热工仪表工作原理
热工测量及仪表基本知识 重点
热工测量●热工测量：是指压力、温度等热力状态参数的测量，通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数测量，如测量流量、液位、振动、位移、转速和烟气成分等。
●测量方法：按测量结果获取方式：直接、间接测量法；按被测量与测量单位的比较方式：偏差、微差、零差测量法；按被测量过程中状态分：静态、动态测量法。
●热工仪表组成：感受件，传送件，显示件。
●仪表的质量指标：准确度、线性度、回差、重复性误差、分辨率、灵敏度、漂移。
●热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度也称绝对温度，用符号T表示。
单位为开尔文，用K表示。
●测量方法分类：接触式测温方法：膨胀式液体和固体温度计、压力式温度计、热电偶温度计和热电阻温度计、热敏电阻温度计。
非接触式测温方法：光学高温计，光电高温计、辐射温度计和比色温度计。
温度测量部分接触式测温（1）热电偶温度计①标准化热电偶：工艺上比较成熟，能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。
②非标准化的热电偶：进一步扩展高温和低温的测量范围；但还没有统一的分度表，使用前需个别标定。
●热电偶温度计：由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
标准化热电偶-200~1600℃；非标准化热电偶-270~2800℃。
①测温范围广，可以在1K至2800℃的范围内使用；②精度高；③性能稳定；④结构简单；⑤动态特性好；⑥由温度转换的电信号便于处理和远传。
·8种标准化热电偶：S型、R型、B型、K型、N型、E型、T型、J型·四类非标准化热电偶：贵金属、贵—廉金属混合式、难熔金属、非金属●热电偶测温原理：热电效应：两种不同成分的导体（或半导体）A和B的两端分别焊接或绞接在一起，形成一个闭合回路，如果两个接点的温度不同，则回路中将产生一个电动势，称之为热电势，这种效应称为热电效应。
●热电偶的基本定律：均质导体定律、中间导体定律、连接温度（中间温度）定律。
①均质导体定律：由一种均质导体所组成的闭和回路，不论导体的截面积如何及导体各处温度分布如何，都不能产生热电势。
dlt521042018第4部分热工仪表及控制装置
dlt521042018第4部分热工仪表及控制装置热工仪表及控制装置是在工业生产中广泛应用的设备，用于测量、监控和控制各种热工过程的参数和变量。
它们在热动力工程、化工工艺、电力系统和环保控制等领域发挥着重要的作用。
本文将介绍热工仪表及控制装置的基本原理和常见类型，以及其在工业生产中的应用。
热工仪表是用于测量和监控热工过程中各种参数和变量的设备。
它们可以根据需要测量温度、压力、流量、液位、浓度等各种物理量。
热工仪表通常由传感器、信号处理器和显示器组成。
传感器用于将热工过程中的物理量转换成电信号，信号处理器将这些电信号进行处理和放大，最后显示器将处理后的信号转换成人们可以理解的形式。
根据测量的参数和变量的不同，热工仪表可以分为温度仪表、压力仪表、流量仪表等多种类型。
温度仪表可以用来测量物体的温度，并将温度转换成相应的电信号。
常见的温度仪表有温度传感器和温度计。
压力仪表可以用来测量流体或气体的压力，并将压力转换成电信号。
常见的压力仪表有压力传感器和压力计。
流量仪表可以用来测量液体或气体的流量，并将流量转换成电信号。
常见的流量仪表有流量传感器和流量计。
除了这些基本的仪表之外，热工仪表还可以根据需要进行集成和组合，实现对多个参数和变量的测量和监控。
热工控制装置则是用于对热工过程进行控制的设备。
它们可以根据测量到的参数和变量的数值，自动调节热工过程中的各个参数，以实现对热工过程的精确控制。
热工控制装置通常由控制器、执行器和显示器组成。
控制器用于接收和处理来自热工仪表的信号，根据设定的控制策略，控制执行器对热工过程进行调节。
显示器用于显示控制装置的工作状态和控制过程中的参数和变量。
根据控制方式的不同，热工控制装置可以分为开环控制和闭环控制。
开环控制是指控制器按照设定的控制策略直接对执行器进行控制，不考虑热工过程中的实际参数和变量的数值。
闭环控制是指控制器根据来自热工仪表的反馈信号，比较实际参数和变量的数值与设定值之间的差距，然后对执行器进行调节，使实际参数和变量的数值尽量接近设定值。
