儀表安裝與維修
　　
　　來源：瀏覽：【字體：大中小】發(fā)布日期：2010-12-2021:48:06打印
　　
　　一、儀表的作用；儀表是將被丈量（未知值或信息）轉(zhuǎn)換成可直接觀測的值或信息，并且還可以通過這些信息來控制或傳遞給其他設(shè)備的工具。
　　
　　二、儀表按他的工作領(lǐng)域不同可分為兩類。
　　
　?。ㄒ唬㈦姽x表；如、電壓電流表、功率表、功率因數(shù)表、電能表、頻率表等。
　　
　?。ǘ?、熱工儀表；如、溫度丈量儀表、壓力側(cè)連儀表、流量丈量儀表、中量丈量儀表、各種物質(zhì)含量丈量儀表、各種分析儀表、各種控制儀表等。
　　
　　三、下面先簡樸先容一下熱工儀表：熱工儀表按丈量方式不同可分為兩類：
　　
　?。?）非電量丈量、（即不用電信號進行丈量的方式，如壓力表、溫度計等）。（2）非電量的電丈量、（即把物理狀態(tài)通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號進行丈量的方式。如壓力數(shù)顯儀、溫度數(shù)顯儀等。）
　　
　　四、電丈量儀表按作用不同可分為兩部門（一體化儀表除外）。一部門位檢測儀表（即一次表、傳感器）第二部門是顯示儀表（即二次表、丈量顯示儀表）。
　　
　?。ㄒ唬⑾旅嫖覀兿认热菀幌聶z測儀表、傳感器：傳感器是、在感慨感染被測環(huán)境變化的同時將此變化量轉(zhuǎn)換成（函數(shù)、線性或非線性的）電量輸出給顯示儀表。
　　
　　1、傳感器的種類良多、分類方式也良多，下面我們按傳感器工作原理和信號傳遞方式分為兩類：
　　
　?。?）壓電式有源傳感器：即能根據(jù)被丈量的變化而產(chǎn)生變化的電流或電壓，如熱電偶和軸震驚等。
　　
　　（2）物理量無源傳感器：即能根據(jù)被丈量的變化而自身的物理量（電阻、電容磁場）發(fā)生變化，壓力、差壓變送器和遠傳壓力計等。
　　
　　2、下面我們熟悉一下熱電偶和軸震驚。
　　
　?。?）熱電偶是有兩種不同的、特殊材質(zhì)的金屬導(dǎo)體結(jié)合成回路組成，這兩根導(dǎo)體結(jié)合以后，結(jié)合點（稱之為熱端）與接線端之間（稱之為冷端）有溫差時、兩導(dǎo)體上就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，電勢的大小隨感溫點溫度的變化成正比而變化，所以稱他為熱電勢。
　　
　?。?）熱電偶的組成：偶絲、絕緣套管、保護管、接線板、接線盒。
　　
　?。?）熱電偶按使用環(huán)境和方式不同、有分為鎧裝熱電偶和裝配熱電偶。他們的主要區(qū)別是：鎧裝偶是將偶絲裝在帶有絕緣的金屬倒管里，他是不能拆裝的、但是他的氣密性好反應(yīng)快、抗震性好能彎曲。裝配熱電偶是將偶絲套上絕緣套管后放進保護管中，他的好處是：拆裝利便、可以換偶心便于維修，還有他的丈量范圍比鎧裝偶大
　　
　?。?）偶的選型：（1、）根據(jù)偶所工作和被測的環(huán)境、溫度來選擇熱電偶。（2、）根據(jù)被測環(huán)境來選擇偶絲的材質(zhì)和保護管的材質(zhì)，下面兩列表我們可以參考：表1、熱電偶丈量范圍
　　
　　熱電偶類型代號分度號長時間范圍℃短時間范圍℃
　　
　　鉑銠30-鉑銠6WRRB0—16001800
　　
　　鉑銠10-鉑WRPS0—14001600
　　
　　鎳鉻-鎳硅WRNK0—12001300
　　
　　鎳鉻-銅鎳WREE0—800900
　　
　　表2、熱電偶保護管的承受范圍
