Ispravan odabir termoparova i razlozi za pogreške u mjerenju

Termoparovi, kao jedan od važnih senzora u mjerenju temperature u području kontrole industrijske automatizacije, dali su veliki doprinos mjerenju temperature u raznim industrijama. Naširoko se koristi u polju automatizirane kontrole temperature u različitim industrijama zbog svoje jednostavne strukture, točnog mjerenja temperature, širokog raspona mjerenja i lako održavanja. Međutim, upravo zato što sam termoelement ima jednostavnu strukturu i lako je instalirati i upotrijebiti da se odabir ključnih parametara poput indeksiranja broja i dubine umetanja često zanemaruje tijekom postupka odabira, što rezultira mjernim pogreškama, pa čak i oštećenja termoeleja tijekom uporabe. Pored toga, pogreške mjerenja uzrokovane nizom problema kao što su kompenzacija temperature, vrijeme toplinskog odziva, toplinska impedancija i degradacija termoelementa tijekom postupka mjerenja također su donijele značajne probleme, pa čak i ozbiljne ekonomske gubitke stvarnim korisnicima. Prije sve većeg naglaska na sigurnost instrumenata, točnost mjerenja, životni vijek i stabilnost u modernoj kontroli industrijske automatizacije, veliki broj istraživača i inženjera toplinskih instrumenata proveo je opsežno istraživanje o točnosti mjerenja temperature, prilagodljivosti i strukture mjerenja temperature termokurova. Na temelju toga, počevši od odabira i praktične primjene termoparova, ovaj članak analizira i razrađuje kako odabrati prilagodljivost različitih oznaka ljestvica i raspona mjerenja temperature termoparova, odabira položaja mjerenja temperature i kako ispravno odabrati dubinu umetanja termo -cilja. Istodobno, provedena je analiza na mjernim pogreškama uzrokovanim kompenzacijom temperature, vremenom toplinskog odziva, toplinskom impedancijom i razgradnjom termoelementa tijekom upotrebe termoparova i otopina. Nadam se da može biti korisno za ispravno mjerenje temperature i dugotrajno mjerenje temperature termoelerova.
1. Odabir termoelesa
Termoparovi se široko koriste zbog svog jednostavnog rada, ali u početnom postupku odabira više se pažnje posvećuje parametrima povezanim s instalacijom i sigurnošću termoelemenata, poput instalacijskog sučelja i razine otpornosti na tlak u materijalu rukava. Međutim, raspon prilagodljivosti, mjerenja temperature i dubina umetanja termoparova mogu se lako zanemariti, što utječe na rezultate mjerenja temperature.
1.1 Odabir broja indeksa termoelementa
Odabir broja indeksiranja termoelementa obično se određuje na temelju radne temperature izmjerenog medija. Općenito, prema rasponu mjerenja temperature različitog broja indeksiranja termoeleva i stvarne upotrebe, otprilike dijelimo termoelele u tri kategorije: srednje niske temperature, srednje visoke temperature i termoelele za indeksiranje visoke temperature. U nastavku je analiza i rasprava o tome kako odabrati termoelele za ova tri raspona mjerenja temperature.
1.1.1 Odabir termoparova srednje i niske temperature
Ako se koristi za mjerenje niske temperature ({-200 stupanj ~ +350 stupanj), može se odabrati termoelement T-skale. Za mjerenje srednje i niske temperature ({-40 stupanj ~ +700 stupanj) može se odabrati termoelement EJ skale. Međutim, zbog činjenice da su pozitivne elektrode termoelementa TJ skale izrađene od čistog bakrenog i čistog željeznog materijala, lako se oksidiraju tijekom proizvodnje i upotrebe proizvoda, tako da se ne mogu koristiti za mjerenje temperature u oksidacijskim okruženjima. Preporučuje se korištenje termoelementa E-skale za mjerenje temperature u oksidirajućim okruženjima. E-indeks termoelementa ne samo da pokriva raspon mjerenja temperature termoelementa J-indeksa, već ima i veliki termoelektrični potencijal, visoku osjetljivost, dobru stabilnost i bolji otpor oksidacije od TJ indeksnog termoeleva. Može se koristiti u oksidirajućim i inertnim plinskim okruženjima, ali se ne može izravno koristiti u sumporu i smanjenje plinskog okruženja na visokim temperaturama. To će rezultirati značajnim pogreškama u termoelektričnom potencijalu ujednačenosti termoelementa E-indeksa.
1.1.2 Odabir srednje i visoke temperature termoelesa
K. termoelement N-stupnjeva je široko korišteni niskobudžetni metalni termoelement na trenutnom tržištu, uglavnom se koristi za mjerenje temperature u zonama srednjih i visokih temperatura (-40 stupanj ~ +1200 stupanj). Među njima, K-indeks termoparovi zauzimaju apsolutni tržišni udio zbog svoje dobre linearnosti, velikog termoelektričnog potencijala, visoke osjetljivosti, dobre stabilnosti i ujednačenosti, snažne oksidacijske otpornosti i niske cijene. N-indeks termoelementa je najnovije međunarodno standardizirano termoelej koji uspješno prevladava dva važna nedostatka termoelementacije K-indeksa, naime nestabilni termoelektrični potencijal uzrokovan narudžbama kratkih dometa legura nikla od 300 stupnjeva i 500 stupnjeva; Nestabilnost toplinskog električnog potencijala uzrokovana preferencijalnom oksidacijom legure nikl kroma na oko 800 stupnjeva. Njegova sveobuhvatna performansi superiorna je od one u K-indeksu termoelezora, što ga čini obećavajućim termoelelom za razvoj. Međutim, glavni nedostatak termoeleva s N-stupnjevima je velika nelinearna pogreška u rasponu niskih temperatura (-200 stupanj ~ 400 stupnjeva) i tvrd i teško strojni materijal.
1.1.3 Odabir termoelesa s visokom temperaturom
S R. Termocil B-klase naziva se termoelement dragocjenog metala jer su njegove pozitivne i negativne elektrode izrađene od platinastog i platinastog rodija. To je termoelement pogodan za mjerenje u visokim temperaturama (800 stupnjeva ~ 1600 stupnjeva). Preporučena temperatura dugotrajne uporabe za termoelele S i R Scale je (800 stupnjeva ~ 1300 stupnjeva), a preporučena temperatura dugotrajne uporabe za termoelele B-skale je (800 stupnjeva ~ 1600 stupnjeva). Zbog svoje visoke točnosti mjerenja temperature, dobre stabilnosti, širokog raspona mjerenja temperature i gornje granice visoke temperature, ovi plemeniti metalni termoparovi s različitim diplomama naširoko se koriste u primjenama visokih temperatura iznad 1000 stupnjeva, poput metalurgije, stakla, keramike i drugih industrija. Nedostaci uključuju nizak termoelektrični potencijal, nisku osjetljivost, smanjenu mehaničku čvrstoću pri visokim temperaturama, visoku osjetljivost na zagađenje i skupe materijale od plemenitih metala, što rezultira velikim jednokratnim ulaganjem. Ali sveukupno, termoelerovi dragocjenih metala i dalje su glavna sila u mjerenju temperature u područjima s visokim temperaturama. Uz kontinuirano poboljšanje tehnologije proizvodnje termoelementa, oni mogu učinkovito zaštititi žice elektroda od onečišćenja na visokim temperaturama i poboljšati radni vijek proizvoda.