溫度檢測(cè)技術(shù)與儀表03

高等職業(yè)教育數(shù)字化學(xué)習(xí)中心連鑄自動(dòng)化崗位培訓(xùn)溫度檢測(cè)技術(shù)及儀表⑵光電高溫計(jì)WDL-31型光電高溫計(jì)1—物鏡2—同步信號(hào)發(fā)生器3—調(diào)制鏡4—微電機(jī)5—反光鏡6—聚光鏡7—參比燈8—探測(cè)元件5.3全輻射溫度計(jì)

全輻射溫度計(jì)是根據(jù)斯蒂芬-玻爾茲曼定律即物體的總輻射強(qiáng)度與物體溫度的四次方成正比（）的關(guān)系來進(jìn)行溫度測(cè)量的。透鏡聚焦式輻射高溫計(jì)

1—物鏡；2—補(bǔ)償光欄；3—銅殼；4—玻璃泡；5—熱電堆；6—鉑黑片；7—吸收玻璃；8—目鏡；9—小孔；10—云母片5.4比色溫度計(jì)

比色溫度計(jì)是通過測(cè)量熱輻射體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的單色輻射亮度之比隨溫度變化的特性來測(cè)量溫度的。雙通道比色溫度計(jì)1-物鏡；2—調(diào)制盤；3—檢測(cè)元件；4—反射鏡；5—棱鏡；6—電機(jī)6光纖溫度計(jì)6.1光導(dǎo)纖維6.1.1光纖結(jié)構(gòu)6.1.2工作原理光纖工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射。6.2光纖溫度傳感器6.2.1光纖溫度傳感器的類型（1）功能型功能型光纖溫度傳感器（2）非功能型6.2.2光纖溫度計(jì)（1）液晶光纖溫度計(jì)（2）熒光光纖溫度計(jì)熒光光纖溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖(a)激發(fā)光譜與熒光光譜(b)熒光光強(qiáng)與溫度的關(guān)系曲線

熒光光纖溫度計(jì)光譜及工作原理熒光光纖溫度計(jì)結(jié)構(gòu)框圖（3）半導(dǎo)體光纖溫度計(jì)它是利用半導(dǎo)體材料的光吸收隨溫度的變化而變化的原理測(cè)溫的。半導(dǎo)體的吸收特性曲線（a）測(cè)溫系統(tǒng)(b)探頭結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器雙光纖基準(zhǔn)通道法原理框圖（4）光纖輻射溫度計(jì)光纖輻射測(cè)溫探頭光纖輻射測(cè)溫系統(tǒng)7集成溫度傳感器

集成溫度傳感器是利用晶體管PN結(jié)的電流和電壓特性與溫度的關(guān)系，把敏感元件、放大電路和補(bǔ)償電路等部分集成化，并把它們封裝在同一殼體內(nèi)的一種一體化溫度檢測(cè)元件。7.1模擬集成溫度傳感器7.1.1工作原理(a)對(duì)管差分電路；(b)電流輸出型；(c)電壓輸出型集成溫度傳感器基本電路7.1.2電流輸出型集成溫度傳感器典型代表是AD590溫度傳感器AD590基本溫度檢測(cè)電路7.1.3電壓輸出型集成溫度傳感器LMl35／LM235／LM335系列(a)To-46金屬殼(b)To-92塑料殼

LM135系列封裝接線圖

基本溫度檢測(cè)電路可定標(biāo)的傳感器電路7.2模擬集成溫度控制器LM56、TMP01、AD22015、MAX6509/6510和TC652/653等型號(hào)7.3集成數(shù)字溫度傳感器／控制器典型產(chǎn)品有DSl820、DSl8S20、DSl8B20、DSl821、DSl822、DSl624、DSl629等集成數(shù)字溫度傳感器／控制器屬于智能化產(chǎn)品。單總線系統(tǒng)連接示意圖

