Termoelementtien oikea valinta ja mittausvirheiden syyt
Jätä viesti
Termoelementit, jotka ovat yhtä tärkeitä lämpötilan mittauksen antureja teollisuuden automaation hallinnan alalla, ovat vaikuttaneet suureen osuuteen lämpötilan mittaamiseen eri toimialoilla. Sitä käytetään laajasti automatisoidun lämpötilanhallinnan kentällä eri toimialoilla yksinkertaisen rakenteen, tarkan lämpötilan mittauksen, laajan mittausalueen ja helpon ylläpidon vuoksi. Se johtuu kuitenkin juuri siitä, että termoelementillä itsessään on yksinkertainen rakenne ja se on helppo asentaa ja käyttää, avainparametrien, kuten indeksointimäärän ja lisäyssyvyyden, valinta jätetään usein huomiotta valintaprosessin aikana, mikä johtaa mittausvirheisiin ja jopa lämpömuodon vaurioihin käytön aikana. Lisäksi mittausvirheet, jotka aiheutuvat sarjan aiheista, kuten lämpötilan kompensointi, lämpövasteaika, lämpöimpedanssi ja lämpöpohjaiset hajoaminen mittausprosessin aikana, ovat myös tuoneet huomattavia ongelmia ja jopa vakavia taloudellisia menetyksiä todellisille käyttäjille. Ennen kuin instrumenttiturvallisuus, mittaustarkkuus, käyttöikä ja stabiilisuus nykyaikaisessa teollisuusautomaation hallinnassa, suuri joukko tutkijoita ja lämpöinstrumentoinsinsinöörit ovat tehneet laajaa tutkimusta lämpötilan mittauksen tarkkuudesta, sopeutumiskelpoisuudesta ja lämpötilaparien lämpötilan mittausrakenteesta. Tämän perusteella lämpöparien valinnasta ja käytännöllisestä soveltamisesta tämä artikkeli analysoi ja kehittää sitä, kuinka valita eri asteikon merkintöjen ja lämpötilan mittausalueet, lämpötilan mittauspisteen sijaintien valinta ja kuinka termoelementtien insertion syvyys oikein valitaan oikein. Samanaikaisesti suoritettiin analyysi lämpötilan kompensoinnin, lämpövastusajan, lämpöimpedanssin ja termoelementin hajoamisen aiheuttamista mittausvirheistä termoelementtien käytön aikana, ja liuokset annettiin. Toivon, että siitä voi olla hyötyä lämpötilan oikeassa lämpötilan mittauksessa ja lämpötilan pitkäaikaisessa lämpötilan mittauksessa.
1. Termoelementtien valinta
Termoelementtejä käytetään laajasti niiden yksinkertaisen toiminnan vuoksi, mutta alkuperäisessä valintaprosessissa on usein kiinnitettävä enemmän huomiota termoelementtien asennukseen ja turvallisuuteen liittyviin parametreihin, kuten asennusrajapinta ja hihan paineen vastustaso. Lämpöparien sopeutumiskyky, lämpötilan mittausalue ja insertiosyvyys voidaan kuitenkin helposti sivuuttaa, mikä vaikuttaa lämpötilan mittaustuloksiin.
1.1 Termoelementti -indeksinumeron valinta
Termoelementtien indeksointimäärän valinta määritetään yleensä mitatun väliaineen työlämpötilan perusteella. Yleensä lämpötilan mittausalueen mukaan termoelementtien erilaisten indeksointimäärien ja todellisen käytön mukaan jaamme karkeasti lämpöparit kolmeen luokkaan: keskitason matala lämpötila, keskimääräinen korkea lämpötila ja korkea lämpötilan indeksointi lämpöparit. Alla on analyysi ja keskustelu siitä, kuinka valita lämpöparit näille kolmelle lämpötilan mittausalueelle.
