热控技术应用讲座.doc

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1、热控技术应用讲座热工控制是通过各种热工仪表和仪器,对热工参数进行测量和调节，来达到监视、控制和调节生产的目的。热工仪表是工业自动化仪表的主要组成部分，能方便而准确地检测和调节某些生产过程中的工艺参数。在某些生产过程中装设热工仪表，是为了在某些被监视的运行参数达到或超过规定值时，能在仪表上及吋反映出來，并进行自动调节或用一定的形式（如灯光和声响信号）引起运行人员的注意，以便及时采取相应的措施，保证生产过程的正常运行。1•热工仪表的分类热工仪表按所检测的参数分类,有以下儿种。1）温度测量仪表:包括膨胀式温度计，压力式温度计和热电偶测温装置等。2）压力测量仪表:包括液柱式压力计，

2、弹性式压力表及压力变送器等。3）流量、液位测量和压差仪表:包括孔板流量计、浮子流量计、连通管液位计和差压液位计等。2.热工仪表的结构及工作原理（1）膨胀式温度计常见的膨胀式温度计有玻璃管水银温度计和酒精温度计，是就地指示的测量仪表。它们都是由装有液体（水银或酒精）的测温包、毛细管和标尺组成，利用液体体积热胀冷缩的性质制成的。水银温度计的最大测量范围是一30〜700°C,酒精温度计的测量范围是一80〜75°Co其标尺上的刻度是根据使用环境的环境要求而制定的使用范围。工业上常用的是水银温度计。温度计可以直接测量物体的温度，但由于玻璃的脆性，为了防止温度计受到冲击或碰撞而损坏，玻

3、璃管温度计通常均带金属保护套安装在测量工业管路中流体的温度吋，通常温度计都安装在专门焊接在管路中的测温套管内，如图3-41所示。（2）压力式温度计压力式温度计是工穆用的测温仪表，它的作用原理是基于温度变化时，工作物质的体积或压力变化，而间接测量温度的。根据充入的不同T作介质，可测量—50〜550°C范围以内的温度，并可以把温度指示值传送到比较远的地方。图3-42所示是压力式温度计的结构图，其主要零件有浸的被测介质内的温包,毛细管及一端焊在支架上，另一端用盖于封死的空心簧管。在支架内部有槽,此槽通过金属毛细管把管式弹簧内腔与温包连接起来。管式的自由端和拉杆互相较接。这个拉杆的

4、另一端与扇形齿轮互相较接。扇形齿轮乂与小齿轮相互啮合。在小齿轮的轴心上装着指针。在温包、金属毛细管和管式弹簧所组成的系统内，充满着工作介质（氮气等）,并密封起来。当温包受热吋，系统内部工作介质的压力增大，使管式弹簧稍微伸直些，此时，管式弹簧的自由端就要向右上方稍许移动,带动与它连接的扇形齿轮转动。扇形齿轮和小齿轮是啮合的,(b)大插人棵度一H图3—41水银温度计在测温套管中的安装方法(a)沿着管路轴线；(b)倾斜于水平管路轴线图12压力式描示温度计1一温包,2—金厲毛细管；3亠管式弹簧管：4—支架；.5—杆；6—扇形舀轮；7—小齿轮；8—游丝•.・(3)热电偶测温装置热电偶

5、是一种工业上使用很广泛的测温元件。热电偶测量温度的原理是基于一种金属与另一种金属之间的热电现象。当两种不同金属导体的两端连成一闭合回路时，若两端温度不同,就什在回路中产生热电势。其原因是两种金属在温度变化时，因互相扩散的自由电子数冃的不同产生电压，称为接触电势。这个电压随温度的变化，可以由导线引出，显示在仪表上。热电偶的构造因所用金属的种类不同而有所不同，但又大体相似。一般由热电极、绝缘套管、保护套管及接线盒等构成。如图3-43所示，套有耐热绝缘套管的热电极装在保护套内。接线盒内有两个接线端，分别注有“+”和“一”符号，用来固定热电极和外接的补偿导线。(4)液柱式压力计工程

6、上，一般用表压值作为被测压力的绝对值，以帕（Pa）为单位，常用的单位的兆帕（MPG。如果被测压力低于大气压力，称为负压或真空。测量表压力的仪表叫压力表，测量负压的仪表叫负压表或真空表。液柱式压力计是利用液柱的重力与被测压力相平衡，从而用液柱高度来表示被测压力数值的仪表。这种仪表在实验室和生产上常被广泛地用于测量气体和液柱的低压力和负压表压。如图3-44所求是U型管压力表的结构图。U型管内充以一半高度的工作液体（标尺的零位）。测量压力时，管的i端通入被测介质，另一端通大气。U型管内的液面就会…端升高,另一端降低。若被测介质端液柱降低,所测得的压力为止压;反之为负压。液柱高度差

7、等于一测刻度零点以上与另一侧零点以下两个读数总和。若管径一致，由为一侧刻度的两倍。所测压力为P二•r式中P被测压力值，Pah工作液的液面差，mmr仪表所处环境温度下的工作液的重度N/ni3。因在一定条件下液体的重度r是不变的,故所测压力在过去还有用工作液柱的高度来计图3—43热电偶结构1一接线盒盖；2—连接线引出处；3—接线盒；4一热电极；5—绝缘套管,6—保护套(3)弹性式压力表弹性式压力表乂称弹簧管压力表,是利用弹性元件受力后产生变形而引起位移，经过连杆和齿轮传动机构放大，传递到仪表的指针上,指示出被测压力的数