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热电偶误差控制

2018-04-23 作者:admin 来源:www.tcwdyb.com


工业热电偶的工作原理是基于塞贝克效应,即:如果由两种不同成分的均质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就有电流通过,那么两端之间就存在塞贝克电势— 热电势。其值与组成工业热电偶的金属材料性质、热端与冷端的温度差的大小有关,而与热电极的长短,直径大小无关。工业热电偶的正确使用不但可以准确得到温度的数值保证产品合格,而且还可节省热电偶的材料消耗,既节省资金又能保证产品质量。工业热电偶在测温和控温中产生的误差往往容易被忽视,主要是由于安装不正确,热导率、时间滞后等误差,它们是工业热电偶在使用中的主要误差。下面浅谈一下如何正确使用工业热电偶,尽供参考。

一、安装不当引入的误差
1、工业热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用工业热电偶测量管内气体温度时,必须使工业热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。
2、如工业热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度。因此热电偶不应装在太靠近门和加热的地方,插入的深度至少应为保护管直径的8~10倍;
3、工业热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃ ;
4、工业的保护套管与壁间的间隙未填的绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入,安装时工业热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性;
5、工业热电偶的安装应尽可能避免开强磁场和强电场,所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差;

二、热惰性引入的误差
由于工业热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。为此尽可能采用热电极较细保护管直径较小的工业热电偶。测温环境许可时,甚至可将保护管取去。工业热电偶的滞后是用它的时间常数来表征的。由于存在测量滞后,用工业热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大,工业热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的工业热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度,应当选择时间常数小的工业热电偶。时间常数与传热系数成反比,与工业热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外,最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。在使用中为了保护工业热电偶,一般都带有保护套管,这就大大增加了工业热电偶的时间常数,使动态测量精度变得更差,即工业热电偶的温度与炉膛温度之差更大。但反应出来的却相反,这就使操作人员容易误认为炉温波动很小。所以在热处理炉的温度测量中,应尽量减少保护套管的时间常数,通常采用导热性能好的材料、管壁薄、内径小的保护套管,在较精密的温度测量中,使用无保护套管的裸丝热电偶,但热电偶容易损坏,应及时较正及更换。

三、热阻误差 当工业热电偶的保护套管在高温时如保护管上有一层煤灰、尘埃附在上面,则热阻增加,阻碍热的传导,这时温度示值比被测温度的真值低。因此在使用过程中保持工业热电偶保护管外部的清洁是减小误差的措施之一。

四、 绝缘度变差而引入误差
工业热电偶保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶间与炉壁问的绝缘不良,在高温下更为严重,这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰,由此引起的误差有时可达上百度。

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