低温性能试验同时验证了长颈阀盖结构设计的合理性。监控阀杆(尤其是填料部位)及阀盖温度，防止外因造成的填料结冰，以保证试验安全、稳定的进行。

图3 长颈阀盖温度分布(单位:K)

可见，建立完善的温度检测系统，通过温度测量有效地实现对阀门内腔、阀体、阀杆(尤其是填料部位)、阀盖等阀门内、外温度的实时监控，随时掌握阀门温度变化情况，对低温阀门的性能试验至关重要。

3 阀门内腔温度检测

3.1 阀门内腔温度检测的目的

通过对阀门低温性能试验的分析，我们知道低温试验过程中温度检测是非常有必要的，尤其是阀门内腔温度的检测。当阀门内腔温度达到了试验要求的温度，阀门内、外温度才能平衡，低温试验才能进行，这样可以模拟工况温度，保证了试验的准确性，同时可以预防低温抱死，防止试验时对低温阀门本身造成破坏。

3.2 阀门内腔温度测量系统结构设计

阀门内腔温度测量系统一般建议安装在试验阀门流向的下游。低温试验标准都要求，在进行密封试验之前会进行低压下启闭动作试验，有的标准甚至要求在公称压力下进行启闭动作试验，在公称压力下，当阀门开启时，阀门下游压力同样

为公称压力。所以，阀门内腔温度测量系统不但要考虑温度的测量，同时要考虑高压密封要求。其结构设计如图4所示。

测温元件为PT100，三线制，带温度补偿，封装在Φ4 mm左右的软体不锈钢套管中，此结构的PT100我们称之为恺装软体铂电阻。阀门内腔温度传感器与低温阀门连接的结构示意图如图5所示。

图4阀门内腔温度传感器结构

图5与被试阀连接

铠装软体铂电阻插入Φ8 mm套筒中，此套筒按照试验装置最大测试压力范围承压，Φ4 mm的PT100通过卡套螺母套装固定。卡套螺母与Φ8 mm套筒焊接，可以承受系统的最大设计压力。套筒再与高压接头焊接，低温阀门配套盲板开孔，套筒与高压接头组件通过此孔插入低温阀门内腔，套筒与高压接头通过焊接方式固定在盲板(盲板与被试阀连接并密封)上，可承压。试验时，低温阀门出口端通道截面积有限，特别是对于小口径的阀门，除了要测量内腔温度外，还要对出口压力、泄漏率等进行监控，在有限的空间内布局所有测控单元非常困难，为此，我们研究并设计了一种组合测控单元，阀内腔测温单元与压力、泄漏率测量单元通过三通单元构成一个整体，再经过唯一的一个接口整体与盲板连接，节省了试验空间。

套筒长度L1根据低温阀门大小选择，套筒长度以不影响阀芯动作为宜。L2为恺装软体铂热电阻长度，根据低温阀门大小选择，以露出低温试验箱为宜，并保证航空插头部分工作温度为0℃以上。

图6 阀门低温性能试验温度检测系统

4 阀门低温性能试验温度检测系统

阀门低温性能试验温度检测系统模型如图6所示。温度检测系统的一次仪表选用PT100，测量范围为-200℃-200℃测量精度为A级。

低温阀门试验现场建立基站，连接阀门内腔、阀体、阀盖、阀杆、填料函、冷媒及环境等各部位的PT100温度信号以1V -5V的标准信号模式就地上二次仪表(高精度智能仪表)用于现场显示，同时信号接入控制室的PLC可编程控制器数据采集模块，实现数据采集、存储和对现场基站的工业控制。PC机采用组态的方式通过Internet以太网与PLC之间建立通讯。基于Internet以太网架构的温度检测系统具有以下特点:

(1)系统稳定可靠，检测精度高，优于B级;

(2)可以完成温度参数动态与稳态检测，数据处理与分析;

(3)通讯速率高，可以实现参数保护。通过高速率的温度检测可以实时控制降温速率，控制系统换热设备，防止低温对设备自身的伤害;

(4)系统设计简单灵活，可扩展，系统状态、故障分析与处理等可在组态中实现;

(5)数据采集与控制由现场仪表和PLC并行完成，系统结构更加灵活可靠;

(6)系统可以实时绘制出高精度的温度性能曲线，指导低温试验。

5 结语

现行阀门低温性能试验相关标准规定的阀门低温试验方法与低温阀门的实际运行工况环境，有一定的差异，应该合理的控制降温速率、降温方式、保温时间，使试验条件尽可能接近实际工况，温度的检测至关重要。设计合理、可行的阀门内腔温度测量机构，建立完善的温度检测系统，远程监控阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、填料函、冷媒及环境低温试验损伤，可以更加合理、科学地指导阀门低温性能试验和低温阀门产品结构设计，控制低温阀门产品质量。