溫度計的分類及特性

1、溫度計 是我們溫量溫度的元件，在化工生產(chǎn)中起到非常重要的作用。依照其測量原理不同可分直接式和間接式，我們常用的大都是直接式，可分為玻璃管溫度計、壓力式溫度計、雙金屬溫度計、熱電阻溫度計、熱電偶溫度計等。間接式有光學溫度計、輻射溫度計等。直接式與間接式相比，優(yōu)點是：簡單、可靠、價廉，精確度較高，一般能測得真實溫度。缺點是：滯后時間長，易受腐蝕。不能測極高溫度。 1、玻璃管溫度計 玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管溫度計主要有：煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。他的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度相對較高，價

2、格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠傳，易碎。 2、壓力式溫度計 壓力式溫度計是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。它是最早應(yīng)用于生產(chǎn)過程溫度控制的方法之一。壓力式測溫系統(tǒng)現(xiàn)在仍然是就地指示和控制溫度中應(yīng)用十分廣泛的測量方法。壓力式溫度計的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測溫范圍有限制，一般在-80400;熱損失大響應(yīng)時間較慢;儀表密封系統(tǒng)(溫包，毛細管，彈簧管)損壞難于修理，必須更換;測量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置影響較大，精度

3、相對較低;毛細管傳送距離有限制; 3、雙金屬溫度計 雙金屬溫度計是利用兩種膨脹系數(shù)不同，彼此又牢固結(jié)合的金屬受熱產(chǎn)生幾何位移作為測溫信號的一種固體膨脹式溫度計。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格低;維護方便;比玻璃溫度計堅固、耐震、耐沖擊;視野較大。缺點是：測量精度低，量程和使用范圍均有限，不能遠傳。 4、熱電阻溫度計 熱電阻溫度計是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進行溫度測量的。作為測溫敏感元件的電阻材料，要求電阻與溫度呈一定的函數(shù)關(guān)系，溫度系數(shù)大，電阻率大，熱容量小。在整個測溫范圍內(nèi)應(yīng)具有穩(wěn)定的化學物理性質(zhì)，而且電阻與溫度之間關(guān)系復(fù)現(xiàn)性要好。常有的熱電阻材料有鉑、銅、鎳。成型儀表是鎧裝熱電阻

4、。鎧裝熱電阻是將溫度檢測原件、絕緣材料、導(dǎo)線三者封焊在一根金屬管內(nèi)，因此它的外徑可以做得較小，具有良好的機械性能，不怕振動。同時具有響應(yīng)時間快、時間常數(shù)小的優(yōu)點。鎧裝熱電阻除感溫元件外其他部分都可制纜狀結(jié)構(gòu)，可任意彎曲，適應(yīng)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)場合中的溫度測量。熱電阻在化工生產(chǎn)中應(yīng)有最廣泛。它的優(yōu)點：測量精度高;再現(xiàn)性好，又保持多年穩(wěn)定性、精確度;響應(yīng)時間快;與熱電偶相比不需要冷端補償。缺點是：價格比熱電偶貴;需外接電源;熱慣性大;避免使用在有機械振動的場合。 5、熱電偶溫度計 熱電偶溫度計是由兩種不同材料的導(dǎo)體A、B(熱電極)焊接而成的。熱端插入被測介質(zhì)中，另一端與導(dǎo)線連接，形成回路。若兩端溫度不同

5、，回路中就會產(chǎn)生熱電勢，熱電勢兩端的函數(shù)差即反映溫度。熱電偶在工業(yè)測溫中占了較大比重，生產(chǎn)過程遠距離測溫很大部分使用熱電偶。它的優(yōu)點是：體積小，安裝方便;信號可遠傳作指示、控制用;與壓力式溫度計相比響應(yīng)時間少;測溫范圍寬，尤其體現(xiàn)在測高溫;價格低，再現(xiàn)性好，精度高。缺點是：熱電勢與溫度之間呈非線性關(guān)系;精度 比熱電阻低;在同樣條件下，熱電偶接點容易老化;冷端需要補償。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要，測溫技術(shù)也不斷地改進和提高。由于測溫范圍越來越廣，根據(jù)不同的要求，又制造出不同需要的測溫儀器。下面介紹幾種。 1、氣體溫度計：多用氫氣或氦氣作測溫物質(zhì)，因為氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近于絕

