熱電偶的正確使用
正確使用熱電偶不但可以準確得到溫度的數值,保證產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量。安裝不正確,熱導率和時(shí)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(shí)溫度等,換句話(huà)說(shuō),熱電偶不應裝在太靠近門(mén)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(zhì)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(zhì)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(guò)100℃;熱電偶的安裝應盡可能避開(kāi)強磁場(chǎng)和強電場(chǎng),所以不應把熱電偶和動(dòng)力電纜線(xiàn)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(zhì)很少流動(dòng)的區域內,當用熱電偶測量管內氣體溫度時(shí),必須使熱電偶逆著(zhù)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(xiàn)板污垢或鹽渣過(guò)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(huì )引起熱電勢的損耗而且還會(huì )引入干擾,由此引起的誤差有時(shí)可達上。
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(jìn)行快速測量時(shí)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(huán)境許可時(shí),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(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動(dòng)的振幅就越小,與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當用時(shí)間常數大的熱電偶測溫或控溫時(shí),儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小,但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準確的測量溫度,應當選擇時(shí)間常數小的熱電偶。時(shí)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(shí)間常數,除增加傳熱系數以外,zui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(wú)保護套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應及時(shí)校正及更換。
4 熱阻誤差
高溫時(shí),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(shí)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。
淺談下熱電偶的幾個(gè)小問(wèn)題
1.熱電偶的測量原理是什么? 2.熱電阻的測量原理是什么? 3.如何選擇熱電偶和熱電阻? 根據測溫范圍選擇:500℃以上一般選擇熱電偶,500℃以下一般選擇熱電阻; 4.什么是鎧裝熱電偶,有什么優(yōu)點(diǎn)? 5.熱電偶的分度號有哪幾種?有何特點(diǎn)? 熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶,N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。 S分度號的特點(diǎn)是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,長(cháng)期使用溫度1400℃,短期1600℃。在所有熱電偶中,S分度號的度等級zui高,通常用作標準熱電偶; R分度號與S分度號相比除熱電動(dòng)勢大15%左右,其它性能幾乎*相同;B分度號在室溫下熱電動(dòng)勢極小,故在測量時(shí)一般不用補償導線(xiàn)。它的長(cháng)期使用溫度為1600℃,短期1800℃??稍谘趸曰蛑行詺夥罩惺褂?,也可在真空條件下短期使用。 E分度號的特點(diǎn)是在常用熱電偶中,其熱電動(dòng)勢zui大,即靈敏度zui高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,使用溫度0-800℃; 熱電阻的引出線(xiàn)方式有3種:即2線(xiàn)制、3線(xiàn)制、4線(xiàn)制。 3線(xiàn)制可以消除引線(xiàn)電阻的影響,測量精度高于2線(xiàn)制。作為過(guò)程檢測元件,其應用zui廣。 N型熱電偶的優(yōu)點(diǎn): -耐核輻射能力強。N型熱電偶取消了K型中的易蛻變元素Mn、Co,使抗中子輻照能力進(jìn)一步加強; N型熱電偶的缺點(diǎn): -N型熱電偶的材料比K型硬,較難加工; -價(jià)格相對較貴。N型熱電偶的熱膨脹系數要比不銹鋼低15%,因此N型鎧裝熱電偶的外套管應采用NiCrSi/NiSi合金; -在-200~400℃范圍內非線(xiàn)性誤差較大。 1).流動(dòng)引起的振動(dòng);經(jīng)過(guò)護套管的液體產(chǎn)生一定頻率的旋渦,稱(chēng)為渦區頻率,該頻率流速成正比。如果這個(gè)頻率和熱套管的固有頻率接近或一致,就會(huì )產(chǎn)生共振,使吸收大量的熱能,從而產(chǎn)生很高的應力并有可能損壞熱套管和套管內傳感器。ASME技術(shù)標準要求:渦區頻率和熱套管固有頻率的比率應小于0.8。 |
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