Pravilna izbira termoelementov in razlogov za merilne napake

Termoelementi so kot eden od pomembnih senzorjev pri merjenju temperature na področju nadzora industrijske avtomatizacije veliko prispevali k merjenju temperature v različnih panogah. Široko se uporablja na področju avtomatiziranega nadzora temperature v različnih panogah zaradi svoje preproste strukture, natančnega merjenja temperature, širokega merilnega območja in enostavnega vzdrževanja. Vendar pa je ravno zato, ker ima sam termoelement preprosto strukturo in ga je enostavno namestiti in uporabiti, da se izbira ključnih parametrov, kot sta indeksiranje in globina vstavljanja, med postopkom izbire pogosto spregleda, kar ima za posledico napake merjenja in celo škodo med uporabo. Poleg tega so napake v meritvah, ki jih povzroča vrsta vprašanj, kot so temperaturna kompenzacija, čas toplotne odzive, toplotna impedanca in razgradnja termoelektrarnice med postopkom merjenja, prav tako prinesla velike težave in celo resne gospodarske izgube dejanskim uporabnikom. Pred vse večjim poudarkom na varnosti instrumentov, natančnosti merjenja, življenjski dobi in stabilnosti pri sodobnem nadzoru industrijske avtomatizacije je veliko število raziskovalcev in inženirjev termičnih instrumentov izvedlo obsežne raziskave o natančnosti merjenja temperature, prilagodljivosti in temperaturni merilni strukturi termoklopov. Na tej podlagi, ki se začne iz izbire in praktične uporabe termoelementov, ta članek analizira in podrobneje izbere prilagodljivost različnih lestvic in temperaturnih meritev termoelementov, izbiro položajev merjenja temperature in kako pravilno izbrati globino vstavitve termokolez. Obenem je bila izvedena analiza o napakah merjenja, ki so jih povzročile temperaturno kompenzacijo, toplotni odzivni čas, toplotna impedanca in razgradnja termoelementov med uporabo termoelementov in raztopin. Upam, da je lahko koristno za pravilno merjenje temperature in dolgoročno merjenje temperature termoelementov.
1. izbor termoelementov
Termoelementi se pogosto uporabljajo zaradi svojega preprostega delovanja, vendar se v začetnem postopku izbire pogosto pozornost pogosto posveča parametrom, povezanim z namestitvijo in varnostjo termoelementov, kot sta namestitveni vmesnik in stopnja tlačne odpornosti materiala za rokav. Vendar pa je mogoče prilagodljivost, območje merjenja temperature in globino vstavitve termoelementov enostavno prezreti, kar vpliva na rezultate merjenja temperature.
1.1 Izbira številke indeksa termoelementov
Izbira števila indeksiranja termoelementov se običajno določi na podlagi delovne temperature izmerjenega medija. Na splošno glede na območje merjenja temperature različnih indeksnih števila termoelementov in dejanske uporabe v grobem razdelimo termoelemente na tri kategorije: srednje nizka temperatura, srednja visoka temperatura in visoko temperaturno indeksiranje termoelementov. Spodaj je analiza in razprava o tem, kako izbrati termoelemente za te tri meritve temperature.
1.1.1 Izbira srednje in nizko temperaturnih termoelementov
Če se uporablja za merjenje z nizko temperaturo (-200 stopinja ~ +350 stopinja), lahko izberete T-lestvični termoelement. Za srednje in nizkotemperaturno merjenje (-40 stopinja ~ +700 stopinja) lahko izberete termoelement EJ lestvice. Vendar pa so zaradi dejstva, da so pozitivne elektrode termoelementa TJ izdelane iz čistega bakra in čistih železnih materialov, med proizvodnjo in uporabo izdelka zlahka oksidirajo, zato jih ni mogoče uporabiti za merjenje temperature v oksidacijskih okoljih. Priporočljivo je, da uporabite termoelement e-lestvice za merjenje temperature v oksidacijskem okolju. Termoelement E-Index ne zajema samo temperaturnega merilnega območja termoelementa J-Index, ampak ima tudi velik termoelektrični potencialni izhod, visoko občutljivost, dobro stabilnost in boljšo oksidacijsko odpornost kot terdeks termoelerja indeksa TJ. Uporablja se lahko pri oksidacijskem in inertnem plinskem okolju, vendar ga ni mogoče neposredno uporabljati v žveplom in zmanjševanju plinskih okolij pri visokih temperaturah. To bo povzročilo pomembne napake v enakomernosti termoelektričnega potenciala termoelementa E-Index.
1.1.2 Izbira srednje in visoke temperaturne termoelemente
K. N-stopinjski termoelement je na trenutnem trgu široko uporabljen nizkocenovni kovinski termoelement, ki se uporablja predvsem za merjenje temperature v srednjih in visokih temperaturnih območjih (-40 stopinja ~ +1200). Med njimi K-INDEX THERMEEKLEME zasedajo absolutni tržni delež zaradi svoje dobre linearnosti, velikega termoelektričnega potenciala, visoke občutljivosti, dobre stabilnosti in enakomernosti, močne oksidacijske odpornosti in nizke cene. N-INDEX THERMOUPLE je najnovejši mednarodno standardiziran termoelemen, ki uspešno premaga dve pomembni pomanjkljivosti termoelementa K-Index, in sicer nestabilni termoelektrični potencial, ki ga povzroča rešetko kratkega dosega nikljeve kromijske zlitine med 300 in 500 stopinj; Nestabilnost toplotnega električnega potenciala, ki jo povzroči preferencialna oksidacija nikljeve kromijeve zlitine pri približno 800 stopinjah. Njegova celovita zmogljivost je boljša od učinkovitosti K-Index termoelementov, zaradi česar je obetaven termoelemen za razvoj. Vendar je glavna pomanjkljivost termoelementov N stopnje velike nelinearne napake v nizkocenodnem območju (-200 stopinj ~ 400 stopinj) in trdo in težko obdelovati material.
1.1.3 Izbira visokotemperaturnih termoelementov
S R. Termoelement stopnje B se imenuje termoelement plemenite kovine, ker so njene pozitivne in negativne elektrode narejene iz platine in platinaste rodijeve zlitine. Je termoelement, primeren za merjenje na območjih z visoko temperaturo (800 stopinj ~ 1600 stopinj). Priporočena dolgoročna temperatura uporabe za termoelemente S in R je (800 stopinj ~ 1300 stopinj), priporočena dolgoročna temperatura uporabe za termoelemente lestvice B pa (800 stopinj ~ 1600 stopinj). Zaradi visoko temperaturne meritve natančnosti, dobrega stabilnosti, širokega temperaturnega merilnega območja in visoke temperaturne zgornje meje se ti plemeniti kovinski termoelementi z različnimi diplomanti pogosto uporabljajo pri visokotemperaturnih merilnih aplikacijah nad 1000 stopinj, kot so metalurgija, steklo, keramika in druge industrije. Pomanjkljivosti vključujejo nizko termoelektrično potencial, nizko občutljivost, zmanjšano mehansko trdnost pri visokih temperaturah, visoko občutljivost za onesnaževanje in drage kovinske materiale, kar ima za posledico veliko enkratno naložbo. Toda na splošno so termoelemente dragocenih kovin še vedno glavna sila pri merjenju temperature na visokotemperaturnih območjih. Z nenehnim izboljševanjem tehnologije za proizvodnjo termoelementov lahko učinkovito zaščitijo žice elektrode pred kontaminacijo pri visokih temperaturah in izboljšajo življenjsko dobo izdelkov.