温度变送器培训1

温度变送器培训,温度变送器培训信息中心2009年9月,温度变送器培训,培训目的,温度变送器培训,内容提要,1、温度理论2、温度变送器介绍3、温度变送器基本结构原理4、温度变送器使用及维护5、温度变送器的常见故障分析6、温度变送器的检定7、温度变送器的发展方向,温度变送器培训,温度的认识温度被定义为反映物质分子的平均动能高低的一个参数，以带单位的数字进行量化，数字越大表示平均动能越大。然而仅有这些还是远远不够的，距离实现温度测量的标准化人们还有很长的路要走。根据历史学家的研究，人们第一次尝试建立温标（温度的量纲）的时间可以追溯到公元前130200年（130200BC）。当时希腊的学者Galeano建议采用四个分区来表示对冷/热程度的感觉，就这样人类历史上的第一个温标诞生了。此后又经过了好几个世纪，世界上才出现定义完善的温标体系。直到1592年，随着GalileoGalilei发明了第一支温度计，温度测量的前进步伐才开始加快起来。,一、温度理论,温度变送器培训,温度测量的基本概念1、温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。2、华氏温标(oF)规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为华氏1度，符号为oF。3、摄氏温度()规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为摄氏1度，符号为。,一、温度理论,温度变送器培训,温度测量的基本概念4、热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K。5、国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的1968年国际实用温标-1975年修订版，记为：IPTS-68(Rev-75)。但由于IPTS-68温示存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS-90，ITS-90温标替代IPTS-68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。,一、温度理论,温度变送器培训,6、热力学温度(符号为T)是基本物理量，它的单位为开尔文(符号为K)，定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。由于以前的温标定义中，使用了与273.15K(冰点)的差值来表示温度，因此现在仍保留这个方法。根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)。7、国际温标ITS-90的通则ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-90是这样制订的，即在全量程中，任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的最佳估计值，与直接测量热力学温度相比，T90的测量要方便得多，而且更为精密，并具有很高的复现性。,温度测量的基本概念,一、温度理论,温度变送器培训,8、ITS-90的定义第一温区为0.65K到5.00K之间,T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间T90是用氦气体温度计来定义。第二温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78)之间,T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度。银凝固点(961.78)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计。,温度测量的基本概念,一、温度理论,温度变送器培训,温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，还需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。,一、温度理论,温度变送器培训,温度单位换算(F-32)X5/9=K-273.15=(1)t=32+1.8t(2)tK=273.16+t,一、温度理论,温度变送器培训,热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。1.热电阻测温原理及材料。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。,一、温度理论,温度变送器培训,热电阻测温原理,一、温度理论,热电阻的测温原理是基于导体和半导体材料的电阻值随温度的变化而变化，再用显示仪表测出热电阻的电阻值，从而得出与电阻值相对应的温度值。热电阻温度计具有以下特点：（1）有较高的精度。例如，铂电阻温度计被用作基准温度计；（2）灵敏度高，输出的信号较强，容易显示和实现远距离传送；（3）金属热电阻的电阻温度关系具有较好的线性度，而且复现性和稳定性都较好。但体积较大，故热惯性较大，不利于动态测温，不能测点温。,温度变送器培训,热电阻的结构(1)精通型热电阻从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。(2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为28mm，最小可达1mm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：体积小，内部无空气隙，热惯性小，测量滞后小；机械性能好、耐振，抗冲击；能弯曲，便于安装；使用寿命长。,一、温度理论,温度变送器培训,热电阻测温系统的组成热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点：热电阻和显示仪表的分度号必须一致为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法,一、温度理论,温度变送器培训,变送器和传感器有什么区别和联系传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器，传感器则是将物理信号转换为电信号的器件，过去常讲物理信号，现在其他信号也有了。