　　
　　保護管材質(zhì)長期使用溫度短期使用溫度
　　
　　此參數(shù)必需在垂直按裝且沒有強烈氧化的情況下
　　
　　鋼玉16001800
　　
　　高鋁13001600
　　
　　Cr25Ti（不銹鋼）10001100
　　
　　1Cr18Ni9Ti不銹鋼-200—+800900
　　
　　碳鋼20＃-100—+500600
　　
　?。?、）根據(jù)外部環(huán)境來選擇結(jié)構(gòu)和按裝方式，好比、是不是需要防水、防濺、隔爆（根據(jù)環(huán)境來選擇隔爆等級），還有偶的固定方式、是閥蘭連接仍是螺紋連接或無連接方式。偶直徑的選擇要根據(jù)環(huán)境的震驚性和對于偶的氧化程度、還有偶的熱惰性來選擇。偶的精度等級要根據(jù)工況來選擇。留意、在震驚大的地方要用凱裝熱電偶，宜延長使用壽命。如熱電聯(lián)產(chǎn)的汽機的輪回水管道，現(xiàn)在全壞過了，以后我們要留意。
　　
　　熱電偶的熱惰性
　　
　　保護管直徑保護管材質(zhì)時間常數(shù)（秒）
　　
　　￠16非金屬保護管90—180
　　
　　金屬90—180
　　
　　￠20非金屬保護管小于180
　　
　　金屬小于180
　　
　　￠25非金屬保護管小于300
　　
　?。?、）偶長度的選擇：假如是在管道上垂直安裝偶的插入深度（我們稱他為小L）為保護管或連接頭的尺寸+管道的半徑，假如要傾斜45度安裝，其插入深度應(yīng)為直形連接頭的尺寸+0.7被的管道外徑，也就是熱電偶要將其感溫點插入到被測管的中央,側(cè)溫元件感溫點：1）熱電偶的感溫點是器熱接點，2）熱電阻是其電阻棒的中央，電阻棒的長度（鉑電阻為30-80mm，銅電阻為64mm，雙金屬溫度計是距前端50mm）。假如前提不答應(yīng)的話，偶的插入深度應(yīng)大于偶直徑的8—10倍。雙金屬溫度計其保護管長度不大于300mm時，插入深度不小于70mm，假如大于300mm時，其插入深度不小于100mm。偶的總長度（我們稱他為大L）要保證其接線盒的溫度不超過100℃。
　　
　?。?）、偶的安裝：（1、）選擇按裝地點，選擇按裝地點是要避開高溫區(qū)和危險區(qū)，要選擇便于按裝和檢驗的地方。在管道上安裝時除了偶的感溫點要插到管中央以外，還要留意液體的管道，在丈量水平的液體管道的溫度時要盡量向下取點，避免有氣體的存在。在丈量高溫高壓的氣體和液體時（如蒸汽管道和高爐爐體檢核檢束），還要加與管道同材質(zhì)的保護管、壁厚2mm以上、（參考工況壓力）。假如被丈量管道直徑小，安裝是要逆向介質(zhì)流向傾斜裝。假如是在其他物體中丈量、如爐膛或煙道，那麼他的插入深度應(yīng)不小于其保護管直徑的8—10倍。
　　
　　（2、）安裝熱電偶時密封一定要做好，螺紋連接的一定要加淬火的銅墊，閥蘭按裝的要擾緊石棉繩，高溫時還要加耐火土，環(huán)繞糾纏長度是其保護管長度的1/3。
　　
　?。?、）熱電偶的連接，熱電偶與顯示表連接是要用補償導(dǎo)線，補償導(dǎo)線是將熱電偶的冷端引道恒溫或溫度波動范圍小的地方，實計上是將冷端延長，補償導(dǎo)線的熱電機能在0—100℃時、與其使用的熱電偶的材質(zhì)的特性是相同的。留意：補償導(dǎo)線和接線盒的溫度在常溫狀態(tài)下、不能過高，丈量值才是zui正確的，在2005年4月10日至4月18日，熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上集汽集箱的溫度一直偏高28攝氏度左右，直到19日下戰(zhàn)書、下了一場雨，跟著氣溫的變化，熱電偶接線盒由原來的54攝氏度慢慢降到了26攝氏度，這是傳輸?shù)街骺厥业男盘栆矞p小到了正常值。