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儀表安裝與維修注意要點

[2012/9/27]

　　一、儀表的作用;儀表是將被丈量(未知值或信息)轉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備的工具。

　　二、儀表按他的工作領域不同可分為兩類。

　　(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、壓力側連儀表、流量丈量儀表、中量丈量儀表、各種物質含量丈量儀表、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：

　　(1)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)。

　　(一)、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：

　　(1)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、特殊材質的金屬導體結合成回路組成，這兩根導體結合以后，結合點(稱之為熱端)與接線端之間(稱之為冷端)有溫差時、兩導體上就會產(chǎn)生感應電勢，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。

　　(2)熱電偶的組成：偶絲、絕緣套管、保護管、接線板、接線盒。

　　(3)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和保護管的材質，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

　　(3、)根據(jù)外部環(huán)境來選擇結構和按裝方式，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

　　(4、)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)。假如前提不答應的話，偶的插入深度應大于偶直徑的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℃。

　　(5)、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。

　　(3、)熱電偶的連接，熱電偶與顯示表連接是要用補償導線，補償導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，補償導線的熱電機能在0—100℃時、與其使用的熱電偶的材質的特性是相同的。留意：補償導線和接線盒的溫度在常溫狀態(tài)下、不能過高，丈量值才是最正確的，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)境中是最正確的。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內部有測溫元件還有設置冷端補償?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

　　(2)、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、更為精確了。熱電阻的導線要采用直徑為1.5mm2以上的銅導線，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精確了，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備的工具。

　　二、儀表按他的工作領域不同可分為兩類。

　　(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、壓力側連儀表、流量丈量儀表、中量丈量儀表、各種物質含量丈量儀表、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：

　　(1)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)。

　　(一)、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：

　　(1)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、特殊材質的金屬導體結合成回路組成，這兩根導體結合以后，結合點(稱之為熱端)與接線端之間(稱之為冷端)有溫差時、兩導體上就會產(chǎn)生感應電勢，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。

　　(2)熱電偶的組成：偶絲、絕緣套管、保護管、接線板、接線盒。

　　(3)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和保護管的材質，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

　　(3、)根據(jù)外部環(huán)境來選擇結構和按裝方式，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

　　(4、)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)。假如前提不答應的話，偶的插入深度應大于偶直徑的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℃。

　　(5)、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。

　　(3、)熱電偶的連接，熱電偶與顯示表連接是要用補償導線，補償導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，補償導線的熱電機能在0—100℃時、與其使用的熱電偶的材質的特性是相同的。留意：補償導線和接線盒的溫度在常溫狀態(tài)下、不能過高，丈量值才是最正確的，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)境中是最正確的。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內部有測溫元件還有設置冷端補償?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

　　(2)、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、更為精確了。熱電阻的導線要采用直徑為1.5mm2以上的銅導線，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精確了，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)。