温度变送器的调试及故障判断ppt课件

温度变送器温度变送器2012年4月温度变送器第二部分第二部分 温度变送器简介温度变送器简介 第一部分第一部分第三部分第三部分 第四部分第四部分 第一部分第一部分 仪表基础知识仪表基础知识 温度变送器如何调试及检查温度变送器如何调试及检查温度变送器故障判断及分析温度变送器故障判断及分析内容提要第二部分 温度变送器简介 第一部分第三部分 第四部分一、仪表基础知识一、仪表基础知识精确度国家统一规定划分的等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。精度精度一、仪表基础知识精度一、仪表基础知识一、仪表基础知识信号类型：信号类型：仪表能接收的模拟量信号有：仪表能接收的模拟量信号有：1 1、标准电流信号、标准电流信号2 2、标准电压信号、标准电压信号3 3、mVmV信号信号4 4、欧姆（、欧姆（）一、仪表基础知识信号类型：一、仪表基础知识一、仪表基础知识1 1、标准电流信号：、标准电流信号：多数变送器的输出信号都是多数变送器的输出信号都是4m A20m A4m A20m A标准电流信号，标准电流信号，传送到控制室供各类仪表接收，特点时传输距离长、抗干扰能传送到控制室供各类仪表接收，特点时传输距离长、抗干扰能力强、没有衰减，只是对电流回路的负载有要求。力强、没有衰减，只是对电流回路的负载有要求。2 2、标准电压信号：、标准电压信号：标准电压信号有标准电压信号有1V5V DC1V5V DC、0V5V DC0V5V DC。其它直流电。其它直流电压信号需在订货时注明，但一般不超过压信号需在订货时注明，但一般不超过100V100V，大于，大于100V100V的信号的信号应在仪表外使用变送器进行处理。电源电压：应在仪表外使用变送器进行处理。电源电压：1742VDC1742VDC3 3、热电偶信号或辐射感温计信号、热电偶信号或辐射感温计信号 4 4、热电阻信号或电阻信号、热电阻信号或电阻信号一、仪表基础知识1、标准电流信号：二、温度变送器二、温度变送器温度测量仪表的分类温度测量仪表的分类 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度测量仪表按测温方式温度是表征物体冷热程度的物理量。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金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存进行充分的热交金刚，帮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，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。差较大。二、温度变送器温度测量仪表的分类 温度是表征物体冷热程二、温度变送器二、温度变送器热电偶热电偶 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广。常用的热电偶从测量范围广。常用的热电偶从-50-50+1600+1600均可连续测量，某些特殊热均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到电偶最低可测到-269-269（如金铁镍铬），最高可达（如金铁镍铬），最高可达+2800+2800（如钨（如钨-铼）。铼）。构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。热电偶测温基本原理热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体将两种不同材料的导体或半导体A A和和B B焊接起来，构成一个闭合回路。当导焊接起来，构成一个闭合回路。当导体体A A和和B B的两个执着点的两个执着点1 1和和2 2之间存在温差时，两者之间便产生电动势之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路因而在回路中形成一个大小的电流中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。作的。二、温度变送器热电偶 热电偶是工业上最常用的温度检测元热电极热电极两种不同的金两种不同的金属属A A和和B B构成闭构成闭合回路合回路当两个接触端当两个接触端 T T0T T0时，回时，回路中会产生热路中会产生热电势。