热工仪表-
热工仪表基础知识
热工仪表基础知识1.什么是测量？什么是热工测量？什么是热工测量仪表？答：测量就是通过实验的方法，把被测量与其所采用的单位标准量进行比较，得出被测量数值的过程。
热工测量就是在火力发电厂热力生产过程中对各种热工参数（如温度、压力、流量、液位等）进行的测量方法和过程。
热工测量仪表是指用来测量热工参数（如温度、压力、流量、液位等）的仪表。
2.热工仪表是由那几部分组成的？答：热工测量仪表是由传感器、变换器、显示器三大部分组成。
传感器是指将被测量的某种物理量按照一定的规律转换成能够被仪表检测出来的物理量的一类测量设备。
也称感受件，一次仪表。
变换器的作用是将传感器输出的信号传送给显示器。
也称连接件，中间件。
显示器的作用是反映被测参数在数量上的变化。
也称显示件，二次仪表。
3.按显示功能热工仪表分为那几类？答：按结构形式热工仪表分为：（1）指示仪表；是通过仪表的标尺和指针或液面、光点等的相对位置来显示被测参数瞬时值的显示仪表。
（2）记录仪表；能把被测量的瞬时值记录下来的仪表。
（3）信号仪表；能把被测参数是否超越允许值进行灯光、音响报警的仪表。
（4）调节仪表；除显示被测参数外，还可以进行调节参数的仪表。
（5）累积仪表；是对被测量进行累积叠加的仪表。
4.什么是示值的绝对误差？示值的相对误差？示值的引用误差？答：示值的绝对误差是指仪表的指示值（被校仪表的读数值）x与被测量的真实值（标准仪表的读数值）x0之间的代数差。
示值的绝对误差＝x －x 0示值的相对误差是指示值的绝对误差与被测量的实际值之比。
示值的相对误差＝%10000⨯-x x x 示值的引用误差是指示值的绝对误差与该仪表量程范围之比。
以百分数表示。
示值的引用误差＝%100程下限仪表量程上限－仪表量0⨯-x x 5. 什么是仪表的基本误差？什么是仪表的测量误差？答：在规定的技术条件下，将仪表的示值和标准表的示值相比较，在被测量平稳地增加和减少的过程中，在仪表全量程取得的诸示值的引用误差中的最大者，称为仪表的基本误差。
热工仪表基础知识
第一章 热工仪表概述
热力生产过程中对各种热工参数，如温度、 压力、流量、液位、物位及位移等状态参 数的测量称为热工测量。实现热工测量所 使用的工具称为热工仪表。 热工测量及仪表不仅在火电厂热力生产过 程中占有重要地位，在化工、石油、冶金 等工业部门及科学研究中也都不可缺少。
第一章 热工仪表概述
第二章 温度测量及仪表
华氏温标（oF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32 度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报 氏1度，符号为oF。 摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0 度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报 氏1度，符号为℃。
热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分 子运动停止时的温度为绝对零度，定义为水三相点的热 力学温度的1/273.16,记符号为K。
1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热 交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道 和设备的死角附近装设热电阻. 2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失,为了减 少测量误差热电阻应该有足够的插入深度:
三、热电阻温度计
(1)对于测量管道中心流体温度的热电阻,一般都应将其测量端插入到管 道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米, 那热电阻插入深度应选择100毫米;
○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线 制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U， 再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消 除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
三、热电阻温度计
