1、第七章 加熱爐的熱工儀表,在加熱爐中，檢測及調(diào)節(jié)的熱工參數(shù)，主要為溫度、壓力、流量等幾個基本物理量以及燃燒產(chǎn)物成分的分析等幾個方面。對溫度、壓力、流量等可采用單獨的專門儀表進(jìn)行檢測或調(diào)節(jié)，對燃燒產(chǎn)物成分可用專門的氣體分析儀進(jìn)行檢測或調(diào)節(jié)。無論采用哪類儀表，大體都由三部分組成： 檢測部分：直接感受某一參數(shù)的變化，并引起檢測元件某一物理量發(fā)生變化，而這個物理量的變化是被檢測參數(shù)的單值函數(shù)。 傳遞部分：將檢測元件的物理量變化，傳遞到顯示部分去。 顯示部分：測量檢測元件的物理量變化，并且顯示出來。,一、 溫度的測量,在加熱爐中，準(zhǔn)確的溫度測量和控制是必不可少的。 測量溫度的方法分二類： 1、接觸式測溫

2、（如熱電偶）-溫度傳感元件要緊靠被測物體或直接置于溫度場中； 2、非接觸式測溫（如光學(xué)高溫計）-利用被測物體的熱輻射或輻射光譜分布隨溫度的變化來測量物體溫度。,1、熱電偶,由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料A與B焊接或鉸接而成。焊接一端稱熱端（或工作端）；和導(dǎo)線連接一端稱冷端。把熱電偶的熱端插入需要測溫的生產(chǎn)設(shè)備中，冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面。如果兩端所處的溫度不同，在熱電偶回路中便會產(chǎn)生電勢。 在熱電偶材料一定下，熱電勢大小完全取決于熱端溫度高低，用動圈儀表或電位差計測得熱電勢后，便可知道被測溫度的高低。,熱電偶測溫的基本原理熱電效應(yīng),熱電效應(yīng)的定義：就是將兩種不同成分的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端相互緊密地

3、連接在一起，組成一個閉合回路。當(dāng)兩連接點a、b所處溫度不同時，則此回路中就會產(chǎn)生電勢，形成熱電流的現(xiàn)象。即熱電偶吸收了外部的熱能而在內(nèi)部發(fā)生物理變化，將熱能轉(zhuǎn)變成為電能的結(jié)果。,常用的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶有： 熱電偶名稱 極性 化學(xué)成分 使用溫度() 長期 短期 鉑銠10-鉑 Pt90%，Rh10% 1300 1600 PtRh10-Pt Pt100% 鉑銠30-鉑銠6 Pt70%，Rh30% 1600 1800 PtRh30-PtRh6 Pt94%，Rh6%,標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶是指冷端為0時的熱電勢，實際測溫條件下自由端不一定處于0，由此會帶來誤差，應(yīng)加以消除或修正。,熱電偶的冷端補(bǔ)償 消除冷端誤差的常用方

4、法有兩種： （1）補(bǔ)償導(dǎo)線法：其原理就是等于將熱電偶的原冷端位置移動一下，搬移到溫度比較低和恒定的地方，是由在一定溫度范圍內(nèi)（0100），補(bǔ)償導(dǎo)線與所配接的熱電偶有相同的溫度熱電勢關(guān)系的兩種金屬線所構(gòu)成。 例如鉑銠鉑熱電偶就是利用銅和銅鎳合金兩種金屬構(gòu)成補(bǔ)償導(dǎo)線。 利用此法并不能完全免除冷端的影響誤差，因為新移的冷端一般都是儀表所處的室溫或高于0。 （2）調(diào)整儀表零點法：一般儀表在正常時指針指在零位上，應(yīng)用此法補(bǔ)正冷端時，將指針調(diào)到與冷端溫度相等的點處。此法雖不太準(zhǔn)確，但比較簡單。,熱電偶的使用注意事項：,為提高測量精確度，減少測量誤差，在熱電偶使用過 程中，要經(jīng)常校對。 安裝熱電偶要注意檢查

5、測點附近的爐墻及熱電偶元件 的安裝孔須嚴(yán)密，以防漏風(fēng)，不應(yīng)將測點布置在爐膛 或煙道死角處。 測量流體溫度時，應(yīng)將其放到流速最大的地方。 應(yīng)避免或盡量減少熱量沿著熱電極及保護(hù)管等元件的 傳導(dǎo)損失。 對于測量爐氣或廢氣溫度時，要避免熱電偶元件與周 圍器壁或管束等輻射傳熱。 熱電偶插入爐內(nèi)的長度應(yīng)適當(dāng)，且不能被擋住，否則 測量結(jié)果會偏低。,2 、輻射溫度計 用來測量熱輻射體的輻射通量，并按溫度單位分度輸出信號的儀表，通稱為輻射溫度計。 如光學(xué)高溫計、紅外溫度計和比色高溫計等。 輻射溫度計是非接觸式測溫。,紅外溫度計,自然界一切溫度高于絕對零度(-273.15)的物體，由于分子的熱運動，都在不停地向周

