熱電対挿入深さが温度測定に及ぼす影響は何ですか?

Jan 23, 2018

熱電対挿入深さが温度測定に及ぼす影響は何ですか?

まず、熱電対挿入深さの影響

(1)温度測定の熱電対の設置場所の選択、つまり、温度測定ポイントの選択が最も重要です。 製造プロセスのための温度測定点の位置は典型的で代表的でなければならず、そうでなければ測定と制御の重要性が失われます。

(2)センサーの長さに沿って、測定された場所に熱電対の深さを挿入し、熱の流れを生成します。 周囲温度が低い場合、熱損失が発生します。 その結果、熱電対と測定対象物の温度が温度誤差と一致しません。 要するに、熱伝導に起因する誤差は、挿入深さに関係する。 挿入深さは保護チューブ材料に関連しています。 金属保護チューブは、その熱伝導率が良好であるため、インサートの深さは深く(直径の約15~20倍)、セラミックの絶縁特性を有し、浅い(直径の約10~15倍)に挿入することができる。 エンジニアリング温度測定の場合、挿入の深さは、液体の流れや高速空気温度測定などの静的または流動の測定状態にも関係しますが、深さを浅くすることはできません。実験的に決定されるべきである。

第二に、応答時間の影響

接触方法の基本原理は、温度測定要素の熱平衡を測定することです。 したがって、熱平衡を達成するために2つを作るために一定の時間を維持するために必要な温度。 温度成分の熱応答時間とともに、時間の長さを維持しながら。 熱応答時間は主にセンサの構造と測定条件に依存しますが、その差は大きいです。 ガス媒体、特に静的ガスの場合、バランスを達成するために少なくとも30分間以上維持すべきである。 液体の場合、5分以上で最も速い。 試験サイトの温度が常に変化する場合、特に瞬時に変化するプロセスの場合、プロセス全体はわずか1秒で、センサの応答時間はミリ秒で要求されます。 従って、常温センサは被測定物の温度変化速度遅れに追随することができないだけでなく、熱収支のために測定誤差が生じない。 応答性のあるセンサーを選択することが最善です。 熱電対の保護効果に加えて、熱電対の測定端の直径もまた重要な要素です。つまり、細かいほど、測定端の直径は小さくなり、熱応答時間は短くなります。 温度測定素子の熱応答誤差は、以下の式[1]で求めることができます。 Δθ=Δθ0exp(-t /τ)(2)ここで、t-測定時間S、Δθ-時間測定要素による誤差KまたはΔΔθ0- "t = 0"したがって、t = τ、Δθ=Δθ0/ eは0.368であり、t =2τのときΔθ=Δθ0/ eとなる。t =ττ - 時定数S e - 自然対数の底(2.718)Δθ0/ e2は0.135である。 ある速度α(k / sまたは℃/ s)で被測定物の温度を上昇または下降させる場合、応答誤差は十分な時間後に次の式で表すことができる。Δθ∞= 2)ここで、 Δθ∞ - 十分な時間が経過した後、温度測定要素に起因する誤差。 (2-2)から、応答誤差は時定数(τ)に比例することがわかります。 テストの効率を向上させるために多くの企業は、自動検証デバイスを使用して、工場にテスト熱電対を、しかし、デバイスは非常に完璧ではありません。 2蒸気ギアプラントの熱処理のワークショップは、温度の400℃のポイントが熱収支に達するのに十分な時間でない場合、それは正義の流産になりやすいことを発見した。

第3に、熱放射の影響

温度測定のために炉内に挿入された熱電対は、高温物体によって放出される熱放射によって加熱される。 炉ガスが透明であり、エネルギー交換により熱電対と炉壁温度差が大きく、温度誤差が生じると仮定する。 単位時間では、両者の間で交換される放射エネルギーはPであり、次の式で表すことができます。P =σε(Tw4-Tt4)(2-3)ここで、σ - ステファン - ボルツ定数ε - 放射率Tt - 単位時間における対流と熱伝導による熱電対の温度、K Tw炉壁の温度、および熱電対と周囲のガスとの間の熱交換のエネルギー(温度T)P 'P' =αA(熱伝導率A-熱電対の表面積P = P 'の場合、誤差は次のようになります。Tt-T =σε(Tt4-Tw4)/α(2 -5)単位面積当たりの誤差はTt-T =σε(Tt4-Tw4)/α(2-6)である。したがって、放熱誤差を小さくするためには、熱伝導を大きくし、炉壁温度Twを可能な限り熱電対温度Ttに近い。 加えて、インストールも注意を払う必要があります:①熱電対の設置場所は、それが熱電対の表面に放射することができないように、固体から放出される熱を避けるためにできるだけ遠くにする必要があります。 熱電対は放熱カバーに最適です。

第4に、熱インピーダンスの増加による影響

高温の熱電対の使用では、測定された媒体が気体であれば、保護チューブ表面の塵埃などが表面に燃焼して保護チューブの熱抵抗が増加します。 測定された媒体が溶融した場合、スラグ堆積が起こり、熱電対の応答時間が増加するだけでなく、温度が低いことも示される。 したがって、定期的な検証に加えて、エラーを減らすために、しばしばサンプリングも必要です。 例えば、輸入銅製錬炉は、継続的な熱電対熱電対を設置しただけでなく、連続的な温度精度のための熱電対のタイムリーな較正のための消費熱電対温度装置も装備しています。


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