对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维 修方便,而且不影响设备运行和生产操作.要满足以上要 求,在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下 几点:
热工仪表的检修及其校验分析
热工仪表的检修及其校验分析热工仪表是工业生产过程中常用的一种仪表设备，用于测量、记录和控制工艺生产中的温度、压力、流量等参数，是保障生产安全和质量的重要设备。
长时间的使用和环境条件的影响都会对热工仪表的性能产生影响，因此定期的检修和校验工作显得尤为重要。
本文将结合实际案例，介绍热工仪表的检修及其校验分析。
一、热工仪表的检修1.检修内容：（1）外观检查：检查仪表的外观是否有明显的损坏、变形或锈蚀，还要检查仪表的标识是否清晰，各操作按钮是否灵活。
（2）电气连接的检查：检查仪表的电气连接是否松动、接触不良或者发热现象。
（3）功能性能检查：确认仪表的各项功能是否正常。
温度表应当测得正确的温度数值；压力表应能够稳定指示压力值等。
2.检修方法：（1）清洁：首先查看仪表的外观是否脏污，如果脏污，应当用清洁剂将其清洗干净。
（2）紧固：对于松动的部件要进行紧固处理，确保仪表在使用过程中不会因为部件松动而出现故障。
（3）更换磨损部件：对于已经磨损的部件要及时更换，比如电池、传感器等部件。
3.检修结果记录：对于每一台热工仪表的检修过程都应当做好详细的记录，包括检修的内容、时间、人员、结果等，并按照仪表使用单位的要求进行归档保存，以备日后查阅。
二、热工仪表的校验分析1.校验方法：（1）标准仪表法：选取一台具备较高精度和可信度的标准仪表，与待校验仪表进行对比测量，以确定待校验仪表的准确度。
（2）对比法：利用对比仪表对待校验仪表的读数进行比对，找出待校验仪表的误差值。
（3）实验验证法：通过实验的方法验证仪表的准确性，比如在已知温度条件下进行测量，看是否与标准数值相符。
2.校验内容：（1）准确度：校验仪表的准确性，对于温度仪表要检验其在不同温度条件下的准确性，对于压力仪表要检验其在不同压力条件下的准确性等。
（2）灵敏度：检验仪表的灵敏度，如对于流量表要检验其在不同流量条件下的灵敏度。
（3）稳定性：检验仪表的稳定性，如在长时间测量的过程中，看仪表的读数是否稳定，是否出现漂移等情况。
热工测量及仪表-温度测量
K E A (T , T0 ) e
T
T0
1 d ( N AT t ) dt N AT dt
式中: NAT和NBT分别为A导体和B导体的电子密度, 是 温度的函数。
（3）热电偶回路的热电势
现了一些问题，已无法满足现代科学发展对温度测量的要求。国 际计量委员会决定用1990年国际温标（ITS-90）代替IPTS-68。
在1990年国际温标中指出，热力学温标是基本物理量。单位
开尔文，符号为K。它规定水的三相点热力学温度为273.16K，定 义开尔文一度等于水三相点热力学温度的1/273.16。 在 ITS-90 中同时使用国际开尔文温度（符号为 T90 ）和国际摄 氏温度（符号为t90），其关系为 t90 = T90 － 273.15 T90单位为开尔文（K），t90单位为摄氏度（℃）。这里所说 的摄氏度符合国际实用温标（ITS-90）的规定。
标准大气压力下，水的冰点为32度，沸点是212度，分为
180等份，每份温度定义为华氏1度，摄氏温度和华氏温度的 关系为
5 c9 ( F 32)
类似的经验温标还有兰氏、列氏等。 经验温标的缺点在于它的局限性和随意性。
3、热力学温标
热力学温标是英国物理学家开尔文 (Kelvin) 于 1848 年以
从理论上可以证明该接触电势的大小和方向主要
取决于两种材料的性质（电子密度）和接触面温
度的高低。
温度越高，接触电势越大；两种导体电子密度比
值越大，接触电势也越大。
（2）温差电势 同一导体的两端温度不同时, 高温端的电子能量要比低 温端的电子能量大, 因而从高温端跑到低温端的电子数比从
热工仪表工作总结
热工仪表工作总结
作为热工仪表工程师，我在过去的一段时间里完成了许多工作，并且取得了一些重要的成就。
以下是我的工作总结：
1. 总结项目需求：在开始每个项目之前，我会与客户详细讨论他们的需求，并明确他们想要达到的目标。
在这个过程中，我会提出一些建议，并确保最终的解决方案能够满足客户的需求。
2. 设计和安装热工仪表系统：根据项目需求，我负责设计和安装热工仪表系统。
这包括选择合适的仪表设备、设计传感器和调节阀的位置，以及确保仪表与控制系统的正常连接。
3. 进行测试和调试：在完成热工仪表系统的安装后，我会进行测试和调试，以确保系统正常工作并达到预期的性能指标。