6、圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波，其輻射能量密度與物體本身的溫度關(guān)系符合輻射定律。 紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。,光學(xué)高溫計 是由望遠(yuǎn)鏡與測量儀表連在一起的整體型測溫儀器。用光學(xué)高溫計測溫時，是基于比較被測物體的亮度和光學(xué)高溫計燈絲的亮度。 （a）當(dāng)燈絲的亮度較被測物體低時，燈絲發(fā)黑； （b）當(dāng)燈絲亮度恰好與被測物體相同時，燈絲隱滅在被測物體的背景中，此時可以從高溫計刻度盤上讀出被測物體的溫度值。 （c）當(dāng)燈絲亮度高于被

7、測物體時，燈絲發(fā)白；,實驗室內(nèi)常用的氣體流量計有轉(zhuǎn)子流量計和毛細(xì)管 流量計兩種 。 (1) 轉(zhuǎn)子流量計 轉(zhuǎn)子流量計由一根垂直帶有刻度的玻璃管和放入管中的一個轉(zhuǎn)子所構(gòu)成 。使用時，氣體從管的下口進(jìn)入管中，使轉(zhuǎn)子向上移動。 根據(jù)轉(zhuǎn)子位置高低即可由刻度上讀出相應(yīng)的 流量 。 (2) 毛細(xì)管流量計 毛細(xì)管流量計如圖所示 。 Vs-流量； h-液面差 K(系數(shù)）/（氣體粘度）-由實驗確定,毛細(xì)管流量計,二、氣體流量的測定,真空的獲得和真空泵,（）真空度 用氣體壓強(qiáng)表示,單位用Pa表示 托（Torr)=1mmHg=1/760 atm=133.3Pa 低真空度：3 -1 Pa 高真空度：-1 -6 Pa 超

8、高真空度； -6 Pa （）獲得真空的方法 用真空泵抽氣：主要方法 吸附：輔助方法，加入吸附劑，將氣體吸附 冷凝：輔助方法，用液氮將氣體冷凝,（）常用真空泵 機(jī)械真空泵：有旋片式真空泵、往復(fù)式真空泵、滑針式真空泵等。一般能達(dá)到小于Pa的低真空度。 油擴(kuò)散泵：由加熱部分、冷卻部分和噴射部分組成。工作時經(jīng)電爐加熱使泵體內(nèi)的擴(kuò)散油揮發(fā)成蒸汽，油蒸汽沿導(dǎo)管上升由噴嘴噴出。一般可達(dá)小于Pa的高真空度。 水蒸氣噴射泵：由高速水蒸氣噴入抽氣機(jī)造成低壓空間，被抽氣體不斷流入這一低壓空間，被水蒸氣帶出而獲得真空一般可達(dá)小于Pa的低真空度。 水蒸氣噴射泵抽氣量大，冶金工業(yè)中常用，如VD、RH真空爐。,壓力測量儀表

9、是用來測量氣體或液體壓力的工業(yè)自動化儀表，又稱壓力表或壓力計。 按工作原理分為： 液柱式：根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度。 彈性式：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成位移。 負(fù)荷式：基于流體靜力學(xué)平衡原理和帕斯卡定律進(jìn)行壓力測量。 電測式：將被測壓力轉(zhuǎn)換成各種電量，如電感、電容、電阻、電位差等，依據(jù)電量的大小實現(xiàn)壓力的間接測量。,三、壓力測量儀表,液柱式壓力計： 靈敏度高，主要用作實驗室中的低壓、負(fù)壓或壓力差測量。,彈性式壓力計： 主要有： 彈簧管、膜片、膜盒和波紋管等； 特點： 結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實耐用，測量范圍寬，是壓力測量儀表中應(yīng)用最多的一種。,負(fù)荷式壓力計： 主要有： 活塞式、浮球式、鐘罩式； 特點： 結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好，普遍用作標(biāo)準(zhǔn)儀器，對壓力檢測儀表進(jìn)行標(biāo)定。,電測式壓力計： 主要有： 壓電式、電阻