工控仪表擂台第八十八期－关于接触和非接触式测温 点击：1946 | 回复：21
接触和非接触式温度测量，各有什么优缺点，请根据现场的情况举例分析，说明选型的原则，并分享您的选型和维护经验，谢谢！
本擂台为2013年第四期周擂台，自本日起开始，至结贴为止，至少有一至二周的时间。欢迎大家参与讨论。
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非接触式测温仪表是基于物体的热辐射原理设计而成的。测量时，感温元件不与被测对象直接接触，通常用来测定1000℃以上，移动旋转或反应迅速的高温物体的温度或表面温度。
其优点是：
(1)测温范围广（理论上讲没有上限限制），适合高温测量；
(2)测温过程中不破坏被测时象的温度场，不影响原温度场分布；
(3)能测运动物体的温度；
(4)热惯性小，探测器的响应时间短，测温响应速度快，约2-3s，易与实现快速与动态温度测量。在一砦特定的条件下，例如核子辐射场，辐射测温可以进行准确而可靠的测量。
非接触式测温仪表的缺点是：
(1)它不能直接测得被测对象的真实温度。要得到真实温度，需要进行发射率的修正，
而发射率是个影响因素相当复杂的参数，这就增加了对测量结果进行处理的难度。
(2)由于是非接触，辐射温度计的测量受中问介质的影响较大，特别是在工业现场条件下．周围环境比较恶劣，中间介质对测量结果的影响就更大在这方面，温度计波长范围的选择是很重要的。
(3)由于辐射测温的原理复杂，导致温度计结构复杂，价格较高。
非接触式测温仪表丰要有辐射温度计、光纤辐射温度计等，其中前者又分为全辐射温度计、亮度温度计（光学高温计、光电高温计）和比色温度计。
接触式测温仪表和非接触式比较：
| | 接触式测温仪表 | 非接触式测温仪表 |
特点 | 结构简单、可靠，维护方便，价格低廉：仪表读数直映测测对象真实温度；可测量任何部位的温度；便于多点集中测量和自动控制 | 结构复杂，体积大，调整麻烦，价格昂贵；仪表读数不是被测对象的真实温度；不易组成测温，控温一体化的温度控制系统，且不改变被测介质温度场 |
测量条件 | 感温元件要与被测对象良好接触：感温元件不应改变被测对象的温场；被测温度不能超过感温元件的上限；被测对象不对感温元件产生腐蚀 | 由被测对象发出的辐射能充分照射到检测元件；需准确知道被测对象的发射率 |
测量范围 | 特别适合连续在线测量1200℃以下，热容大，无腐蚀性对象的温度，测量热容量小的物体有困难 | 原理上课测超低温到极高温，但在1000℃以下测温误差相对较大；能测运动物体和热容小物体的温度 |
准确度
响应时间 | 标准表可高达0.01级，工业用仪表通常为1.0、0.5、0.2和0.1级。
通常教长．约几十秒到几分钟 | 测温误差通常为20℃左右，条件好的可达5- 10℃，
较短约2—3S |
热电偶和热电阻属于接触式温度测量，测量时必须与被测对象达到热平衡状态，才能真实反映对象的温度。接触式测量方法有时受测量环境的影响，如腐蚀、污染、还原气氛、振动以及磨损等因素，使测量变得困难。由于热电偶测量范围有限，对于温度超过2300℃高温电阻炉，接触式测量温度比较困难。
基于热辐射原理的非接触式测量方法可以克服上述困难，因为非接触测量不需要与被测对象处在同一环境中，更不需要与被测对象接触，而且测量温度较高，在高温电阻炉温度测控中得到了广泛应用。非接触测量仪器常见的有光学高温计、光电高温计、全辐射高温计和光电比色高温计。
比如常见的医院用非接触式的体温表，比以前的含嘴里的那种方便，快捷，卫生
1.接触式测温多为热电偶测温仪：优点测量精度高，能测量物体和液体内部温度。有主机部分和测温探杆部分组成。适用于实验室检测，和石化行业和工业上油质内部温度测量。
我们现在使用的有大功率电机绕组的测量、抽风机轴承温度、一些液压系统温度等振动不大的场合，并且需要有接点输出的都是用接触式。
我们在使用的时候，一年最基本的要做一次测定实验，并且要实验它的灵敏度，做好记录，定期更换，不要因为表而损坏设备。我记得我们的中央风井的风机轴瓦有一次烧坏，就是因为按照在轴承上测量仪表出了差错，显示是不正确，和实际的温度相差20多度，加上司机巡视不到位，发生了一起机器事故。
2.非接触测温仪多为红外测温仪：优点是可测远距离目标和人无法接近场合温度检测，便于携带测量方便。外型为枪式。缺点是没有接触式精度高。
适合用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布，电力行业高温故障排查和热处理工业温度控制。
我们现场使用主要用于裸露母排连接处的温度、接触器负荷侧接线柱、大电流的空气开关、变电所内的隔离刀闸、及其变压器接线柱等。
