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選用溫度傳感器時需考慮的問題

2017-09-30 [2220]

    選(xuan)(xuan)擇(ze)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器比選(xuan)(xuan)擇(ze)其它類型的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器所(suo)(suo)需要考慮的(de)(de)內容更多。首先(xian),必須選(xuan)(xuan)擇(ze)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)結構,使敏(min)感(gan)(gan)元(yuan)件的(de)(de)規定的(de)(de)測(ce)量時(shi)間之內達到所(suo)(suo)測(ce)流(liu)體或被(bei)測(ce)表面(mian)的(de)(de)溫(wen)度(du)。溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)輸出僅僅是敏(min)感(gan)(gan)元(yuan)件的(de)(de)溫(wen)度(du)。實際上(shang),要確保(bao)傳(chuan)感(gan)(gan)器指示(shi)的(de)(de)溫(wen)度(du)即為所(suo)(suo)測(ce)對象(xiang)的(de)(de)溫(wen)度(du),常常是很困難的(de)(de)。

在大多數情(qing)況(kuang)下,對(dui)溫度傳感器(qi)的選用,需考慮以(yi)下幾(ji)個方面的問題:

1) 被測(ce)對(dui)象的(de)溫度是(shi)(shi)否需(xu)記錄、報警和(he)自動(dong)控制(zhi),是(shi)(shi)否需(xu)要遠距離(li)測(ce)量和(he)傳送(song)。

2) 測(ce)溫范圍(wei)的大小和(he)精度要求(qiu)。

3) 測溫元件(jian)大小是否適當(dang)。

4) 在被測對象溫度隨時(shi)間變化的(de)場(chang)合,測溫元件的(de)滯(zhi)后能(neng)否(fou)適應測溫要求。

5) 被測對象的(de)環境條件(jian)對測溫元件(jian)是否有損害。

6) 價(jia)格如(ru)何,使用(yong)是否方便。

    容器中的(de)(de)流體溫度(du)(du)(du)一般用(yong)(yong)熱(re)(re)電偶或(huo)熱(re)(re)電阻(zu)探頭測(ce)(ce)量(liang),但(dan)當整個系統(tong)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命比探頭的(de)(de)預計使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命長得多(duo)時(shi)(shi),或(huo)者預計會(hui)相(xiang)當頻繁地拆卸(xie)出探頭以校準或(huo)維修卻不能在容器上開口時(shi)(shi),可(ke)在容器壁上安裝*性的(de)(de)熱(re)(re)電偶套管(guan)。用(yong)(yong)熱(re)(re)電偶套管(guan)會(hui)顯著地延長測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)時(shi)(shi)間常數。當溫度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)很(hen)慢而且熱(re)(re)導誤(wu)差很(hen)小時(shi)(shi),熱(re)(re)電偶套管(guan)不會(hui)影(ying)響(xiang)測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)度(du)(du)(du),但(dan)如果溫度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)很(hen)迅速(su),敏感元件跟蹤不上溫度(du)(du)(du)的(de)(de)迅速(su)變(bian)化(hua),而且導熱(re)(re)誤(wu)差又可(ke)能增加時(shi)(shi),測(ce)(ce)量(liang)度(du)(du)(du)就(jiu)會(hui)受(shou)到影(ying)響(xiang)。因此要權衡考慮可(ke)維修性和測(ce)(ce)量(liang)精度(du)(du)(du)這(zhe)兩個因素。

    熱電偶或熱電阻(zu)探(tan)頭(tou)(tou)的全部(bu)材料(liao)都(dou)應(ying)(ying)與可(ke)能和它們接觸(chu)的流體適應(ying)(ying)。使用裸露元件探(tan)頭(tou)(tou)時(shi),必須考(kao)慮與所測流體接觸(chu)的各部(bu)件材料(liao)(敏感元件、連接引(yin)線、支撐(cheng)物、局(ju)部(bu)保護罩等(deng))的適應(ying)(ying)性,使用熱電偶套管時(shi),只需要考(kao)慮套管的材料(liao)。

    電阻式熱敏元件(jian)在(zai)浸(jin)入液體(ti)(ti)及(ji)(ji)多數氣(qi)體(ti)(ti)時(shi)(shi),通(tong)常(chang)(chang)是密封的(de),至少要有(you)(you)涂層,裸露的(de)電阻元件(jian)不能浸(jin)入導電或污染的(de)流體(ti)(ti)中,當需(xu)要其快速(su)響應時(shi)(shi),可(ke)將它們用于干燥(zao)的(de)空氣(qi)和有(you)(you)限的(de)幾種(zhong)氣(qi)體(ti)(ti)及(ji)(ji)某些液體(ti)(ti)中。電阻元件(jian)如用在(zai)停滯(zhi)的(de)或慢速(su)流動的(de)流體(ti)(ti)中,通(tong)常(chang)(chang)需(xu)有(you)(you)某種(zhong)殼體(ti)(ti)罩住(zhu)以進行機械保(bao)護。

    當管子、導管或容器不(bu)能(neng)開口(kou)或禁止(zhi)開口(kou),因而不(bu)能(neng)使用探(tan)頭或熱電偶套管時,可通過在外壁鉗夾或固定一個表面溫度傳感器的(de)方法進和測量(liang)。