因為在測溫比較低的冬季丈量的數(shù)據(jù)一直很不亂，所以我們判定熱電偶的接線盒的溫度不能過高，要在常溫的環(huán)境中是zui正確的。前面我們講的熱電勢是靠熱電偶冷端和熱真?zhèn)€溫差產(chǎn)生的，那現(xiàn)在電偶的冷端和熱端相距很遠、冷真?zhèn)€溫度未知，在正常丈量時，冷真?zhèn)€溫度在零攝氏度時，冷端和熱真?zhèn)€丈量值才是實際值，所以我們要消除因為冷端溫度影響而產(chǎn)生誤差。這誤差消除的方法良多，我們通常采用冷端補償法（即內(nèi)部補償），原理是用感溫元件丈量出冷真?zhèn)€實際溫度，然后與冷熱真?zhèn)€丈量值相加，這時的結(jié)果才是實際丈量值。也就是人為地在顯示值上加以修改，在顯示表和PLC內(nèi)部有測溫元件還有設(shè)置冷端補償?shù)膮?shù)。
　　
　　（6）、軸震驚的工作原理：軸震驚傳感器又稱磁電式傳感器，他是有特殊的線圈和永磁鐵心組成，傳感器固定在被測物體上，磁鐵手震驚后、磁力線切割線圈、產(chǎn)生微電勢，此信號傳送到顯示表、就得到了震驚數(shù)值。軸震驚是一體封裝的，其按裝地點隨設(shè)備定，安裝時一定固定緊，以免丈量時有誤差。
　　
　　3、下面我們了解一下無源式傳感器，熱電阻和壓力和差壓傳感器。（1）、熱電阻：是靠感溫元件隨溫度的變化而阻值發(fā)生變化的特性來丈量溫度的。熱電阻的種類良多，我們通常所用的有：WZP系列、和WZC系列，W、表示溫度儀表，Z表示熱電阻，P、表示鉑電阻，C、表示銅電阻。下表可以體現(xiàn)出不同的熱電阻在不同溫度下工作范圍。
　　
　　種別型號分度號丈量范圍℃0℃電阻值（Ω）
　　
　　鉑熱電阻WZPPt10—200—+（玻璃、陶瓷骨架）
　　
　　—200—+420（云母骨架）10
　　
　　Pt100100
　　
　　銅熱電阻WZCCu50—50—+10050
　　
　　Cu100100
　　
　?。?）、熱電阻的感溫元件和熱電偶不同，鉑熱電阻是由直徑為Φ0.03—Φ0.05毫米的鉑絲擾在不同材質(zhì)的骨架上組成。銅電阻是由直徑為φ0.11毫米的絕緣鋼絲雙繞在塑料鼓架上組成，然后用導(dǎo)線將其引到接線盒。因為熱電阻的感溫元件太細，所以不能按裝載有振動的場合。如這次熱電聯(lián)產(chǎn)工程中輪回水管道的熱電阻，現(xiàn)在已經(jīng)壞了幾個了。熱電阻在安裝時感溫元件要放在管道中央。
　　
　?。?）、熱電阻的安裝與電偶基本相同。只是接線方式不同，熱電阻本體有兩線制和三線制：實在熱電阻感溫元件只有兩個接線端，三線制的熱電阻只是在任意一個接線端上并了一根導(dǎo)線引到了接線盒上。熱電阻外部連接有三線制和四線制：三線制為的是減去線路電阻，四線制的，其作用也是為了消除線路電阻、只是方式不同、更為了。熱電阻的導(dǎo)線要采用直徑為1.5mm2以上的銅導(dǎo)線，避免電阻過大給丈量造成影響。
　　
　?。?）、此圖為熱電阻接線原理：在A和b之間加、250uA恒電流，此時（看三線制）在B和b之間因為線路電阻的存在會產(chǎn)生電壓，用總電壓bA減去二倍此電壓（即將A的線電阻也減去），就得到了正確的數(shù)值。而四線制的熱電阻就更加了，他的A和b之間是250uA恒流源，a和B是電阻的電壓信號，此信號沒有電流，相稱于直接丈量電阻兩端電壓，這樣就得到了正確的數(shù)值了。
