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選用溫度傳感器時需考慮的問題

2017-09-30 [2154]

    選擇(ze)溫(wen)(wen)度(du)傳感(gan)(gan)器比選擇(ze)其它類型的(de)(de)(de)(de)傳感(gan)(gan)器所需(xu)要考(kao)慮的(de)(de)(de)(de)內容更多。首先,必須(xu)選擇(ze)傳感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)(de)結構,使敏感(gan)(gan)元(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)(de)規定的(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)時間之內達到所測(ce)(ce)流(liu)體(ti)或(huo)被測(ce)(ce)表面的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)。溫(wen)(wen)度(du)傳感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)(de)輸出僅(jin)僅(jin)是敏感(gan)(gan)元(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)。實際上,要確保傳感(gan)(gan)器指示的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)即為所測(ce)(ce)對象(xiang)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du),常(chang)常(chang)是很困(kun)難的(de)(de)(de)(de)。

在(zai)大多數情況(kuang)下,對溫度傳(chuan)感器(qi)的選用(yong),需考(kao)慮(lv)以下幾個方面的問題:

1) 被測對象的溫度是否(fou)需(xu)(xu)記錄、報警(jing)和自(zi)動控制(zhi),是否(fou)需(xu)(xu)要遠距離測量和傳送(song)。

2) 測(ce)溫范圍的大(da)小和精度要(yao)求。

3) 測溫(wen)元(yuan)件大小(xiao)是否適(shi)當(dang)。

4) 在被(bei)測對象溫度隨時間(jian)變化的場合,測溫元(yuan)件的滯后(hou)能否適(shi)應測溫要求。

5) 被測(ce)對(dui)象的環境(jing)條件(jian)對(dui)測(ce)溫元件(jian)是(shi)否有損害。

6) 價(jia)格如何,使(shi)用是(shi)否方便。

    容器中的(de)流(liu)體溫(wen)度一(yi)般用(yong)熱電(dian)偶(ou)或熱電(dian)阻探(tan)頭(tou)測(ce)量,但當(dang)整個系統的(de)使用(yong)壽(shou)命比探(tan)頭(tou)的(de)預計使用(yong)壽(shou)命長(chang)得多時,或者預計會(hui)相(xiang)當(dang)頻繁地拆卸出(chu)探(tan)頭(tou)以校準或維修(xiu)卻(que)不能在容器上(shang)開口時,可(ke)在容器壁上(shang)安裝*性(xing)的(de)熱電(dian)偶(ou)套(tao)管(guan)。用(yong)熱電(dian)偶(ou)套(tao)管(guan)會(hui)顯著地延長(chang)測(ce)量的(de)時間常數。當(dang)溫(wen)度變(bian)化(hua)很慢而且熱導(dao)誤差(cha)很小時,熱電(dian)偶(ou)套(tao)管(guan)不會(hui)影響(xiang)測(ce)量的(de)度,但如果(guo)溫(wen)度變(bian)化(hua)很迅(xun)速(su),敏感元件跟蹤不上(shang)溫(wen)度的(de)迅(xun)速(su)變(bian)化(hua),而且導(dao)熱誤差(cha)又(you)可(ke)能增(zeng)加時,測(ce)量度就會(hui)受到(dao)影響(xiang)。因此要權(quan)衡考慮可(ke)維修(xiu)性(xing)和測(ce)量精度這兩個因素(su)。

    熱(re)(re)電偶或熱(re)(re)電阻探頭的全(quan)部(bu)材料(liao)都(dou)應(ying)與可能(neng)和它們接觸的流(liu)體適應(ying)。使用(yong)裸露(lu)元(yuan)件探頭時,必須考慮(lv)(lv)與所測流(liu)體接觸的各部(bu)件材料(liao)(敏(min)感元(yuan)件、連接引線、支撐物、局部(bu)保護罩等)的適應(ying)性,使用(yong)熱(re)(re)電偶套(tao)管(guan)時,只需要考慮(lv)(lv)套(tao)管(guan)的材料(liao)。

    電(dian)(dian)阻式熱(re)敏元(yuan)件(jian)(jian)(jian)在(zai)浸(jin)入液體(ti)(ti)(ti)及多數氣體(ti)(ti)(ti)時,通常(chang)(chang)是密(mi)封的(de),至少要有涂層(ceng),裸露的(de)電(dian)(dian)阻元(yuan)件(jian)(jian)(jian)不能浸(jin)入導電(dian)(dian)或污(wu)染(ran)的(de)流體(ti)(ti)(ti)中,當需要其快速響應時,可將它們用(yong)(yong)于干(gan)燥的(de)空氣和有限的(de)幾種(zhong)氣體(ti)(ti)(ti)及某些液體(ti)(ti)(ti)中。電(dian)(dian)阻元(yuan)件(jian)(jian)(jian)如用(yong)(yong)在(zai)停滯的(de)或慢速流動(dong)的(de)流體(ti)(ti)(ti)中,通常(chang)(chang)需有某種(zhong)殼(ke)體(ti)(ti)(ti)罩(zhao)住以進行機械保護(hu)。

    當(dang)管子、導管或容器(qi)不(bu)能開口或禁止開口,因而不(bu)能使(shi)用(yong)探頭或熱電偶(ou)套管時,可(ke)通過(guo)在(zai)外壁鉗夾或固定一個(ge)表面溫度傳感器(qi)的方法進和測(ce)量(liang)。

