在機械化智能化的今天，智能溫度變送器起到了很大的作用，中科博微自2001年就開始研發(fā)生產(chǎn)智能溫度變送器和智能壓力變送器，經(jīng)過多年發(fā)展 ，在行業(yè)中，也起到了至關(guān)重要的角色，中科也進(jìn)行了大規(guī)模的測試。下面是又中科小編整理的溫度測量的應(yīng)用分析，合成燃料研究、太陽能轉(zhuǎn)換和新發(fā)動機開發(fā)是應(yīng)對我 們?nèi)找鏈p少的自然資源狀態(tài)僅有的少數(shù)幾個迅速發(fā)展的 學(xué)科。隨著所有行業(yè)把新重點放在能效上，基本的溫度 測量呈現(xiàn)出更高的重要性。本應(yīng)用說明的目的是探索更 常見的溫度監(jiān)測技術(shù)并介紹提高其精度的過程。
我們將重點介紹以下四種最常見的溫度傳感器：熱電偶、RTD、熱敏電阻和集成電路傳感器。盡管熱電偶已 得到廣泛應(yīng)用，但卻常被誤用。因此，我們將主要集中介紹熱電偶測量技術(shù)。
對于使用特定熱電偶應(yīng)用的人員，附錄B可幫助他們 選擇最佳類型的熱電偶。
在本應(yīng)用說明中，我們將重點強調(diào)傳感器布置、信號 調(diào)節(jié)和儀器的實用考慮因素。
早期測量設(shè)備 – 伽利略在約1592年前后發(fā)明了溫度 計。1, 2, 3他在開口的容器中裝滿有色酒精，并懸掛一個喉部狹長的玻璃管，管頂部是一個空心球。加熱后，球體 中的空氣膨脹并通過液體冒出氣泡。冷卻球體會導(dǎo)致液 體在管中向上移動。1然后，可通過標(biāo)注液體在管內(nèi)的位 置觀察球體的溫度波動。這一“倒置”的溫度計只是一 個簡劣的指示器，因為液位會隨大氣壓力變化并且玻璃 管沒有刻度。隨著佛羅倫薩溫度計的發(fā)展，納入了密封結(jié)構(gòu)和刻度尺，溫度測量的精度有了巨大提高。
在隨后的幾十年里，人們構(gòu)思了許多種溫標(biāo)，所有這 些都基于兩個或更多固定點。但其中一種溫標(biāo)直到18世紀(jì)早期才得到公認(rèn)，當(dāng)時荷蘭的儀器制造商華倫海特 制作出了精確并且可重復(fù)的水銀溫度計。對于華氏溫 標(biāo)的低端固定點，華倫使用了冰水和鹽（或氯化銨）的混合物。這是他能夠重現(xiàn)的最低溫度，并且他將其 標(biāo)記為“零度”。對于華氏溫標(biāo)的高端，他選擇了人 體血液溫度并將其標(biāo)為96度。
為什么是96度而不是100度？這是因為早期的刻度 被分成十二等份。而華倫顯然為了努力追求更高的分 辨率，而將華氏溫標(biāo)分成24等份、48等份乃至最終的 96等份。華氏溫標(biāo)得到普及主要是因為華氏制造溫度計的可 重復(fù)性和質(zhì)量。約1742年，安德斯攝爾修斯提出將冰的融點和水的 沸點用作溫標(biāo)的兩個基準(zhǔn)。攝爾修斯選擇將零度作為 沸點而將100度作為融點。后來，這兩個端點被顛倒過來，百分度溫標(biāo)就這樣誕生了。1948年，該溫標(biāo)正式 更名為攝氏溫標(biāo)。19世紀(jì)早期，威廉湯姆森（開爾文男爵）根據(jù)理想 氣體的膨脹系數(shù)制定了通用的熱力學(xué)溫標(biāo)。開爾文確 立了絕對零度的概念，開氏溫標(biāo)仍然是現(xiàn)代溫度測量 的標(biāo)準(zhǔn)。
四種現(xiàn)代溫標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式如下：?C = 5/9 (?F – 32) ?F= 9/5 ?C + 32
K = ?C + 273.15 ?R= ?F + 459.67
標(biāo)準(zhǔn)溫度
我們可以建立電壓分配器而無法建立分溫器，我們不 能像以增加長度來測量距離那樣增加溫度。我們必須依 賴通過物理現(xiàn)象確定的溫度，這些溫度易于觀察且本質(zhì) 不變。國際實用溫標(biāo)(IPTS)就是基于此類現(xiàn)象。1968年 修訂版確定了十一項基準(zhǔn)溫度。
由于這些固定的溫度只能用作基準(zhǔn)，因此我們必須使 用儀器在這些溫度之間插補。但在這些溫度之間精確插 補可能需要一些相當(dāng)特異的傳感器，其中許多傳感器太 過復(fù)雜或昂貴而無法在實際情況中使用。我們將只討論 以下四種最常見的溫度傳感器：熱電偶、電阻式溫度檢 測器(RTD)、熱敏電阻和集成電路傳感器。
在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，差壓變送器用于壓力壓差流量的測量，得到了非常廣泛應(yīng)用，在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。隨著石化、鋼鐵、造紙、食品、醫(yī)藥企業(yè)自動化水平的不斷提高差壓變送器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護(hù)人員的水平差異，使得出現(xiàn)的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至危及生產(chǎn)安全，因此對現(xiàn)場儀表維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高要求。
2、工作原理與故障診斷
2.1 差壓變送器工作原理
來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。差壓變送器的幾種應(yīng)用測量方式：
(1) 與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件的前后產(chǎn)生的差壓值測量液體流量。(2) 利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測量液體的高度。(3) 直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值。
2.2 差壓變送器故障診斷
變送器在測量過程中，常常會出現(xiàn)一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進(jìn)行了生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。
(1) 調(diào)查法：回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。(2) 直觀法：觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關(guān)狀態(tài)等。(3) 檢測法：
