热电偶不稳定因素的主要来源是什么?
时间:2017-10-13 阅读:1729
影响热电偶测温不稳定原因是什么?
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表转换成被测介质的温度。它以其*的性能,目前已经被广泛应用于工业生产测量当中,但是工业企业在应用热电偶过程中,经常会出现K型热电偶测温不准的现象发生,为了尽量避免误差的产生,我们要清楚热电偶测温不准的因素有哪些?
1、绝缘变差而引入的误差如恒控仪表热电偶保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良,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上千度。
2、热惰性引入的误差由于恒控仪表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。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时,甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后,用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动振幅小。测量滞后越大,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。
3、安装不当引入的误差恒控仪表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,安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度。热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质,致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此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。热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场,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。热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。俗话说:失之毫厘,差之千里。误差也有可能产生重大的影响。为了准确地测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、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,zui有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中,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,应及时校正及更换。希望本文对你了解热电偶有一定的帮助。影响热电偶测温不稳定原因是什么?
(1)防止沾污
热电偶丝受沾污后将影响分度值。使热电势产生漂移,降低稳定性,一般认为沾污是热电偶示值不稳定的重要原因,偶丝材料往往受到环境或保护管中杂质的沾污,对于S型热电偶,如果所用陶瓷管中含有铁和硅油等杂质,铂铑丝受铁污染后,热电势将降低,由于硅的存在,硅将被还原成自由硅与铂铑化合成为硅化物,使偶丝发脆。在安装时由于直接接触偶丝,偶丝表面会附上一层油膜,使偶丝受到污染。
(2)热电偶的退火
热电偶出厂时偶丝都要经过退火,但由于焊接、加工和装配仍残留应力和晶粒畸变,如果要求精度比较高时可进行退火,也可在使用温度下用1~2小时再进行测量比较好,正是由于上述原因,热电偶热电势检验前都需经过退火处理。
(3)正确使用补偿导线
所使用的补偿线或延伸线,在所补偿的温区内其热电势与热电偶的热电势要一致,正负极不能接反,更不能把异种补偿线接到所用的热电偶上,两个热电极的和补偿导线的接点之间不应存在温度差,否则将产生较大误差。
■保护管的选择
保护管的种类
1、铸铁套管,可使用到800℃。
2、碳钢套管,一般在氧化气氛中使用,可使用到700℃。
3、奥低体不锈钢套管,一般在氧化气氛中使用,也可使用在还原性气氛中,可使用到700℃;
4、铁素体不锈钢套管,可使用在950~1150℃的氧化气体中;
5、高镍合金、镍铬铁合金等套管,可在氧化气氛中使用到1150℃;
6、陶瓷套管,通常在超过金属套管的温度范围使用,如高铝管长期使用温度为1700℃,短期使用可到1800℃,石英管长期使用1100℃,短期使用到1200℃,高温陶瓷管长期使用温度为1300℃,短期使用到1400℃,氧化铍管长期使用温度为1700℃,短期可达2400℃,氧化钍可使用到2700℃。
7、碳化硅套管,可使用到1700℃,耐热震性好。
8、耐蚀合金套管,为适应化工、石油、石化工业特殊腐蚀介质测温需要,对抗腐蚀性好,机械强度高的合金保护管的要求日益迫切,为此我司将耐腐蚀仪表元件用合金材料成果应用于热电偶保护管,使三酸、氢氟酸、氯离子、强碱等介质测温成为可能,详见耐蚀合金材料学术报告。
9、金属陶瓷套管,是由金属和金属氧化物在一起或者单独由金属氧化物制造而成,组织致密、强度高、抗腐蚀。可以在大部分气氛中使用,目前我司已进行二硅化钼套管的批量生产,被广泛用于化工部门。
热电偶采用保护管有两种用途,一是防止机械损坏,二是防止各种有害介质的沾污和腐蚀。