我会仔细检查每个仪表设备的功能，并进行必要的调整。
4. 故障排除和维护：如果热工仪表系统出现故障，我会迅速识别问题并进行修复。
我会使用仪表工具和测试设备进行故障诊断，并进行必要的维修工作。
此外，我还会定期进行保养和维护，以确保系统的稳定运行。
5. 提供培训和支持：我会提供热工仪表系统的培训和支持，帮助用户了解系统的操作和维护。
如果用户遇到问题或有任何疑问，我会及时提供解决方案和支持。
在过去的项目中，我成功完成了多个热工仪表系统的设计和安装，并且得到了客户的肯定和赞赏。
我在故障排除和维护方面表现出色，能够快速解决各种问题，并确保系统的可靠性和稳定性。
同时，我还与团队合作，在紧张的项目时间表下完成了任务。
通过这段时间的工作经验和成就，我不仅提高了自己的专业知识和技能，也培养了与客户和团队合作的能力。
我将继续努力提高自己，并为更多的项目做出更好的贡献。
热工仪表基础知识
热工仪表的定义、组成和分类
(3) 浮力式。基于阿基米德定理，漂浮于液面上的浮 子或浸没在液体中的浮筒，在液位发生变化时其浮力发生 相应的变化。这类液位检测仪表有浮子式、浮筒式和翻转 式等。 (4) 机械接触式。通过测量物位探头与物料面接触时 的机械力实现物位的测量。主要有重锤式、音叉式和旋翼 式等。 (5) 射线式。放射线同位素所发出的射线(如γ 射线) 穿过被测介质时因被介质吸收其强度衰减，通过检测放射 线强度的变化达到测量物位的目的。这种方法可以实现物 位的非接触式测量。
常用热工仪表介绍
1、常用热工仪表
热工仪表主要包括：压力变送器;差压变送器;压 力校验仪;热工信号校验仪;热电阻;热电偶;液位变送器; 温度变送器;压力传感器;智能数显仪;闪光报警仪;无纸 记录仪;流量积算仪;压力校验装臵;温度校验装臵等。
常用热工仪表介绍
压力变送器
常用热工仪表介绍
一般意义上的压力变送器主要由测压元件传感器 （也称作压力传感器）、测量电路和过程连接件三部分 组成。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物 理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等）， 以 供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量 、指示和过程调节。可分成一般压力变送（0.001MPa～ 35MPa）和微差压变送器（0～1.5kPa），负压变送器三 种。
热工仪表的定义、组成和分类
由于被测对象种类繁多，检测的条件和环境也有很大 的差别，因而物位检测的方法有很多。归纳起来有以下种： (1)直读式。采用在设备容器侧壁开窗口或旁通管方 式，直接显示物位的高度。这种方法最简单也最常见，方 法可靠、准确，但只能就地指示，主要用于液位检测和压 力较低的场合。 (2) 静压式。基于流体静力学原理，容器内的液面高度 与液柱质量形成的静压力成比例系，当被测介质密度不变 时，通过测量参考点的压力可测量液位。基于这种方法的 液位检测仪表有压力式、吹气式和差压式等。
热工仪表汇总
温度计
热电偶 （接触测温）
热电阻 （接触测温） 动圈式显示仪表 平衡式显示仪表
名称 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 液体压力式温度计 蒸汽压力式温度计 气体压力式温度计 铂铑10-铂热电偶S 铂铑13-铂热电偶R 铂铑30-铂6热电偶B 镍铬-镍硅热电偶K 镍铬-康铜热电偶E 铁-康铜热电偶J 铜-康铜热电偶T 铂热电阻Pt10、Pt100 铜热电阻Cu50、Cu100 镍热电阻 动圈式显示仪表 电位差计 电子电位差计 光学高温计 光电高温计 辐射温度计
容积式流量计
腰轮流量计 刮板式流量计 湿式气体流量计 涡轮流量计 涡街流量计
通过测量单位时间内经仪表排出的流体的固定容积 流体冲击涡轮是其旋转，转速与流速成正比 流体中对称非流线型柱体，其下游交替产生漩涡 形成涡街，单侧漩涡产生频率与柱体附近流速成 电磁感应定律，导电流体切割磁感线形成电动势 超声波想流体上下游传播速度由于叠加而不同 流体流动途径上加热，加热体上下游流体温度不同 利用伯努利原理，通过测量流体流动过程中产生 的差压来测量流速或流量 在管道中设置孔板、喷嘴等，当流量流经节流件 时由于截面积改变流速变化形成差压，从而测出 恒压降变截面，差压不变，通过截面积的流量 振动管式科里奥利力质量流量计