6、對零度，故它的測溫范圍很廣。這種溫度計精確度很高，多用于精密測量。2、電阻溫度計：分為金屬電阻溫度計和半導(dǎo)體電阻溫度計，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導(dǎo)體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測量范圍為-260至600左右。3、溫差電偶溫度計：是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把工作端放在被測溫度處，工作端與自由端溫度不同時，就會出現(xiàn)電動勢，因而有電流通過回路。通過電學量的測量，利用已知處的溫度，就可以測定

7、另一處的溫度。這種溫度計多用銅康銅、鐵康銅、鎳銘康銅、金鈷銅、鉑銠等組成。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間，多用于高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000的高溫，有的能測接近絕對零度的低溫。4、高溫溫度計：是指專門用來測量500以上的溫度的溫度計，有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。高溫溫度計的原理和構(gòu)造都比較復(fù)雜，這里不再討論。其測量范圍為500至3000以上，不適用于測量低溫。5、指針式溫度計：是形如儀表盤的溫度計，也稱寒暑表，用來測室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理制成的。它是以雙金屬片做為感溫元件，用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起，且銅片在左，鐵片在右。由于銅的熱脹冷縮

8、效果要比鐵明顯的多，因此當溫度升高時，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(zhuǎn)（指向高溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(zhuǎn)（指向低溫）。6、玻璃管溫度計：玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管溫度計主要有：煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。他的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度相對較高，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠傳，易碎。7、壓力式溫度計：壓力式溫度計是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基

9、本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。它是最早應(yīng)用于生產(chǎn)過程溫度控制的方法之一。壓力式測溫系統(tǒng)現(xiàn)在仍然是就地指示和控制溫度中應(yīng)用十分廣泛的測量方法。壓力式溫度計的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測溫范圍有限制，一般在-80400；熱損失大響應(yīng)時間較慢；儀表密封系統(tǒng)（溫包，毛細管，彈簧管）損壞難于修理，必須更換；測量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置影響較大，精度相對較低；毛細管傳送距離有限制。壓力溫度計經(jīng)常的工作范圍應(yīng)在測量范圍的1/2-3/4處，并盡可能的使顯示表與溫包處于水平位置。其安裝用的溫包安裝螺栓會使溫度流失而導(dǎo)致溫度不準確，安裝時應(yīng)進行保溫處

10、理，并盡量使溫包工作在沒有震動的環(huán)境中。 8、轉(zhuǎn)動式溫度計：轉(zhuǎn)動式溫度計是由一個卷曲的雙金屬片制成。雙金屬片一端固定，另一端連接著指針。兩金屬片因膨脹程度不同，在不同溫度下，造成雙金屬片卷曲程度不同，指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數(shù)，便可知其溫度。9、半導(dǎo)體溫度計：半導(dǎo)體的電阻變化和金屬不同，溫度升高時，其電阻反而減少，并且變化幅度較大。因此少量的溫度變化也可使電阻產(chǎn)生明顯的變化，所制成的溫度計有較高的精密度，常被稱為感溫器。10、熱電偶溫度計：熱電偶溫度計是由兩條不同金屬連接著一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的溫度下，會在金屬的兩端產(chǎn)生不同的電位差。電位差非常微小，故需靈敏的電壓計才能測得。由電壓計的讀數(shù)，便可知道溫度為何。11、光測高溫計：物體溫度若高到會發(fā)出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度，此種溫度計即為光測溫度計。此溫度計主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路制成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應(yīng)溫度與電流計上的讀數(shù)的關(guān)系。使用時，將望遠鏡對正待測物，調(diào)