熱控技術應用講座(一)

熱工控制是通過各種熱工儀表和儀器,對熱工參數進行測量和調節,來達到監視、控制和調節生產的目的。熱工儀表是工業自動化儀表的主要組成部分,能方便而準確地檢測和調節某些生產過程中的工藝參數。在某些生產過程中裝設熱工儀表,是為了在某些被監視的運行參數達到或超過規定值時,能在儀表上及時反映出來,并進行自動調節或用一定的形式（如燈光和聲響信號）引起運行人員的注意,以便及時采取相應的措施,保證生產過程的正常運行。

1. 熱工儀表的分類
熱工儀表按所檢測的參數分類,有以下幾種。
1) 溫度測量儀表:包括膨脹式溫度計,壓力式溫度計和熱電偶測溫裝置等。
2) 壓力測量儀表:包括液柱式壓力計,彈性式壓力表及壓力變送器等。
3) 流量、液位測量和壓差儀表:包括孔板流量計、浮子流量計、連通管液位計和差壓液位計等。
2. 熱工儀表的結構及工作原理
（1）膨脹式溫度
常見的膨脹式溫度計有玻璃管水銀溫度計和酒精溫度計,是就地指示的測量儀表。它們都是由裝有液體（水銀或酒精）的測溫包、毛細管和標尺組成,利用液體體積熱脹冷縮的性質制成的。水銀溫度計的最大測量范圍是－30～700℃,酒精溫度計的測量范圍是－80～75℃。其標尺上的刻度是根據使用環境的環境要求而制定的使用范圍。工業上常用的是水銀溫度計。
溫度計可以直接測量物體的溫度,但由于玻璃的脆性,為了防止溫度計受到沖擊或碰撞而損壞,玻璃管溫度計通常均帶金屬保護套安裝。在測量工業管路中流體的溫度時,通常溫度計都安裝在專門焊接在管路中的測溫套管內,如圖3-41所示。
（2）壓力式溫度計
壓力式溫度計是工程用的測溫儀表,它的作用原理是基于溫度變化時,工作物質的體積或壓力變化,而間接測量溫度的。根據充入的不同工作介質,可測量－50～550℃范圍以內的溫度,并可以把溫度指示值傳送到比較遠的地方。
圖3-42所示是壓力式溫度計的結構圖,其主要零件有浸的被測介質內的溫包,毛細管及一端焊在支架上,另一端用蓋于封死的空心簧管。在支架內部有槽,此槽通過金屬毛細管把管式彈簧內腔與溫包連接起來。管式的自由端和拉桿互相鉸接。這個拉桿的另一端與扇形齒輪互相鉸接。扇形齒輪又與小齒輪相互嚙合。在小齒輪的軸心上裝著指針。
在溫包、金屬毛細管和管式彈簧所組成的系統內,充滿著工作介質（氮氣等）,并密封起來。當溫包受熱時,系統內部工作介質的壓力增大,使管式彈簧稍微伸直些,此時,管式彈簧的自由端就要向右上方稍許移動,帶動與它連接的扇形齒輪轉動。扇形齒輪和小齒輪是嚙合的,