　　
　　一、儀表的作用；儀表是將被丈量（未知值或信息）轉(zhuǎn)換成可直接觀測的值或信息，并且還可以通過這些信息來控制或傳遞給其他設(shè)備的工具。
　　
　　二、儀表按他的工作領(lǐng)域不同可分為兩類。
　　
　　（一）、電工儀表；如、電壓電流表、功率表、功率因數(shù)表、電能表、頻率表等。
　　
　　（二）、熱工儀表；如、溫度丈量儀表、壓力側(cè)連儀表、流量丈量儀表、中量丈量儀表、各種物質(zhì)含量丈量儀表、各種分析儀表、各種控制儀表等。
　　
　　三、下面先簡樸先容一下熱工儀表：熱工儀表按丈量方式不同可分為兩類：
　　
　?。?）非電量丈量、（即不用電信號進行丈量的方式，如壓力表、溫度計等）。（2）非電量的電丈量、（即把物理狀態(tài)通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號進行丈量的方式。如壓力數(shù)顯儀、溫度數(shù)顯儀等。）
　　
　　四、電丈量儀表按作用不同可分為兩部門（一體化儀表除外）。一部門位檢測儀表（即一次表、傳感器）第二部門是顯示儀表（即二次表、丈量顯示儀表）。
　　
　?。ㄒ唬?、下面我們先先容一下檢測儀表、傳感器：傳感器是、在感慨感染被測環(huán)境變化的同時將此變化量轉(zhuǎn)換成（函數(shù)、線性或非線性的）電量輸出給顯示儀表。
　　
　　1、傳感器的種類良多、分類方式也良多，下面我們按傳感器工作原理和信號傳遞方式分為兩類：
　　
　?。?）壓電式有源傳感器：即能根據(jù)被丈量的變化而產(chǎn)生變化的電流或電壓，如熱電偶和軸震驚等。
　　
　　（2）物理量無源傳感器：即能根據(jù)被丈量的變化而自身的物理量（電阻、電容磁場）發(fā)生變化，壓力、差壓變送器和遠傳壓力計等。
　　
　　2、下面我們熟悉一下熱電偶和軸震驚。
　　
　　（1）熱電偶是有兩種不同的、特殊材質(zhì)的金屬導(dǎo)體結(jié)合成回路組成，這兩根導(dǎo)體結(jié)合以后，結(jié)合點（稱之為熱端）與接線端之間（稱之為冷端）有溫差時、兩導(dǎo)體上就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，電勢的大小隨感溫點溫度的變化成正比而變化，所以稱他為熱電勢。
　　
　?。?）熱電偶的組成：偶絲、絕緣套管、保護管、接線板、接線盒。
　　
　?。?）熱電偶按使用環(huán)境和方式不同、有分為鎧裝熱電偶和裝配熱電偶。他們的主要區(qū)別是：鎧裝偶是將偶絲裝在帶有絕緣的金屬倒管里，他是不能拆裝的、但是他的氣密性好反應(yīng)快、抗震性好能彎曲。裝配熱電偶是將偶絲套上絕緣套管后放進保護管中，他的好處是：拆裝利便、可以換偶心便于維修，還有他的丈量范圍比鎧裝偶大
　　
　　（4）偶的選型：（1、）根據(jù)偶所工作和被測的環(huán)境、溫度來選擇熱電偶。（2、）根據(jù)被測環(huán)境來選擇偶絲的材質(zhì)和保護管的材質(zhì)，下面兩列表我們可以參考：表1、熱電偶丈量范圍
　　
　　熱電偶類型代號分度號長時間范圍℃短時間范圍℃
　　
　　鉑銠30-鉑銠6WRRB0—16001800
　　
　　鉑銠10-鉑WRPS0—14001600
　　
　　鎳鉻-鎳硅WRNK0—12001300
　　
　　鎳鉻-銅鎳WREE0—800900
　　
　　表2、熱電偶保護管的承受范圍
　　
　　保護管材質(zhì)長期使用溫度短期使用溫度
