A hőelemek helyes kiválasztása és a mérési hibák okai

A hőelemek, mint az ipari automatizálás ellenőrzésének területén a hőmérséklet -mérés egyik fontos érzékelője, nagyban hozzájárultak a hőmérséklet méréséhez a különböző iparágakban. Széles körben használják az automatizált hőmérséklet -szabályozás területén a különféle iparágakban, egyszerű szerkezete, pontos hőmérséklet -mérése, széles mérési tartománya és egyszerű karbantartása miatt. Pontosan azért, mert maga a hőelemnek egyszerű szerkezete van, és könnyen telepíthető és használható, hogy a kulcsfontosságú paraméterek, például az indexelési szám és a beillesztési mélység kiválasztása gyakran figyelmen kívül hagyja a kiválasztási folyamat során, ami mérési hibákat és akár a hőelem károsodását eredményezi a használat során. Ezenkívül a mérési hibák, amelyeket olyan kérdések sorozata okoz, mint például a hőmérséklet -kompenzáció, a termikus válaszidő, a termikus impedancia és a hőelemek lebomlása a mérési folyamat során, szintén jelentős problémákat okoztak, és még súlyos gazdasági veszteségeket is okoztak a tényleges felhasználók számára. A műszerbiztonság, a mérési pontosság, az élettartam és a modern ipari automatizálás ellenőrzésének stabilitásának egyre növekvő hangsúlyozása előtt számos kutató és a termikus műszeres mérnökök széles körű kutatást végeztek a hőelemek hőmérséklet -mérési pontosságáról, alkalmazkodóképességéről és hőmérsékleti mérési struktúrájáról. Ennek alapján a hőelemek kiválasztásától és gyakorlati alkalmazásától kezdve ez a cikk elemzi és kidolgozza, hogyan lehet kiválasztani a különböző méretarányú jelek alkalmazkodóképességét és a hőelemek hőmérsékleti mérési tartományait, a hőmérsékleti mérési pont helyzetének kiválasztását és a hőcserék behelyezési mélységének helyes kiválasztásának módját. Ugyanakkor elemzést végeztünk a hőmérséklet -kompenzáció, a termikus válaszidő, a termikus impedancia és a hőelem lebomlásának a hőelemek használata során okozott mérési hibákról, és megoldásokat nyújtottak. Remélem, hogy hasznos lehet a hőmérséklet megfelelő hőmérséklet-méréséhez és a hőelemek hosszú távú hőmérsékletének méréséhez.
1. A hőelemek kiválasztása
A hőelemeket az egyszerű működése miatt széles körben használják, de a kezdeti kiválasztási folyamat során gyakran nagyobb figyelmet fordítanak a hőelem telepítésével és a biztonsággal kapcsolatos paraméterekre, például a telepítési interfészre és a hüvelyes anyag nyomásállósági szintjére. A hőelemek alkalmazkodóképességének, a hőmérséklet mérési tartományának és beillesztési mélységének azonban könnyen figyelmen kívül lehet hagyni, ami befolyásolja a hőmérséklet -mérési eredményeket.
1.1 A hőelem index számának kiválasztása
A hőelem indexelési szám kiválasztását általában a mért közeg működési hőmérséklete alapján határozzák meg. Általában a hőelemek és a tényleges felhasználás különböző indexelési számának hőmérsékleti mérési tartománya szerint nagyjából három kategóriába soroljuk a hőelemeket: közepes alacsony hőmérsékletet, közepes magas hőmérsékletet és magas hőmérsékletű indexelő hőelemeket. Az alábbiakban egy elemzés és megvitatás arról, hogyan lehet a hőelemeket választani e három hőmérsékleti mérési tartományhoz.
