热工测量元件

双金属温度计，热电阻，热电偶，流量计，压力变送器热工测量元件双金属温度计双金属温度计应用双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测测仪表。可以直接测量各种生产过程中的-80℃～+500℃范围内液体、蒸汽和气体介质温度。特点现场显示温度，直观方便；安全可靠，使用寿命长；多种结构形式，可满足不同要求双金属温度计工作原理双金属温度计是基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成。一端受热膨胀时，带动指针旋转，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值热电阻热电阻工作原理及特点※工作原理工业用热电阻分铂热电阻和铜热电阻两大类。热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部份(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度发生变化时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质中的平均温度。热电阻特点与其它温度计比较，热电阻具有如下特点：A．优点•准确度高。在所有常用温度计中，它的准确度最高，可达1mk。•输出信号大，灵敏度高。如在0℃用Pt100铂热电阻测温，当温度变化1℃时，其电阻值约变化0.4，如果通过电流为2mA，则其电压输出为800V左右。由此可见，热电阻的灵敏度较热电偶高一个数量级。•测温范围广，稳定性好。在振动小而适宜的环境下，可在很长时间内保持0.1℃以下的稳定性。•无需参考点。温度值可由测得的电阻值直接求出。•输出线性好。只用简单的辅且回路就能得到线性输出，显示仪表可均匀刻度。B.装配式热电阻的缺点•采用细金属丝的热电阻元件机械冲击与振动性能差。•元件结构复杂，制造困难大，尺寸较大，因此，热响应时间长。•不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。热电偶热电偶种类热电偶温度计系统原理图热电偶工作原理及特点※工作原理将两种不同的金属导体焊接在一起，构成闭合回路，如在焊接端(即测量端)加热产生温差，则在回路中就会产生热电动势，此种现象称为塞贝克效应(Seebeck-effcck)。如将另一端(即参考端)温度保持一定(一般为0℃)，那么回路的热电动热则变成测理端温度的单值函数。这种以测量热电动热的方法来测量温度的元件，即两种成对的金属导体，称为热电偶。热电偶产生的热电动势，其大小仅与热电极材料及两端温差有关，与热电极长度、直径无关。A．特点热电偶同其它种温度计相比具有如下特点：A．优点热电偶可将温度量转换成电量进行检测。对于温度的测量、控制，以及对湿度信号的放大、变换等都很方便。结构简单，制造容易。价格便宜。惰性小。准确度高。测温范围广。能适应各种测量对象的要求(特定部位或狭小场所)，如点温和面温的测量。适于远距离测量和控制。B．缺点•测量准确度难以超过0.2℃。•必须有参考端，并且温度要保持恒定。•在高温或长期使用时，因受被测介质影响或气氛腐蚀作用(如氧化、还原)等而发生劣化。热电偶材料•热电偶材料按分度号分为B、R、S、N、K、E、J、T及WRe3-WRe25、WRe5-WRe26，10个标准形式，尚有其它非标准丝材可供选择。热电偶，电阻插入深度要求氧化锆的工作原理•工作原理：利用氧化锆材料添加一定能过的稳定剂后，通过高温烧成，在一定温度下成为氧离子的固体电解质，在材料两侧錇烧上铂电极，当两侧氧分压不同时两电极间产生浓差电池氧化锆转速测量的工作原理•在被测转速轴上装以齿轮，将传感器与齿轮间隙调整为1.2~1.8mm范围而内，当轴转动带动齿轮，根据磁感应原理，传感器将产生一脉冲信号到速度模件内，从而反应出轴的转速测转速原理图汽轮机转速探头压力变送器压力变送器压力变送器的工作原理•此压力变送器的按力平衡原理工作的。被测压力通过弹性敏感元件（弹簧管或波纹筒）转换成作用力，使平衡杠杆产生偏转，杠杆的偏转由检测放大器转换为0～10mA的直流电流输出，电流流入处于永久磁场内的反馈动圈中，使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力。当作用力与该反馈力达到动平衡时，杠杆系统就停止偏转，此时的电流即为变送器的输出电流，它与被测压力成正比。