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1热工检测仪表及装置

第一章热工检测仪表及装置

第一节一般温度测量装置

一、双金属温度计

1.1测量原理

双金属温度计利用两种不同线膨胀系数的双金属片叠焊接在一起,作为测量元件,当温度变化是,因两种金属的线膨胀系数不同而使双金属片弯曲,利用弯曲程度与温度高低成比例的性质来反映温度.

1.2组成

双金属温度计由双金属感温元件、支承双金属感温元件的细轴、连接指针于双金属片顶端的杠杆、刻度盘、保护套管的固定螺母组成。

双金属感温元件置于保护套管内，其一端固定在套管底部，一端连接在细轴上，细轴的顶端装有指针，双金属通过细轴带动指针转动在刻度盘上指示出温度变化。

1.3外观检查

a.双金属温度计的，分度线、数字以及符号等应完整、清晰。

b.表盘玻璃应平整清洁，不得影响正确读数。

。

c.双金属温度计的各部件装配应牢固，不得松动，不得有锈蚀，保护套应牢固、均匀和光洁。

。

d.双金属温度计的指针平直完好，与表盘平面间的距离应不大于5mm，但也不应触及表盘。

e.双金属温度计的指针应遮盖最短分度线的1/4～3/4。

指针指示端的宽度不应超过最短分度线的宽度。

。

1.4计量性能要求

a.准确度等级和最大允许误差：

准确度等级

最大允许误差（量程的%）/℃

1.0

±1.0

1.5

±1.5

2.0

±2.0

2.5

±2.5

4.0

±4.0

b.角度调整误差：

可调角温度计因角度调整引起的示值变化应不超过其量程的1.0%；

c.回差：

温度计的回差应不大于最大允许误差的绝对值；

d.重复性：

温度计的重复性应不大于最大允许误差的绝对值1/2。

1.5检修要求

a.当发现双金属温度计示值不准时，应先检查温度计是否有保护套管，如果有保护套管，征得运行人员同意，可将温度计拆回校验检查。

如果没有保护套管，需要运行人员配合，隔离系统或者等系统停运后，再将温度计拆回校验检查；

b.双金属温度计校验应按照《JJG226-2001双金属温度计计量检定规程》进行。

二、热电阻温度计

1.1测量原理

热电阻温度计的测量原理是基于金属导体活半导体的电阻值随着温度变化的特性来测量温度的，当被测介质的温度发生变化时，温度计的电阻值也相应变化，从而可测得介质温度。

热电阻的型号主要有铂热电阻（分度号Pt100、Pt10）和铜热电阻（分度号Cu50、Cu100），我公司采用的热电阻型号是分度号Pt100的铂热电阻。

1.2组成

热电阻温度计由电阻体、骨架、绝缘体套管、内引线、保护套管、接线盒等组成。

1.3外观检查

a.各部分装配应正确，可靠、无缺件；

b.不得短路、断路；

c.绝缘体套管应完整无损，不得有凹痕、划痕和显著锈蚀；

f.热电阻应有铭牌，铭牌应有以下内容：

制造厂名、热电阻型号、分度号、允许偏差等级、适用温度范围、出厂日期以及制造计量器具许可证标志。

1.4计量性能要求

a.铂热电阻实际电阻值对分度标称电阻值以温度表示的允许偏差Ei见下表：

等级

分度号

0℃时标称电阻值（Ω）

Ei（℃）

A级

Pt100

100

±（0.15+0.002|t|）

B级

Pt100

100

±（0.30+0.005|t|）

b.电阻温度系数а与标称值应符合下表的规定。

等级

а

Δа

A级

0.003851

±0.000006

B级

0.004280

±0.000020

c.当环境温度为15～35℃、相对湿度不大于80%时，铂热电阻的感温元件于保护套管之间以及多支感温元件之间的绝缘电阻应不小于100MΩ。

1.5检修要求

a.当发现铂热电阻示值不准时，应先检查回路，看热电阻是否参与设备的保护回路，如果参与保护或者联锁，应采取必要的措施，防止保护或者联锁误动，并征得运行人员同意，再进行热电阻温度计的检查。

b.检查时，先检查元件接线盒内以及机柜处的接线是否松动，如果接线松动，则会影响测量，应将接线紧好。

c.如果接线正常，则可将热电阻温度计接线盒处的接线拆下，用万用表的电阻档测量热电阻的电阻值，并查热电阻分度手册，核对所测得的电阻值是否与相应的温度值相对应。

如果不对应，将热电阻温度计拆回校验检查，同时应检查热电阻的保护套管。

c.热电阻温度计校验应按照《JJG229-1998工业铂、铜热电阻温度计计量检定规程》进行。

d.经校验，发现热电阻温度计不合格，应给予更换。

e.如果测量时发现热电阻开路或者测量时电阻值无穷大，则说明热电阻元件坏，需要更换。

三、热电偶温度计

1.1测量原理

热电偶温度计是由两种不同的导体或者半导体A和B电极构成，将A、B电极的一端焊接在一起，称为测量端，另一端称为参考端。

热电偶温度计的测量原理是基于物质的热电效应，由于是两种不同的导体或者半导体组成闭合回路，两种导体内的电子密度不同，当闭合回路两端温度不同时，在闭合回路中产生电动势，形成热电流。