热工仪表基础知识2.doc
常用仪表一、分类1.根据检测类别分类a.温度b.压力c.液位d.流量2.根据工作性质分类a.变送器b.传感器c.调节器d.执行器e.显示器二、常用仪表工作原理1・温度检测仪表a）热电偶1.热电偶测温基木原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
2.热电偶的种类及结构形成我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
b）热电阻（1）热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
目前应用最广泛的热电阻材料是钳和铜：钳电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。
中国最常用的有R0=10Q、R0=100Q和R0=1000Q 等几种，它们的分度号分别为PtlO、PtlOO、Pt 1000；铜电阻有R0=50Q和R0=100Q 两种，它们的分度号为Cu50和CulOOo其中PtlOO和Cu50的应用最为广泛。
⑵热电阻的信号连接方式目前热电阻的引线主要有三种方式%1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r, r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合%1三线制：在热电阻（热电阻相关的信息）的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
简述火电厂热工自动化仪表的原理及故障
简述火电厂热工自动化仪表的原理及故障摘要:热工自动化仪表作为热工自动化系统的关键环节，通过对热工参数，如温度、流量、压力以及物位的测量可以及时的反映出设备的运行状况，达到为信号分析系统提供分析数据、为运行人员提供操作依据以及电厂控制提供准确信号的目的。
最后对管路吹扫与仪表调试工作，通过对火电厂热工仪表自动化技术的发展趋势的探讨，提出了火电厂热工自动化中问题及事故防范措施。
关键词:火电厂；热工仪表；自动化技术；应用探析；一．前言火电厂的热工仪表自动化系统，其组成十分的复杂，并且涉及的范围也比较广，在安装的过程中，要注意设备与表盘的安装、管路敷设与配线安装等问题，火力发电厂热工仪表自动化技术的发展趋势，向综合自动化、电气热工控制一体化、高性能化等方向发展。
二．火力发电厂热工仪表自动化的安装火力发电厂的热工控制系统较为复杂，其涉及的范围也相对比较广泛，从热工测点来说分散的距离较远，在实际安装过程中施工的周期比较长，同时也受系统工艺的制约，在热工系统安装时往往都是在管道施工完成了70%时，热工仪表刚刚进行安装高峰期，因此一定要注意仪表安装的准确性与完备性。
笔者认为对火力发电厂热工仪表自动化的安装应注意以下几点：1. 物位仪表物位仪表主要有超声波物位计以及电容热点式物位计两种。
超声波物位计一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波遇到被测介质后反射回来的信号通过电子模块检测和专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以精确计算出其传播路程，进而反映出物位的情况；电容式物位传感器由两个导体电极，通过极间为气体、固体或者流体的变化而测定物位。
由于此传感器的敏感元件简单，被广泛的应用于水箱、清水池等液位的测量。
2.管路敷设与配线安装热工自动化仪表的管路敷设包括信号管路、机械管路、动力管路、电源管路、吹扫管路、测量管路、气源管路等，安装时要跟据施工现场情况进行就地或远程的设备安装，避免安装后的复工，同时要考虑到检修与维护的可操作性，选择安装地点相对适宜的位置进行安装，尽量避开干扰源和磁场源，以此来减少外因对仪表设备的影响。
电站常用热工仪表原理及应用
P = F S = γhS / S = γh
(1-2)