(1)设计和安装时应考虑油罐底部的取压开孔尽可能放低，以消除温度变化而造成的误差，必要时引入温度补偿。(2)在油罐的罐体水平截面不等的情况下（如上小下大），要考虑补偿措施。如二次表选用WP-H80系列液位-容量控制仪。(3)为达到一定精度，如油罐顶部装有呼吸阀时，必须采用差压变送器而不能采用压力变送器。对敞口油罐或精度要求不高时，可直接采用压力变送器以方便安装。(4)二次表尽量采用智能表，可方便改变量程，实现温度补偿等。差压变送器的注意问题弹簧管压力表的原理压力表带外沿径向压力表差动变压器式远传压力表差动变压器式远传压力表原理•差动变压器式远传压力表是一个压力---位移---电感---电压转换装置。在弹性元件自由端连接一个铁芯，利用弹簧管（或膜合膜片）受压后所产生的弹性变形来改变铁芯与线圈之间的相对位置，使线圈的电感量发生改变，从而使压力变化的信号转换成线圈电感量变化的信号，进而改变差动变压器的输出电压。此电压信号经相敏整流后送至二次仪表，指示出被测压力的大小。压力表弹簧管式压力表的作用原理–弹簧管又称波登管，是一根弯曲成圆弧形、螺旋形或S形等形状的管子，呈扁圆形或椭圆形。截面的短轴方向与管子弯曲的径向方向一致，当通入弹簧管内的压力较管外的压力高时，由于短轴方向的内表面积比长轴方向大，受力也大，使管子截面有变圆的趋势。即短轴要增长，长轴要缩短，产生弹性变形。这时自由端必然要向管子伸直的方向移动。当变形引起的弹性力和压力产生的作用力平衡时，变形停止。自由端产生的位移，通过杠杆带动放大机构，使指针偏转一定角度，借助刻度盘指示出被测压力值的大小。压力开关执行器执行器执行器执行器直行程电动执行器执行器执行器角行程电动执行器气动执行器翻球液磁位计•原理•磁翻球液位计是以磁浮子为测量元件、经磁系统耦合将受压或敞口容器中的被测介质液位传递至指示器的液位或界位测量仪表。其基本型为现场指示型，现场指示具有两种指示方式，一种翻球式（UHZ-54），另一种翻柱式（UHZ-52）。基本型配上液位报警器可实现远距离液位或界位的上下越位报警，限位控制或联锁；与远传（变送）装置配合可将液位的变化转换成标准直流信号4~20mA（两线制），成为DDZ-III型电动单元组合仪表的变送单元，实现液位或界位的远距离指示、检测或控制。磁翻球液位计磁翻球液位计•磁翻板液位计根据浮力原理和磁性耦合作用组合而成。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示磁翻球液位计磁翻球液位计双色水位计双色水位计双色水位计的工作原理•双色水位计是根据连通器原理和汽、水对光有不同的折射率原理来测量水位的。电接点水位计电接点水位计•由于水和蒸汽的电阻率存在着极大的差异，因此，可以把饱和蒸汽看作非导体（或高阻导体），而把水看成导体（或低阻导体）。电接点水位计就是利用这一原理，通过测定与容器相连的测量筒内处于汽水介质中的各电极间的电阻来判别汽水界面位置的。电接点水位计优缺点•电接点水位计的优点是能适应锅炉变参数运行，迟延小，且构造简单，显示直观、造价低、维护方便。其主要缺点是电极长期浸泡在水中，容易造成腐蚀和产生泄漏，以及显示的不连续性所造成的固定误差。皮带称皮带称的工作原理•皮带秤用于变流量边续物料的称重计量传感器获取某段皮带的载荷，测量段皮带越长，测量结果受外界影响越小。除了传感器测量皮带的载荷以外，测速装置测量皮带的带速。这两个变量相乘即得到瞬时流量。瞬时流量的累计即得到输送物料的总量。•如果皮带秤没有安装测速装置，则称重电算将使用预先设定的参数作为带速进行计算。这种情况下，测量精度将受到不利的影响。行程开关行程开关结构图汽轮机测量瓦振原件测振的工作原理•由拾振器、积分放大器和显示仪表组成。当被测物体振动时，置于被测物体上的拾振器内磁钢和导磁体间形成的恒定磁场的空气隙随之振动。空气隙中处于相对静止状态的感应电势，此电势经积分放大器积分后，成为与振动幅值成正比的电压信号，再经放大、检波、滤波后输出一与振动幅值相对应的直流电压信号，送入指示表，即得出振动的大小。流量计流量计孔板流量计工作原理•充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差。•在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。其基本公式如下：•d－工作条件下节流件的节流孔或喉部直径•D－工作条件下上游管道内径•qm－质量流量Kg/s•qv－体积流量m³/s•ß－直径比d/D无量纲•流体的密度Kg/m³