在工業生產過程中,根據不同的工作條件測量要求,需要設計和制造不同結構形式的溫度儀器。今天小邊將詳細介紹溫度儀器的結構、選擇和注意事項。
溫度儀表結構
簡單的結構形式,如:僅由偶絲和絕緣管組成的熱電偶,也有更復雜的結構形式,如:在露天或腐蝕性氣氛或爆炸性環境中使用的溫度儀表,需要帶有保護管和防水接線盒或防爆接線盒。本文主要介紹了在露天或腐蝕性氣氛或爆炸性環境中使用的溫度儀表的基本結構。溫度儀表的基本結構主要包括:接線盒、連接管、工藝連接、保護管、溫度測量芯組件和電氣接口。如圖1所示。下面詳細介紹了它們的相關功能。
接線盒
接線盒保護溫度元件免受外部氛圍侵蝕,使外部導線與接線柱接觸良好。外殼由于使用環境不同而具有防水和防爆。對于無爆炸危險環境,普通防水外殼可滿足現場使用要求;對于爆炸危險環境,必須選擇防爆外殼,防止危險情況。
連接管
連接管主要組裝連接殼體和保護管,暴露在安裝現場,一般提供150長mm。由于用戶的現場空間要求,可以加長或縮短。
過程連接
工藝連接是儀表現場安裝的關鍵,一般采用螺紋安裝和法蘭安裝。用戶在訂購時必須明確安裝方法和詳細規格。對于螺紋安裝,必須明確標明螺紋規格M33×2、1/2NPT、G3/4、R1.確保與現場安裝螺紋一致;對于法蘭安裝,必須明確法蘭的標準類別(主要包括HG 、GB 、ANSI、SH 等標準 ) 、公稱通徑 、公稱壓力和密封面形式,以確保產品配置的正法蘭與現場副法蘭安裝孔距的一致性。
保護管
保護管是用戶使用的關鍵部件,用于保護傳感器溫度傳感器元件(電阻元件或熱電偶元件)免受機械損壞和介質化學腐蝕。由于溫度測量環境不同,應配置耐高溫合金保護管、耐腐蝕四氟乙烯保護管、氣密性好的剛玉管等不同材料的保護管。
保護管有兩類:金屬保護管和非金屬保護管。
金屬保護管
一般情況下,普通不銹鋼(304等)多用于金屬保護管度高于900時℃必須選擇時間GH30、2520鋼等高溫不銹鋼;當測量環境有腐蝕性時,應選擇316等耐腐蝕金屬L、GH30、2520、哈氏合金、鈦合金或在金屬保護管外噴涂四氟保護層(最高使用溫度240℃ )等。
非金屬保護管
非金屬保護管主要包括碳化硅和氧化鋁保護管。碳化硅保護管主要用于耐磨測量環境,氧化鋁保護管(主要是高鋁瓷管和剛玉管)主要用于高溫測量環境。剛玉保護管氣密性好,1700℃以下內容非常穩定,但不宜在硫化氫環境中使用。
需要注意的是非金屬保護管的抗沖擊性差,在測量介質沖擊性大的環境中應避免使用此類保護管。在測量介質壓力高的環境,最好配置錐形保護管以提高耐壓性能。
測溫芯組件
溫度測量芯組件是產品的關鍵部件,保護在殼體和保護管內,防止磨損或腐蝕,包括普通裝配類型和裝甲類型(普通裝配類產品和裝甲類產品的區別在于溫度測量芯組件類型)。在振動場合,普通裝配電阻元件容易斷裂,導致信號中斷,因此應避免在振動測量環境中安裝此類產品。此外,溫度測量芯組件中溫度測量元件的精度水平決定了整個產品的精度水平,生產裝配前要對感溫元件進行嚴格的計量檢測。
電器接口
電氣接口是用戶在現場連接(電纜)導線(或補償線)時使用的,主要通過壓縮螺母連接。普通產品和防爆產品的壓縮螺母不同。對于防爆產品,必須確保壓縮螺母和密封塞緊密壓縮(電纜)導線,防止電火花泄漏引起爆炸。
溫度計的選型及注意事項
通過以上知識的介紹,明確了產品各結構部件的功能,用戶需要根據現場作條件選擇合適的產品進行溫度測量。選擇時掌握以下原則:低于550℃熱電阻傳感器高于550℃熱電偶傳感器的溫度測量;根據現場溫度儀表的設計和安裝選擇合適的工藝連接方式;根據溫度介質的壓力選擇不同形狀的保護管;根據介質的特殊性選擇相應性能的保護管。
用戶還應注意以下事項:
1)由于耐振性差,普通裝配熱電阻不適合在振動測量環境中使用。
2)由于使用鎧裝絲,鎧裝絲的特殊結構使產品具有彎曲性和良好的耐振性,彌補了普通裝配產品的不足。
3)在防爆環境中,必須選擇防爆產品。防爆產品具有良好的防爆性能。訂購時,應根據工況系統環境中的爆炸性混合物選擇不同的防爆類別,見表。目前,工業生產中使用的防爆類別主要包括:ExdⅡBT1一T6、Exd 1I CT1一T6、ExiaⅡCT1一T6。
4)固定螺紋保護管產品安裝螺紋規格不同,壓力不同,詳細數據如表5所示。
5)法蘭安裝的產品選擇壓力(PN)當等級時,必須考慮其承壓能力隨溫度的升高而逐漸降低的因素。法蘭材料為304,PN以25法蘭為例,20%時其承壓為23.0MPa,隨著溫度的升高,在600℃壓力降至8.2MPa(表6摘錄了一些常用材料的溫度一壓力參數)。在實際選擇中,壓力等級可參照法蘭標準中壓力一溫度額定值的具體參數確定,確保整體系統設計的安全性。如表6所示。