若参考端的温度t0恒定或者等于0℃，则热电偶的热电势EAB（t,t0）仅是测量端温度T的函数。

即EAB（t,t0）=eAB+常数=f（t）。

说明当参考端的温度t0恒定，热电偶所产生的热电势仅随测量端温度变化而变化，一定的热电势对应着相应的温度值，通过测量热电势可达到测量温度的目的。

热电偶的型号主要有镍铬—镍硅（分度号K）、镍铬—铜镍（分度号E）、铁—铜镍（分度号J），我公司采用的热电偶型号为镍铬—镍硅（分度号K）、镍铬—铜镍（分度号E）两种。

1.2组成

热电阻温度计由热电偶元件、保护套管、安装固定装置和接线盒等部件组成。

1.3外观检查

a.新制热电偶的电极应平直、无裂痕、直径应均匀；使用使中的热电偶的电极不应有严重的腐蚀和明显的缩径等缺陷；

b.热电偶的测量端的焊接要牢固、呈球状，表面应光滑、无气孔、无夹渣。

1.4计量性能要求

不同等级热电偶在规定的温度范围内，其允差应符合下表：

名称

分度号

等级

温度测量范围（℃）

允许误差（℃）

镍铬—镍硅镍

K

Ⅰ

—40～1100

±1.5℃或者±0.4%t

Ⅱ

—40～1300

±2.5℃或者±0.75%t

铬—铜镍

E

Ⅰ

—40～800

±1.5℃或者±0.4%t

Ⅱ

—40～900

±2.5℃或者±0.75%t

1.5检修要求

a.当发现热电偶示值不准时，应先检查回路，看热电偶是否参与设备的保护回路，，如果参与保护或者联锁，应采取必要的措施，防止保护或者联锁误动，并征得运行人员同意，再进行热电偶温度计的检查。

b.检查时，先检查元件接线盒内以及机柜处的接线是否松动，如果接线松动，则会影响测量，应将接线紧好。

c.如果接线正常，则可直接用万用表的200毫伏档测量热电偶的热电势值，并查热电偶分度手册，核对所测得的热电势值是否与相应的温度值相对应。

如果不对应，将热电偶温度计拆回校验检查，同时应检查热电偶的保护套管。

d.热电偶温度计校验应按照《JJG351-96工业用廉金属热偶计量检定规程》进行。

e.经校验，发现热电偶温度计不合格，应给予更换。

f.如果万用表的电阻档测量热电偶的内阻，发现热电偶开路或者测量时电阻值无穷大，则说明热电偶元件坏，需要更换。

第二节一般压力测量装置

一、弹簧管式压力表

本规程适用于各种利用弹性应变原理制做的单圈弹簧管式压力表、压力真空表。

1.1检修项目与质量要求：

在检修前，应对压力表进行检查性校准，观察仪表是否有泄漏卡涩、指针跳动等现象，并做好记录；压力表解体检修后，应作耐压试验，其质量要求见表1。

表1：

名称

压力表

真空表

压力真空表

耐压试验值

测量上限值

-93.3KPa

测量上限或下限值

耐压时间（min）

5

3

3

质量要求

数值变化小于耐压试验值的1%视为合格

1.1.1一般性检查

g.压力表的表盘应平整清洁，分度线、数字以及符号等应完整、清晰。

h.表盘玻璃完好清洁，嵌装严密。

i.压力表接头螺纹无滑扣、错扣，紧固螺母无滑方现象。

j.压力表指针平直完好，轴向嵌装端正，与铜套铆接牢固，与表盘或玻璃面不碰擦。

k.测量特殊气体的压力表，应有明显的相应标记。

1.1.2主要机械部件的检查、清理

e.游丝各圈间距均匀、同心平整，其表面应无斑点和损伤。

f.上下夹板、中心齿轮、拉杆锁眼等各部件应清洁，无明显的磨损。

g.弹性测量元件应无锈斑、变形和泄漏。

h.机械部分组装后，紧配合部件应无松动；可动部件应动作灵活平稳。

i.机械部分组装后，应向各轴孔中加少量钟表油。

1.1.3电接点检查

g.电接点压力（真空）表的接点应无明显斑痕和烧损。

h.电接点压力表的信号端子对外壳的绝缘电阻，在正常条件下，用500V绝缘表测试，应不小于20兆欧。

1.2调校项目与技术标准:

