Prawidłowy wybór termopar i przyczyny błędów pomiarowych

Termopary, jako jeden z ważnych czujników pomiaru temperatury w dziedzinie kontroli automatyzacji przemysłowej, przyczyniły się do pomiaru temperatury w różnych branżach. Jest szeroko stosowany w dziedzinie automatycznej kontroli temperatury w różnych branżach ze względu na prostą strukturę, dokładny pomiar temperatury, szeroki zakres pomiaru i łatwą konserwację. Jest to jednak właśnie dlatego, że sama termopara ma prostą strukturę i jest łatwa w zainstalowaniu i użyciu, że wybór kluczowych parametrów, takich jak liczba indeksowania i głębokość wstawienia jest często pomijana podczas procesu selekcji, co powoduje błędy pomiaru, a nawet uszkodzenie termopary podczas użytkowania. Ponadto błędy pomiarowe spowodowane szeregiem problemów, takich jak kompensacja temperatury, czas reakcji termicznej, impedancja termiczna i degradacja termopary podczas procesu pomiaru również przyniosły znaczne kłopoty, a nawet poważne straty ekonomiczne dla rzeczywistych użytkowników. Przed rosnącym naciskiem na bezpieczeństwo instrumentów, dokładność pomiaru, żywotność usług i stabilność we współczesnej kontroli automatyzacji przemysłowej, duża liczba badaczy i inżynierowie oprzyrządowania termicznego przeprowadziło szeroko zakrojone badania nad dokładnością pomiaru temperatury, zdolności adaptacyjnej i temperatury struktury pomiaru termopar. Na tej podstawie od wyboru i praktycznego zastosowania termopar, ten artykuł analizuje i opracowuje, jak wybrać możliwość adaptacji różnych znaków skali i zakresów pomiarów temperatury termopar, wyboru pozycji punktu pomiaru temperatury oraz sposobu prawidłowego wyboru głębokości wstawienia termoparmu. Jednocześnie przeprowadzono analizę błędów pomiarowych spowodowanych kompensacją temperatury, czasem reakcji termicznej, impedancją termiczną i degradacją termopary podczas używania termopar i roztworów. Mam nadzieję, że może to być pomocne dla prawidłowego pomiaru temperatury i długoterminowego pomiaru temperatury termopar.
1. Wybór termoparów
Termopary są szeroko stosowane ze względu na ich proste działanie, ale w początkowym procesie selekcji często zwracamy większą uwagę na parametry związane z instalacją termopary i bezpieczeństwa, takie jak interfejs instalacyjny i poziom odporności na ciśnienie materiału rękawa. Jednak możliwość adaptacji, zakres pomiaru temperatury i głębokość wstawienia termopar można łatwo zignorować, co wpływa na wyniki pomiaru temperatury.
1.1 Wybór numeru indeksu termopary
Wybór liczby indeksowania termoparów jest zwykle określany na podstawie temperatury roboczej zmierzonego ośrodka. Zasadniczo, zgodnie z zakresem pomiaru temperatury różnych indeksujących liczby termopar i faktycznego użycia, z grubsza dzielamy termopary na trzy kategorie: średnia niska temperatura, średnia wysokiej temperatury i termopary indeksujące w wysokiej temperaturze. Poniżej znajduje się analiza i dyskusja na temat wyboru termopar dla tych trzech zakresów pomiaru temperatury.
1.1.1 Wybór termopar średniej i niskiej temperatury
Jeśli używany do pomiaru niskiej temperatury (-200 stopień ~ +350), można wybrać termoparę w skali T. W przypadku pomiaru średniej i niskiej temperatury ({-40 stopień ~ +700) można wybrać termoparę skali EJ. Jednak ze względu na fakt, że elektrody dodatnie termopary TJ są wykonane z czystej miedzi i czystych materiałów żelaza, można je łatwo utleniać podczas produkcji i stosowania produktu, więc nie można ich użyć do pomiaru temperatury w środowiskach utleniających. Zaleca się zastosowanie termopary w skali E do pomiaru temperatury w środowisku utleniającym. Termopara E-Index obejmuje nie tylko zakres pomiaru temperatury termopary J-Indeksu, ale ma również dużą moc termoelektryczną, wysoką czułość, dobrą stabilność i lepszą oporność na utlenianie niż termopara indeksu TJ. Może być stosowany w utlenianiu i obojętnym środowisku gazowym, ale nie można go bezpośrednio stosować w środowiskach gazowych i zmniejszania środowisk gazowych w wysokich temperaturach. Spowoduje to znaczne błędy w jednorodności potencjału termoelektrycznego termopary E-Index.
1.1.2 Wybór termopar średnich i wysokiej temperatury
Termopara K. N-stopa jest szeroko stosowaną tanią metalową termoparą na obecnym rynku, wykorzystywaną głównie do pomiaru temperatury w strefach średnich i wysokiej temperatury (stopień -40 stopień ~ +1200). Wśród nich termopary K-Index zajmują absolutny udział w rynku ze względu na ich dobrą liniowość, duży potencjał termoelektryczny, wysoką wrażliwość, dobrą stabilność i jednolitość, silną odporność na utlenianie i niską cenę. Termopara N-Indeksu jest najnowszą znormalizowaną na arenie międzynarodowej termopary, która z powodzeniem pokonuje dwie ważne wady termopary K-Index, a mianowicie niestabilny potencjał termoelektryczny spowodowany krótkim uporządkowanym satą stopu niklu chromu między 300 stopniem a 500 stopni; Niestabilność potencjału elektrycznego termicznego spowodowana preferencyjnym utlenianiem stopu niklu chromu na poziomie około 800 stopni. Jego kompleksowa wydajność jest lepsza od termoparów K-Index, co czyni ją obiecującą termoparą do rozwoju. Jednak główną wadą termopar N-stopu jest duży błąd nieliniowy w zakresie niskiej temperatury (-200 stopnia ~ 400 stopni) oraz trudny i trudny do maszyny materiał.
1.1.3 Wybór termopar o wysokiej temperaturze
S R. Termopara klasy B nazywa się termoparą metali szlachetną, ponieważ jej dodatni i ujemny elektrody są wykonane z platyny i platynowego stopu rodowego. Jest to termopara odpowiednia do pomiaru w obszarach wysokiej temperatury (800 stopni ~ 1600 stopni). Zalecana długoterminowa temperatura stosowania termopar S i R wynosi (800 stopni ~ 1300 stopni), a zalecana temperatura długoterminowego użycia dla termopar w skali B (800 stopni ~ 1600 stopni). Ze względu na ich dokładność pomiaru w wysokiej temperaturze, dobrą stabilność, szeroką temperaturę i górną granicę temperatury, te termokupy metali szlachetnych o różnych stopniach są szeroko stosowane w zastosowaniach pomiarowych o wysokiej temperaturze powyżej 1000 stopni, takich jak metalurgia, szkło, ceramika i inne branże. Wady obejmują niski potencjał termoelektryczny, niską wrażliwość, zmniejszoną wytrzymałość mechaniczną w wysokiej temperaturze, wysoką wrażliwość na zanieczyszczenie i drogie materiały metali szlachetnych, co powoduje dużą jednorazową inwestycję. Ale ogólnie termopary metali szlachetnych są nadal główną siłą w pomiarze temperatury w obszarach wysokotemperaturowych. Dzięki ciągłej doskonalenia technologii produkcji termopary mogą one skutecznie chronić przewody elektrodowe przed zanieczyszczeniem w wysokich temperaturach i poprawić żywotność produktów.