    為了確保合理的(de)測量精度,傳(chuan)感器必須與環境大(da)氣熱隔離并與熱輻射(she)源(yuan)隔離,而且(qie)必須通過傳(chuan)感器的(de)適當設計(ji)與安裝使壁對敏感元件的(de)熱傳(chuan)導(dao)達到到*狀態(tai)。

     所測(ce)的(de)(de)固體(ti)(ti)材(cai)(cai)料可以是(shi)金(jin)屬的(de)(de)或非金(jin)屬的(de)(de),任何(he)類(lei)型(xing)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)溫(wen)(wen)度傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)都(dou)會在某種程(cheng)度上改變(bian)被測(ce)物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)或表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)下層的(de)(de)材(cai)(cai)料特性。因(yin)此,必須對傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)及其安裝方法進(jin)行適(shi)當的(de)(de)選擇(ze)以便將這(zhe)(zhe)種干(gan)擾減(jian)到zui小(xiao)程(cheng)度。理(li)想的(de)(de)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)應該*用(yong)與(yu)所測(ce)固體(ti)(ti)相同的(de)(de)材(cai)(cai)料制造并與(yu)材(cai)(cai)料形(xing)成(cheng)一體(ti)(ti),這(zhe)(zhe)樣測(ce)量點或其周圍(wei)的(de)(de)結(jie)構特征就不會以任何(he)方式改變(bian)。可用(yong)的(de)(de)這(zhe)(zhe)類(lei)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)有各種各樣,其中包(bao)括電(dian)阻(zu)(薄(bo)膜熱電(dian)阻(zu)、熱敏電(dian)阻(zu))型(xing),也包(bao)括薄(bo)膜和細導線型(xing)的(de)(de)熱電(dian)偶。用(yong)可埋入的(de)(de)小(xiao)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)或帶螺紋的(de)(de)鑲(xiang)嵌件進(jin)行表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)玉的(de)(de)溫(wen)(wen)度測(ce)量,應使(shi)(shi)埋入的(de)(de)傳咸器(qi)(qi)(qi)或鑲(xiang)嵌件的(de)(de)外緣與(yu)所測(ce)材(cai)(cai)料的(de)(de)外表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)平齊(qi)。鑲(xiang)嵌件的(de)(de)材(cai)(cai)料應與(yu)所測(ce)的(de)(de)材(cai)(cai)料相同,至少要非常相似。使(shi)(shi)用(yong)墊(dian)圈式傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)時,必須注意確保(bao)墊(dian)圈所能(neng)達到的(de)(de)溫(wen)(wen)度盡(jin)可能(neng)接近欲測(ce)溫(wen)(wen)度。

    溫度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器的(de)選(xuan)擇主要是根(gen)據測(ce)量(liang)(liang)(liang)范(fan)圍。當測(ce)量(liang)(liang)(liang)范(fan)圍預計在總量(liang)(liang)(liang)程(cheng)之內,可(ke)選(xuan)用鉑電(dian)阻(zu)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器。較(jiao)窄(zhai)的(de)量(liang)(liang)(liang)程(cheng)通常要求傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器必須(xu)具有相當高的(de)基本電(dian)阻(zu),以便獲得足(zu)夠(gou)大的(de)電(dian)阻(zu)變(bian)化。熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)所提供的(de)足(zu)夠(gou)大的(de)電(dian)阻(zu)變(bian)化使得這些(xie)敏(min)感(gan)(gan)元件(jian)非常適(shi)用于窄(zhai)的(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)范(fan)圍。如果(guo)測(ce)量(liang)(liang)(liang)范(fan)圍相當大時,熱(re)電(dian)偶(ou)更適(shi)用。將冰點也包括在此(ci)范(fan)圍內,因為熱(re)電(dian)偶(ou)的(de)分(fen)度(du)表是以此(ci)溫度(du)為基準(zhun)的(de)已知范(fan)圍內的(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器線性也可(ke)作為選(xuan)擇傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器的(de)附(fu)加(jia)條件(jian)。

    響應時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)通常(chang)(chang)用時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)表示,它是選擇傳感(gan)器(qi)的(de)另一(yi)個基(ji)本(ben)依據。當要監視貯槽中(zhong)溫度時(shi)(shi)(shi)(shi),時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)不那(nei)么重要。然而當使用過程(cheng)中(zhong)必(bi)須測(ce)量(liang)振動管中(zhong)的(de)溫度時(shi)(shi)(shi)(shi),時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)就成為(wei)選擇傳感(gan)器(qi)的(de)決定因(yin)素(su)。珠型熱敏電阻(zu)和鎧裝露(lu)頭型熱電偶(ou)的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)相當小,而浸(jin)入式探頭,特(te)別是帶有保護(hu)套管的(de)熱電偶(ou),時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)比較大。

    動態溫度(du)的(de)測量(liang)比較復(fu)雜,只有(you)通過(guo)反復(fu)測試,盡量(liang)接(jie)近地模擬出傳(chuan)感器(qi)(qi)使用中經常(chang)發生的(de)條件,才能獲(huo)得傳(chuan)感器(qi)(qi)動態性能的(de)合理近似。