电势。热电偶温度计热电偶温度计二、温度变送器二、温度变送器补偿导线补偿导线热电极两种不同的金属A和B构成闭合回路热电偶温度计二、温度变 为为为为保保保保证证证证热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的正正正正常常常常工工工工作作作作，热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的两两两两极极极极之之之之间间间间以以以以及及及及与与与与保保保保护护护护套套套套管管管管之之之之间间间间都都都都需需需需要要要要良良良良好好好好的的的的电电电电绝绝绝绝缘缘缘缘，而而而而且且且且耐耐耐耐高高高高温温温温、耐耐耐耐腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀和和和和冲冲冲冲击击击击的的的的外外外外保保保保护套管也是必不可少的护套管也是必不可少的护套管也是必不可少的护套管也是必不可少的。1.1.1.1.普通型装配式结构普通型装配式结构普通型装配式结构普通型装配式结构 2.2.2.2.柔性安装型铠装结构柔性安装型铠装结构柔性安装型铠装结构柔性安装型铠装结构热电偶结构热电偶结构二、温度变送器二、温度变送器 为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与二、温度变送器二、温度变送器热电阻（热电阻（RTDRTD）1 1、热电阻温度计是基于金属导体或半导体电阻值与温度之间呈一定函数关系的原理实现温度测量的。金属导、热电阻温度计是基于金属导体或半导体电阻值与温度之间呈一定函数关系的原理实现温度测量的。金属导体电阻与温度的关系一般可以表示为：体电阻与温度的关系一般可以表示为：R Rt t=R=Rt0t01+a(tt1+a(tt0 0)式中式中 R Rt t 为温度为为温度为t t时的电阻值时的电阻值 R Rt0t0为温度为为温度为t t0 0时的电阻值时的电阻值 a a为电阻温度系数，即温度每升高为电阻温度系数，即温度每升高11时电阻时电阻相对变化量相对变化量，PT100PT100一般为一般为0.39/1000.39/100一一般般金金属属材材料料的的电电阻阻与与温温度度的的关关系系是是非非线线性性的的，但但是是，在在某某一一范范围围内内，可可以以近近似似为为一一个个常常数数，电电阻阻与与温温度度的的函函数数关关系系确确定定了了，就就可可以以通通过过测测量量至至于于测测温温对对象象之之中中并并与与测测温温对对象象达达到到热热平平衡衡的的热热电电阻阻的的阻阻值值而而求求得得被被测测温温度度了了。2 2、热电阻是利用是利用金属丝（例如铂丝、铜丝）的电阻随温度的变化工作原理工作的。、热电阻是利用是利用金属丝（例如铂丝、铜丝）的电阻随温度的变化工作原理工作的。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。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)(1)热电阻材料热电阻材料 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，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制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，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。造热电阻。(2)(2)热电阻测温系统的组成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。为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。二、温度变送器热电阻（RTD）1、热电阻温度计是基于金属热电阻温度计热电阻温度计 热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒二、温度变送器二、温度变送器热电阻温度计 热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻的材料要求：热电阻的材料要求：电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；小，在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；应有良好的可电阻与温度的关系最好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。