1.1.1 Közepes és alacsony hőmérsékletű hőelemek kiválasztása
Ha alacsony hőmérsékleti méréshez használják (-200 fok ~ +350 fok), akkor a T-skála hőelem kiválasztható. Közepes és alacsony hőmérsékleti méréshez (-40 fok ~ +700 fok) egy EJ skála hőelem kiválasztható. Mivel azonban a TJ skála hőeleme pozitív rézből és tiszta vas anyagokból készül, a termék előállítása és használata során könnyen oxidálódnak, így nem használhatók a hőmérséklet mérésére oxidáló környezetben. Javasoljuk, hogy e-skála hőelemet használjon a hőmérséklet mérésére oxidáló környezetben. Az E-index hőelem nemcsak a J-index hőelem hőmérsékleti mérési tartományát fedi le, hanem egy nagy hőelektromos potenciál teljesítményével, nagy érzékenységgel, jó stabilitással és jobb oxidációs ellenállással is rendelkezik, mint a TJ index hőelem. Használható oxidálódás és inert gázkörnyezetben, de nem használható közvetlenül kénben és csökkenti a gázkörnyezetet magas hőmérsékleten. Ez jelentős hibákat eredményez az E-index hőelem hőelektromos egységességében.
1.1.2 Közepes és magas hőmérsékletű hőelem kiválasztása
A K. N-fokos hőelem egy széles körben alkalmazott olcsó fém hőelem a jelenlegi piacon, főként a hőmérséklet mérésére közepes és magas hőmérsékleti zónákban (-40 fok ~ +1200 fok). Közülük a K-index hőelemek abszolút piaci részesedést foglalnak el jó linearitásuk, nagy hőelektromos potenciáljuk, nagy érzékenységük, jó stabilitásuk és egységességük, erős oxidációs ellenállás és alacsony ár miatt. Az N-index hőelem egy legújabb nemzetközileg szabványosított hőelem, amely sikeresen kiküszöböli a K-index hőelem két fontos hátrányát, nevezetesen az instabil hőelektromos potenciált, amelyet a nikkel-króm ötvözet rövid hatótávolságú, 300 fokos és 500 fokos rács okoz; A nikkel -króm ötvözet preferenciális oxidációja kb. 800 fokos preferenciális oxidációja okozta termikus elektromos potenciális instabilitás. Átfogó teljesítménye jobb, mint a K-index hőelemeké, így ígéretes hőelem a fejlesztéshez. Az N-fokozatú hőelemek egyik legfontosabb hátránya azonban az alacsony hőmérsékleti tartományban lévő nagy nemlineáris hiba (-200 fok ~ 400 fok), és a kemény és nehezen gépes anyag.
1.1.3 A magas hőmérsékletű hőelem kiválasztása
S R. A B-fokozatú hőelem nemesfém hőelemnek nevezik, mivel pozitív és negatív elektródjai platinából és platina ródium ötvözetből készülnek. Ez egy hőelem, amely alkalmas a magas hőmérsékletű területeken (800 fok ~ 1600 fok). Az S és R skála hőelemek ajánlott hosszú távú felhasználási hőmérséklete (800 fok ~ 1300 fok), és a B skála hőelemeknél az ajánlott hosszú távú felhasználási hőmérséklet (800 fok ~ 1600 fok). Magas hőmérséklet-mérési pontosságuk, jó stabilitásuk, széles hőmérséklet-mérési tartományuk és magas hőmérsékletű felső határértékük miatt ezeket a különféle érettségi drága fém hőelemeket széles körben használják az 1000 fok feletti magas hőmérsékleti mérési alkalmazásokban, például kohászat, üveg, kerámia és más iparágakban. A hiányosságok magukban foglalják az alacsony hőelektromos potenciált, az alacsony érzékenységet, a csökkent mechanikai szilárdságot a magas hőmérsékleten, a magas szennyeződés iránti érzékenység és a drága nemes fém anyagok, ami nagy egyszeri befektetést eredményez. De összességében a nemes fém hőelemek továbbra is a fő hőmérséklet mérése a magas hőmérsékleten. A hőelem előállítási technológiájának folyamatos fejlesztésével hatékonyan megvédhetik az elektród vezetékeket a szennyeződéstől a magas hőmérsékleten, és javíthatják a termékek élettartamát.