1.2.1弹簧管压力（真空）表

1.2.1.1零点检查

a.有零点限止钉的仪表，其指针应紧靠在限止钉上。

b.无零点限止钉的仪表，其指针应在零点分度线宽度范围内。

1.2.1.2仪表校准

a.校准点一般不少于5点，应包括常用点；准确度等级低于2．5级的仪表其校准点可以取三点，但必须包括常用点。

b.仪表的基本误差，不应超过仪表的允许误差。

c.仪表的回程误差，不应超过仪表允许误差的绝对值。

d.仪表的轻敲位移，不应超过仪表允许误差绝对值的二分之一。

1.2.2电接点压力表的校准

1.2.2.1电接点压力表的显示部分校准按照三．1.2.1.2项执行。

1.2.2.2电接点压力表的接点动作误差应符合厂家规定值。

对于厂家未规定接点动作误差的，其动作误差不应超过仪表允许误差的绝对值的1.5倍。

1.3运行维护:

1.3.1仪表投入前检查

a.一、二次阀门、排污门及各管路接头处应严密不漏。

b.二次阀门和排污门应处于关闭状态。

c.对带信号装置的压力表，应检查和调整其信号装置，将设定指针调至设定值。

d.确认二次阀门关闭和仪表输入端通“大气”情况下，无液柱修正的仪表应显示零值；有液柱修正的仪表，应核对液柱修正值。

1.3.2冲洗取样管

a.汽、水压力测量系统的取样管采用排污冲洗。

b.有隔离容器的压力测量系统，不许采用排污冲洗。

c.冲洗油压测量系统的取样管时，应有排油收集装置和防火措施。

1.3.3仪表的投用与停用

a.缓慢稍开一次阀门，检查确认取样管路各接头处无泄漏后，全开一、二次阀门，接通仪表电源，仪表即启动投入。

b.关闭二次阀门，断开仪表电源，仪表即停用。

长期停用时必须关闭一次阀门。

1.3.4维护

a.经常保持仪表及其附件清洁。

b.经常检查管路及阀门接头处有无渗漏。

c.定期检查仪表零点和显示值的准确性。

d.经常检查和消除仪表的记录故障，保持记录清晰正确。

e.定期检查信号报警情况，保持报警动作正确。

二、数字式压力指示仪表

1.1检修项目与质量要求

1.1.1外观检查

a.仪表外部应完整无缺，各种铭牌标志齐全。

b.仪表表面清洁，各种零部件齐全，安装牢固。

c.引线无折痕、伤痕和绝缘损坏等现象。

1.1.2仪表性能检查

a．每一位数码管应能按照该仪表所设定的编码顺序连续的变化，显示应无叠字、不亮等现象。

b．电源电压变化10％时，指示值的变化不应超过仪表的允许误差。

c．仪表在零点和满量程刻度处，一小时内示值变化不应超过士1个字。

d．带有报警功能的仪表，其报警回路应工作正常。

1.2校准与技术标准

1.2.1仪表示值误差的校准

最大示值误差不应超过仪表的允许误差。

1.2.2报警动作值误差的校准

当仪表带有报警功能时，应检修报警动作值误差的校准。

整定好报警值，并反复改变仪表外接输入信号的大小，每次报警动作值的误差均不应超过仪表允许误差的绝对值。

1.3运行与维护

1.3.1仪表投入前的检查

a．仪表接线是否正确。

b．仪表电源应符合要求。

c．仪表防干扰措施应完好。

1.3.2现场校准与维护

a．应经常保持仪表的内外清洁。

b．定期自检仪表的准确性。

c．检查仪表示值和报警限值按键是否正确。

d．应采用校准信号接线现场校准。

e．对工作模式选择波段开关，应缓慢操作，禁止猛力转动或乱按。

第三节逻辑开关

一、压力保护装置

本节压力保护装置，是指采用弹性元件应变原理制作的各种压力或真空度越限发信装置。

1检修项目与质量要求

1.1外观检查

1.1.1弹性元件应无变形，传动机构无晃动、卡涩。

1.1.2微动开关和机械触点无显著氧化，闭合和释放动作准确可靠。

1.2绝缘电阻检查

电气线路对装置外壳的绝缘电阻，用500V绝缘电阻表测量，应不小于10兆欧。

1.3耐压试验

在不小于装置上限量程标称值条件下，对装置作耐压试验5min，压力（真空）示值变化小于耐压试验值的1％为合格。

1.4调校项目与技术标准

1.4.1弹簧管电接点压力（真空）表：

轻敲前和轻敲后的仪表示值差，应不大于该仪表允许误差绝对值的二分之一。

1.4.2对于制造厂未规定报警误差的电接点压力（真空）表：

其工作区发信报警误差

不大于该仪表允许误差绝对值的1.5倍。

1.4.3压力开关和压力（真空）表控制器：