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表，二次仪表指利用一次表信号完成其他功能：诸如控制，显示等功能的仪表。,一、温度理论,温度变送器培训,变送器和传感器有什么区别和联系传感器和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件。或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。,一、温度理论,温度变送器培训,温度也是过程变量变送器中很重要的一类，它是测量流量、密度及其他过程变量的基本要素之一。所谓智能温度变送器指的是将温度传感器技术和附加的电子部件结合在一起的一种温度变送器，它可以实现远方设定或远方修改组态数据。纵观当前的温度变送器市场及应用，主要有三大类不同的智能温度变送器产品。从应用和成本的角度来看，每一类智能温度变送器都有其优点和不足之处。,温度变送器,二、温度变送器介绍,温度变送器培训,二、温度变送器介绍,温度变送器在温度测量中的作用是什么？答：热电偶的毫伏信号及热电阻的阻值变化信号，经温度变送器被转换成统一的电流信号。此信号若输入到显示、记录仪表中，可进行温度的自检测；若输入到调节器中，可组成自动调节系统，进行自动调节；经过转换输入到电子计算机中，可进行温度巡回检测、计算机控制等。,温度变送器培训,温度变送器有电压型和电流型之分；电压型有三线和四线之说，区别就是是否公用零线；电流型有二线和四线之说，区别是电源串进去还是单供电源.两线制：两根线及传输电源又传输信号,也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载。三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离，但它们共用一个COM端。四线制：电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。也可以理解为：二线制：二次仪表输出电源与传感器串接；三线制：二次仪表输出电源与传感器串接；另一根接地。四线制：就是一根接电源正，一根接电源负，另外两根接二次显示,关于几线制连接,二、温度变送器介绍,温度变送器培训,仪表。两线制就当是一个继电器的线圈接法就可以了三线制就是2个电源线一根信号线四线制就是2个电源线一根常闭,一根常开五线制就是2个电源线,一跟公共线一根常开,一根常闭.另外记得在接线的时候分清“+”“-”级。、二线制传输方式中，供电电源、负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。,二、温度变送器介绍,温度变送器培训,三、变送器的使用及维护,1、在确定周围无气体泄漏的情况下，拧开表盖；2、首先用防爆螺丝刀拆下仪表信号线，按照FLUKE操作指导卡测信号线上有无24V电，若无电，通知自控室恢复供电；3、若供电正常，再用防爆螺丝刀拆下电阻传感器，按照FLUKE操作指导卡测电阻对应的温度值，与现场检测的流体温度值相比较，若基本相符，说明热电阻正常，若温度与现场检测的流体温度值差异很大，则说明热电阻损坏，更换整支温度变送器；,现场操作,温度变送器培训,三、变送器的使用及维护,4、当热电阻正常时，便可按照仪表联校指导卡的步骤，进行仪表联校，检查仪表线路；若仪表线路正常，可进行膜盒检测，检测方法为:按照FLUKE操作指导卡对膜盒单独供电，用FLUKE提供标准温度值，测其输出电流，若输出电流异常，则可确定为膜盒损坏，更换温度膜盒即可恢复正常。,现场操作,温度变送器培训,变送器在不同的工作点工作，其基本误差值各不相同。所以规定用全量程中可能出现的最大基本误差来表示变送器的准确度等级。准确度等级是衡量该仪器或仪表测量精度的一个重要指标，准确度等级值越小，表明该仪器或仪表精度越高，反之亦然。,变送器的准确度等级（精度）,三、变送器的使用及维护,温度变送器培训,是指变送器在标准条件下工作时，变送器输出信号的绝对误差A与变送器输出信号额定最大值Am之比。一般用百分数表示。设用n表示基本误差，则n=（A/Am）*100%,三、变送器的使用及维护,变送器的基本误差,温度变送器培训,正式投入前应进行如下检查：（1）各热工仪表的标牌、编号应正确、清楚、齐全；（2）各熔断器的熔丝容量应符合仪表或设备的要求，并检查其通断情况，各电源开关应在“断开”位置；（3）仪表的电气接线正确，具有线路调整电阻的测量系统应按规程装配完；（4）热工仪表在送电前，应检查线路及其设备的绝缘，一般应不小于1M。用兆欧表检查绝缘时，应将晶体管元件设备上的端子拆下；,三、变送器的使用及维护,温度变送器培训,正式投入前应进行如下检查：（5）当双回路供电时，并列前应查对电的相序是否正确；（6）投入各种电源后，检查其电源，应符合各使用设备的要求；（7）仪表、阀门、管件和管路接头处的垫圈应合适无损，接头牢固。有隔离容器的应加好隔离液。所有的一、二次门均处于关闭位置（差压仪表的中间平衡门应处于开启位置）。,三、变送器的使用及维护,温度变送器培训,分析不同的现场仪表故障所在：1首先，在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。2在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,分析不同的现场仪表故障所在：3如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线)，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题；如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。4变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,分析不同的现场仪表故障所在：5故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。6当发现DCS显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,具体温度控制系统故障分析步骤分析温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制；该系统仪表的测量往往滞后较大。(1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。