溫度測量技術

在油氣、水及污水處理、制藥、食品飲料和電力行業，溫度測量需要與物體的狀態無關，這對于流不同類型用來測量液體、氣體和固體溫度的工業用溫度測量儀表有不同的類型。

在油氣、水及污水處理、制藥、食品飲料和電力行業，溫度測量需要與物體的狀態無關，這對于流不同類型用來測量液體、氣體和固體溫度的工業用溫度測量儀表有不同的類型。主要包括如下幾種程檢測是非常重要的。測量的準確度對工廠的正常運營十分關鍵。

為了確定設備裝載物品或者是流經設備物品的溫度，溫度測量設備通常是大型控制回路的一個組成部分。這種儀表系統的目標是監視并控制液流。在此情況下，溫度測量的作用自然就是監視并將流體的溫度控制在設計要求之內。

通常，溫度測量回路中會使用計算，執行包括數據收集與傳輸、海量數據存儲、顯示、報警和控制等功能。這種計算智能對溫度測量儀表的制造商提出了更高的要求。

不同類型
用來測量液體、氣體和固體溫度的工業用溫度測量儀表有不同的類型。主要包括如下幾種：

充液玻璃

這種溫度計包括一個帶有細管的玻璃泡，特點是可靠并且價格低廉。溫度變化的時候，玻璃泡中的液體會流入細管形成細線，就可以根據細線的長度測量現在的溫度。液體上方的空間充滿了該種液體的飽和蒸汽。

通常可以使用該種溫度計的液體包括：
戊烷， 測量溫度- 2 0 0 到2 0 ℃ ； 酒精， - 1 1 0 到5 0 ℃ ；
甲苯，-70到100℃；汞（真空狀態），-35到280℃；汞（充氣狀態），-35到750℃。有時，可以通過加壓擴大液體的測量范圍。

制造充液玻璃溫度計所使用材料的厚度，通常會影響到反應時間。為了提高精確度，需要材料具有極佳的熱傳導性，液體具有很高的熱膨脹系數，還必須要考慮線性膨脹。

雙金屬式

雙金屬式溫度計包括由兩種不同金屬組成的金屬線。一起連接在指示器上的兩種金屬的熱膨脹系數要不同。因為膨脹率不同，雙金屬就會出現彎曲，從而指示溫度變化。金屬線的一端連接箱體，而另一端連接指示器。

金屬線可以使用鉚接的方式，但是更常見的做法是纏繞和焊接。為了獲得較大的彎曲度，會特意將雙金屬先做成螺旋狀。這種溫度計可以有不同的設計方案，比如錐形螺旋、圓柱形螺旋、平面螺旋以及平面和圓柱體組合螺旋方式。為了提高精度，雙金屬式溫度計必須要進行校準，或者要與受控的傳統運行溫度接近。

盡管這類設備的便攜性很好，也不需要電源，但是它們通常沒有熱電偶或者RTD那么精確。雙金屬式溫度計可以用來監控溫度的相對變化，以及煉油、高溫加工電阻線加熱器等場合，它還用在調配槽當中。

熱電偶

這是一種可以對溫度進行直接電子監控的溫度測量技術。一個熱電偶包括兩根在一端相連的使用不同金屬材料的導線。導線的金屬材料可以是合金也可以是純金屬，而測量的原理是：當兩種不同金屬發生接觸的時候，產生的熱電壓不同。

針對不同的應用場合和溫度限制，熱電偶的組成材料也不盡相同，可以選擇的包括：銅/銅鎳合金（康銅）、鎳鉻合金/鋁鎳合金、鉑/鉑銠合金以及鐵/康銅。

為了獲得高精度，用于流程測量的熱電偶必須借由套管進行保護。由于使用套管存在熱接觸，在熱電偶和套管間需要進行物理導熱，或者也可以使用熱導潤滑劑。在低溫應用的場合，必須要極度小心，減少潮濕的影響。因為熱電偶可以測量的溫度范圍很廣，它已經被使用在鍋爐、鹽浴池、熱處理、軟化金屬、陶瓷加工等多種場合。