1.1.1 Keskipitkän ja matalan lämpötilan lämpöparit
Jos sitä käytetään matalan lämpötilan mittaamiseen (-200 astetta ~ +350 aste), voidaan valita T-mittakaava termoelmoni. Keskipitkällä ja matalan lämpötilan mittauksella (-40 astetta ~ +700 aste) voidaan valita EJ-asteikon termoelementti. Koska TJ -asteikon termoelementin positiiviset elektrodit on kuitenkin valmistettu puhtaasta kuparista ja puhtaista rautamateriaaleista, ne hapetetaan helposti tuotteen tuotannon ja käytön aikana, joten niitä ei voida käyttää lämpötilan mittaamiseen hapettavissa ympäristöissä. On suositeltavaa käyttää E-mittakaavaa termoelementtiä lämpötilan mittaamiseen hapettumisympäristössä. E-indeksin termoelementti ei kata vain J-indeksin lämpöpöydän lämpötilan mittausalueen, vaan sillä on myös suuri termoelektrisen potentiaalin lähtö, korkea herkkyys, hyvä stabiilisuus ja parempi hapettumiskestävyys kuin TJ-indeksin termoelementti. Sitä voidaan käyttää hapettumis- ja inerttien kaasuympäristöissä, mutta sitä ei voida käyttää suoraan rikki- ja kaasuympäristöjen vähentämisessä korkeissa lämpötiloissa. Tämä johtaa merkittäviin virheisiin E-indeksin lämpöpöydän termoelektrisen potentiaalin yhdenmukaisuudessa.
1.1.2 Keskikokoisten ja korkean lämpötilan lämpöparien valinta
K. N-asteen termoelementti on laajalti käytetty edullisen metallilämpötilan nykyisillä markkinoilla, joita käytetään pääasiassa lämpötilan mittaamiseen keski- ja korkean lämpötilan vyöhykkeillä (-40 astetta ~ +1200 astetta). Heidän joukossaan K-Indeksin lämpöparit vievät absoluuttisen markkinaosuuden hyvän lineaarisuuden, suuren termoelektrisen potentiaalin, korkean herkkyyden, hyvän vakauden ja yhdenmukaisuuden, voimakkaan hapettumiskestävyyden ja alhaisen hinnan vuoksi. N-Indeks-lämpöpöytä on viimeisin kansainvälisesti standardoitu lämpöpöytä, joka voittaa onnistuneesti K-indeksin lämpöpohjan kaksi tärkeätä haittaa, nimittäin nikkelikromiseoksen lyhyen kantaman tilatun asteen lyhyen kantaman tilatun hilan aiheuttaman epävakaan termoelektrisen potentiaalin; Lämpö sähköpotentiaalista epävakaus johtuu nikkelikromiseoksen edullisesta hapettumisesta noin 800 asteessa. Sen kattava suorituskyky on parempi kuin K-indeksin lämpöparit, mikä tekee siitä lupaavan termoelementin kehitystä varten. N-asteen termoelementtien merkittävä haitta on kuitenkin matalan lämpötilan alueella (-200 aste ~ 400 astetta) ja vaikeaa ja vaikeaa koneistaa materiaalia.
1.1.3 Korkean lämpötilan termoelementtien valinta
S R. B-luokan termoelementtiä kutsutaan jalometallilämpötiloiksi, koska sen positiiviset ja negatiiviset elektrodit on valmistettu platina- ja platina-rodiumseoksesta. Se on termoelementti, joka sopii mittaamaan korkean lämpötilan alueilla (800 astetta ~ 1600 astetta). Suositeltu pitkän aikavälin käyttö lämpötila S- ja R-asteikon termoelementtien kohdalla on (800 astetta ~ 1300 astetta), ja suositeltava pitkäaikainen käyttölämpötila B-asteikon lämpöparilla on (800 astetta ~ 1600 astetta). Niiden korkean lämpötilan mittaustarkkuuden, hyvän stabiilisuuden, leveän lämpötilan mittausalueen ja korkean lämpötilan ylärajan vuoksi näitä jalometallien lämpöparia, joilla on erilaisia valmistumisia, käytetään laajasti korkean lämpötilan mittaussovelluksissa, kuten yli 1000 asteen, kuten metallurgia, lasi, keramiikka ja muut toimialat. Puutteet sisältävät matalan termoelektrisen potentiaalin, alhaisen herkkyyden, vähentyneen mekaanisen lujuuden korkeissa lämpötiloissa, korkea pilaantumisherkkyys ja kalliit jalometallimateriaalit, mikä johtaa suureen kertaluonteiseen sijoitukseen. Mutta kaiken kaikkiaan jalometallien termoelementit ovat edelleen päävoiman päävoima korkean lämpötilan alueilla. Termoelementtituotantotekniikan jatkuvan parantamisen myötä ne voivat tehokkaasti suojata elektrodilankoja saastumiselta korkeissa lämpötiloissa ja parantaa tuotteiden käyttöiän käyttöä.
