導讀

在工業(yè)生產過程中，根據(jù)不同的工況測量要求，需求設計和制造不同結構形式的溫度儀表。今天自動化頻道就給大家具體介紹一下溫度儀表的結構、選型及注意事項。

溫度儀表結構

簡單的結構形式如：僅有偶絲和絕緣管構成的熱電偶，也有較復雜的結構形式如：在露天或具有腐蝕性氣氛或具有爆炸性環(huán)境中使用的溫度儀表，就需要帶有保護管和防水型接線盒或防爆型接線盒。本文主要介紹在露天或具有腐蝕性氣氛或具有爆炸性環(huán)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有：接線盒、連接管、過程連接、保護管、測溫芯組件和電器接口等。如圖1所示。以下詳細介紹它們的相關功能。

接線盒

接線盒起著保護感溫元件免受外界氣氛侵蝕和使外接導線與接線柱接觸良好的作用。殼體因使用環(huán)境不同有防水式和防爆式。對于無爆炸危險環(huán)境，用普通防水殼體即能滿足現(xiàn)場使用要求；對于具有爆炸危險環(huán)境，儀表必須選用防爆殼體防止危險情況的發(fā)生。

連接管

聯(lián)接管部分主要將殼體和保護管部分進行裝配連接，外露于安裝現(xiàn)場，一般提供長度150mm。若因用戶現(xiàn)場空間要求可進行加長或縮短。

過程連接

過程連接是儀表現(xiàn)場安裝的關鍵，一般情況多采用螺紋安裝和法蘭安裝。用戶訂貨時必須明確安裝方式及詳細的規(guī)格。對于螺紋安裝，必須明確標明螺紋規(guī)格如：M33×2、1／2NPT、G3／4、R1等，確保與現(xiàn)場安裝螺紋一致；對于法蘭安裝，必須明確法蘭的標準類別(主要有HG 、GB 、ANSI、SH 等標準 ) 、公稱通徑 、公稱壓力和密封面形式等，以確保產品配置的正法蘭與現(xiàn)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，是用來保護傳感器感溫元件(電阻元件或熱電偶元件)不受機械損傷和介質化學腐蝕的裝置。因測溫環(huán)境不同，需配置不同材質保護管如耐高溫的高溫合金保護管、耐腐蝕的四氟保護管、氣密性好的剛玉管等；因承壓不同，需配置不同外形的保護管如直型保護管或錐形保護管。

保護管有金屬保護管和非金屬保護管兩大類。

金屬保護管

一般情況下金屬保護管多選用普通不銹鋼(304等)，當測量環(huán)境溫度高于900℃時，必須選用如GH30、2520鋼等高溫不銹鋼；當測量環(huán)境有腐蝕性時，多選用抗腐蝕的金屬如316L、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

非金屬保護管主要有碳化硅和氧化鋁保護管，碳化硅保護管多使用在耐磨測量環(huán)境中，氧化鋁保護管(主要有高鋁瓷管和剛玉管)多使用在高溫測量環(huán)境中。剛玉保護管的氣密性好，在1700℃以下時很穩(wěn)定，但不宜在硫化氫環(huán)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(huán)境中應避免使用此類保護管。在測量介質壓力高的環(huán)境，最好配置錐形保護管以提高耐壓性能。

測溫芯組件

測溫芯組件是產品的關鍵部件，被保護在殼體和保護管內防止受磨損或腐蝕，有普通裝配型式和鎧裝型式(普通裝配類產品和鎧裝類產品的區(qū)別即在測溫芯組件型式上)。在振動場合，普通裝配類熱電阻元件易斷裂導致信號中斷，故應避免此類產品安裝在振動測量環(huán)境中。另外測溫芯組件中的感溫元件的精度等級決定了整個產品的精度等級，生產裝配前要對感溫元件進行嚴格的計量檢測。

電器接口

電器接口是用戶在現(xiàn)場連接(電纜)引線(或補償線)時使用，主要通過壓緊螺母進行連接。普通類產品和防爆類產品的壓緊螺母不同，對于防爆類產品，必須確保壓緊螺母和密封塞將(電纜)引線緊密壓緊不能有間隙，防止電火花泄漏引起爆炸。

溫度儀表選型及注意事項

通過以上知識介紹，明確了產品每一結構部件的功能，用戶在選型時需根據(jù)現(xiàn)場工況要求選擇合適的產品進行溫度測量。選型時把握以下原則：低于550℃測量且精度要求高時選用熱電阻傳感器，高于550℃的測溫選用熱電偶傳感器；根據(jù)現(xiàn)場溫度儀表設計安裝方式選擇合適的過程連接方式；根據(jù)測溫介質的壓力選擇不同外形的保護管；根據(jù)介質的特殊性選擇相應性能的保護管。

為了更快更好地選型，用戶還應注意以下事項：

1)普通裝配類熱電阻因其耐振性差，不適合使用在振動大的測量環(huán)境中。

2)鎧裝類產品因使用鎧裝絲材，鎧裝絲材的特殊結構使產品具有可彎曲性、產品耐振性能好，彌補了普通裝配類產品的不足。

3)在防爆環(huán)境中，必須選用防爆產品。防爆類產品具有良好的防爆性能，訂貨時需根據(jù)工況系統(tǒng)環(huán)境爆炸性混合物選擇不同的防爆類別，見表。目前工業(yè)生產中使用的防爆類別主要有：ExdⅡBT1一T6、Exd 1I CT1一T6、ExiaⅡCT1一T6。

4)固定螺紋保護管產品的安裝螺紋規(guī)格不同，所承受的壓力不同，詳細數(shù)據(jù)如表5所示。

5)法蘭安裝的產品在選用壓力(PN)等級時，必須考慮其隨溫度升高，承壓能力逐漸降低這一要素。以法蘭材質為304，PN25的法蘭為例，在20％時其承壓為23.0MPa，隨著溫度的不斷升高，在600℃時其承壓降至8.2MPa(表6摘抄了常用材質的部分溫度一壓力參數(shù))。實際選用時，可參考法蘭標準中壓力一溫度額定值的具體參數(shù)來確定壓力等級，確保整體系統(tǒng)設計的安全性。如表6所示。