熱電偶的正確使用和原理
正確使用熱電偶不但可以準確得到溫度的數值,保證產品合格,而且還可節省熱電偶的材料消耗,既節省資金又能保證產品質量。安裝不正確,熱導率和時間滯后等誤差,它們是熱電偶在使用中的主要誤差。
1、安裝不當引入的誤差
如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等,換句話說,熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應為保護管直徑的8~10倍;熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質致使爐內熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應用耐火泥或石棉繩等絕熱物質堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應盡可能避開強磁場和強電場,所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內,當用熱電偶測量管內氣體溫度時,必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。
2、絕緣變差而引入的誤差
如熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達上百度。
3、熱惰性引入的誤差
由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應盡可能采用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時,甚至可將保護管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實際爐溫的差別也就越大。當用時間常數大的熱電偶測溫或控溫時,儀表顯示的溫度雖然波動很小,但實際爐溫的波動可能很大。為了準確的測量溫度,應當選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱系數成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時間常數,除增加傳熱系數以外,最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導熱性能好的材料,管壁薄、內徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中,使用無保護套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應及時校正及更換。
4、熱阻誤差
高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導,這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。
熱電偶測溫原理
1.熱電偶測溫原理及材料
熱電偶測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電偶大都由純金屬材料制成,目前應用最多的是鉑和銅,此外,現在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電偶。
2.熱電偶的結構
(1)精通型熱電偶
從熱電偶的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過熱電偶阻值的變化來測量的,因此,熱電偶體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制,
(2)鎧裝熱電偶
鎧裝熱電偶是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體它的外徑一般為φ2~φ8mm,最小可達φmm。
與普通型熱電偶相比,它有下列優點:①體積小,內部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后小;②機械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。
(3)端面熱電偶
端面熱電偶感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計端面,其結構如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電偶相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。
(4)隔爆型熱電偶
隔爆型熱電偶通過特殊結構的接線盒,把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒內,生產現場不會引超爆炸。隔爆型熱電偶可用于Bla~B3c級區內具有爆炸危險場所的溫度測量。
3.熱電偶測溫系統的組成
熱電偶測溫系統一般由熱電偶、連接導線和顯示儀表等組成。
(1)必須注意以下兩點:
①熱電偶和顯示儀表的分度號必須一致
②為了消除連接導線電阻變化的影響,必須采用三線制接法
(2)鎧裝熱電偶
鎧裝熱電偶是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體,它的外徑一般為φ2~φ8mm,最小可達φmm。
與普通型熱電偶相比,它有下列優點:①體積小,內部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后小;②機械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。
(3)端面熱電偶
端面熱電偶感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計端面,它與一般軸向熱電偶相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。
(4)隔爆型熱電偶隔爆型熱電偶通過特殊結構的接線盒,把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值,為此更換新的電阻體為好,若采用焊接修理,焊后要校驗合格后才能使用。
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