　　
　　此參數(shù)必需在垂直按裝且沒有強烈氧化的情況下
　　
　　鋼玉16001800
　　
　　高鋁13001600
　　
　　Cr25Ti（不銹鋼）10001100
　　
　　1Cr18Ni9Ti不銹鋼-200—+800900
　　
　　碳鋼20＃-100—+500600
　　
　?。?、）根據(jù)外部環(huán)境來選擇結(jié)構(gòu)和按裝方式，好比、是不是需要防水、防濺、隔爆（根據(jù)環(huán)境來選擇隔爆等級），還有偶的固定方式、是閥蘭連接仍是螺紋連接或無連接方式。偶直徑的選擇要根據(jù)環(huán)境的震驚性和對于偶的氧化程度、還有偶的熱惰性來選擇。偶的精度等級要根據(jù)工況來選擇。留意、在震驚大的地方要用凱裝熱電偶，宜延長使用壽命。如熱電聯(lián)產(chǎn)的汽機的輪回水管道，現(xiàn)在全壞過了，以后我們要留意。
　　
　　熱電偶的熱惰性
　　
　　保護管直徑保護管材質(zhì)時間常數(shù)（秒）
　　
　　￠16非金屬保護管90—180
　　
　　金屬90—180
　　
　　￠20非金屬保護管小于180
　　
　　金屬小于180
　　
　　￠25非金屬保護管小于300
　　
　?。?、）偶長度的選擇：假如是在管道上垂直安裝偶的插入深度（我們稱他為小L）為保護管或連接頭的尺寸+管道的半徑，假如要傾斜45度安裝，其插入深度應(yīng)為直形連接頭的尺寸+0.7被的管道外徑，也就是熱電偶要將其感溫點插入到被測管的中央,側(cè)溫元件感溫點：1）熱電偶的感溫點是器熱接點，2）熱電阻是其電阻棒的中央，電阻棒的長度（鉑電阻為30-80mm，銅電阻為64mm，雙金屬溫度計是距前端50mm）。假如前提不答應(yīng)的話，偶的插入深度應(yīng)大于偶直徑的8—10倍。雙金屬溫度計其保護管長度不大于300mm時，插入深度不小于70mm，假如大于300mm時，其插入深度不小于100mm。偶的總長度（我們稱他為大L）要保證其接線盒的溫度不超過100℃。
　　
　?。?）、偶的安裝：（1、）選擇按裝地點，選擇按裝地點是要避開高溫區(qū)和危險區(qū)，要選擇便于按裝和檢驗的地方。在管道上安裝時除了偶的感溫點要插到管中央以外，還要留意液體的管道，在丈量水平的液體管道的溫度時要盡量向下取點，避免有氣體的存在。在丈量高溫高壓的氣體和液體時（如蒸汽管道和高爐爐體檢核檢束），還要加與管道同材質(zhì)的保護管、壁厚2mm以上、（參考工況壓力）。假如被丈量管道直徑小，安裝是要逆向介質(zhì)流向傾斜裝。假如是在其他物體中丈量、如爐膛或煙道，那麼他的插入深度應(yīng)不小于其保護管直徑的8—10倍。
　　
　?。?、）安裝熱電偶時密封一定要做好，螺紋連接的一定要加淬火的銅墊，閥蘭按裝的要擾緊石棉繩，高溫時還要加耐火土，環(huán)繞糾纏長度是其保護管長度的1/3。
　　
　?。?、）熱電偶的連接，熱電偶與顯示表連接是要用補償導(dǎo)線，補償導(dǎo)線是將熱電偶的冷端引道恒溫或溫度波動范圍小的地方，實計上是將冷端延長，補償導(dǎo)線的熱電機能在0—100℃時、與其使用的熱電偶的材質(zhì)的特性是相同的。留意：補償導(dǎo)線和接線盒的溫度在常溫狀態(tài)下、不能過高，丈量值才是zui正確的，在2005年4月10日至4月18日，熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上集汽集箱的溫度一直偏高28攝氏度左右，直到19日下戰(zhàn)書、下了一場雨，跟著氣溫的變化，熱電偶接線盒由原來的54攝氏度慢慢降到了26攝氏度，這是傳輸?shù)街骺厥业男盘栆矞p小到了正常值。