溫度儀錶

溫度儀錶是眾多儀錶中的一個分支，常見的溫度儀錶有溫度計，溫度記錄儀，溫度送變器等。

溫度測量儀錶按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀錶測溫儀錶比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質需要進行充分的熱交換，幫需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現象，同時受耐高溫材料的限制，不能應用於很高的溫度測量。非接觸式儀錶測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質接觸，測溫範圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應速度一般也比較快；但受到物體的發射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。

溫度儀錶通常分一次儀錶與二次儀錶，一次儀錶通常為：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計、就地溫度顯示儀等，二次儀錶通常為溫度記錄儀、溫度巡檢儀、溫度顯示儀、溫度調節儀、溫度變送器等。

1、 CIR210

2、Ti10

3、de-3003

4、FlukeTi20

5、2560系列

6、WRN-220(230)

7、WRQ-130

8、FLUKE紅外線測溫儀

9、HY9000系列

10、IR-AH

11、 WRNK-1316

12、DT-8869H

13、CIR310

14、TRM-WD120

15、TES-1304

16、YK-11A

智能溫控儀錶由單片機控制，可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信號。具有PV、SV值變送功能。五種輸出方式只須插上相應模塊即可，正反控制任意設置；性能高、質量好，低價格，提供了四種報警方式；手動自動切換。主控有兩位式、PID兩種控制方式。智能溫控儀錶出廠前進行嚴格的測試，提高了儀錶的可靠性。溫控儀錶常見的故障一般是操作或參數設置不當引起的。儀錶帶有RS-485多主機通訊方式與上位機連接，通過通訊協議的配合，可以構成DCS操作系統。

數顯溫控儀錶為三位或四位數碼管顯示，單一信號輸入。並應用了獨特的抗干擾技術，精度高，控制效果好，安裝方便。並有二位式、三位式、上下限位差、時間比例、可控硅連續調節式、位式PID、PID連續調節等多種控制方式。產品的各項技術指標達到國內先進水平。溫度儀錶根據需要還可增加超溫報警功能，可廣泛應用於冶金、機械、紡織、塑料、製冷、烘箱等用作溫度測量和自動控制。

溫度儀錶種類選擇

溫度測控儀錶從工作原理上可分為三類：指針式、數字式、智能型。

指針式儀錶以傳統的動圈儀錶為主，特點是結構簡單、價格低廉，這使它至今仍在工業中被 採用，但其測量精度低，通常為1級~2.5級，讀數誤差大；無變送輸出，因而越來越多地被數字 儀錶所取代。

數字式儀錶，如現在被大量使用的數顯表等，其測量準確度比動圈式有大幅度提高，一般為0.5%。數字顯示準確直觀，無人為誤差。其控制方式大多為二位、三位式，也有少量模擬PID連 續調節方式。

隨著單片微處理器進人儀錶中，使儀錶的結構、性能、外觀等產生了巨大的變化，它實現了模 擬儀錶無法想象的功能。這類智能化數字儀錶不僅具有檢測、轉換、顯示、調節功能，還增加了程 序控制、故障自診斷、信息數據通信、遙測遙控等功能，以適應與計算機聯網的要求。

量程和準確度的選擇

與在上節中介紹的溫度變送器選擇量程類似，選擇儀錶的量程時，也應依據實際使用範圍，上、下留有一定餘地，使在絕大部分情況下，測量數據不會超出量程。但也不能選擇過大量程，以 免降低測量準確度和分辨能力。

在選擇儀錶準確度時，應考慮到所配用的測溫元件的種類。若配用精度高的鉬電阻，儀錶精 度可以適當高些，如0.2%~0.5%。若配用工業級熱電偶，儀錶精度為0.5%即可。

儀錶對環境條件應有較強的適應能力。一般來說，儀錶應能在-10℃~50℃、相對濕度小於 85%RH、電源波動± (10~ 15)%條件下正常工作，且應具有較強的抗共模、串模干擾能力。

