文档介绍：第6章低温测量系统
要求掌握的内容:
1 电阻温度计和热电偶温度计的工作原理。
2 推导定容气体温度计温度与压力的关系式。
3 掌握孔板流量计和文丘利管流量计的工作原
理、压差的测量方法及各自的优缺点。
4 回转式流量计的工作原理及优缺点。
5 静压、电阻和电容液位计的工作原理。
、金属电阻温度计
原理:导体或半导体的电阻率随温度变化而
变化;
种类(据传感器种类分类)
–铂电阻温度计,在低温系统用得较多;
–铜电阻温度计
–铅电阻温度计,缺点:常温下易变形;
–铟电阻温度计,优点:在低温下与铂电阻相比具
有较高的灵敏度。
标定
、半导体电阻温度计
原理
–半导体的电导率(电阻率的倒数)与温度有关。
–高温条件下,电阻率与1/T的指数函数成正比;
–低温条件下:导电是由于杂质的存在(释放或接
受电子)而进行的。
传感器种类
–锗电阻温度计:掺入砷、镓或锑来获得所需的电
阻特性;
–碳电阻温度计:低温测量用温度计
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、热电偶
原理
–塞贝克效应:两种不同的导体两端连接成回路,
设两端为a和b,当a、b两点温度不同时,则两点
间会产生电动势e。e值的大小与两种导体材料和
两端所处的温度有关,使用时,热电偶的材料是
确定的,热电偶的一端放入参考温度中(如放入冰
水混合物中),另一端放入被测环境中,则热电偶
的电动势与被测温度之间存在一一对应的关系,
测得电动势即可测得被测环境的温度值。
种类
–铜-康铜:适用温度范围-200℃~环境温度;
–铬铝-铝铬:适用温度范围-200℃~环境温度;
–铬铝-金铁:适用10~180K
标定
、定容气体温度计
1、原理
–通过测压力来测温度
2、标定
–目的:找到P与T之间的关系式
–研究对象:充气温包+毛细管+
压力表组成的系统中的气体
–两点假设:
•气体为理想气体;
•忽略常温下毛细管和压力表中的
气体,以充气温包中气体为研究
对象
注:充气温包中气体种类与待测
低温区的流体种类不一致
、定容气体温度计
据理想气体状态方程,
PV=nRT
对于固定容积的密封容
器,V,n,R为定值
则T/P为常数
假设已知温度Ts下测得的
压力为Ps,则
T/P=Ts/Ps
则:T=P*Ts/Ps
用压力表测得压力P即可求得
温度T。
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、流量测量
分别测V和密度:
质量 孔板流量计、 文丘利管流量计
流流量
直接测质量流量:
量 回转式质量流量计
体积
涡轮流量计
流量
讲各种流量计
工作原理
标定
第一变量,如ΔP和转速等的测定
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、孔板流量计
1、原理:在管道中放置一局部阻力元件,则
在阻力元件的上下游之间会产生一静压差
ΔP,ΔP与流量之间存在函数关系,则测得
ΔP即可得到流量值。
、孔板流量计
3、ΔP的测量
测ΔP时,三种测压点(包括上下游)的放置方法
–①角接法:测压点接于孔板邻近;
–②法兰接法:(10英
寸)处及下游同样远处;
–③D,D/2接法:上游测点距流量计:一个直径长度处,(D)
下游测点距流量计:半个直径长度处,(D/2)
、孔板流量计
4、孔板流量计的优点
–用水作液体得到的标定曲线(指Cd,Ca,
Ao)可直接用于液氢、液氧、液氮;
–测量方法简单。
5、孔板流量计的缺点
–此流量计是通过测ΔP来测量流量的,则会
对流体产生一个较大的永久压力损失;
–测饱和状态下低温流体时,由于压降,使
低温饱和流体中产生汽相,成为两相流,
所以此流量计测饱和状态下的低温流体不
理想。返回