溫度設備基礎(chǔ)知識.ppt

1、溫度班設備介紹,設備簡介,熱工溫度班主要負責我廠溫度測量系統(tǒng)及氧量測量系統(tǒng)的檢修與維護。 溫度測量系統(tǒng) 感受件：熱電阻、熱電偶。 顯示件：數(shù)字溫度表、長圖記錄表。 氧量測量系統(tǒng) 氧化鋯傳感器 氧量變送器,溫度感受件： 熱電阻 熱電偶,熱電阻工作原理,熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。 金屬熱電阻

2、的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即 Rt=Rt01+（t-t0）式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0）時對應電阻值；為溫度系數(shù)。半導體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。,熱電阻的功能及應用,相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有-50300左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200500范圍內(nèi)的溫度測量，其特點是測量準確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應用極其廣泛。,熱工電偶的工作原

3、理,熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件，他的主要特點就是測量范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應好，更能夠遠傳4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應，即將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，又稱為塞貝克效應。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成；溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導體相接觸時，因為他們的電子密度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴散，當他們達到一定

4、的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質(zhì)以及他們接觸點的溫度。,熱電偶的功能及應用,在現(xiàn)場使用中根據(jù)環(huán)境，被測介質(zhì)等多種因素研制成適合各種環(huán)境的熱電偶。 熱電偶簡單分為裝配式熱電偶，鎧裝式熱電偶和特殊形式熱電偶；按使用環(huán)境細分有耐 高溫熱電偶，耐磨熱電偶，耐腐熱電偶，耐高壓熱電偶，隔爆熱電偶，鋁液測溫用熱電偶，循環(huán)硫化床用熱電偶，水泥回轉(zhuǎn)窯爐用熱電偶，陽極焙燒爐用熱電偶，高溫熱風爐用熱電偶，汽化爐用熱電偶，滲碳爐用熱電偶，高溫鹽浴爐用熱電偶，銅、鐵及鋼水用熱電偶，抗氧化鎢錸熱電偶，真空爐用熱電偶，鉑銠熱電偶等。,溫度顯示件,數(shù)字溫度表 長圖記錄表,數(shù)字式顯示儀表原理,數(shù)

5、字式顯示儀表主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電子計數(shù)器和數(shù)字顯示器所組成。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是數(shù)字式顯示儀表能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化測量的關(guān)鍵部件，它將連續(xù)變化的模擬量電壓信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，送往電子計數(shù)器進行電子計數(shù)器進行電子計數(shù) ,如果轉(zhuǎn)換成二進制代碼信息，則可直接送往數(shù)顯示；如果輸入為脈沖（頻率）信號，則可直接送往電子計數(shù)器。電子計數(shù)器對其輸入脈沖按照一定的時間間隔進行脈沖計數(shù)，即得反應模擬量輸入電壓大小的脈沖個數(shù)的數(shù)字量信息。然后，對縮短到的數(shù)字量信息進行寄存、譯碼和顯示。測量結(jié)果在數(shù)字顯示器以十進制數(shù)字形式示出。,數(shù)顯表的功能及應用,數(shù)顯表與各類模擬量傳感器、變送器配合，實現(xiàn)溫度、壓力、液位、流量、成份以及力和位

6、移等物理量的測量、顯示、變送、記錄及報警控制。,長圖記錄表的工作原理,自動平衡式顯示儀表是利用補償原理進行測量的自動電子儀表。它與熱電偶、熱電阻等變送器配套，可以來測量、記錄和控制溫度，也可用來連續(xù)測量電流、電壓和電阻以及能轉(zhuǎn)換成電壓和電阻的其它物理量。它具有動作迅速、精確度高（一般為級），不僅能指示，而且可以連續(xù)記錄被測參數(shù)，若加上一些附加裝置還可實現(xiàn)多點指示、記錄、報警、調(diào)節(jié)等功能，以及適應性強等優(yōu)點,長圖記錄表的功能及應用,。xzs系列長圖自動平衡記錄儀包括xwzs型電位差計記錄儀和xqzs型平衡電橋記錄儀兩大類單筆記錄儀可測量、記錄一個參數(shù)。雙筆記錄儀可同時測量記錄兩個參數(shù)。多點打印記

7、錄儀分三點、六點兩種，可周期地測量、打印各點參數(shù)。單筆帶pid電動調(diào)節(jié)器記錄儀除可測量、記錄一個參數(shù)外，還可對這個參數(shù)進行比例、積分、微分連續(xù)式調(diào)節(jié)，以達到優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)過程自動控制的目的。xzs系列記錄儀可以與熱電偶等產(chǎn)生直流電勢（電流）的變送器配套使用，或者與熱電阻等產(chǎn)生電阻值變化的變送器配套使用，顯示和記錄被測溫度或其他被測量。,氧量測量系統(tǒng),氧化鋯傳感器 氧量變送器,目前用氧化鋯式氧量計來測量爐煙含氧量的測量系統(tǒng)形式很多，大致可分為抽出式和直插式兩類。 我廠目前現(xiàn)場應用的是上海生產(chǎn)的ZO4系列氧化鋯，采用直插式的測量方式。該測量系統(tǒng)由氧化鋯傳感器和氧化鋯分析儀組成。,ZO4型氧化鋯傳感器工

8、作原理,氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯材料是一種高性能的氧離子導體，氧化鋯管內(nèi)外側(cè)涂以多孔鉑電極，在高溫（600）時，當氧化鋯管內(nèi)外兩側(cè)分別通以不同氧濃度的氣體時，就形成氧濃差電池： （PO2）PtZrO2Pt PO2（PO2”） 陰極：O24e=2O2- 陽極：2O2-O24e PO2和PO2”分別為參比氣氧分壓和被測氣氧分壓，氧濃差電池電勢E與氧分壓的關(guān)系可用能斯特人（Nernst）公式表示： E（RT4F）ln（PO2PO2”） 式中：R理想氣體常數(shù)（8.314J/molK） T濃差電池工作溫度（K） F法拉第常數(shù)（96500J/V） PO2參比氣氧分壓（通常以空氣作為參比氣，其氧濃度為20.6%）

9、 PO2”被測氣氧分壓,通過測量氧濃差電池電動勢E，就可以計算出被測氣體的氧分壓：O220.6e-4EF/RT(%) 實際值與理論值存在一定偏差，修正公式可以表示為： O220.6e-4（EC）KF/RT(%) 式中：C量程校正系數(shù)，代表高氧量氣氛時的系統(tǒng)測量誤差 K零點校正系數(shù)，代表低氧量氣氛時的系統(tǒng)測量誤差 氧量信號的產(chǎn)生：氧化鋯管在6001200高溫下，在氧化鋯管兩側(cè)氧濃度不等的情況下，濃度大的一側(cè)的氧分子在該側(cè)氧化鋯管表面電極上結(jié)合兩個電子形成氧離子，然后通過氧化鋯材料晶格中的氧離子空穴向氧濃度低的一側(cè)游動，當?shù)竭_低濃度一側(cè)時在該側(cè)電極上釋放兩個電子形成氧分子放出，于是在電極上造成電荷積累，兩電極之間產(chǎn)生電勢，此電勢阻礙這種遷移的進一步進行，直到達到動平衡狀態(tài)，就形成氧濃差電池。,ZO4型氧量變送器工作原理,變送器由模擬電路板、數(shù)字電路板以及顯示板組成。 檢測器測得的氧濃差信號和熱電偶信號經(jīng)濾波放大； 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由單片機計算出氧含量； 3位LED顯示被測氣體氧含量