式中 γ——压力计中液体的重度； h——液柱的高度。 即，压力等于液柱高度与液体重度的乘积。 在国际单位制中，压力单位是帕斯卡，简称帕，代号为 Pa， 它的定义是在每平方米面积上，垂直作用了 1 牛顿的力。 1Pa=1N／m2 过去有很多压力单位，例如： (a)工程大气压(kgf/cm2)：这是过去工程上最常用的压力单位，即 1 公斤力均匀而垂直地 作用在 1 平方厘米面积上所产生的压力。 (b)毫米水柱(mmH2O)，米水柱(mH2O)：即高 1 毫米、1 米水柱重量的水对底面所产生 的压力，从式(1—2)可以看出．这个力与底面积的大小无关，只与水的重度和高度有关。 (c)毫米水银柱(mmHg)：即高 1 毫米水银柱重量的水银对底面所产生的压力。 (d)巴(bar)：常用毫巴，1 毫巴 =
P '+γh' = Pe = Pe ' = PA
γh’=PA—P’=PB (1-4) 这说明 U 形压力计测得的压差就是真空度。如测烟道内的负压、烟囱抽力等即是这种 情形。 三、测压仪表 测量压力或真空度的仪表很多，按其转换原理的不同，大致可以分四大类： 1．液柱式压力计 液柱式压力计是依据流体静力学的原理， 把被测压力转换成液柱高度的压力计。 它被广 泛应用于表压和真空度的测量中，也可以测定两点的压力差。按其结构形式不同，有 U 型 管压力计、单管压力计和斜管压力计等。这类压力计结构简单，使用方便，但其精度受工作 液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响，测量范围窄。 2．弹性式压力计
P = Pd = Pd ' = γh + PA
第七章热工仪表
一、 温度的测量
在加热炉中，准确的温度测量和控制是必不可少的。 测量温度的方法分二类： 1、接触式测温（如热电偶）-温度传感元件要紧靠被 测物体或直接置于温度场中； 2、非接触式测温（如光学高温计）-利用被测物体的 热辐射或辐射光谱分布随温度的变化来测量物体温度。
（２）获得真空的方法 ①用真空泵抽气：主要方法． ②吸附：辅助方法，加入吸附剂，将气体吸附． ③冷凝：辅助方法，用液氮将气体冷凝．
（３）常用真空泵
①机械真空泵：有旋片式真空泵、往复式真空泵、滑针式 真空泵等。一般能达到小于１Pa的低真空度。
②油扩散泵：由加热部分、冷却部分和喷射部分组成。工 作时经电炉加热使泵体内的扩散油挥发成蒸汽，油蒸汽沿 导管上升由喷嘴喷出。一般可达小于１０－４Pa的高真空度。
二、气体流量的测定
实验室内常用的气体流量计有转子流量计 和毛细管 流量计两种 。 (1) 转子流量计 转子流量计由一根垂直带有刻度的玻璃管和 放入管中的一个转子所构成 。使用时，气体从 管的下口进入管中，使转子向上移动。 根据转 子位置高低即可由刻度上读出相应的 流量 。 (2) 毛细管流量计 毛细管流量计如图所示 。
热电偶名称
铂铑10-铂 PtRh10-Pt
极性 化学成分
使用温度(℃)
长期 短期
＋ Pt90%，Rh10% 1300 1600
－ Pt100%
铂铑30-铂铑6 ＋ Pt70%，Rh30% PtRh30-PtRh6 － Pt94%，Rh6%
1600 1800
标准的热电偶是指冷端为0℃时的热电势，实际 测温条件下自由端不一定处于0℃，由此会带来误差， 应加以消除或修正。
热量表工作原理
热量表工作原理热量表是一种用于测量物质燃烧释放的热量的仪器。
它可以通过测量燃料的热值来确定燃料的能量含量，是工业生产和科学研究中常用的重要仪器。
那么，热量表是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍热量表的工作原理。
热量表的工作原理基于燃烧释放热量的基本原理。
当燃料在氧气的存在下燃烧时，会释放出热量。
热量表利用这一原理来测量燃料的热值。
热量表通常由燃烧室、水箱、温度传感器、流量计和数据记录器等部件组成。
在热量表的工作过程中，首先将待测燃料放入燃烧室中，并点燃燃料。
随着燃料的燃烧，燃烧释放的热量会被传递给水箱中的水。
温度传感器会实时监测水的温度变化，当水的温度升高时，温度传感器会将温度信号传送给数据记录器。
同时，流量计会记录燃料的消耗量。
通过测量水的温度变化和燃料的消耗量，可以计算出燃料的热值。
热量表的工作原理可以通过以下步骤来总结，首先，将待测燃料放入燃烧室中，并点燃燃料；其次，燃烧释放的热量被传递给水箱中的水，导致水温升高；然后，温度传感器监测水温变化，并将温度信号传送给数据记录器；最后，通过测量水的温度变化和燃料的消耗量，计算出燃料的热值。
总的来说，热量表通过测量燃料燃烧释放的热量来确定燃料的能量含量。
它的工作原理基于燃烧释放热量的基本原理，利用燃料燃烧后传递给水的热量来进行测量。