我们选型的原则一般是带电、运转的设备，不易安装接触式测温仪的、观察不方便的、为了安全的选非接触测温仪。
我们在使用的时候，定期要和几种测量方式比较一下，看看哪种方式比较准确，达到校对仪表的作用，不可靠的要及时更换掉，以免造成不必要的损失。
温度可通过各式各样的传感器来测量，如热电偶、电阻温度探测器、红外辐射器、双金属器件、液体膨胀式器件、以及相变器件。所有传感器都是通过感知物理特性的某些变化来判断温度。
红外传感器属非接触式测温器件，它适用于温度搞高，尺寸小 ，不断运动或者无法接近的物体，又有在线式仪器和便携式仪器。在线式仪器通常用于不间断的过程监测和控制，而便携式仪器适合过程检查，预防，预知保养，非接触式温度监测仪器价格较贵，但对电器温度测量非常实用，如高压母排，大电流线头的温度检查，用红外线温度检测仪就非常方便，所以我们的没个车间都配有红外线测温仪，并且利用它发现了不少的隐患。记得又一次我们用红外线测温仪测量到插接母线的一个接头温度很高，紧固螺栓处理后，仍然很高，于是又用测温仪测量到离次接头约1米处（此处也是接头，平时看不到）温度也高，打开检查，接头已烧得快断开了，可以说是化险为夷。
接触式温度传感器用的较多的是热电偶和电阻式温度探测器。电阻传感器比热电偶较可靠，但测量温度范围较窄，而热电偶较宽些。电阻控制器是电阻式器件，它通过电流让传感器工作，即使很小的电流也会参数一定的热量，影响温度出错。而热电偶基本上是零电流器件，靠电压的变化检测温度，不会出现这样的问题。
选择哪种仪器，首先要知道测量温度的范围，以及温度的上限和下限是多少，测量什么物体的温度，环境会对传感器有怎样的影响，以及耐磨、抗震、浸没等。
由于我们车间设备属于24小时不间断运行，所以普遍采用了较可靠的电阻式传感器进行在线监测，传感器采用Pt100，维护也非常方便，运行中也出现过温度不正确，经检查基本上是线缆的接头处出现问题，接头处理后即回复正常。
接触和非接触式温度测量，其实在很大程度是互补的，有些场所是必须要用非接触式的，例如炉膛内需要测温的高温场所，电力行业需要测温的高危场所等等。而有些场所如测量密闭管道或者反应釜内介质温度，不说必须吧最好是用接触式的测温。
选型方面具体还要看工艺要求，高温高危场所的测温、连续转动不能随便停转的重要设备的测温选用非接触式的。选接触式的如果温度不高可选用热电阻（-200-500度），如果高温、超低温、高真空、等比较特殊的环境可选热电偶。振动大的场所要选用铠装的。
至于维护方面，基本不用维护的，我们车间用的绝大多数是PT100，就是一年计控处集中校验一次，偏差大的就更换。平时我们就是如果工艺怀疑温度不准或者有偏差，我们就用电阻箱按照分度表把整个测温系统打两遍，上行打一遍，下行打一遍，有问题就更换电阻或温度变送器再试一次。
暂时想到了这些。
接触式测温仪，我们最常见的有测温棒。还有铁水测温仪，铁水测温仪在铸造厂受到广泛的应用，目前我司测温仪主要推广的是日本中山TM系列。TM系列铁水测温仪采用手提无线便携式设计，连续自动抓住最高温度，迅速测出钢水、铁水、及有色金属溶液的温度，测温范围0-1750度，测温误差≤2度，显示器与机体一体化，充电一次可使用一个月。其检测精度为±1℃；检测范围是0-1760℃。
主要功能
二、非接触式测温仪
非接触式测温仪表是基于物体的热辐射原理设计而成的。测量时，感温元件不与被测对象直接接触，通常用来测定1000℃以上，移动旋转或反应迅速的高温物体的温度或表面温度。
其优点是：
(1)测温范围广（理论上讲没有上限限制），适合高温测量；
(2)测温过程中不破坏被测时象的温度场，不影响原温度场分布；
(3)能测运动物体的温度；
(4)热惯性小，探测器的响应时间短，测温响应速度快，约2-3s，易与实现快速与动态温度测量。在一砦特定的条件下，例如核子辐射场，辐射测温可以进行准确而可靠的测量。
非接触式测温仪表的缺点是：
(1)它不能直接测得被测对象的真实温度。要得到真实温度，需要进行发射率的修正，
而发射率是个影响因素相当复杂的参数，这就增加了对测量结果进行处理的难度。
(2)由于是非接触，辐射温度计的测量受中问介质的影响较大，特别是在工业现场条件下．周围环境比较恶劣，中间介质对测量结果的影响就更大在这方面，温度计波长范围的选择是很重要的。
(3)由于辐射测温的原理复杂，导致温度计结构复杂，价格较高。
非接触式测温仪表丰要有辐射温度计、光纤辐射温度计等，其中前者又分为全辐射温度计、亮度温度计（光学高温计、光电高温计）和比色温度计。
接触式测温仪表和非接触式比较：
| 接触式测温仪表 | 非接触式测温仪表 |