    為了確保(bao)合理的測量精度,傳(chuan)感器必須與(yu)環境大氣熱隔離(li)(li)并與(yu)熱輻(fu)射源隔離(li)(li),而且(qie)必須通過傳(chuan)感器的適當設計(ji)與(yu)安裝(zhuang)使壁(bi)對(dui)敏感元(yuan)件的熱傳(chuan)導達到(dao)到(dao)*狀態。

     所(suo)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體材(cai)料(liao)可以(yi)(yi)是金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)或非金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),任(ren)何(he)類型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面溫(wen)度(du)(du)(du)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)都會(hui)在某(mou)種程度(du)(du)(du)上改(gai)變被(bei)測(ce)(ce)物表面或表面下層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)特性。因(yin)此,必須對(dui)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)及其(qi)(qi)安裝(zhuang)方法進行(xing)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇以(yi)(yi)便將這(zhe)(zhe)種干擾(rao)減到zui小(xiao)程度(du)(du)(du)。理想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)應該*用(yong)與所(suo)測(ce)(ce)固(gu)體相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)制造并與材(cai)料(liao)形成一體,這(zhe)(zhe)樣測(ce)(ce)量點或其(qi)(qi)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構特征就不會(hui)以(yi)(yi)任(ren)何(he)方式改(gai)變。可用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)類傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)有各種各樣,其(qi)(qi)中包(bao)括電(dian)阻(薄膜(mo)(mo)熱(re)電(dian)阻、熱(re)敏電(dian)阻)型(xing),也(ye)包(bao)括薄膜(mo)(mo)和細導線(xian)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)電(dian)偶。用(yong)可埋入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)或帶螺紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鑲(xiang)嵌(qian)件進行(xing)表面玉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)測(ce)(ce)量,應使埋入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)咸(xian)器(qi)(qi)或鑲(xiang)嵌(qian)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外緣與所(suo)測(ce)(ce)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外表面平齊。鑲(xiang)嵌(qian)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)應與所(suo)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)相同,至少要非常(chang)相似。使用(yong)墊圈式傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)時,必須注意確保墊圈所(suo)能達(da)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)盡(jin)可能接近欲測(ce)(ce)溫(wen)度(du)(du)(du)。

    溫(wen)度(du)傳感(gan)(gan)器的(de)(de)選擇(ze)主要是根據測(ce)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)。當(dang)測(ce)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)預計(ji)在總量(liang)(liang)程之內(nei),可選用(yong)鉑電阻(zu)(zu)傳感(gan)(gan)器。較窄的(de)(de)量(liang)(liang)程通(tong)常要求傳感(gan)(gan)器必須具有相當(dang)高的(de)(de)基本電阻(zu)(zu),以便獲得(de)足夠(gou)大的(de)(de)電阻(zu)(zu)變化(hua)。熱(re)(re)敏電阻(zu)(zu)所提(ti)供的(de)(de)足夠(gou)大的(de)(de)電阻(zu)(zu)變化(hua)使得(de)這些(xie)敏感(gan)(gan)元(yuan)件非常適(shi)用(yong)于窄的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)。如果測(ce)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)相當(dang)大時,熱(re)(re)電偶(ou)更(geng)適(shi)用(yong)。將冰(bing)點也包括(kuo)在此范(fan)圍(wei)內(nei),因為(wei)熱(re)(re)電偶(ou)的(de)(de)分度(du)表是以此溫(wen)度(du)為(wei)基準的(de)(de)已知(zhi)范(fan)圍(wei)內(nei)的(de)(de)傳感(gan)(gan)器線性(xing)也可作(zuo)為(wei)選擇(ze)傳感(gan)(gan)器的(de)(de)附加條件。

    響應時(shi)間通常(chang)用時(shi)間常(chang)數(shu)表示,它是(shi)選擇(ze)傳感(gan)器的(de)另一(yi)個基本依據。當要監視貯槽中(zhong)(zhong)溫度時(shi),時(shi)間常(chang)數(shu)不那么重(zhong)要。然而(er)當使(shi)用過程中(zhong)(zhong)必(bi)須測量振動管中(zhong)(zhong)的(de)溫度時(shi),時(shi)間常(chang)數(shu)就成為選擇(ze)傳感(gan)器的(de)決(jue)定因素。珠型熱(re)敏電阻和鎧裝露頭(tou)型熱(re)電偶(ou)(ou)的(de)時(shi)間常(chang)數(shu)相當小,而(er)浸(jin)入式探(tan)頭(tou),特別是(shi)帶有保護套管的(de)熱(re)電偶(ou)(ou),時(shi)間常(chang)數(shu)比(bi)較大。

    動態溫(wen)度的(de)測量比較(jiao)復雜,只有通過反復測試,盡(jin)量接(jie)近地模擬出傳(chuan)感器(qi)使用中經常發(fa)生(sheng)的(de)條(tiao)件,才能(neng)獲得傳(chuan)感器(qi)動態性能(neng)的(de)合理近似。