加工性，且价格便宜。二、温度变送器二、温度变送器热电阻的材料要求：二、温度变送器热电阻结构热电阻结构二、温度变送器二、温度变送器热电阻结构二、温度变送器热电阻传感器热电阻传感器二、温度变送器二、温度变送器热电阻传感器二、温度变送器热电阻不平衡电桥原理图热电阻不平衡电桥原理图二、温度变送器二、温度变送器热电阻不平衡电桥原理图二、温度变送器热电阻保护套管二、温度变送器二、温度变送器热电阻保护套管二、温度变送器二、温度变送器二、温度变送器一体化智能温度变送器：一体化智能温度变送器：1 1、温度变送器的原理是通过电桥的方式，金属导体随温度电阻值变化，、温度变送器的原理是通过电桥的方式，金属导体随温度电阻值变化，破坏了电桥的平衡，就会出现一个电压值，此电压值在输入级被放大，破坏了电桥的平衡，就会出现一个电压值，此电压值在输入级被放大，与输入量成正比，在经过模与输入量成正比，在经过模/数转化器转化成数字信号，这些信号经过数转化器转化成数字信号，这些信号经过电气隔离送到微处理器，在此按传感器特性及其他参量（阻尼、环境电气隔离送到微处理器，在此按传感器特性及其他参量（阻尼、环境温度等）加以转换，这样处理过的信号在数温度等）加以转换，这样处理过的信号在数/模转换器中转换成与负载模转换器中转换成与负载无关的无关的420420直流电流信号输出。简单地说直流电流信号输出。简单地说:温度变化温度变化-热电阻热电阻-电阻电阻变化变化-温度变送器温度变送器-420mA-420mA信号信号2 2、电动温度变送器用来连续测量被测介质的温度，采用、电动温度变送器用来连续测量被测介质的温度，采用24v24v直流电压集中直流电压集中供电，并利用热电偶或热电阻作为测温元件将温度的变化信号成比例供电，并利用热电偶或热电阻作为测温元件将温度的变化信号成比例的转化为的转化为1 15v5v直流电源信号或直流电源信号或4 420MA20MA电流信号进行远传。变送器测电流信号进行远传。变送器测量范围通常在量范围通常在-200650-200650。3 3、一体化温度变送器即将一次检测元件与变送器整合在一体的温度测量、一体化温度变送器即将一次检测元件与变送器整合在一体的温度测量仪表，一般选用的的一次检测元件为分度号为仪表，一般选用的的一次检测元件为分度号为PT100PT100（00时的阻值为时的阻值为100100欧姆）铂热电阻。铂电阻具有线性好，稳定性好、电阻值高等特点。欧姆）铂热电阻。铂电阻具有线性好，稳定性好、电阻值高等特点。4 4、温度变送器配有温度套管，材质为不锈钢。使用温度套管的优点是：、温度变送器配有温度套管，材质为不锈钢。使用温度套管的优点是：避免介质直接接触感温探头，防止腐蚀。感温检测元件可拆下维修。避免介质直接接触感温探头，防止腐蚀。感温检测元件可拆下维修。5 5、在现场，一体化温度变送器可以通过手持终端操作器或液晶显示表头、在现场，一体化温度变送器可以通过手持终端操作器或液晶显示表头调整和设置显示和输出，包括：量程、显示单位、百分比等调整和设置显示和输出，包括：量程、显示单位、百分比等二、温度变送器一体化智能温度变送器：一体化防爆热电阻：一体化防爆热电阻：二线制输出二线制输出4-20mA4-20mA，抗干扰能力强；，抗干扰能力强；二、温度变送器二、温度变送器一体化防爆热电阻：二、温度变送器二、温度变送器二、温度变送器二、温度变送器二、温度变送器二、温度变送器一体化温度变送器接线图一体化温度变送器接线图4 _ 3 2 +1 显示、记录、调节及微机系统PT100电阻欧姆信号 变送模块+-17-42VDC 近250欧姆电阻 4mA*250=1000mV=1v=1000mV=1v2020mA*250=5000mV=5v=5000mV=5v 显示模块现场 控制室二、温度变送器一体化温度变送器接线图4三、温度变送器如何调试及检查三、温度变送器如何调试及检查1 1、工具：、工具：24V 24V直流稳压电源、万用表、欧姆表、直流电流表，直流稳压电源、万用表、欧姆表、直流电流表，250250电电阻等阻等2 2、调试及校验标准：、调试及校验标准：分五点校验法，例如量程分五点校验法，例如量程01000100的温度变送器，的温度变送器，1000 4mA 1000 4mA 109.7325 8mA 109.7325 8mA 119.4050 12mA 119.4050 12mA 128.9975 16mA 128.9975 16mA 138.5110020mA 138.5110020mA3 3、最大允许误差：、最大允许误差：例如精度等级为例如精度等级为0.50.5级，量程级，量程01000100的温度变送器，校验的温度变送器，校验PT100PT100铂铂热电阻绝对误差不能大于热电阻绝对误差不能大于0.5 0.5 。