位式控制結構簡單，外部只須配置一台交流接觸器或固態繼電器即可工作，平時維護修理也 較簡單方便。但其恆溫效果較差，存在固有的溫度波動，但仍適用於大量的、要求不太高的工業 現場。PID、自整定PID以及其他連續調節方式適用於對恆溫要求高的場合，但其價格較高。連續調節的執行環節也有多種形式，常用的有移相觸發、標準調節電流輸出、占空比調節等。移相 觸發調節功率已有很長歷史，優點是無級調整，精度較高。但由於不是零電流起動，di/dt很大，對電網干擾嚴重，現在大功率控制中已不再採用，主要應用於小功率、精密控溫的場合。標準調 節電流輸出，后須配接可控硅調功器，視需要可選擇過零觸發和非過零觸髮型的，它適於工業大 功率調節控制。占空比調節方式，外部只需配接一隻固態繼電器就可完成對強電的控制和弱、強 電之間的隔離，結構簡單可靠，因而在各種設備的溫度控制中得到廣泛應用。

溫度儀錶選型舉例

(1)爐溫控制。爐溫控制範圍300℃~1000℃,380V三相電阻絲加熱，功率為50kW，要求波動度在5℃左右。

建議選用K偶數字顯示二位式測量控制儀錶，其量程為0℃~1200℃，分辨力1℃,繼電器動 作滯后1℃~2℃。選用K型偶，在1000℃溫度下可以長期工作，位式控制，外部只需一隻三相交 流接觸器即可工作。控制觸點的動作範圍是± (1~2)℃，再加上爐溫測量的滯后，爐溫的波動度 也基本可以控制在要求範圍內。

(2)恆溫箱控溫。要求測控溫範圍為100℃~400℃ ,220 V單相電阻絲加熱，功率為3kW，溫度穩定性要求達到±0.5℃。

由溫度穩定指標，選用位式控制已不能滿足恆溫要求。可選用TMC300型溫度測控儀（瀋陽 儀錶科學研究院生產）或其他同類產品。儀錶採用鉬電阻作為溫度檢測元件，測控溫範圍 -50.0℃~600.0℃，分辨力0.1℃，測量精度0.2%，控制方式採用連續調節占空比。外部器件 只須配接一隻單相的30 A/220 V固態繼電器。對於封閉的恆溫箱的溫度控制，其恆溫指標可達 到 ± (0.1~0.3)℃。

溫度儀錶(通常所說的一次儀錶包括熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計，就地顯示儀等)安裝方式 溫度一次儀錶安裝按固定形式可分為四種：法蘭固定安裝；螺紋連接固定安裝；法蘭和螺紋連接共同固定安裝；簡單保護套插入安裝。

1、法蘭安裝 適用於在設備上以及高溫、腐蝕性介質的中低壓管道上安裝溫度一次儀錶，具有適應性廣，利於防腐蝕，方便維護等優點。法蘭固定裝方式中的法蘭一般有五種： (1)平焊鋼法蘭 HG 5010-58(碳鋼)，HG 5019-58(不鏽鋼) (2)對焊鋼法蘭 HG 5014-58(平面對焊法蘭)，HG 5016-58(凹凸面對焊法蘭) (3)平焊松套鋼法蘭 HG 5022-58 (4)卷邊松套鋼法蘭 HG 5025-58(銅)，HG 5026-58(鋁) (5)法蘭蓋 HG 5028-58

2、螺紋連接固定 一般適用於在無腐蝕性介質的管道上安裝溫度計，煉油部門按習慣也在設備上採用這種安裝形式，具有體積小，安裝較為緊湊的優點。高壓(PN22MPa，PN32MPa)管道上安裝溫度計採用焊接式溫度計套管，屬於螺紋連接安裝形式，有固定套管和可換套管兩種形式。前者用於一般介質，後者用於易腐蝕、易磨損而需要更換的場合。螺紋連接固定中的螺紋有五種，英制的有1″、3/4″和1/2″，公制的有M33×2和M27×2。熱電偶多採用1″或M33×2螺紋固定，也有採用3/4″螺紋的，個別情況也用1/2″螺紋固定。熱電阻多用英制管螺紋固定，其中以3/4″為最常用，1/2″有些也用。雙金屬溫度計的固定螺紋是M27×2。壓力式溫度計的固定螺紋是3/4″和M27×2兩種。 G3/4″與M27×2外徑很接近，並且都能擰進1"2扣，安裝時要小心辨認，否則焊錯了溫度計接頭(凸台)就裝不上溫度計。

