您好,金莎娱乐官方网站网站欢迎您!

官方微信|加入收藏|联系咱们|

企业微信

金莎娱乐官方网站

全国咨询服务热线:

021-5672511502156413113

资讯资讯

联系咱们

全面概述关于温度测量实用指南方针

来源:发表时间:2019-05-23


      可以通过各种传感器测量温度。所有这些都通过感知物理特性的一些变化来推断温度。工程师可能接触的六种类型是:热电偶,电阻温度装置(RTD和热敏电阻),红外辐射器,双金属装置,液体膨胀装置和状态变化装置。最好先对每种方法进行简要回顾。
      热电偶基本上由两个由不同金属制成的条带或电线组成,并在一端连接。如稍后所讨论的,该接合点处的温度变化引起另一端之间的电动势(emf)的变化。随着温度的升高,热电偶的输出电动势升高,但不一定是线性的。
      电阻温度装置利用了材料的电阻随温度变化而变化的事实。两种关键类型是金属器件(通常称为RTD)和热敏电阻。正如他们的名字所示,RTD依赖于金属的电阻变化,电阻随温度或多或少呈线性上升。热敏电阻基于陶瓷半导体的电阻变化; 电阻随温度升高呈非线性下降。
      红外传感器是非接触式设备。如后所述,他们通过测量材料发出的热辐射来推断温度。
      双金属器件利用不同金属之间的热膨胀率差异。两种金属的条带粘合在一起。当加热时,一侧将比另一侧膨胀更多,并且通过与指针的机械连接将所得的弯曲转换成温度读数。这些设备是便携式的,它们不需要电源,但它们通常不如热电偶或RTD精确,并且它们不易于进行温度记录。
      以家用温度计为代表的流体膨胀装置通常有两种主要类别:汞类型和有机液体类型。也可以使用采用气体代替液体的版本。汞被认为是一种环境危害,因此有一些规定管理含有它的设备的运输。流体膨胀传感器不需要电力,不会造成爆炸危险,并且即使在反复循环后也能保持稳定。另一方面,它们不生成容易记录或传输的数据,并且它们不能进行点测量或点测量。
      状态变化温度传感器由标签,颗粒,蜡笔,漆或液晶组成,一旦达到一定温度,其外观就会发生变化。例如,它们用于蒸汽疏水阀 - 当疏水阀超过一定温度时,连接到疏水阀的传感器标签上的白点将变黑。响应时间通常需要几分钟,因此这些设备通常不会对瞬态温度变化做出响应。精度低于其他类型的传感器。此外,除液晶显示器外,状态的变化是不可逆的。即便如此,当需要确认一件设备或材料的温度未超过一定水平时,例如出于技术或法律原因在产品运输过程中,状态变化传感器可以是方便的。
在化学加工工业中,最常用的温度传感器是热电偶,电阻器件和红外设备。关于这些设备如何工作以及如何使用它们存在广泛的误解。
      热电偶:首先考虑热电偶,可能是三者中最常用和最不了解的热电偶。基本上,热电偶由一端连接在一起并在另一端开口的两种合金组成。输出端的电动势(开路端;图1a中的V1)是闭合端温度T1的函数。随着温度升高,电动势升高。
      热电偶通常位于金属或陶瓷屏蔽内,以保护其免受各种环境的影响。金属护套热电偶还可提供多种外涂层,如聚四氟乙烯,可在腐蚀性溶液中无故障使用。
      开路电动势不仅是封闭端温度(即测量点的温度)的函数,也是开路端温度(图1a中的T2)的函数。只有将T2保持在标准温度下,才能将测得的电动势视为T1变化的直接函数。工业上接受的T2标准是0°C; 因此,大多数表格和图表都假设T2处于该水平。在工业仪器中,T2和0°C的实际温度之间的差异通常在仪器内以电子方式进行校正。该电动势调整被称为冷结或CJ校正。


 


      输入和输出端之间的接线温度变化不会影响输出电压,前提是接线是热电偶合金或热电等效电路(图1a)。例如,如果热电偶测量炉内的温度并且显示读数的仪器距离一定距离,则两者之间的接线可以通过另一个炉子附近并且不受其温度的影响,除非它变得足够热以熔化导线或永久改变其电热行为。
只要温度T1在整个结中保持恒定且结材料是导电的(图1b),结的组成本身不会以任何方式影响热电偶的作用。类似地,只要“杂散”材料末端的温度相同(图1c),读数就不会受到非热电偶合金插入任何一个或两个引线的影响。
      金莎娱乐官方网站热电偶与传输路径中的杂质金属一起工作的能力使得能够使用许多专用设备,例如热电偶开关。传输线本身通常是热电偶合金的热电等效物,正常工作的热电偶开关必须由镀金或镀银的铜合金元件和适当的钢弹簧制成,以确保良好的接触。只要开关的输入和输出结点处的温度相等,这种组成变化就没有区别。
      重要的是要了解可能被称为连续热电偶的定律。在图1d的上部示出的两个元件中,一个热电偶在热端具有T1而在开放端具有T2。第二热电偶的热端为T2,其开端为T3。测量T1的热电偶的电动势水平为V1; 另一个热电偶是V2。两个emfs的总和,V1加V2,等于在T1和T3之间运行的组合热电偶产生的emf V3。根据该定律,可以使用指定用于一个开端参考温度的热电偶,其具有不同的开端温度。
      热电阻:典型的RTD由缠绕在心轴上的细铂丝组成,并覆盖有保护涂层。通常,心轴和涂层是玻璃或陶瓷。
      RTD的电阻与温度曲线的平均斜率通常称为α值(图2),α代表温度系数。给定传感器的曲线斜率在某种程度上取决于其中铂的纯度。 (d)