原理 液体热胀冷缩 固体热胀冷缩 根据在密封容器中的气体、液体或低沸点液体的 饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化原理制作， 并用压力表测量这一变化，从而得出温度
热电偶的热电动势和温度有关，贝塞克效应，即 温差电动势（汤姆逊电动势）和接触电动势（帕 尔帖电动势）
导体和半导体受热电阻变化 永久磁铁中可动线圈受旋转力矩转动，偏转角与 电流成比例关系 用已知的标准标准电压与被测电动势相比较，二 者之差为零时即得到被测电动势 在电位差计基础上应用电压平衡原理自动工作 物体在某一波长下的光谱辐射出射度与温度有单 值函数关系，而光谱辐射出射度随温度增长非常 根据全辐射定律，知道辐射出射度就可知温度 根据维恩偏移定律，温度变化，相应最大辐射出 射度向波长增大或减小的方向移动，使波长λ 1 和λ 2下的辐射亮度比变化，测量此变化即可得 通过接收目标物体发射、反射和传导的能量来测温度 采用热成像方式测量二维温度场 用一定高度液柱所产生的静压力平衡被测压力
热工仪表期末总结
热工仪表期末总结热工仪表是热能与工程的重要工具之一，用于测量和控制热工过程中的温度、压力、流量、液位等参数。
在本学期的学习过程中，我对热工仪表的原理、应用和调试方法有了更深入的了解。
在此，我将对本学期所学的内容进行总结。
一、温度测量在热工过程中，温度是一个重要的参数。
我们学习了几种常见的温度测量方法，包括热电偶、热电阻和红外测温。
热电偶是一种基于热电效应的温度传感器，具有简单、灵敏、鲁棒等优点。
热电阻是一种基于电阻温度特性的温度传感器，具有高精度、稳定性好等特点。
红外测温是一种能够无接触地测量物体表面温度的方法，适用于高温、易燃、易爆等环境。
我们通过实验了解了这些温度测量方法的原理和使用方法。
二、压力测量在热工过程中，压力是一个重要的参数。
我们学习了压力的单位、测量原理和传感器的选型。
常见的压力测量方法有压力传感器和压力表。
压力传感器是一种能够将压力信号转换成电信号的装置，具有高精度、稳定性好等特点。
压力表是一种通过弹簧的变形来显示压力大小的装置，可直观地观察到压力数值。
我们通过实验了解了这些压力测量方法的原理和使用方法。
三、流量测量在热工过程中，流量是一个重要的参数。
我们学习了流量的分类、测量原理和传感器的选型。
常见的流量测量方法有差压法、电磁法和超声波法。
差压法通过测量流体通过管道时引起的压力差来确定流量，适用于液体和气体的测量。
电磁法通过测量液体中感应电压的大小来确定流量，适用于导电液体的测量。
超声波法通过测量超声波在液体中传播时的声速变化来确定流量，具有非接触、不受杂质干扰等优点。
我们通过实验了解了这些流量测量方法的原理和使用方法。
四、液位测量在热工过程中，液位是一个重要的参数。
我们学习了液位的分类、测量原理和传感器的选型。
常见的液位测量方法有浮子法、压力法和超声波法。
浮子法通过浮子在液体中的浮沉来确定液位，适用于液体的测量。
压力法通过测量液体对压力传感器产生的压力来确定液位，适用于液体和气体的测量。
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EAB (t,t 0 ) eAB (t)-C
故测量热电势的大小就可以反映温度的数值， 这就是热电势的工作原理
电偶冷端温度补偿
热电偶的电势大小不但与热端温度有关， 且与冷端温度有关，冷端应恒定。 通常热电偶冷端放在距热端很近的大气中， 受热端和大气环境的影响，有波动。 为消除冷端温度变化造成的温度测量不准 确，要采用冷端温度补偿，使其恒定。 电厂中冷端温度补偿的方法： 补偿导线法（出厂时用塑料包裹）
普通装 配型热 电偶的 结构放
大图
不锈钢保护 管
热电偶工作端（热端）
热电偶通常由热电极、绝缘管、保护 套管等几个主要部分组成，其常见外 形结构如图所示。
铠装型热电偶外形
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘 材料
A
B
薄壁金属 保护套管 （铠体） 铠装型热电偶 横截面
国产热电阻引出线由二线制，三线制，四线 制三种。 （1）两线制：在热电阻的电阻丝两端各连 接一根导线的引出线方式。这种热电阻测 温时都存在引出线电阻变化产生的附加误 差。 (2) 三线制：在热电阻体的电阻丝的一端 连接两根引出线，另一端连接一根引出线。 测温时它可以消除引出线电阻的影响，故 测温准确度高于两线制电阻。
原因： 高温端的电子能量比低温端大，高温端会 有更多的电子到达低温端，高温端失去电 子带正电荷，低温端得到电子带负电荷， 形成由高温端指向低温端的静电场。 此电场阻止高温端运动，加速低温端运动， 导致动平衡 导体两端此时的电位差称温差电势