特点 | 结构简单、可靠，维护方便，价格低廉：仪表读数直映测测对象真实温度；可测量任何部位的温度；便于多点集中测量和自动控制 | 结构复杂，体积大，调整麻烦，价格昂贵；仪表读数不是被测对象的真实温度；不易组成测温，控温一体化的温度控制系统，且不改变被测介质温度场 |
测量条件 | 感温元件要与被测对象良好接触：感温元件不应改变被测对象的温场；被测温度不能超过感温元件的上限；被测对象不对感温元件产生腐蚀 | 由被测对象发出的辐射能充分照射到检测元件；需准确知道被测对象的发射率 |
测量范围 | 特别适合连续在线测量1200℃以下，热容大，无腐蚀性对象的温度，测量热容量小的物体有困难 | 原理上课测超低温到极高温，但在1000℃以下测温误差相对较大；能测运动物体和热容小物体的温度 |
准确度 | 标准表可高达0.01级，工业用仪表通常为1.0、0.5、0.2和0.1级。 | 测温误差通常为20℃左右，条件好的可达5- 10℃ |
响应时间 | 通常教长．约几十秒到几分钟 | 较短约2—3S |
温度测温仪表还可根据测温范围分为高温、中温和低温温度计；根据仪表准确度等分为基准、标准和工业温度计.由于电子器件的发展，集成温度传感器、便携式数字温度计已逐渐得到应用。它配有各种样式的热电偶和热电阻探头，使用比较方便灵活，便携式红外辐射温度计的发展也很迅速，装有微处理器的便携式红外辐射温度汁具有存贮计算功能，能显示一个被测表面的多处温度，或一个点温度的多次测量的平均温度、最高温度和最低温度等.
此外，还研制出多种其他类型的温度测量仪表，如用晶体管测温元件和光导纤维测温元件构成的仪表；采用热像扫描方式的热像仪。热像仪能直接显示和拍摄被测物体温度场的热像图，目前已用与一检查大型炉体、发动机等的表面温度分布，对于节能非常有益。另外还有利用激光，测量物体温度分布的温度测量仪器等．目前，各国专家都有针对性地竞相开发各种特殊而实用的测温仪表。
今天在班上心绪烦乱，看不进去课本，那么就来论坛逛逛，说说偶的理解。
上学时学过热工仪表，课本上着重讲了接触式仪表的分类、原理、性能、使用、精度以及故障等的处理方法，其所占篇幅占了整个热工仪表的80%以上，当然课本的末端也提出了非接触式仪表的原理和分类，其中说的比较详细的就是辐射式热工仪表。
从课文中知道现在所用热工仪表的重点是接触式热工表，非接触式仪表中的辐射式热工仪表主要用于高温情况，比如高炉中的炉膛温度等等需要辐射式的温度计。
上班后所干的工作是现场仪表维护，可以说其工作中接触到的温度检测仪表型号较多，原理也不尽相同，可是大部分温度仪表都是接触式的温度检测仪表，比如基于同温下金属膨胀率不同而制作的各种形式的双金属温度计；基于液体膨胀原理下制作的各种毛细管式的压力温度计，水银温度计；基于金属导体电阻率与温度的关系原理而制作成的各种不同金属的热电阻如PT100、PT10、CU50、CU100；基于合金导体两端温差而产生的热电势而制作成的各种不同合金导体热电偶。
偶厂是一个石油炼制加工性质企业，现场设备所用的温度检测大部分是在线流生产所需要的参数或者需要时刻检测的温度参数，根据现场使用还是远传控制室检测控制分为现场温度仪表和远传温度仪表，现场温度仪表主要是双金属温度计，这种仪表有现场表盘指示可以直观的显示出被测温度。远传式的仪表主要根据被测温度的大体范围来选择温度传感器，通常低温（低于300度)选用热阻温度传感器，虽然铂电阻和铜电阻现场都有使用，但现在正在趋于PT100的趋势，也就是铂100电阻被大量使用。而温度高于300度大部分选择热电偶，普通的选择低于500度选用E型热电偶，高于500低于1000度选用K型热偶。
以上的选择通常的做法主要是考虑热偶材质的寿命性大体的选择范围，在低温下（低于300度）选择也没有严格的要求，通常要根据现场大量使用的温度传感器的类型来选择，比如现场生产区都是E型热偶，现在要加一个温度检测点被测温度在200度或者100度左右，这个时候从选择被测介质准确度上应该选择PT100热电阻，可是要考虑控制室DCS系统卡件是否具有热阻处理功能，DCS系统的备用余量，以及现场铺设电缆是否方便，使用备用电缆的方便性等也可以使用E型热电偶。
高温型的温度传感器比如热辐射式的温度计没有使用，因为偶厂现场工艺没有如此高的温度，当然非接触式的温度计也有使用，这就是工程管理部大量使用的便携性的手持温度计，这种温度计主要作为巡检测温参考使用，而不是作为控制检测使用。
现场使用中常见的温度故障要根据具体的仪表型号、原理、分类来进行排查，具体的方法很多，也不是一两句话能够说清楚地，咱也不说了。
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