未给出准确度等级或无分度值的压力开关和压力（真空）控制器，其动作误差应不大于给定的越限发信报警绝对值的正0.5％。

2运行维护

2.1启动前的检查

2.1.1压力保护装置投入保护前，导压管路及一、二次阀门，应随主系统进行压力（真空）试验，确保管路畅通，无漏泄。

2.1.2压力保护装置启动前，应检查取压点至装置间的静压差是否被修正。

由于静压差所造成的该装置发信误差，应不大于给定的越限发信报警绝对值的0.5％

2.2启停和日常维护

2.2.1处于运行状态的压力保护装置，除应有明显的运行标志外，应确保其一、二次阀门处于完全开启状态。

2.2.2定期检查压力保护装置，其安装地点不应有剧烈的震动。

第四节压力变送器

一、3051智能变送器

1检修项目与质量要求:

1.1一般性检查

a.用万用表测量信号对地电阻应大于20MΩ。

b.变送器本体所装电流表完好，各0型密封圈应完好。

c.各端子螺丝完整无缺，印刷线路板无锈蚀缺损，传压管路接头完好不泄漏。

d.按允许静压加压，保持5Min，各接合面无泄漏。

1.2组态模拟输出参数

1.2.1设定过程变量单位

3051型变送器可使用下述输出单位：

inH20，inHg，ftH2O，mmHg，mmH2O，Psi，bar，mbar，g/cm2，kg/cm2，Pa，kPa，torr，atm（大气压）。

1.2.2设定输出型式

将变送器的输出设定为线性或者平方根输出。

驱动变送顺平方根输出模式，使模拟输出与流量成正比。

而在平方根输出模式下，3051型在该量程压力0．8％输入点切换至线性输出，或者在满刻度流量输出的9％进行切换，对免因输入接近零值而产生极高的增益。

从线性到平方根输出的转换是平滑的，输出不会产生阶跃变化或者不连续性。

HART手操器

1，3，5

268型

F3，F2，F1，F1

1.2.3设定量程

量程值指令可设定4和20毫安点（量程下限和上限值）。

将量程值设定至所要求读数的极限值，可最大程度地发挥变送器的性能，当变送器在所要求的压力范围内工作时，其精确度最高。

重设变送器量程有三种方法，分别如下：

a.只用手操器重设量程：

该方法是最容易、最普遍的重设变送器量程的方法，可独立改变模拟4和20毫安点的数值，而不需加压力输入。

HART手操器

4或5

268型

F3，F2，F1，F3，F1

b.用压力输入源和手操器重设量程：

当不知道4和20毫安点的具体值时，利用手操器与压力源或者与过程压力重设量程，是重设受送器量程的一种方法。

输入下述快捷键指令序列，选择2Applyvalues（输入数值），然后按照联机指令操作。

HART手操器

1,3,1,2

268型

F3，F2，F1，F3，F1

c.利用压力输入源与本机零点和量程按钮重设量程：

当不知道4和20毫安的具体值时，可利用压力输入源与本机零点和量程按钮重设量程。

具体操作:

1拧松变进器表盖顶上固定认证标牌的螺钉，旋开标牌，露出零点和量程按钮；

2利用精度为三至十倍于所需校验精度的压力源，向变送器高压侧加下限量程值相应的压力；

如果设定4毫安点，先按住零点按钮至少两秒钟，然后核实输出是否为4毫安，如果安装了表头，则表头将显示ZEROPASS（零点通过）。

3向变送器高压侧加上限量程值相应的压力。

如果设定20毫安点，先按住零点按钮至少两秒钟，然后核实输出是否为20毫安，如果安装了表头，则表头将显示SPANPASS（量程通过）。

1.2.4设定阻尼

3051型电子阻尼的特点，使变送器的响应时间对于输入快速变化引起的输出读数呈平滑变化曲线。

可根据系统回路动态变化所需要的响应时间、信号稳定性和其它要求决定适当的阻尼设定。

HART手操器

1，3，6

268型

F3，F2，（F1×3）

1.3传感器校验

传感器校验可利用完全微调或者零点微调功能来实现。

微调功能在复杂程度上不相同，且用途取决于应用。

两种微调功能均会改变变送器对输入信号的理解。

1.3.1零点微调

在采用零点微调功能，用HART手操器校验传感器时，按下述步骤操作：

a．使变送器通大气，并且将手操器与测量回路相连。

b．从手操器主菜单中选择1DeviceSetup（装置设置）、2DiagnosticsandService（诊断和检修）、3Calibration（校验）、3Sensortrim（传感器微调）、IZerotrim（零点微调），准备进行零点微调。