      最常用的标准斜率,与特定纯度和组成的铂有关,其值为0.00385(假设电阻以欧姆测量,温度以摄氏度测量)。用该斜率绘制的电阻与温度曲线是所谓的欧洲曲线,因为该组合物的RTD首先在该大陆上广泛使用。使图片复杂化,还有另一个标准斜率,与略微不同的铂成分有关。具有略高的α值0.00392,它遵循所谓的美国曲线。
      如果未指定给定RTD的alpha值,则通常为0.00385。但是,要确保这一点是明智的,特别是在要测量的温度很高的情况下。这一点在图2中显示,图2显示了最广泛使用的RTD的欧洲和美国曲线,即在0°C时表现出100欧姆电阻的曲线。
      热敏电阻:热敏电阻的电阻 - 温度关系为负且高度非线性。对于必须设计自己的电路的工程师来说,这是一个严重的问题。然而,通过使用匹配对中的热敏电阻可以减轻困难,使得非线性彼此偏移。此外,供应商还提供面板仪表和控制器,可在内部补偿热敏电阻的线性度不足。 (温度)


      热敏电阻通常根据其在25°C时的电阻来指定。这些额定值中最常见的是2252欧姆; 其中包括5,000和10,000欧姆。如果没有相反的说明,大多数仪器将接受2252型热敏电阻。
      红外传感器:这些传感器测量表面发出的辐射量。无论温度如何,电磁能都会从所有物质辐射出来。在许多过程情况下,能量处于红外区域。随着温度的升高,红外辐射量及其平均频率上升。
      不同的材料以不同的效率水平辐射。该效率被量化为发射率,十进制数或百分比,范围在0和1或0%和100%之间。大多数有机材料,包括皮肤,非常有效,通常表现出0.95的发射率。另一方面,大多数抛光金属在室温下往往是低效的散热器,其发射率或效率通常为20%或更低。
      为了正常工作,红外测量设备必须考虑被测表面的发射率。这通常可以在参考表中查找。但是,请记住,表格不能说明局部条件,如氧化和表面粗糙度。当发射率水平未知时,用红外线测量温度的有时可行的方法是通过用遮蔽胶带(发射率为95%)或高发射性涂料覆盖表面来“强制”发射率达到已知水平。
一些传感器输入可能很好地由设备发射的能量或其表面被瞄准的材料组成,而是由该表面从其他设备或材料反射。发射率涉及从表面辐射的能量,而反射涉及从另一个源反射的能量。不透明材料的发射率是其反射率的反向指标 - 良好发射体的物质不会反射很多入射能量,因此在确定表面温度时不会对传感器造成太大问题。相反,当测量目标表面仅具有例如20%的发射率时,到达传感器的大部分能量可能是由于来自例如附近的炉子在某些其他温度下的反射。简而言之,要警惕热的,虚假的反射目标。
      红外设备就像一个摄像头,因此覆盖了某个视野。例如,它可以“看到”1度视锥或100度锥。测量表面时,请确保表面完全填满视野。如果目标表面最初没有填充视野,请靠近,或使用具有更窄视野的仪器。或者,在阅读仪器时,只需考虑背景温度(即调整背景温度)。
选择指南
      RTD比热电偶更稳定。另一方面,作为一类,它们的温度范围不是很宽:RTD的工作温度约为-250至850°C,而热电偶的温度范围约为-270至2300°C。热敏电阻具有更严格的跨度,通常在-40和150°C之间使用,但在该范围内提供高精度。
      热敏电阻和RTD具有非常重要的局限性。它们是电阻器件,因此它们通过使电流通过传感器而起作用。即使通常仅使用非常小的电流,它也会产生一定量的热量,因此可以降低温度读数。当处理静止流体(即既不流动也不搅动)时,电阻传感器中的这种自加热可能是显着的,因为产生的热量的携带较少。热电偶本质上是零电流设备不会出现这个问题。
      红外传感器虽然相对昂贵,但在温度极高时是合适的。它们的温度最高可达3,000°C(5400°F),远远超过热电偶或其他接触设备的范围。当人们不希翼与要测量其温度的表面接触时,红外方法也是有吸引力的。因此,可以以这种方式监测易碎或潮湿的表面,例如从干燥炉出来的涂漆表面。具有化学反应性或电噪声的物质是红外测量的理想选择。该方法同样有利于测量非常大的表面的温度,例如需要大量热电偶或RTD用于测量的壁。

本文由上海自动化仪表四厂、 金莎娱乐官方网站、 上海自动化仪表有限企业、编辑,转载请注明版权 相关产品推荐:磁浮子液位计 磁翻板液位计、 电磁流量计、 雷达液位计、 孔板流量计、 热电偶、 流量计、 压力变送器、 涡街流量计、
[!--temp.pl--]
XML 地图 | Sitemap 地图
Baidu
sogou