热电阻温度计和热电偶温度计的比较与使用_许小华

热电阻温度计和热电偶温度计的比较与使用Ξ

许小华

(江苏省盐城技师学院,江苏盐城　224002)

摘　要:温度的测量是保证工业生产正常进行、确保产品质量和安全生产的关键环节。热电偶温度计及热电阻温度计在工业生产中应用广泛。本文主要对这两种温度计的工作原理、特点、选择及安装故障排除等作比较,以便于人们熟悉两种温度计的使用。

关键词:热电偶温度计;基本原理;选择;安装;注意事项

温度是表示物体冷热程度的物理量,温度的测量是保证化工生产实现稳产、高产、安全、优质、低消耗的关键之一。温度不能直接测量,只能借助于冷热不同的物体之间的热变换,以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特征间接测量。

利用热平衡原理,我们可以选择某一物体同被测物体相接触来测量它的温度,当两者达到热平衡状态,选择物体与被测物体的温度相同,通过对选择物体的物理量的测量,便可得到被测物体的温度数值。其中,热电阻温度计和热电偶温度计在化工产业中广泛应用,但它们有各自的使用特点,下面从几个方面进行比较。

1　基本原理比较

两种温度计都属于接触式温度测量仪表。

1.1　热电偶温度计

热电偶温度计是根据热电效应来测量温度的。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电势后,即可知道被测介质的温度。

1.2　热电阻温度计

热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度的。大家知道,金属导体的电阻值是随温度的变化而变化的。实际证明,大多数金属在温度每升高1℃时,其阻值要增加0.4%～0.6%,热电阻温度计就是把温度变化所引起的导体电阻的变化,通过测量电路(电桥)转换成电压(毫伏)信号,然后送至显示仪表以指示或记录被测温度的。

由上可知,两种温度计的测量原理是不同的。热电偶温度计是把温度的变化通过测温元件—热电偶转化为热电势的变化来测量温度的;而热电阻温度计则是把温度的变化通过测温元件—热电阻转换为电阻值的来测量温度的。

2　结构、特点比较

2.1　结构比较

热电偶温度计外形很多,但各种热电偶的基本结构通常均由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等主要部分构成。热电偶温度计测量精度高,测量范围广,常用的热电偶从-50～+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。需冷端温度补偿。在低温段测量精度较低,一般适用于测量500℃以上的温度。

2.2　使用特点比较

对于500℃以下的中、低温利用热电偶进行测量,有时就不一定适合。例如在100℃时,热电偶的热电势仅为0.645m v,如此小的热电势,对电位差计的放大器和抗干扰措施要求很高,仪表维修也困难。另外,在较低的温度范围内,由于冷端温度变化和环境温度所引起的相对误差就显得很突出,且不易得到全补偿。所以在中、低温区,采用热电阻温度计测量是很适宜的。目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻温度计的主要特点是测量精度高,性能稳定,其中铂热电阻的测量精度最高。热电阻通常和显示仪表、记录仪和变送器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从-200至+600范围内的液体、蒸汽和气体及固体表面的温度。

这两种温度计的共同特点是都构造简单,使用方便。都便于远传、自动记录和集中控制,因而在化工生产中应用极为普遍。下面是我国已定型生产的几种温度计。

工业常用热电偶

热电阻类型测温范围℃分度号

铂铑30-铂铑6300～1600B

铂铑10-铂-20～1300S

镍铬-镍硅-50～1000K

镍铬-铜镍-40～800E

铁-铜镍-40～700J

铜-铜镍-40～300T

w zp型铂电阻-200～420P t100

w zc型铜电阻-150～100Cu50

65内蒙古石油化工 2009年第23期　Ξ收稿日期:2009-07-14

作者简介:许小华(1970-),女,江苏盐城人。讲师,学士,主要从事化学技术应用的研究。

3　安装比较3.1　热电偶温度计

热电偶的安装地点不受强磁场干扰,不受碰撞和震动,毫伏计安装要平稳、不倾斜、无震动;热电偶插入窑内的深度为5～7c m ,并要固定窑封好;应尽可能保持垂直,以防止保护套管在高温下产生变形,但在有流速的情况下,则必须迎着被测介质的流向插入,以保证测温元件与流体的充分接触以保证其测量精度。另外热电偶应尽量安装在有保护层的管道内,以防止热量散失。其次当热电偶和传感器安装在负压管道中时,必须保证测量处具有良好的密封性,以防止外界冷空气进入,使读数偏低。当热电偶和传感器安装在户外时,热电偶和传感器的接线盒面盖应向上,入线口应向下,以避免雨水或灰尘进入接线盒,而损坏热电偶接线盒内的接线影响其测量精度。热电偶温度计由于其补偿导线的材料硬度较高,非常容易从接线柱脱离造成断路故障,因此要接线良好不要过多碰动温度计的接线并经常检查,以获得正确的测量温度。3.2　热电阻温度计