Ｋ型熱電偶是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便、測(cè)溫范圍寬等特點(diǎn)。目前，在以Ｋ型熱電偶為測(cè)溫元件的工業(yè)測(cè)溫系統(tǒng)中，熱電偶輸出的熱電勢(shì)信號(hào)必須經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，才能輸入基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)。中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)包括信號(hào)放大、冷端補(bǔ)償、線性化及數(shù)字化等幾個(gè)部分，實(shí)際應(yīng)用中，由于中間環(huán)節(jié)較多，調(diào)試較為困難，系統(tǒng)的抗干擾性能往往也不理想。MAXIM公司新近推出的MAX6675，它是一個(gè)集成了熱電偶放大器、冷端補(bǔ)償、A/D轉(zhuǎn)換器及SPI串口的熱電偶放大器與數(shù)字轉(zhuǎn)換器，可以直接與單片機(jī)接口，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證了溫度測(cè)量的快速、準(zhǔn)確。一款實(shí)用的K熱電偶信號(hào)處理芯片-MAX6675MAX6675采用SO-8封裝形式，有8個(gè)引腳，腳1（GND）接地，腳2（T-）接熱電偶負(fù)極，腳3（T+）接熱電偶正極，腳4（VCC）電源端，腳5（SCK）串行時(shí)鐘輸入端，腳6（CS）片選端，使能啟動(dòng)串行數(shù)據(jù)通訊，腳7（SO）串行數(shù)據(jù)輸出端，腳8（NC）未用。在VCC和GND之間接0.1μF電容。

MAX6675的引腳如圖1所示。8溫度檢測(cè)儀表的選用8.1溫度檢測(cè)儀表選型的一般規(guī)定⑴單位及標(biāo)度(刻度)①溫度儀表的標(biāo)度(刻度)單位應(yīng)采用攝氏度(℃)。②在一般情況下，標(biāo)度(刻度)及測(cè)量范圍的選用應(yīng)與定型產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)系列

相符。③溫度儀表正常使用溫度應(yīng)為量程的50%一70%，最高測(cè)量值不應(yīng)超過量程的90%。

⑵檢出(測(cè))元件插入長(zhǎng)度①插入長(zhǎng)度的選擇應(yīng)以檢出(測(cè))元件插至被測(cè)介質(zhì)溫度變化靈敏且具有代表性的位置為原則。②在煙道、爐膛及絕熱材料砌體設(shè)備上安裝時(shí)，應(yīng)按實(shí)際需要選用。⑶檢出(測(cè))元件保護(hù)套材質(zhì)不低于設(shè)備或管道材質(zhì)。⑷檢出(測(cè))元件保護(hù)套管對(duì)于中、低壓介質(zhì)宜選用鋼管直形保護(hù)套管。對(duì)于高壓介質(zhì)或測(cè)溫元件取出時(shí)不必停車的場(chǎng)合，應(yīng)選用整體鉆孔直形或錐形保護(hù)套管。對(duì)于被測(cè)介質(zhì)流速較高或要求保護(hù)套管高強(qiáng)度的場(chǎng)合，應(yīng)選用整體鉆孔錐形保護(hù)套管。⑸用于可燃性氣體、蒸汽及可燃性粉塵等爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的就地帶電接點(diǎn)的溫度儀表、溫度開關(guān)、溫度檢出(測(cè))元件和變送器等，應(yīng)根據(jù)所確定的危險(xiǎn)場(chǎng)所類別以及被測(cè)介質(zhì)的危險(xiǎn)程度，選擇合適的防爆結(jié)構(gòu)形式或采取其它的防爆措施。⑹用于腐蝕性氣體及有害粉塵等場(chǎng)所的溫度儀表，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件，選擇合適的外殼防護(hù)等級(jí)。8.2溫度檢測(cè)儀表安裝的一般規(guī)定⑴現(xiàn)場(chǎng)儀表的安裝位置應(yīng)滿足以下要求：①易于接近、觀察及操作，必要時(shí)設(shè)置專用的操作平臺(tái)和梯子。②避開高溫、強(qiáng)烈振動(dòng)的場(chǎng)所。③避開靜電干擾和電磁干擾，當(dāng)無法避開時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目轨o電

