标尺分度线按照内标式玻璃温度计的规定分度。

(2)动作误差

电接点温度计接通和断开各一次的实际通断温度数值(由标准温度计确定)与标尺上接点温度的最大值为动作误差,其数值不应超过表1-2-3的规定。

表1-2-3 电接点玻璃温度计的动作误差

(3)电接点玻璃温度计的寿命

当开路直流或交流电压为36V,工作电流为20mA时,电接点玻璃温度计经过100万次的接通或断开,电接点玻璃温度计的接通温度和断开温度之间的差值称为不灵敏区,其数值不应大于动作误差的1/10。

(4)电接点玻璃温度计动作误差的校验

对于固定接点的电接点玻璃温度计应在所有的工作接点温度上进行校验。对于可调接点的电接点玻璃温度计可以在标尺上任意选两个温度点进行校验。

将电接点玻璃温度计插入恒温槽中,然后将电接点的引出线连接到信号装置上,使恒温槽温度缓慢上升(对于分度值为0.1℃、0.2℃的恒温槽的升温速度不大于0.01℃/min,对于分度值为0.5℃、1℃、2℃、5℃的恒温槽的升温速度不大于0.05℃/min),在信号装置接通的同时,读取标准玻璃温度计的示值,即为接通时的温度。然后使恒温槽的温度缓慢下降(下降的速度与升温的速度相同),在信号装置断开的同时,读取标准玻璃温度计的示值,即为断开时的动作温度。

接通(断开)时的动作温度与工作接点的接点温度之差即为动作误差。

2.2.2 压力式温度计

压力式温度计和玻璃温度计一样,同样属于膨胀式温度计的一种,它可用于测量并可直接显示工业生产过程的介质自-100℃至600℃范围的温度。

(1)压力式温度计的基本结构

如图1-2-4所示,压力式温度计由充有感温介质的温包、传压元件(毛细管)及压力敏感元件(弹簧管)构成的金属组件(即充灌式感温系统)组成。温包内充填的感温介质为气体、液体及蒸发液体等。测温时将温包置于被测介质中,温包内的工作介质因温度升高体积膨胀而导致压力增大。该压力变化经毛细管传给弹簧管并使其产生一定形变,然后借助齿轮或杠杆等传动机构带动指针转动,指出相应的温度。

图1-2-4 压力式温度计的结构

1—弹簧管;2—指针;3—变换机构;4—工作介质;5—温包;6—连接螺钉;7—毛细管;8—感温部分;9—连接部分;10—传导部分;11—显示部分

温包是直接与被测介质相接触感受温度变化的元件,要求它具有一定强度、较低的膨胀系数、较高的热导率及一定的抗腐蚀性能。

毛细管主要用以传递压力变化。如果毛细管细而长,则传递压力的滞后现象严重,致使温度计的响应速度变慢。但是,在长度相同的条件下,毛细管越细,仪表的准确度越高。

(2)指示带电接点压力式温度计

图1-2-5(a)所示为指示带电接点部分结构。其电接点装置的动作原理如图1-2-5(b)所示。

图1-2-5 指示带电接点压力式温度计的结构

指示带电接点压力式温度计的电接点装置的上、下限接点(带接点的指针1、4)可根据需要,通过专用工具调整到任意给定的温度点上,动接点3由压力式温度计的指针2带动。当被测量介质的温度到达(或超过)最高(或最低)给定的温度值时,动接点便和上限接点(或下限接点)相接触,此时应发出信号或闭合(断开)控制回路,起到两位式的调节作用。图1-2-5中5为接线端子。

表盘外形如图1-2-6所示。电接点动作误差即接点动作的实际温度与动接点指针所指的示值之间的差值不应超过基本误差绝对值的1.5倍。

图1-2-6 电接点压力式温度计的表盘外形

2.2.3 双金属温度计

利用膨胀系数不同的双金属元件测量温度的仪器称双金属温度计。它是一种固体膨胀式温度计。其结构简单、牢固,又可将温度变化直接转换成机械量变化,因此,广泛用于简单的控温装置,而且还可以部分取代水银温度计,用于测量气体、液体及蒸汽的温度。采用双金属温度计有效解决了汞害。

(1)结构及分类

①按结构形式,双金属温度计可分为:普通型、热套式、电接点型和防爆型等。

热套式双金属温度计可配合各式安装套管,满足不同压力等级要求。可以直接测量各种生产过程中-80~500℃的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面测温。

电接点型双金属温度计除了直接测量各种生产过程中的液体、蒸汽和气体介质温度并进行现场显示外,还可利用温度变化带动继电器的触点动作,从而对温度实现自动控制及报警。

防爆型双金属温度计可直接测量生产现场存在碳氢化合物等爆炸物的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。防爆型双金属温度计通常带有电接点装置。

②按金属片的形状,双金属温度计可分为杆型(金属片为直螺旋形)和盒型(金属片为平螺旋形)。

盒型双金属温度计如图1-2-7所示,平螺旋形的双金属带无需保护管,直接安装在仪表壳内,通常放置于室内作温度指示用,也可制成表面温度计以及其他专用温度计。

图1-2-7 盒型双金属温度计

1—固定端;2—指针;3—感温元件;4—指针轴;5—标度盘;6—表壳

(2)双金属温度计的使用注意事项

①工作条件 双金属温度计应在环境温度为-40~55℃、相对湿度小于85%的情况下工作。

使用中避免强力的冲击和碰撞,以免保护管变形而影响测量机构的正常工作。

②插入介质 为保证测量的准确度,温度计进入被测介质的深度必须大于感温元件的长度。通常:

温度计插入深度小于300mm,浸入被测介质的长度大于80mm;

温度计插入深度小于300mm,浸入被测介质的长度大于100mm;

温度计插入深度小于1000mm,浸入被测介质的长度大于120mm。

2.2.4 带热电阻(偶)温度变送器的双金属温度计

这是一种现场就地显示并可远传电信号的温度传感器。它既可以现场指示温度,又可传送热电阻(偶)或二线制温度变送器信号,作为新型温度计已广泛用于冶金、石化、电力等工业部门。

①特点

a. 集热电阻(偶)、双金属温度计、温度变送器为一体。

b. 适合在恶劣环境中长期工作。

c. 远传电信号精度高,工作稳定。也可直接以二线制的形式输出,提高信号长距离传送过程中的干扰能力。

d. 性能价格比高。

②技术指标

a. 测量范围:-60~500℃。

b. 显示精度等级:1.5级。

c. 远传电信号偏差:

K、E型热电偶允许偏差为±2.5℃或±0.75% t t 为测量端温度)。

Pt100铂电阻允许偏差:

A级为±(0.15+0.002| t |);

B级为±(0.30+0.005| t |)。

温度变送器基本偏差 Δ

Δ = Δ 1 ±0.5%FS

式中 Δ 1 ——热电阻(偶)允差;

FS——测量范围。

d. 温度变送器传送方式:二线制(4~20mA)。

e. 正常工作环境。

环境温度:-25~80℃(危险场所不高于70℃)。

相对湿度:5%~95%RH。

f. 环境温度影响:≤0.05%/1℃。 oId7o7bHoIoZy25ItxabIaArJpcGeAKe1dRmzSclsB6Pnde51N3aALk+iptQL3Pu

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