因為在測溫比較低的冬季丈量的數(shù)據(jù)一直很不亂，所以我們判定熱電偶的接線盒的溫度不能過高，要在常溫的環(huán)境中是zui正確的。前面我們講的熱電勢是靠熱電偶冷端和熱真?zhèn)€溫差產(chǎn)生的，那現(xiàn)在電偶的冷端和熱端相距很遠、冷真?zhèn)€溫度未知，在正常丈量時，冷真?zhèn)€溫度在零攝氏度時，冷端和熱真?zhèn)€丈量值才是實際值，所以我們要消除因為冷端溫度影響而產(chǎn)生誤差。這誤差消除的方法良多，我們通常采用冷端補償法（即內(nèi)部補償），原理是用感溫元件丈量出冷真?zhèn)€實際溫度，然后與冷熱真?zhèn)€丈量值相加，這時的結(jié)果才是實際丈量值。也就是人為地在顯示值上加以修改，在顯示表和PLC內(nèi)部有測溫元件還有設(shè)置冷端補償?shù)膮?shù)。
　　
　?。?）、軸震驚的工作原理：軸震驚傳感器又稱磁電式傳感器，他是有特殊的線圈和永磁鐵心組成，傳感器固定在被測物體上，磁鐵手震驚后、磁力線切割線圈、產(chǎn)生微電勢，此信號傳送到顯示表、就得到了震驚數(shù)值。軸震驚是一體封裝的，其按裝地點隨設(shè)備定，安裝時一定固定緊，以免丈量時有誤差。
　　
　　3、下面我們了解一下無源式傳感器，熱電阻和壓力和差壓傳感器。（1）、熱電阻：是靠感溫元件隨溫度的變化而阻值發(fā)生變化的特性來丈量溫度的。熱電阻的種類良多，我們通常所用的有：WZP系列、和WZC系列，W、表示溫度儀表，Z表示熱電阻，P、表示鉑電阻，C、表示銅電阻。下表可以體現(xiàn)出不同的熱電阻在不同溫度下工作范圍。
　　
　　種別型號分度號丈量范圍℃0℃電阻值（Ω）
　　
　　鉑熱電阻WZPPt10—200—+（玻璃、陶瓷骨架）
　　
　　—200—+420（云母骨架）10
　　
　　Pt100100
　　
　　銅熱電阻WZCCu50—50—+10050
　　
　　Cu100100
　　
　?。?）、熱電阻的感溫元件和熱電偶不同，鉑熱電阻是由直徑為Φ0.03—Φ0.05毫米的鉑絲擾在不同材質(zhì)的骨架上組成。銅電阻是由直徑為φ0.11毫米的絕緣鋼絲雙繞在塑料鼓架上組成，然后用導(dǎo)線將其引到接線盒。因為熱電阻的感溫元件太細，所以不能按裝載有振動的場合。如這次熱電聯(lián)產(chǎn)工程中輪回水管道的熱電阻，現(xiàn)在已經(jīng)壞了幾個了。熱電阻在安裝時感溫元件要放在管道中央。
　　
　　（3）、熱電阻的安裝與電偶基本相同。只是接線方式不同，熱電阻本體有兩線制和三線制：實在熱電阻感溫元件只有兩個接線端，三線制的熱電阻只是在任意一個接線端上并了一根導(dǎo)線引到了接線盒上。熱電阻外部連接有三線制和四線制：三線制為的是減去線路電阻，四線制的，其作用也是為了消除線路電阻、只是方式不同、更為了。熱電阻的導(dǎo)線要采用直徑為1.5mm2以上的銅導(dǎo)線，避免電阻過大給丈量造成影響。
　　
　　（4）、此圖為熱電阻接線原理：在A和b之間加、250uA恒電流，此時（看三線制）在B和b之間因為線路電阻的存在會產(chǎn)生電壓，用總電壓bA減去二倍此電壓（即將A的線電阻也減去），就得到了正確的數(shù)值。而四線制的熱電阻就更加了，他的A和b之間是250uA恒流源，a和B是電阻的電壓信號，此信號沒有電流，相稱于直接丈量電阻兩端電壓，這樣就得到了正確的數(shù)據(jù)。