紅外線

紅外線（IR）溫度計采用的一種非接觸式的溫度測量，同樣有著很多工業應用。它們可以通過探測物體表面的輻射量測量溫度。合理使用紅外線溫度計，需要考慮被測表面的輻射率。

大部分基本型的紅外線溫度計設計，包括一個鏡頭可以將紅外線能量聚焦到探測器上，然后探測器再將能量轉化為電子信號，在經過周邊溫度變化的補償之后在溫度單元上顯示。因為可以在不接觸的情況下測量物體溫度，紅外線傳感器在那些熱電偶或者替他探針型傳感器無法使用或者無法提供精確數據的場合得心應手。不發生接觸在食品行業尤為重要。

電阻式（RTD）

電阻式溫度計，或者稱為RTD（電阻式溫度設備），工作原理是材料的電阻隨著溫度發生改變。鉑、鎳和銅通常是RTD的主要制造材料，因為這些金屬的電阻隨溫度變化較大。

RTD的應用通常在那些對于響應速度和準確度要求比熱電偶高的場合。RTD相對較高的電力輸出，也使其可以與指示器、控制器、記錄儀等設備直接連接。某些情況下，RTD的經濟性也要好于熱偶，這是因為延伸線的材質是銅，費用不能隨意忽略。此外，RTD的參考溫度源也不需要進行校準。

選擇方法
為了保證效率，同時延長溫度計的服務壽命，必須要使用合理的選擇方法。事實上，選擇不合理被認為是測量失效主要的原因。而測量失效會造成工廠相當長時間的停工。在壞的情況，選擇不合理的溫度計可能在出現溫度過高或者過低的時候不能進行警示，對于工廠安全造成惡劣的影響，也可能會損壞昂貴的設備。

為了提高溫度計的運營效率、延長服務壽命，用戶需要遵循如下一些基本的選擇原則：

(1) 精度
精度指的是測量設備讀數對于被測數量實際值的貼近度，對于保證流程效率非常關鍵。通常，精度可以用全刻度輸出或者讀數的百分比來表示。精度規范可能會產生誤導，因為它經常是由OEM針對理想的邊際情況而設定的。然而在實際工作當中，與理想狀態之間存在偏差是非常普遍的現象，因此必須要對儀表的精度進行額外的界定。另外，還需要明確精度是基于測量值（估值的百分比）還是范圍極值。

2) 流程介質
在選擇安裝溫度計的時候，必須要考慮設備與介質的兼容性。否則，就很有可能發生腐蝕、磨損之類的事情。腐蝕會引起儀表失效，可能會對工廠人員和設備的安全造成影響，也可能會對環境有所傷害。與之類似的是，一些流體從化學角度看是無毒的，但是一旦存在另外一些物品（可能僅僅是污染），這些流體可能會有較強的腐蝕性。因此，必須要小心再小心。在元件制造非常復雜和困難的場合，可能需要的原料種類必須要進行限制。如果一臺溫度計發現與介質不兼容，然后將它放到另一種與前一種液體不兼容的介質當中，這時就可能會造成流程介質的污染，甚至可能會引起爆炸。在第一種介質中溫度元件的腐蝕，可以造成在第二種介質過早出現失效。

因此，不建議將溫度計從一個應用轉移到另外一個。然而，如果一定要這么做的話，必須保證前后兩種介質兼容。如果要了解更多防腐蝕方面的信息，請參考NEMA-12規范。

(3) 溫度范圍
測量范圍是一項關鍵的選擇指標，因為它規定了儀器可以檢測的高和低的溫度。所以，任何不能滿足溫度范圍要求的儀器都不能使用。舉例來說，熱電偶的工作區間是-200到1600℃。

(4) 工廠經驗
一家工廠正在使用相同或者類似溫度計的經驗，也是選擇使用哪一種儀器非常好的理由。用戶應該能夠評價工廠的生命周期成本、維護和變更難易度等這些歷史記錄。需要注意的是，在這種階段，溫度計制造商的經驗并不會影響溫度計設計使用的決策。