干擾、電磁干擾的措施。④具有適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的防護(hù)措施。⑤非防水儀表設(shè)在室外時(shí)，應(yīng)安裝于儀表保護(hù)箱內(nèi)。⑥非防爆儀表用于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所時(shí)，應(yīng)安裝于正壓式儀表柜內(nèi)或采

取其它防爆措施，并符合有關(guān)防爆規(guī)范要求。

⑵儀表與工藝過程的連接應(yīng)滿足以下要求：①工藝管道上或設(shè)備上的儀表連接頭(管嘴)、法蘭及儀表引壓管道的材質(zhì)和壓力等級(jí)不應(yīng)低于工藝管道或設(shè)備上連接件的材質(zhì)和壓力等級(jí)。②除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外，儀表測(cè)量用介質(zhì)引壓管道的連接法蘭最低公稱壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：A級(jí)管道法蘭的公稱壓力不宜低于5.OMPa；B、C級(jí)管道法蘭的公稱壓力不宜低于2.OMPa。③設(shè)計(jì)壓力不大于0.6MPa的蒸汽、空氣和水管道，其法蘭的公稱壓力不宜低于1.OMPa。④除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外，法蘭密封用墊片應(yīng)符合下列規(guī)定：一般公稱壓力低于5.OMPa的法蘭可采用石棉橡膠板墊片或聚四氟乙烯包覆墊片；劇毒、可燃介質(zhì)或溫度高、溫差大、受機(jī)械振動(dòng)或壓力脈動(dòng)的管道宜采用纏繞式墊片，并符合規(guī)定的使用條件；高溫、高壓管道宜采用金屬環(huán)墊，其材質(zhì)應(yīng)滿足介質(zhì)防腐要求及法蘭硬度要求。⑤法蘭緊固件材料選用應(yīng)符合規(guī)定的溫度及壓力。⑥儀表連接頭(管嘴)的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)工藝管道或設(shè)備的隔熱層厚度確定。⑦儀表連接頭(管嘴)的位置應(yīng)便于切斷閥或測(cè)量元件安裝和檢修，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置專用的操作平臺(tái)或梯子。

⑶溫度測(cè)量元件安裝應(yīng)符合以下規(guī)定：①測(cè)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)在能靈敏、準(zhǔn)確地反映介質(zhì)溫度的位置，不應(yīng)位于介質(zhì)不流動(dòng)的死角處。②在直管段上安裝時(shí)，可垂直或傾斜45°插入管道內(nèi)，在彎頭處或傾斜45°安裝時(shí)，應(yīng)與介質(zhì)逆向。③溫度計(jì)的感溫體應(yīng)全部伸入管道內(nèi)。④對(duì)于直徑較小的管道，溫度計(jì)可在彎頭處安裝，或擴(kuò)大管徑后安裝。對(duì)熱電偶、熱電阻和雙金屬溫度計(jì)，管道直徑應(yīng)擴(kuò)大為80mm或l00mm；壓力式溫度計(jì)的擴(kuò)管管徑根據(jù)計(jì)算后的浸沒長(zhǎng)度決定；擴(kuò)大管徑部分的長(zhǎng)度為250~300mm。⑤測(cè)量爐膛溫度的熱電偶保護(hù)管末端超過爐管的長(zhǎng)度應(yīng)為50~100mm；水平安裝的熱電偶插入爐內(nèi)的懸臂長(zhǎng)度不宜超過600mm；安裝在回彎頭箱內(nèi)的熱電偶的接線盒應(yīng)在回彎頭箱的隔熱層外面。⑥設(shè)備上