3、法蘭與螺紋連接共同固定 當配帶附加保護套時，適用於有腐蝕性介質的管道、設備上安裝。

4、簡單保護套插入安裝 有固定套管和卡套式可換套管(插入深度可調)兩種形式，適用於棒式溫度計在低壓管道上作臨時檢測的安裝。測溫元件大多數安裝在碳鋼、不鏽鋼、有色金屬、襯裡或塗層的管道和設備上，有時也安裝在磚砌體、聚氯乙烯、玻璃鋼、陶瓷、糖瓷等管道和設備上。後者的安裝方式與安裝在碳鋼或不鏽鋼管道和設備上有很大不同，但與襯裡或塗層設備和管道上基本相同，取源部件也類似，可以參考。

①溫度一次點的安裝位置應選在介質溫度變化靈敏且具有代表性的地方，不宜選在閥門、焊縫等阻力部件的附近和介質流束呈死角處。就地指示溫度計要安裝在便於觀察的地方。熱電偶的安裝地點應遠離磁場。溫度一次部件若安裝在管道的拐彎處或傾斜安裝，應逆著流向。雙金屬溫度計在≤DN50管道或熱電阻、熱電偶在≤DN70的管道上安裝時，要加裝擴大管。擴大管要按標準圖製作(見第十章)。壓力式溫度計的溫包必須全部浸入被測介質中。

②溫度二次表要配套使用。熱電阻、熱電偶要配相應的二次表或變送器。特別要注意分度號，不同分度號的表不能誤用。

③熱電偶必須用相應分度號的補償導線。熱電阻宜採用三線制接法，以抵消環境溫度的影響。每一種二次表都有其外接線路電阻的要求，除補償導線或電纜的線路電阻外，還須用錳銅絲配上相應的電阻，以符合二次表的要求。

④電阻體通常使用三芯電纜或四芯電纜中的三芯，每一芯的電阻值可用下法測得。

⑤補償導線或電纜通過金屬撓性管與熱電偶或熱電阻連接。

⑥同一條管線上若同時有壓力一次點或溫度一次點，壓力一次點應在溫度一次點的上游側。

⑦溫度二次儀錶安裝較為簡單。把單體調校合格的二次表按安裝說明書分別安裝在指定的儀錶盤上或框架上即可。溫度二次儀錶是近年來發展較快的一類顯示儀錶，大多數指針指示的二次表(即動圈指示儀)逐步被外形尺寸完全一致的數字顯示溫度表所代替。但在安裝上沒有多大變化。

一。該系統儀錶多採用電動儀錶測量、指示、控制;

二。該系統儀錶的測量往往滯后較大。

(1)溫度儀錶系統的指示值突然變到最大或最小，一般為儀錶系統故障。因為溫度儀錶系統測量滯后較大，不會發生突然變化。此時旋進旋渦流量計的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補償導線斷線或變送器放大器失靈造成。

(2)溫度控制儀錶渦街流量計系統指示出現快速振蕩現象，多為控制參數PID調整不當造成。

(3)溫度控制儀錶系統指示出現大幅緩慢的波動，很可能是由於工藝操作變化引起的，如當時工藝操作沒有變化，則很可能是儀錶控制系統本身的故障。

(4)溫度控制系統孔板流量計本身的故障分析步驟：檢查調節閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調節閥動作，調節閥膜頭膜片漏了；檢查調節閥定位器輸入信號是否變化，輸入信號不變化，輸出信號變化，定位器有故障；檢查定位器輸入信號有變化，再查調節器輸出有無變化，如果調節器輸入不變化，輸出變化，此時是調節器本身的故障。