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了解以上要求是选择最合适温度传感器和确保安全、高效和盈利操作的关键步骤

来源:发表时间:2019-05-06


了解RTD和热电偶的优缺点
      温度在整个过程工业的几乎每个工业操作中都起着至关重要的作用。在一些高度敏感的过程中,温度变化只有1-2%,不仅会造成数十万美金的损失,而且还会造成潜在的危险情况。这就是为什么知道哪种温度测量装置用于应用是如此重要的原因。
温度传感器


      图1.选项包括双线,3线RTD(顶部); 单线,4线RTD(中心); 和K型热电偶(底部)。
      电阻温度检测器(RTD)和热电偶是当今过程工业中最常用的传感器类型。每种材料都遵循不同的物理原理,在满足精度,可重复性,稳定性和成本要求方面具有明显的优势和劣势。这两种设备本质上都不优于另一种设备。
      RTD根据热阻原理工作。随着温度升高,金属的电阻增加,并且因为已知这种增加的确切程度,所以可以通过简单地监测RTD元件的电阻变化来确定局部温度。
      两种最常见的RTD传感器类型是绕线和薄膜。线绕RTD通过将电阻线缠绕在陶瓷心轴上或通过将其缠绕在支撑在陶瓷护套中的螺旋形状来制造。为了制造薄膜RTD传感器,将电阻涂层沉积在平坦的 - 通常是矩形的 - 陶瓷基板上。
      热电偶是闭路装置,由两根不同金属的导线组成,两根导线连接在一起。这些传感器利用了一种称为塞贝克效应的现象,其中两种不同金属之间的温差产生可以测量的电流并与热读数相关联。
关键选择标准
      工艺工程师必须定期选择使用RTD或热电偶。由于正确的决策在很大程度上取决于具体的应用,因此仔细考虑温度范围,测量精度,灵敏度,工艺振动和成本等因素非常重要。
      温度范围:虽然两个器件的温度下限相对相似(?-250°C),但热电偶的上限要高得多。这主要是因为热电偶有许多配置(B型,E型,J型,K型,R型,S型,T型),这些配置适合不同的范围,具体取决于所用导线的材料构成和厚度。
      具有贱金属的热电偶传感器通常用于温度范围较低(-200°C至1,200°C)的工艺,而贵金属传感器则用于较高范围(1,000°C至1,800°C)的工艺。另一方面,RTD通常具有~850℃的上限,因此,它们更广泛地用于具有低至中等操作温度的应用中。
      准确性:可重复性和稳定性。某些金属在不同温度下的电阻率已有详细记录且具有高度可预测性; 因此,RTD可以比热电偶更高的精度和一致性来确定局部温度。
      常见的RTD元素如铜,镍和铂也表现出每度温度变化的电阻变化很大,这使它们在窄跨度上具有出色的灵敏度。此外,RTD表现出比热电偶更好的线性度。当提供CVD(Callendar-Van Dusen)常数并与高质量发射器配合使用时,RTD可以达到高达0.1°C的测量精度。
      与热电偶的长期漂移不同:热电偶在某些应用中可能很大而且相当不稳定 - 在RTD中观察到的漂移要小得多,而且更容易预测。在RTD中滞后也是微不足道的。
      RTD元件中的杂质和导线中的尺寸变化会导致互换性错误。因此,该行业基于准确度将RTD传感器分为两类:A类和B类.B类传感器足以满足大多数应用; 但是,如果更高的准确度和精确度对安全有效的操作至关重要,则A类可能更合适。
      工艺振动和耐用性:一些热电偶可承受多达60倍的重力(60 G)。相比之下,标准RTD通常仅设计为2至3 Gs。在某些情况下,RTD可以制造成能够承受高振动环境 - 但是,这需要特殊处理,这可能会显着提高设备的成本。
      在防止电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)方面,RTD通常是更好的选择。热电偶的不太稳健的信号使它们更容易受到EMI和RFI问题的影响。(未接地的热电偶提供比接地热电偶更多的EMI保护,但通常表现出较慢的响应时间。热电偶传感器的隔离有助于提高可靠性并降低昂贵的校准和维护要求。)
      使用带RTD或热电偶的变送器可以最大限度地减少干扰问题。发送器的4-20mA HART信号分别比RTD或热电偶的原始电阻或mV信号稳健得多。
      成本。虽然热电偶的初始成本通常低于铂RTD,但由于电线腐蚀,热电偶通常需要频繁维护和校准。此外,由于它们运行的环境更温和,RTD通常具有更长的使用寿命。
      热电偶还需要匹配每个传感器配置的延长线,这会增加材料成本,特别是对于长线路运行。另一方面,RTD可以用标准铜线连接。与显着降低的校准要求相结合,从总体拥有成本的角度来看,它们更具吸引力。
做出正确的选择
      金莎娱乐官方网站RTD和热电偶各自具有明显的优点和缺点,必须在应用的测量要求的背景下考虑。审查流程和仪表图纸,进行现场访问以及咨询工程师和管理人员以更好地了解这些要求是选择最合适的温度传感器和确保安全,高效和盈利操作的关键步骤。

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