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2024/12/23 16:13:48热电阻(thermal resistor)是中低温区常用的一种温度检测器。
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。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。热电阻大都由纯金属材料制成,应用最多的是铂和铜,此外,已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多,常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁—镍等。
下面讲述热电阻二线制、三线制与四线制的接线原理以及在化工领域的应用:
一、接线原理
- 二线制:热电阻两端各连接一根导线引出电阻信号。测量时,电流通过导线和热电阻,根据欧姆定律,测量回路电流和热电阻两端电压得出电阻值,进而得到温度值。但导线电阻会引入误差,适用于测量精度要求较低的场合.
- 三线制:热电阻根部一端连一根引线,另一端连两根引线。通常与电桥配套使用,将一根导线接到电桥电源端,其余两根分别接到热电阻所在桥臂及相邻桥臂上,使两桥臂引入相同引线电阻,电桥平衡时,引线电阻变化不影响测量结果,可较好消除引线电阻影响,广泛应用于工业过程控制.
- 四线制:在热电阻根部两端各连接两根导线,其中两根引线为热电阻提供恒定电流,将电阻转换成电压信号,再通过另两根引线把电压引至二次仪表。这种方式消除了引线电阻的影响,主要用于高精度的温度检测.
热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。
二、化工应用
- 二线制:在一些对温度测量精度要求不高的化工辅助系统中,如化工仓库的温度监测,环境温度变化范围小且对温度控制精度要求不高,二线制热电阻可满足基本监测需求,成本低、布线简单。
- 三线制:化工生产中的反应釜温度控制是常见应用场景,如合成氨反应釜温度需控制在400-500℃,三线制热电阻可准确测量并传输温度信号,配合控制系统实现精准温度控制,保证反应正常进行,且布线相对简单、成本适中,在化工过程控制中应用广泛.
- 四线制:在化工高精度实验研究或对温度测量精度要求的生产环节中,如研发新型化工催化剂时,需精确控制反应温度,微小温度变化都可能影响催化剂性能,四线制热电阻可提供高精度温度测量,确保实验数据准确可靠,为催化剂研发提供有力支持.
例如:大型LNG储罐内部测温用平均温度(四线制)能够精准反应罐内LNG的温差变化情况,实时监控数据信息。
三、结论
根据石油化工工程项目实际情况,合理选用温度传感器类型(二线制、三线制、四线制)+变送器(带表头显示),满足工艺装置生产的需求和目的保证生产顺利进行。