热量表在工业生产和科学研究中有着重要的应用价值，对于燃料的质量控制和能源利用效率的提高起着至关重要的作用。
通过以上的介绍，相信大家对热量表的工作原理有了更深入的了解。
热量表作为一种重要的测量仪器，在能源领域有着广泛的应用前景，它的工作原理也为我们提供了更多的思考和探索空间。
希望本文能够帮助大家更好地理解热量表的工作原理，为相关领域的研究和应用提供一些参考和帮助。
电力系统中热工仪表自动化安装及运行要点探析
电力系统中热工仪表自动化安装及运行要点探析随着科技的不断发展，电力系统中热工仪表自动化已成为现代化电力系统的重要组成部分，它可以实现对电力系统中热工参数的监测、控制和管理。
热工仪表自动化的安装及运行对于电力系统的稳定运行和安全生产具有重要作用。
本文将从热工仪表自动化的基本原理、安装要点和运行要点等方面进行探析。
一、热工仪表自动化的基本原理热工仪表自动化是通过传感器采集电力系统中的温度、压力、流量等信息，并将这些信息转化为电信号送入控制器或PLC系统进行处理，最终实现对电力系统中热工参数的监测、控制和管理。
热工仪表自动化的基本原理包括传感器采集、信号处理和控制执行等几个方面：1. 传感器采集：传感器是热工仪表自动化系统的核心部件，它可以将电力系统中的热工参数（如温度、压力、流量等）转化为标准的电信号输出。
常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 信号处理：传感器输出的电信号需要经过信号调理模块进行放大、滤波、线性化等处理，使其成为适合控制器或PLC系统处理的标准信号。
3. 控制执行：经过信号处理的电信号送入控制器或PLC系统进行处理，并根据预设的控制策略输出控制信号，控制执行部件（如阀门、泵等）对电力系统进行调节，最终实现对电力系统中热工参数的监测、控制和管理。
1. 传感器的选择：传感器的选择应根据电力系统中需要监测的热工参数来确定，应选用品质稳定、精度高的传感器，并考虑其对环境温度、湿度、介质等的适应能力。
2. 安装位置的选择：传感器的安装位置直接影响到监测的准确性，应选择在电力系统中能够准确反映热工参数变化的位置进行安装，并考虑传感器的保护措施，防止受到外界干扰。
3. 信号传输线路的布置：信号传输线路的布置要避免与强电线路重叠，并考虑信号传输线路的屏蔽和接地等措施，确保传输信号的稳定性和可靠性。
4. 控制执行部件的安装：控制执行部件的安装应根据控制对象和控制要求来确定合适的位置，需要特别注意控制装置和电力系统的安全隔离。
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第二节 自动控制系统的组成
四部分：测量元件及变送器、控制器、执行机 构、控制对象
显示 记录仪 记录 显示器 要求 变换 检测 仪表
观察
思考 调节 执行 机构
给定值
调节 调节器
第三节 自动控制系统的表示方法
干扰作用
方块图表示方式
自动控制系统是具
给定值
控制器
控制器 输出 p
调节器
调节 作用 q
化工仪表及自动化
目的和意义
在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装 置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不 同程度上自动地进行，称为化工自动化。
实现化工自动化的目的是：
1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和 质量。 2. 降低劳动强度，改善劳动成本。 3. 确保生产安全。
化工自动化的发展历程
控制系统（简单控制系统、复杂控制系统）
计算机控制系统（系统构成、接口与转换）
主要参考书目
1. 化工仪表及自动化（第三版）
厉玉鸣 主编，化学工业出版社
2. 化工仪表及自动化习题集
厉玉鸣 主编，化学工业出版社
3. 化工过程控制工程（第二版）
王骥程 祝和云 主编，化学工业出版社
4. 敏限与分辨率
灵敏度：仪表的指示位移变化量与被测参数
变化量之比。
灵敏限：能引起仪表指针发生位移变化的被
测参数的最小变化量。
分辨率：测试仪表数字显示器的最末位数字
间隔所代表的被测参数变化量。
二、检测仪表的性能
4. 线性度与反应时间
线性度：测量仪表在全
量程范围内实际校准值与
4. 发散振荡过程
控制系统的品质指标
1. 2. 3. 4. 5. 最大偏差A； 衰减比(A-C)/(B-C)；4:1~10:1 余差C； 过渡时间t； y T 振荡周期T。 A