(2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,具体温度控制系统故障分析步骤(3)温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。(4)温度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了；检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障；检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，此时是调节器本身的故障。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,具体温度控制系统故障分析步骤（5）铂电阻温度变送器存在问题：热电阻温度变送器在使用中的故障检查时，应分别检查热电阻、变送器部分，若单独是热电阻或变送器部分故障，可以通过更换部分元件重新装配的办法来实现，装配完毕后的仪表应重新校验。瞬间电流大，或是雷击、表内进水等原因，导致电路板子烧坏和表内锈蚀，整个温度计不能正常工作；,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,具体温度控制系统故障分析步骤（5）铂电阻温度变送器存在问题：长时间使用，人为或其他原因导致电阻断路、短路，使得其不能显示正确的温度值；铂热电阻长期使用后的疲劳现象，使其测温准确性、稳定性降低。变送器变送单元（即膜盒）稳定性差，示值易漂移，量程范围内示值线形易偏移，导致使用中测温过大偏差。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,具体温度控制系统故障分析步骤解决办法：电路板烧坏或者电阻丝损坏的，可以通过更换部分配件来节省更换整台温度变送器的高昂费用；对使用时间比较长的温度变送器更换相同等级防爆标准的密封圈，避免由于密封圈老化而导致表体内进水的问题，降低电路板锈蚀和烧坏而不能正常工作的几率；,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,具体温度控制系统故障分析步骤解决办法：雷击的问题通过给正负电源端子之间增加一个二极管，防止瞬间的高电压对测量电路的冲击，使其免受雷击损坏；使用中误差大通过重新校准的方法改变。在使用维护过程中，还应注意不能将电阻丝拉得过紧，更换过电阻丝或者连接导线变短的要将其零点和量程重新调整。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,热电阻温度计测温常见的故障有哪些？热电阻温度计测温常见的故障有：（1）热电阻电阻丝之间短路或接地；（2）热电阻电阻丝断开；（3）保护套管内积水或污物，局部短路；（4）电阻元件与接线盒间引出导线断路；（5）连接导线接触不良使阻值增大，或有局部短路等。,四、温度变送器的常见故障分析,温度变送器培训,五、温度变送器的检定,比较法就是利用高一级的标准热电偶和被校热电偶在检定炉中直接比较的一种检定方法。就是把标准热电组与被校热电组捆扎在一起送入检定炉内，把它们的测量端同置于同一均匀测试场中，用测试仪器测出它们的热电势，比较它们之间的差值，因而叫做比较法。,温度变送器培训,校验热电阻元件应需要哪些标准仪器和设备？二等标准铂电阻温度计；0.02级直流电位差计或测温电桥；0.1级旋转电阻箱；0.01级100欧标准电阻；油浸式多点转换开关；冰点槽或广口冷瓶；恒温水浴；恒温油浴；直流电源；0.2级直流毫安表。,五、温度变送器的检定,温度变送器培训,五、温度变送器的检定,热电阻的校验方法有哪几种？一种是分度值校验法：即在不同温度点上测量电阻值，看其与温度的关系是否符合规定。另一种是纯度校验法：即在0和100时测量电阻R0和R100，求出R100与R0的比值R100/R0，看其是否符合规定。,温度变送器培训,检定工业热电阻时应在什么条件下进行？（1）电测设备工作环境温度应为20度正负2度；（2）电测设备的示值应予修正，标准电阻应采用证书上给出的实际电阻值。（3）对保护管可拆卸的热电阻，应从保护管中取出放入玻璃试管中（检定温度高于400度时用石英管）试管内径应与感温元件相适应，为防止试管内外空气对流，管口应用脱脂棉（或耐温材料）塞紧，试管插入介质中深度不少于300毫米，不可拆卸的热电阻可直接插入介质中；（4）检定时，通过热电阻的电流应不大于1毫安；（5）测量100度电阻值时，恒温槽温度偏离100度之值应不大于2度，温度变化每10分钟不超过0.04度。,五、温度变送器的检定,温度变送器培训,温度变送器主要依据JJG829-2007电动温度变送器检定规程进行检定。检定项目如下：1、外观检查：主要有外观、铭牌、接线端子、紧固件等项目。2、基本误差的检定：先按相应的接线图进行接线；再按要求进行预热；在零点到量程范围之内取五个均匀分布的点，检定前可以调节调零电位器，检定过程中则不允许再作调整；按输入信号增加（上行程）和减小（下行程）的,五、温度变送器的检定,温度变送器培训,方向给变送器输入各被检定点的值，读取相应的实际输出电流值As,上限值只检上行程，下限只检下行程，用同样的方法重复进行两次鉴定，取误差最大值作为基本误差，无异议时只进行一次循环的检定；上、下行程基本误差按下式进行计算:A=（As-A）/S*100%式中：A：上、下行程基本误差；As：上、下行程中测量的各检定点相应的实际输出值；A：各检定点相应的标称输出值；S：变送器输出量程。,五、温度变送器的检定,温度变送器培训,3、回程误差的检定：变送器的回程误差与基本误差的检定同时进行，按下式进行计算：A=A上A下式中：A：变送器的回程误差；A上A下、：变送器的上、下行程平均误差。4、绝缘电阻的检定：断开变送器的电源，将输入与输出端子端接测其与接地端子的绝缘电阻应大于20M。,五、温度变送器的检定,温度变送器培训,检定注意事项：应保证检定的热电阻部分在标准器中插入足够深，如果插深不够，将产生由于插深影响的误差，为了消除由插入深度引起的误差，铂电阻温度变送器的插入深度在减去感温元件的长度后，应为金属保护管的1520倍，或非金属保护管的1015倍。例：由直径6mm的铠装铂电阻插入80的空气浴中。,五、温度变送器的检定,温度变送器培训,检定注意事项：由于热电阻温度变送器使用中的热电阻部分一般带有不同直径的套管，实验证明，热电阻温度变送器的保护管越细，则检定结果越好，反之，检定结果稍差，这为仪表选型提供了参考，即在相同的性能价格比的条件下，热电阻温度变送器的保护套管宜细不宜粗。在进行整体热电阻温度变送器检定时，应充分考虑热电阻温度计