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(shù)值,保證產(chǎn)品合格,而且還可節(jié)省熱電偶的材料消耗,既節(jié)省資金又能保證產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應(yīng)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(nèi)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(yīng)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100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開強磁場和強電場,所以不應(yīng)把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質(zhì)很少流動的區(qū)域內(nèi),當用熱電偶測量管內(nèi)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。
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(yīng)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,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(shù)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(yīng)當選擇時間常數(shù)小的熱電偶。時間常數(shù)與傳熱系數(shù)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(shù),除增加傳熱系數(shù)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(nèi)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(yīng)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(yīng)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小問題
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(jù)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? 5.熱電偶的分度號有哪幾種?有何特點? 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分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用,長期使用溫度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勢大15%左右,其它性能幾乎*相同;B分度號在室溫下熱電動勢極小,故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為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分度號的特點是在常用熱電偶中,其熱電動勢zui大,即靈敏度zui高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用,使用溫度0-800℃; 熱電阻的引出線方式有3種:即2線制、3線制、4線制。 3線制可以消除引線電阻的影響,測量精度高于2線制。作為過程檢測元件,其應(yīng)用zui廣。 N型熱電偶的優(yōu)點: -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一步加強; N型熱電偶的缺點: -N型熱電偶的材料比K型硬,較難加工; -價格相對較貴。N型熱電偶的熱膨脹系數(shù)要比不銹鋼低15%,因此N型鎧裝熱電偶的外套管應(yīng)采用NiCrSi/NiSi合金; -在-200~400℃范圍內(nèi)非線性誤差較大。 1).流動引起的振動;經(jīng)過護套管的液體產(chǎn)生一定頻率的旋渦,稱為渦區(qū)頻率,該頻率流速成正比。如果這個頻率和熱套管的固有頻率接近或一致,就會產(chǎn)生共振,使吸收大量的熱能,從而產(chǎn)生很高的應(yīng)力并有可能損壞熱套管和套管內(nèi)傳感器。ASME技術(shù)標準要求:渦區(qū)頻率和熱套管固有頻率的比率應(yīng)小于0.8。 |