Správný výběr termočlánků a důvodů pro chyby měření

Termočlánky, jako jeden z důležitých senzorů měření teploty v oblasti kontroly průmyslové automatizace, přispěly k měření teploty v různých průmyslových odvětvích. V oblasti automatizované kontroly teploty se široce používá v různých průmyslových odvětvích kvůli jeho jednoduché struktuře, přesnému měření teploty, širokému rozsahu měření a snadné údržbě. Je to však právě proto, že samotný termočlánek má jednoduchou strukturu a snadno se instaluje a používá, že výběr klíčových parametrů, jako je indexovací číslo a hloubka vložení, během procesu výběru často přehlíží, což má za následek chyby měření a dokonce poškození termokupovaku během používání. Kromě toho chyby měření způsobené řadou problémů, jako je kompenzace teploty, doba tepelné odezvy, tepelná impedance a degradace termočlánků během procesu měření, také přinesly skutečným uživatelům značné potíže a dokonce i vážné ekonomické ztráty. Před rostoucím důrazem na bezpečnost přístroje, přesnost měření, životnost a stabilitu v moderní kontrole průmyslové automatizace provedlo velký počet vědců a inženýrů tepelných instrumentací proveden rozsáhlý výzkum přesnosti měření teploty, přizpůsobivost a měření teploty termočtic. Na tomto základě počínaje výběrem a praktickou aplikací termočlánků tento článek analyzuje a zpracovává o tom, jak zvolit přizpůsobivost různých značek měřítka a měření teploty termočlánků, výběr poloh měření teploty a jak správně vybrat hloubku vložení termočtinek. Současně byla provedena analýza na chybách měření způsobené kompenzací teploty, dobou tepelné odezvy, tepelnou impedancí a degradací termočlánků během používání termočlánků a byly poskytnuty roztoky. Doufám, že to může být užitečné pro správné měření teploty a dlouhodobé měření teploty termočlánků.
1. Výběr termočlánků
Termočlánky jsou široce používány kvůli jejich jednoduchému provozu, ale v počátečním výběrovém procesu je více pozornosti věnována parametrům souvisejícím s instalací a bezpečností termočlánků, jako je instalační rozhraní a úroveň tlakové odolnosti materiálu rukávu. Adaptabilita, rozsah měření teploty a hloubku vložení termočlánků však lze snadno ignorovat, což ovlivňuje výsledky měření teploty.
1.1 Výběr čísla indexu termočlánku
Výběr čísla indexování termočlánků se obvykle stanoví na základě pracovní teploty naměřeného média. Obecně platí, že podle rozsahu měření teploty různých indexovacích počtu termočlánků a skutečného využití zhruba rozdělujeme termočlánky do tří kategorií: střední nízká teplota, střední vysoká teplota a indexovací termočlánky s vysokou teplotou. Níže je analýza a diskuse o tom, jak vybrat termočlánky pro tyto tři rozsahy měření teploty.
1.1.1 Výběr termočlánků střední a nízké teploty
Pokud je použito pro měření s nízkou teplotou (-200 stupeň ~ +350 stupeň), lze vybrat termočlán T. Pro měření střední a nízké teploty (-40 stupeň ~ +700 stupeň) lze vybrat termočlán EJ. Avšak vzhledem k tomu, že pozitivní elektrody termočlánku měřítka TJ jsou vyrobeny z čistého mědi a čistých železných materiálů, jsou snadno oxidovány během výroby a používání produktu, takže nemohou být použity pro měření teploty v oxidačních prostředích. Doporučuje se používat termočlánek E-měřítka pro měření teploty v oxidačním prostředí. Termočmán e-indexu nejen pokrývá rozsah měření teploty termočlánku j-indexu, ale má také velký termoelektrický potenciál, vysokou citlivost, dobrou stabilitu a lepší oxidační odolnost než indexový index TJ. Může být použit při oxidaci a inertním plynovém prostředí, ale nelze jej přímo použít v síře a snižování plynového prostředí při vysokých teplotách. To povede k významným chybám v termočlenkové uniformitě termoelektrického potenciálu termočlánku e-indexu.
1.1.2 Výběr termočlánků se střední a vysokou teplotou
Thermočmán K. N-stupně je široce používaný levný kovový termočlánek na současném trhu, který se používá hlavně pro měření teploty v zónách se středními a vysokými teplotami (-40 stupeň ~ +1200 stupeň). Mezi nimi termočlánky K-Index zabírají absolutní podíl na trhu kvůli jejich dobré linearitě, velkému termoelektrickému potenciálu, vysoké citlivosti, dobré stabilitě a uniformitě, silné oxidační odolnosti a nízké ceny. Thermočmán N-indexu je nejnovější mezinárodně standardizovaný termočlánek, který úspěšně překonává dvě důležité nevýhody termočlánku k-indexu, jmenovitě nestabilní termoelektrický potenciál způsobený krátkodobým uspořádanou mříží niklové chromiové slitiny mezi 300 stupňů a 500 stupňů; Nestabilita tepelného elektrického potenciálu způsobená preferenční oxidací slitiny niklového chromu přibližně 800 stupňů. Jeho komplexní výkon je lepší než u termočlánků K-Index, což z něj činí slibný termočlánek pro vývoj. Hlavní nevýhodou termočlánků N-stupně je však velká nelineární chyba v rozsahu nízké teploty (-200 stupeň ~ 400 stupňů) a těžký a obtížný strojový materiál.
1.1.3 Výběr termočlánků s vysokou teplotou
S R. Thermočmán třídy B se nazývá drahý kovový termočlánek, protože jeho pozitivní a negativní elektrody jsou vyrobeny z slitiny platiny a platiny rhodium. Je to termočlánek vhodný pro měření ve vysokoteplotních oblastech (800 stupňů ~ 1600 stupňů). Doporučená teplota dlouhodobého využití pro termočlánky S a R Scale je (800 stupňů ~ 1300 stupňů) a doporučená teplota dlouhodobého využití pro termočlánky stupnice B je (800 stupňů ~ 1600 stupňů). Vzhledem k jejich přesnosti měření vysoké teploty, dobré stability, rozsahu měření teploty a horní hranici s vysokou teplotou se tyto termočlánky vzácných kovů s různými promocemi široce používají v aplikacích měření s vysokou teplotou nad 1 000 stupňů, jako je metalurgie, sklo, keramika a další průmyslová odvětví. Mezi nedostatky patří nízký termoelektrický potenciál, nízkou citlivost, sníženou mechanickou pevnost při vysokých teplotách, vysokou citlivost na znečištění a drahé drahé kovové materiály, což má za následek velkou jednorázovou investici. Celkově jsou však termočlánky vzácných kovů stále hlavní silou měření teploty v oblastech s vysokou teplotou. S neustálým zlepšováním technologie výroby termočlánků mohou účinně chránit elektrodové dráty před kontaminací při vysokých teplotách a zlepšit životnost produktů.