e A A (t ) A (t 0 )
法兰
热电阻温度计
热电阻温度计的工作原理： 电阻是测量温度的敏感元件，当温度升高 时，金属导体的阻值增大，通过测阻值变 化反应温度。 电阻温度计的测温范围：－200~+5000C 常用的标准化热电阻有铂电阻（ Pt10和 Pt100，前者铂丝粗，可靠用于600 0C以上 的测温，后者用的较多），铜电阻（ Cu50 和 Cu100，测温范围：－50-＋150 0C）
A ＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－ B
AB (t )
A ＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－ B
AB (t )
t A Δt A t0 + + + -
eA
热电偶回路的总 电动势是上述四 个回路之和
E AB (t, t 0 ) e AB (t) - e AB (t 0 ) 如果使冷端温度t0保持不变，则热电动势便 成为热端温度t的单一函数。即，
根据组成热电偶的两种材料不同，可划分为8种 标准化热电偶 ，标准化热电偶具有互换性 铂铑10-铂热电偶（分度号S） •铂铑13-铂热电偶（分度号R） •铂铑30-铂铑6热电偶（分度号B） •镍铬一镍硅（镍铬一镍铝）热电偶（分度号K） •镍铬一康铜热电偶（分度号E） •铁一康铜热电偶（分度号J） •铜一康铜热电偶（分度号T） •镍铬一金铁热电偶（分度号NiCr－AuFe0.07） 及铜一金铁热电偶（分度号Cu－AuFe0.07） 红色是电厂中目前使用的测温度的热电偶
发电厂热工仪表与自动培训
主要内容
第一章 热工检测相关知识 第二章 DCS简介 第三章 热工联锁保护的作用及组成 第四章 计算机监控系统的功能和原理
第一章热工参数检测的相关知识
热工测量：压力、温度等热力状态参数； 及与热力生产过程密切相关的参数的测量。
（流量、液位、振动、位移、转速、烟气成分）
热工测量的作用：反映设备运行情况；为 热工自动化装臵提供信号，为运行人员经 济计算提供数据。
随现代化电厂测点的增多，使用数据采集 和屏幕显示来显示处理数据。
温度测量 压力测量 水位测量 流量测量 烟气成分测量
安装 螺纹 安装 法兰
温度的测量
火电厂中的温度测量主要由热电偶、热电阻完 成。 热电偶的准确度较高，测量范围100－16000C,把 温度信号变成电信号，便于远传。 一、热电偶测温的原理 将两种不同材料的导体（或半导体）A和B组成 闭合回路称之为热电偶。只要两端接触点的温 度不同，就会有电压（热电势）产生，其大小 与这两端的温度有关。如果使一端（冷端）温 度固定，输出电压的大小仅随另一端（热端） 温度的变化而变化。如果将热端放到待测的介 质上，则热电偶输出的电压就反映了待测的温 度。 此热电势（电压）由接触电势和温差电势两部 分组成的.
t + A Δt + + A t0
e
接触电势：两种不同的导体A、B接触时产 生的 原因 A、B金属具有不同的电子密度，设A的电 子密度NA大于NB， A扩散到B金属的电子 多， A失去电子带正电荷， B得到电子带 负电荷，形成A由B到的静电场 此电场阻止A到B端的电子运动，加速B到 A端的电子运动，导致动平衡 导体两端此时的电位差称接触电势
薄膜型及普通型铂热电阻
汽车用水温传感器及水温表
铜热电阻
热敏电阻温度面板表
热敏电阻
LCD
热敏电阻体温表
热电阻使用时的注意事项
在电厂中的国产电阻引出线的接线方式：二 线制？三线制？ 引出线 由热电阻体至接线端子的连接导线称为引 出线。内引出线要选用纯度高，与电阻丝、 接线端子之间产生的热电势小，而且在最 高使用温度下不挥发、抗氧化、不变质的 材料。工业用铂电阻用银丝作引出线，高 温下用镍丝作引出线。铜和镍电阻可用铜 丝和镍丝作引出线。引出线的直径比电阻 丝的直径大得多，这样可减少引出线电阻
(3)四线制:在热电阻体的电阻丝两端各连出 两根引出线。测温时，它不仅可以消除引 出线电阻的影响，还可以消除连接导线间 接触电阻及其阻值变化的影响。四线制多 用在标准铂电阻的引出线上。 电厂中如想温度测量精度高，应采用三线 制，来消除线路电阻的影响
热电偶的工作原理
先看一个实验——热电偶工作原理演示 热电极B
热电极A
左端称为：
热电势
A
右端称为：
测量端
（工作 端、热 端）
自由端
（参考 端、冷 端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
上述现象称为热电现象，1821年赛贝克发现的， 也称赛贝克效应
温差电势：一根导体两端温度不同产生 的热电动势