C t
误差范围
B
第二章 测量元件与变换器
§3.1 概述
一、参数的测量
参数检测：将被测参数经过一次或多次能量的交换， 获得一种便于显示和传递的信号的过程。 根据信号的不同，参数检测仪表可以分为气动检测 仪表和电动检测仪表两类。
●1950s~1960 s
基地式气动单元仪表，基地式电动单元仪表，膜片 式仪表。为化工单元操作的发展提供了技术支撑。
● 1970 s~1980 s
单元组合Ⅱ型仪表：QDZⅡ，DDZ Ⅱ
● 1990 s~
单元组合Ⅲ型仪表：QDZⅢ ，DDZ Ⅲ
主要内容
基本概念 控制系统 控制对象 仪器仪表 测量 显示 控制 执行
理论对应值的吻合程度。
仪 表 显 示 值
反应时间：显示值变化相
被测变量
对于实际值变化的滞后时间。
三、检测系统的构成
显示 被 测 参 数 敏 感 元 件 信 号 变 换 信 号 传 输 信 号 测 量
比
指示
T
V W Y
温度
粘度 力
传送
阀
第四节 自动控制系统的分类
按被控变量分类： 流量控制、温度控制、压力控制、物位控制等； 按控制规律分类：
比例控制、比例微分控制、比例积分控制、比例微分积分调节
按被控变量的变化规律分类： 定值控制系统：给定值为常数； 随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制系统：按预定时间顺序控制参数。 按信号种类分类： 气动控制系统，电动控制系统
3
就地仪表盘 面安装仪表
控制流程图字母意义
字 母 A C D E 第一位字母 被测变量 分析 电导率 密度 电压 差 修饰词 后继字母 功能 报警 控制 字 母 P Q R S 第一位字母 被测变量 压力 数量 放射性 速度 安全 积分 累积 记录 开关 修饰词 后继字母 功能
F
I K L
流量
电流 时间 物位
化学工业出版社
第一章 自动控制系统基本概念
第一节 化工自动化的主要内容
第二节 自动控制系统的组成
第三节 自动控制系统的表示方法
第四节 自动控制系统的分类 第五节 自动控制的过渡过程和系统品质指标
第一节 化工自动化的主要内容
自动检测系统
自动保护与自动报警系统
自动操纵与自动开停车系统
自动控制系统
二、检测仪表的性能
2.指示变差与精密度 指示变差：同一仪表对相同的被测参数进行正、 反行程测量时，其显示值的差异。 精密度（简称精度）：仪表检测微小参数变化 的能力。 仪表精度等级：用允许误差的绝对值表示： 常用仪表等级有：0.005，0.02，0.05，0.1， 0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等 精确度：仪表精密而准确的程度。
非电量的电测法：
将非电量工艺参数，如压力、温度、流量、物位等，转
换为电流、电压等电路参数（信号）的检测方法。
二、检测仪表的性能
1. 准确度与误差 准确度：测量值与被测量真值的接近程度； 绝对误差：测量值与被测量真值之差； 相对误差：绝对误差与被测量真值之比； 实际相对误差：绝对误差与被测量真值之比； 示值相对误差：绝对误差与仪表指示值之比； 允许相对误差：绝对误差与仪表满刻度值之 比。 允许误差：最大允许相对误差。
第五节 自动控制系统的过渡过程和 系统品质指标
飞升曲线：
在单位阶跃输入（因扰动或设定值变化，使被控
变量在设定值之间出现阶跃性变化）下，过渡参 数的变化曲线。
输 入 量
0
t0
时间t
飞升曲线的四种形式
y y
0
t0 1. 非周期衰减过程
t
0
t0 2. 衰减振荡过程
t
y
y
0
t0
t
0
t0
t
3. 等幅振荡过程
第五节 自动控制系统的过渡过程和 系统品质指标
1. 控制系统的过渡过程 控制系统的过渡过程： 在扰动或给定值变化的情况下，被控量偏离给定 值和在控制调节作用下，接近给定值或跟随给定 值变化的过程。 控制系统的动态特性 被控变量向给定值变化过程的特性。 控制系统的静态特性 经过调节作用后,被控参数处于稳定范围时的特 性。
f
调节对象 被调参数
y
e
有被控变量负反馈的 闭环系统。
流程图表示方式
测量值
x
+
-
z
变送器
蒸汽
TC TT
进料 凝液
出料
控制流程图符号意义
序号 安装位置 图形符号 备注 序号 安装位置 图形符号 备注
1
就地安装仪 表
嵌在管道 中
4
集中仪表盘 后安装仪表
2
集中仪表盘 面安装仪表 5 就地仪表盘 后安装仪表