关于热电偶使用中常见问题及其解决策略的探讨

   2024-04-23 工业品商城3
核心提示:尽管热电偶的结构相对简单,然而其在实际使用过程中仍不可避免地存在各类问题,导致较高的测量误差。为了提升测量精度,降低测量误差,并延长热电偶的使用寿命,用户除了应掌握相关仪表操作技能外,更需涉猎物理、化学以及材料学等多元化学科知识。热电偶的测量材料种类繁多,每种材料的测量范围均有所差异,故在产品选型阶

    尽管热电偶的结构相对简单,然而其在实际使用过程中仍不可避免地存在各类问题,导致较高的测量误差。为了提升测量精度,降低测量误差,并延长热电偶的使用寿命,用户除了应掌握相关仪表操作技能外,更需涉猎物理、化学以及材料学等多元化学科知识。热电偶的测量材料种类繁多,每种材料的测量范围均有所差异,故在产品选型阶段,用户需提供最高测量温度、常用测量温度以及对测量精度的具体需求,以便确定选用何种材质的热电偶最为适宜。

通常情况下,热电偶产生测量误差的主要原因大致可以归纳为以下三个方面。

    仪表的正确安装同样至关重要,若安装不当将直接影响到测量精确度,甚至可能缩减使用寿命。例如,热电偶的安放位置及插入深度无法真实反映炉膛内部的实际温度,也就是说,热电偶不宜紧靠门扇或加热部件设置,插人深度应当至少达到保护管直径的8至10倍;热电偶的保护套管与炉壁之间的间隙若未填充绝热物质,则可能导致炉内热量流失或者冷空气渗入,因此,热电偶保护管与炉壁孔之间的空隙应使用耐火泥或石棉绳等绝热物质进行封堵,以防止冷热空气对流从而影响测温的精准性;热电偶的冷端过于接近炉体,使得温度超过100摄氏度;热电偶的安装位置应尽量避免强磁场和强电场,因此不建议将热电偶与动力电缆线置于同一导管之中,以免引入干扰因素导致误差;热电偶不可安装于被测介质流动较为缓慢的区域之内,当利用热电偶测量管道内气体温度时,务必使热电偶的安装方向与气流方向相反,并且确保与气体充分接触。

    此类误差往往源于热电偶产品本身的质量问题。因此,在生产过程中,我们必须严格把控产品质量,从源头抓起,确保原材料的品质优良。例如,热电偶绝缘性能下降,保护管和拉线板污垢或盐渣过多,导致热电偶极间与炉壁间的绝缘性能不佳,尤其在高温环境下,这种现象尤为严重,不仅会导致热电势的损失,同时也会引入干扰,由此产生的误差有时甚至高达数百度。只有选择优质的原材料,方能制造出优质的产品。

     面对此类状况,其复杂程度确实相当高,其中涉及众多环境元素。因而,在产品选型过程中必须全力以赴地考虑所有相关因素。值得注意的是,热电偶的热惰性会使得仪表的指示数值稍有滞后,这在进行快速测量时尤为明显。针对此问题,建议尽可能选用热电极较纤细、保护管直径更小的热电偶。若测量环境允许的话,还可以选择去除保护管。需要指出的是,由于测量过程中的滞后现象,由热电偶检测出的温度波动幅度相对于炉温波动幅度显得较小。当测量滞后程度增大时,热电偶所产生的波动幅度也随之减小,从而导致与实际炉温之间的差异扩大。当使用时间常数较大的热电偶进行测温和控温操作时,尽管仪表显示的温度波动幅度较小,但实际上炉温的波动可能非常剧烈。为确保精确的温度测量结果,应优先选择时间常数较小的热电偶。时间常数与传热系数呈反比关系,而与热电偶热端的直径、材料密度以及比热则呈现正比关系。如果想要降低时间常数,除了提高传热系数之外,最直接有效的方法便是尽量缩小热端的尺寸。在实际应用中,通常会采用导热性能优良的材料制作保护套管,并使其具有薄壁、小内径等特点。在精度要求较高的温度测量场合,有时会选择无保护套管的裸丝热电偶,然而这类热电偶容易受损,需定期进行校准和更换。作为生产厂商和仪表技术人员,我们有责任深入了解现场各个环节,明确测量需求,进而挑选出最为适宜的仪表。

 
 
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