c．遵循手操器提供的指令完成零点微调的调整。

1.3.2完全微调

采用完全微调功能，用HART手操器校验传感器，按下述步骤操作：

a.将整个校验系统连接安装通电。

校验系统包括变送器、HART手操器、电源、压力输入源和读数装置。

b.从手操器主菜单中选择IDeviceSetup（装置设置）、2DiagnosticsandService（诊断和检修）、3Calibration（校验）、3Sensortrim（传感器微调）、2Lowersensortrim（下限传感器微调），准备进行下限微调点的微调。

c.遵循手操器提供的指令，完成对下限值的调整。

d.重复以上步骤调整上限值，用3Uppersensortrim（上限传感器微调）替代步骤2中2Lowersensortrim（下限传感器微调）。

1.3.3校验4-20毫安输出：

利用“模拟输出微调”指令，能够调整变送器4和20毫安点的电流输出使之与工厂标准相符，此指令调整数／模信号转换。

1.4数/模微调

1.4.1在利用HART手操器进行数/模微调时，按下述步骤操作。

a.从HOME（主）屏幕中选择IDeviceSetup（装置设置）、2Diag/service（诊断和检修）3Calibration（校验）、4D/Atrim（数/模微调），将控制回路设定至手动方式之后，选择“OK”。

b.根据“连接参考表”的提示，将一个精确的参考安培表与变送器相连。

为此，将正极引线与变送器正极端子相连，将负极引线与变送器端子盒内的测试端子相连，或者在某点通过参考表并联变送器电源。

c.连接好参考表之后选择”OK”。

d.在“将现场装置输出设定为4毫安”提示下，选择“OK”，则变送器输出4.00毫安。

e.记录下参考表的实际数值，在“输入仪表值”提示下将该值输入。

手操器提示你核实输出值是否等于参考表上的数值。

f.如果参考表上的数值等于变送器输出值，则可选择1YES（是），否则可选择2“NO”（否）。

如果选择1YES（是），则可进入步骤g，选择2NO（否），则重复步骤e。

g.在“将现场装置输出设定为20毫安”提示下，选择“OK”，并且重复步骤e和f，直至参考表数值等于变送器输出值为止。

h.将控制回路返回至自动控制之后，选择“OK”。

1.4.2使用其它标尺进行数/模微调

ScaledD/ATrim（定标数/模微调）指令使4和20毫安与用户可选择的参考标尺相对应，而不是与4和20毫安相对应（例如，如果通过一个250欧姆的负载测量，则为1至5V，或者如果通过一个DCS测量，则为1％至100％）。

当根据标尺进行数/模微调时，可将一个精确参考表与变送器相连，并且根据“输出微调”步骤内的说明，将输究竟使用哪一种方法要根据具体情况决定，首先必须确定是变送器的线路板出信号微调至所用标尺。

1.5决定使用哪一个微调步骤：

究竟使用哪一种方法要根据具体情况决定，首先必须确定是变送器的线路板的模/数转换部分要校验，还是数/模部分要校验，所以应先按下列步骤进行操作：

a.将压力源、HART手操器和数字式读数装置与变送器相连；

b.使变送器与HART手操器之间通讯；

c.施加量程上限点相应的压力；

d.将所加压力与手操器Online（联机）菜单上的“过程变量（PV）”相比较，如果手操器上的PV读数与所加压力不相符，则可进行传感器微调；

e.将手操器联机菜单上的“模拟输出（AO）”与数字式读数装置上的读数相比较，如果手操器上的AO读数与数字式读数装置的读数不相符，则可进行输出微调。

2.运行维护

2.1长期停用变送器时，应关闭一次门。

2.2变送器在运行时，其壳体必须良好接地。

用于保护系统的变送器，应有预防断电、短路、或输出开路的措施。

2.3新安装的变送器或大小修后首次投用的变送器在点火过程中期间应对取压管进行冲洗。

2.4在寒冷季节应保证仪表管保温伴热良好