校验温度变送器，绝对误差。校验温度变送器，绝对误差不能大于不能大于0.08mA0.08mA。否则，超过精度等级，视为不合格。否则，超过精度等级，视为不合格。调试及校验调试及校验:三、温度变送器如何调试及检查1、工具：调试及校验:三、温度变送器如何调试及检查三、温度变送器如何调试及检查1 1、检查、检查PT100PT100铂热电阻：铂热电阻：检查铂热电阻前将热电阻连接导线与温度变送器变送模块电源断开，测得电检查铂热电阻前将热电阻连接导线与温度变送器变送模块电源断开，测得电阻值，对比分度表，得出实测温度，如果与实际温度误差很大，必须将铂热电阻值，对比分度表，得出实测温度，如果与实际温度误差很大，必须将铂热电阻更换。阻更换。1 2 3 4 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 44 1 2 3 4 两线制两线制RTDRTD及欧姆输入及欧姆输入 三线制三线制RTDRTD及欧姆输入及欧姆输入 四线制四线制RTDRTD及欧姆输入及欧姆输入2 2、检查变送模块和显示模块、检查变送模块和显示模块:确认铂热电阻正常后，用万用表直流电流档测得模拟信号输出电流，与实测确认铂热电阻正常后，用万用表直流电流档测得模拟信号输出电流，与实测温度对应的输出电流相对比，若误差较大，需在变送模块温度对应的输出电流相对比，若误差较大，需在变送模块“零点（零点（ZERO)”ZERO)”和和”量程（量程（SPANSPAN）”进行调整，同时观察显示表头对显示模块进行检查调整。进行调整，同时观察显示表头对显示模块进行检查调整。3 3、检查信号电缆及中控计算机、检查信号电缆及中控计算机PLCPLC卡件通道、模块及组态卡件通道、模块及组态 若现场温度变送器显示正常、模拟输出电流正常，但中控计算机显示不正常，若现场温度变送器显示正常、模拟输出电流正常，但中控计算机显示不正常，需运用替换法和排除法对中控需运用替换法和排除法对中控PLCPLC机柜内卡件通道及计算机组态程序检查。机柜内卡件通道及计算机组态程序检查。检查检查:三、温度变送器如何调试及检查1、检查PT100铂热电阻：检查三、温度变送器故障判断及分析三、温度变送器故障判断及分析热电阻温度变送器常见故障：热电阻温度变送器常见故障：保护管里有金属屑、灰尘，接线柱间积灰，热电阻短路，热保护管里有金属屑、灰尘，接线柱间积灰，热电阻短路，热电阻与外壳接触，仪表壳内进水，会显示仪表指示值比实际电阻与外壳接触，仪表壳内进水，会显示仪表指示值比实际值低或示值不稳。值低或示值不稳。热电阻断路，引出线断路，显示仪表指示无穷大热电阻断路，引出线断路，显示仪表指示无穷大显示仪表与热电阻接线有错，热电阻短路，显示仪表指示负显示仪表与热电阻接线有错，热电阻短路，显示仪表指示负值值温度变送器与环境之间的传热在一定程度上造成了测量端与温度变送器与环境之间的传热在一定程度上造成了测量端与被测对象之间的温差，因此实测温度与实际温度之间还存在被测对象之间的温差，因此实测温度与实际温度之间还存在一定的误差，如果被测对象的温度高于环境温度，则实测温一定的误差，如果被测对象的温度高于环境温度，则实测温度低于实际温度，反之则偏高。为了尽量消除误差，一般采度低于实际温度，反之则偏高。为了尽量消除误差，一般采取以下措施：增加被测介质的循环；应尽可能减小其保护管取以下措施：增加被测介质的循环；应尽可能减小其保护管的外径；增加插入深度，尽可能使受热部分增加；在保护管的外径；增加插入深度，尽可能使受热部分增加；在保护管内增加传热媒体介质。内增加传热媒体介质。现场温度变送器量程与中控计算机组态程序设置的量程不对现场温度变送器量程与中控计算机组态程序设置的量程不对应，造成温度变送器液晶表头显示与计算机显示不一致，需应，造成温度变送器液晶表头显示与计算机显示不一致，需对计算机组态进行重新设定。对计算机组态进行重新设定。三、温度变送器故障判断及分析热电阻温度变送器常见故障：油气运销部油气运销部敬请各位同志批评指正！油气运销部