热电阻安装时,其插入深度不小于热电阻保护管外径的8倍～10倍,尽可能使热电阻受热部分增长。热电阻尽可能垂直安装,以防在高温下弯曲变形。热电阻在使用中为了减小辐射热和热传导所产生的误差,应尽量使保护套管表面和被测介质温度接近,减小热电阻保护套管的黑色系数。当用与热电阻相配的二次仪表测量温度时,热电阻安置在被测温度的现场,而二次仪表则放置在操作室内。如果用不平衡电桥来测量,那么连接热电阻的导线都分布在桥路的一个臂上。为减小由同热电阻阻值的变化一起加在不平衡电桥的一个臂上引起的误差,一般在测温热电阻与仪表连接时,采用三线制接法。4　常见故障比较

热电偶的常见故障有:如果指针不移动。可能是线路断路或短路,毫伏计的锁紧装置没拨开,热电偶烧断;如果指针及反转。原因是线头接反;如果指示温度偏高。主要原因可能是热电偶和毫伏计的分度号不一致,外电阻过小,仪表零点不对,毫伏计有问题;如果指示温度偏低。这种故障的原因比较复杂,可能是热电偶装置的位置不能代表被测物温度,热电偶使用时间过长而被老化,补偿导线接反,线路接触不良,外电阻过大,仪表零点不对,热电偶冷端的温度有变化;如果指示不稳定,忽高忽低。主要原因是线路接触不良或仪表受震动。保护管破损,瓷保护管的炸裂主要由于激烈碰撞所造成。金属保护管一

般是被碰弯或烧化。

热电阻的常见故障有:在现场如果显示仪表指示低或者不稳,可能是保护管内有了金属屑、灰尘、接线柱有积灰,另外可以用万用表测量看是不是热阻出现了短路的现象。如果显示仪表指示无穷大、很大的情况,可能是热电阻出现断路,引出线断路。如果指示为负值,那接线出错,热阻短路就很有可能成为发生此种情况的原因所在。如果温度-电阻值函数关系有变,电阻丝有可能受到了腐蚀发生变质情况。通过以上思路我们可能很快就能找到其故障原因。

5　日常维护比较

热电偶在实际使用时特别要注意补偿导线的使用。通常接在仪表和接线盒之间的补偿导线,其热电性质与所用热电偶相同或相近,与热电偶连接后不会产生大的附加热电势,不会影响热电偶回路的总热电势。高温状态下,不宜插入和拔出陶瓷管热电偶,必要时也只能缓慢地插入或拔出,以免瓷管炸裂;使用前必须调整外电阻值,使其合乎毫伏计表面上规定的要求;使用时要测定热电偶的冷端温度,并修正热端测定的温度值。使用中必须定期检验,一般是半年一次。

热电阻在使用前必须检查它的好环,简易的检查方法是将热电阻从保护管中抽出,用万用表测量其电阻。若万用表读数为“0”或者万用表读数

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Co m par isi on Between Ca lor i c Resist ance Ther m o m eter and Ca lor i cd i pole Ther m o m eter

X U X iao -hua

(Yancheng T echn ician in stitu te Yancheng J iang su 224002)

Abstract :T e m p era tu re m eterage w h ich en su res the p roducti on ,qua lity and p roduceab le safty w a s very i m po rtan t .Ca l o ric resistance ther m om eter had been w idely u sed in indu stria l p roducti on and so had been ca l o ricd i po le ther m om eter .Com p a risi on bet w een t w o k ind s of ther m om eters w a s stud ied .Com p a risi on con ten t con sisted of ba sic p rinci p le ,tra it ,cho ice and setting .It w a s ea sy to be fam ilia r w ith u sing of thether m om ete .

Key words :Ca l o ricd i po le T her m om eter ;B a sic P rinci p le ;Cho ice ;Setting ;A dverted Po in ts

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