熱電偶的正確使用
正確使用熱電偶不但可以準(zhǔn)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(dǎo)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(dāng)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(yīng)裝在太靠近門(mén)和加熱的地方,插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8~10倍;熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護(hù)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(duì)流而影響測(cè)溫的準(zhǔn)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(yīng)盡可能避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng),所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線(xiàn)裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測(cè)介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi),當(dāng)用熱電偶測(cè)量管內(nèi)氣體溫度時(shí),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(hù)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(yán)重,這不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且還會(huì)引入干擾,由此引起的誤差有時(shí)可達(dá)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(cè)溫度的變化,在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí),甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測(cè)量滯后,用熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)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(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)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(zhǔn)確的測(cè)量溫度,應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。時(shí)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(shí)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(dǎo)熱性能好的材料,管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測(cè)量中,使用無(wú)保護(hù)套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應(yīng)及時(shí)校正及更換。
4 熱阻誤差
高溫時(shí),如保護(hù)管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導(dǎo),這時(shí)溫度示值比被測(cè)溫度的真值低。因此,應(yīng)保持熱電偶保護(hù)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(cè)量原理是什么? 2.熱電阻的測(cè)量原理是什么? 3.如何選擇熱電偶和熱電阻? 根據(jù)測(cè)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(hào)有哪幾種?有何特點(diǎn)? 熱電偶的分度號(hào)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(hào)的特點(diǎn)是抗氧化性能強(qiáng),宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用,長(zhǎng)期使用溫度1400℃,短期1600℃。在所有熱電偶中,S分度號(hào)的度等級(jí)zui高,通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶; R分度號(hào)與S分度號(hào)相比除熱電動(dòng)勢(shì)大15%左右,其它性能幾乎*相同;B分度號(hào)在室溫下熱電動(dòng)勢(shì)極小,故在測(cè)量時(shí)一般不用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)。它的長(zhǎng)期使用溫度為1600℃,短期1800℃。可在氧化性或中性氣氛中使用,也可在真空條件下短期使用。 E分度號(hào)的特點(diǎn)是在常用熱電偶中,其熱電動(dòng)勢(shì)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(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(cè)量精度高于2線(xiàn)制。作為過(guò)程檢測(cè)元件,其應(yīng)用zui廣。 N型熱電偶的優(yōu)點(diǎn): -耐核輻射能力強(qiáng)。N型熱電偶取消了K型中的易蛻變?cè)?/font>Mn、Co,使抗中子輻照能力進(jìn)一步加強(qiáng); 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(duì)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(xiàn)性誤差較大。 1).流動(dòng)引起的振動(dòng);經(jīng)過(guò)護(hù)套管的液體產(chǎn)生一定頻率的旋渦,稱(chēng)為渦區(qū)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(yīng)力并有可能損壞熱套管和套管內(nèi)傳感器。ASME技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求:渦區(qū)頻率和熱套管固有頻率的比率應(yīng)小于0.8。 |
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