溫度設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、溫度班設(shè)備介紹,設(shè)備簡(jiǎn)介,熱工溫度班主要負(fù)責(zé)我廠溫度測(cè)量系統(tǒng)及氧量測(cè)量系統(tǒng)的檢修與維護(hù)。 溫度測(cè)量系統(tǒng) 感受件：熱電阻、熱電偶。 顯示件：數(shù)字溫度表、長(zhǎng)圖記錄表。 氧量測(cè)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(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)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(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測(cè)量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)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(shí)的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0）時(shí)對(duì)應(yīng)電阻值；為溫度系數(shù)。半導(dǎo)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(shí)的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。,熱電阻的功能及應(yīng)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(yán)重，測(cè)溫范圍只有-50300左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于-200500范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。,熱工電偶的工作原

3、理,熱電偶是溫度測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測(cè)量范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)，便于自動(dòng)控制和集中控制。熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng)，即將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)有兩種電勢(shì)組成；溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢(shì)也不相同，而接觸電勢(shì)顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí)，因?yàn)樗麄兊碾娮用芏炔煌援a(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散，當(dāng)他們達(dá)到一定

4、的平衡后所形成的電勢(shì)，接觸電勢(shì)的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度。,熱電偶的功能及應(yīng)用,在現(xiàn)場(chǎng)使用中根據(jù)環(huán)境，被測(cè)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(jiǎn)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(xì)分有耐 高溫?zé)犭娕迹湍犭娕?，耐腐熱電偶，耐高壓熱電偶，隔爆熱電偶，鋁液測(cè)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(yáng)極焙燒爐用熱電偶，高溫?zé)犸L(fēng)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(zhǎng)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(jì)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(cè)量的關(guān)鍵部件，它將連續(xù)變化的模擬量電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，送往電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行電子計(jì)數(shù) ,如果轉(zhuǎn)換成二進(jìn)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(hào)，則可直接送往電子計(jì)數(shù)器。電子計(jì)數(shù)器對(duì)其輸入脈沖按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，即得反應(yīng)模擬量輸入電壓大小的脈沖個(gè)數(shù)的數(shù)字量信息。然后，對(duì)縮短到的數(shù)字量信息進(jìn)行寄存、譯碼和顯示。測(cè)量結(jié)果在數(shù)字顯示器以十進(jìn)制數(shù)字形式示出。,數(shù)顯表的功能及應(yīng)用,數(shù)顯表與各類模擬量傳感器、變送器配合，實(shí)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(cè)量、顯示、變送、記錄及報(bào)警控制。,長(zhǎng)圖記錄表的工作原理,自動(dòng)平衡式顯示儀表是利用補(bǔ)償原理進(jìn)行測(cè)量的自動(dòng)電子儀表。它與熱電偶、熱電阻等變送器配套，可以來(lái)測(cè)量、記錄和控制溫度，也可用來(lái)連續(xù)測(cè)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(dòng)作迅速、精確度高（一般為級(jí)），不僅能指示，而且可以連續(xù)記錄被測(cè)參數(shù)，若加上一些附加裝置還可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)指示、記錄、報(bào)警、調(diào)節(jié)等功能，以及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),長(zhǎng)圖記錄表的功能及應(yīng)用,。xzs系列長(zhǎng)圖自動(dòng)平衡記錄儀包括xwzs型電位差計(jì)記錄儀和xqzs型平衡電橋記錄儀兩大類單筆記錄儀可測(cè)量、記錄一個(gè)參數(shù)。雙筆記錄儀可同時(shí)測(cè)量記錄兩個(gè)參數(shù)。多點(diǎn)打印記

7、錄儀分三點(diǎn)、六點(diǎn)兩種，可周期地測(cè)量、打印各點(diǎn)參數(shù)。單筆帶pid電動(dòng)調(diào)節(jié)器記錄儀除可測(cè)量、記錄一個(gè)參數(shù)外，還可對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行比例、積分、微分連續(xù)式調(diào)節(jié)，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)過程自動(dòng)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(shì)（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(cè)溫度或其他被測(cè)量。,氧量測(cè)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(jì)來(lái)測(cè)量爐煙含氧量的測(cè)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(chǎng)應(yīng)用的是上海生產(chǎn)的ZO4系列氧化鋯，采用直插式的測(cè)量方式。該測(cè)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(dǎo)體，氧化鋯管內(nèi)外側(cè)涂以多孔鉑電極，在高溫（600）時(shí)，當(dāng)氧化鋯管內(nèi)外兩側(cè)分別通以不同氧濃度的氣體時(shí)，就形成氧濃差電池： （PO2）PtZrO2Pt PO2（PO2”） 陰極：O24e=2O2- 陽(yáng)極：2O2-O24e PO2和PO2”分別為參比氣氧分壓和被測(cè)氣氧分壓，氧濃差電池電勢(shì)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(cè)氣氧分壓,通過測(cè)量氧濃差電池電動(dòng)勢(shì)E，就可以計(jì)算出被測(cè)氣體的氧分壓：O220.6e-4EF/RT(%) 實(shí)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(shí)的系統(tǒng)測(cè)量誤差 K零點(diǎn)校正系數(shù)，代表低氧量氣氛時(shí)的系統(tǒng)測(cè)量誤差 氧量信號(hào)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(gè)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(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)低濃度一側(cè)時(shí)在該側(cè)電極上釋放兩個(gè)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(shì)，此電勢(shì)阻礙這種遷移的進(jìn)一步進(jìn)行，直到達(dá)到動(dòng)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(cè)器測(cè)得的氧濃差信號(hào)和熱電偶信號(hào)經(jīng)濾波放大； 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由單片機(jī)計(jì)算出氧含量； 3位LED顯示被測(cè)氣體氧含量