斷路檢測：將懷疑有故障的部分與其它部分分開來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進(jìn)行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程
通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現(xiàn)場另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。 短路檢測：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。 替換檢測：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。 分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。3、典型故障案例
3.1 導(dǎo)壓管堵塞
以正導(dǎo)壓管堵塞為例來分析導(dǎo)壓管堵塞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。在儀表維護(hù)中，由于差壓變送器導(dǎo)壓管排放不及時，或介質(zhì)臟、粘等原因，容易發(fā)生正負(fù)導(dǎo)壓管堵塞現(xiàn)象，其表現(xiàn)特征為：變送器輸出下降、上升或不變。當(dāng)流量增加時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響： 設(shè)原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F(xiàn)’1=K ，F(xiàn)’1為變化前的變送器輸出值， 設(shè)增加后的流量為F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F(xiàn)’2=K ，F(xiàn)’2為流量增加后的變送器輸出值。 由于正壓管堵塞，則當(dāng)實際流量分別為F1、F2時，P1+= P2+； 當(dāng)流量增加時，P2-出現(xiàn)如下變化：因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內(nèi)的靜壓力也相應(yīng)增加，設(shè)增加值為P0，同時P2- 因管道中流體流速的增加而產(chǎn)生的靜壓減小，減小值為P0?，此時P2-與P1- 的關(guān)系為： P2- = P1-+ P0- P0
則： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0)
則： F’現(xiàn)=K = K
這樣： 當(dāng) P0=P0?時 則：F’2=K =K F’2= F’1 變送器輸出不變。當(dāng) P0P0?時 則： F’2=K =K F’2 F’1變送器輸出變大。當(dāng) P0 F’1 變送器輸出變小。
當(dāng)流量減小時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響。
設(shè)原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F(xiàn)’1=K ，F(xiàn)’1為變化前的變送器輸出值。
設(shè)減小后的流量為F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F(xiàn)’2=K ，F(xiàn)’2為流量減小后的變送器輸出值。
由于正壓管堵塞，則當(dāng)實際流量分別為F1、F1時，P1+= P2+； 當(dāng)實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應(yīng)的降低，設(shè)降低值為P0；同時，當(dāng)實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內(nèi)流體流速的降低而升高，設(shè)升高值為P0’。
此時，P2-與P1-的關(guān)系為： P2-= P1– P0+ P0’P2= P2+- P2-= P1+-( P1– P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)F’2=K = K
這樣： 當(dāng) P0=P0?時 則：F’2=K =K F’2= F’2 變送器輸出不變；當(dāng) P0P0?時 則： F’2=K =K F’2 F’1變送器輸出變大；當(dāng) P0 一般情況下，導(dǎo)壓管的堵原因主要是由于測量導(dǎo)壓管不定期排污或測量介質(zhì)粘稠、帶顆粒物等原因造成。
3.2 導(dǎo)壓管泄漏
以正導(dǎo)壓管泄漏來分析導(dǎo)壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。某加熱爐儀表控制閥用凈化風(fēng)總管線的流量測量方式為：節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正常時的用風(fēng)流量基本是穩(wěn)定的，但在后期的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量比正常值下降了很多。
經(jīng)過檢查，二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號回路工作正常，變送器送檢定室標(biāo)定正常，于是懷疑問題出現(xiàn)出導(dǎo)壓上，經(jīng)過檢查，由于正導(dǎo)壓管焊接不好造成泄漏所至，經(jīng)過補焊堵漏后，流量測量恢復(fù)正常。
下面我們分析正導(dǎo)壓管泄漏時反映出的故障現(xiàn)象。
正導(dǎo)壓管泄漏的現(xiàn)象是：變送器輸出下降、上升分析：
當(dāng)流量上升時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響
設(shè)原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F(xiàn)’1=K ，F(xiàn)’1為變化前的變送器輸出值，
設(shè)增加后的實際流量為F2，(即：F2F1)，F(xiàn)’2=K ，F(xiàn)’2為流量增加后的變送器輸出值。
因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實際壓管靜壓減小為P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps
