Seleção correta de termopares e razões para erros de medição

Os termopares, como um dos sensores importantes na medição de temperatura no campo do controle de automação industrial, fizeram grandes contribuições para a medição da temperatura em vários setores. É amplamente utilizado no campo de controle automatizado de temperatura em várias indústrias devido à sua estrutura simples, medição precisa da temperatura, ampla faixa de medição e fácil manutenção. No entanto, é precisamente porque o termopar tem uma estrutura simples e é fácil de instalar e usar que a seleção de parâmetros -chave, como número de indexação e profundidade de inserção, é frequentemente negligenciada durante o processo de seleção, resultando em erros de medição e até danos ao termopar durante o uso. Além disso, os erros de medição causados ​​por uma série de questões como compensação de temperatura, tempo de resposta térmica, impedância térmica e degradação do termopar durante o processo de medição também trouxeram problemas consideráveis ​​e até perdas econômicas graves para os usuários reais. Antes da crescente ênfase na segurança do instrumento, precisão da medição, vida útil e estabilidade no controle moderno de automação industrial, um grande número de pesquisadores e engenheiros de instrumentação térmica realizaram uma extensa pesquisa sobre a precisão da medição da temperatura, adaptabilidade e estrutura de medição de temperatura dos termopares. Nesta base, começando pela seleção e aplicação prática de termopares, este artigo analisa e elabora como escolher a adaptabilidade de diferentes marcas de escala e faixas de medição de temperatura dos termopares, a seleção de posições do ponto de medição da temperatura e como selecionar corretamente a profundidade de inserção dos termopares. Ao mesmo tempo, foi realizada uma análise sobre os erros de medição causados ​​por compensação de temperatura, tempo de resposta térmica, impedância térmica e degradação do termopar durante o uso de termopares e soluções. Espero que possa ser útil para a medição correta da temperatura e a medição de temperatura a longo prazo dos termopares.
1. Seleção de termopares
Os termopares são amplamente utilizados devido à sua operação simples, mas no processo de seleção inicial, mais atenção é frequentemente dada a parâmetros relacionados à instalação e segurança do termopar, como a interface de instalação e o nível de resistência à pressão do material da manga. No entanto, a adaptabilidade, a faixa de medição da temperatura e a profundidade da inserção dos termopares podem ser facilmente ignorados, o que afeta os resultados da medição da temperatura.
1.1 Seleção do número do índice de termopar
A seleção do número de indexação do termopar é geralmente determinada com base na temperatura de trabalho do meio medido. Geralmente, de acordo com a faixa de medição da temperatura de diferentes números de indexação de termopares e uso real, dividimos aproximadamente os termopares em três categorias: temperatura baixa média, temperatura média alta e termoplos de indexação de alta temperatura. Abaixo está uma análise e discussão sobre como escolher termopares para essas três faixas de medição de temperatura.
1.1.1 Seleção de termopares de média e baixa temperatura
Se usado para medição de baixa temperatura (-200 grau ~ +350 grau), um termopar em escala T pode ser selecionado. Para medição de média e baixa temperatura (-40} grau ~ +700 grau), um termopar em escala EJ pode ser selecionado. No entanto, devido ao fato de que os eletrodos positivos do termopar da escala TJ são feitos de cobre puro e materiais de ferro puro, eles são facilmente oxidados durante a produção e o uso do produto, para que não possam ser usados ​​para medição de temperatura em ambientes de oxidação. Recomenda-se usar um termopar em escala eletrônica para medição de temperatura em um ambiente oxidante. O termoparopar do índice eletrônico não apenas abrange a faixa de medição de temperatura do termopar o J-índice, mas também possui uma grande saída do potencial termoelétrico, alta sensibilidade, boa estabilidade e melhor resistência a oxidação do que o termopar do índice TJ. Pode ser usado em ambientes de oxidação e inerte a gás, mas não pode ser usado diretamente em ambientes de enxofre e redução de gás em altas temperaturas. Isso resultará em erros significativos na uniformidade do potencial termoelétrico do termopar do índice eletrônico.
1.1.2 Seleção de termopares médios e de alta temperatura
K. O termoparo-de-grau N é um termopar metal de baixo custo amplamente utilizado no mercado atual, usado principalmente para medição de temperatura em zonas de média e alta temperatura (-40 grau ~ +1200} grau). Entre eles, os termopares K-Index ocupam uma participação de mercado absoluta devido à sua boa linearidade, grande potencial termoelétrico, alta sensibilidade, boa estabilidade e uniformidade, forte resistência a oxidação e baixo preço. O termopar o N-Index é um termopar mais recente padronizado internacionalmente que supera com sucesso duas desvantagens importantes do termopar K-índice, a saber, o potencial termoelétrico instável causado pela treliça ordenada de curto alcance da liga de cromo de níquel entre 300 graus e 500 graus; A instabilidade do potencial elétrico térmico causado pela oxidação preferencial da liga de níquel cromo a cerca de 800 graus. Seu desempenho abrangente é superior ao dos termopares K-Index, tornando-o um termopar promissor para o desenvolvimento. No entanto, uma grande desvantagem dos termopares em N de N é o grande erro não linear na faixa de baixa temperatura (-200 grau ~ 400 graus) e o material difícil e difícil de máquina.
1.1.3 Seleção de termopares de alta temperatura
S R. O termopar o grau B é chamado de termopar precioso de metal, porque seus eletrodos positivos e negativos são feitos de liga de platina e platina ródio. É um termopar adequado para medir em áreas de alta temperatura (800 graus ~ 1600 graus). A temperatura de uso a longo prazo recomendada para os termopares de escala S e R é (800 graus ~ 1300 graus) e a temperatura de uso a longo prazo recomendada para termopares em escala B é (800 graus ~ 1600 graus). Devido à sua precisão de medição de alta temperatura, boa estabilidade, ampla faixa de medição de temperatura e limite superior de alta temperatura, esses termoplos de metais preciosos com várias graduações são amplamente utilizados em aplicações de medição de alta temperatura acima de 1000 graus, como metalurgia, vidro, cerâmica e outras indústrias. As deficiências incluem baixo potencial termoelétrico, baixa sensibilidade, diminuição da resistência mecânica em altas temperaturas, alta sensibilidade à poluição e materiais de metal precioso caro, resultando em um grande investimento único. Mas, no geral, os termopares de metais preciosos ainda são a principal força de medição de temperatura em áreas de alta temperatura. Com a melhoria contínua da tecnologia de produção de termopar, eles podem proteger efetivamente os fios do eletrodo da contaminação em altas temperaturas e melhorar a vida útil dos produtos.