如何选择合适的温度传感器使用

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上传日期: 2020-03-21

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标签:测温仪(261)热电阻(188)温度传感器(1371)

  测温控制仪表系统中的温度传感器在各类需要温控介质的测温过程中起着非常重要的角色和作用。它已广泛的被应用于工业生产中的各个领域,如火电厂、核电厂、冶金、石油、化工、轨道交通、造纸、塑料制品、食品加工、科研领域等,尤其是在火电厂、核电厂、线缆行业的挤塑、挤橡、等相关设备的加热系统中是不可缺少的重要部件之一。在电厂的发电过程中、在产品的生产或试验过程中,温控仪表系统对设备加热系统的温度控制,对工艺参数的正确执行,保证发电设备的正常高效运转、保证产品的高效高质量的生产,以及保证试验结果的准确性,都具有非常重要的作用。涉及到温度传感器选型是否正确合理,将直接对被测介质温度的准确性、测量介质温度所达到精度的长期稳定性、使用过程中的安全可靠性、被测介质温度变化的反应灵敏度、使用寿命、安装、温度传感器使用方便与否、以及温度传感器的性价比等都有着重要的影响作用,本文就被测介质温度的工况条件如何选用温度传感器作一浅论。

  在现有的测温控制仪表系统中的温度传感器最常用的是热电偶、热电阻。因热电偶、热电阻结构简单,往往被误认为:“热电偶两根线,热电阻一根丝,只要接上就完事”,其实并非如此。热电偶、热电阻的结构虽然简单,但在选型和使用中仍然会出现许多问题,例如:发电厂的主蒸汽管道上高温高压测温热电偶如选用不当,将会造成测温不准确,影响发电效率;在温度传感器的保护套管上选用不当,甚至会引起较大的安全事故。或者在选型时,若对被测介质的物理、化学特性、工况条件不了解或掌握情况不多,就无法正确选型。如在渗碳等还原性的介质气氛中,如果不注意保护,热电偶偶丝也会因化学变化而电势变异导致超差,使得热电偶的测温精度不准确。为了正确选型温度传感器,所以我们应考虑以下几个方面的问题。

  一. 温度传感器的基本结构及其作用

  温度传感器主要有三个部件:感温元件部件、保护套管部件和接线盒部件。感温元件部份是测量温度的关键性部件,其测温精度、测温范围、稳定性、热响应时间等是重要的几个参数指标,是在选型中主要考虑的问题。保护套管部件的主要作用,第一是为测温元件提供稳定的测温环境,第二是保护测温元件免遭恶劣工况介质的破坏,第三是保证测温元件各项测温指标的正确性,第四是决定温度仪表在设备上如何安装。接线盒部件是测温电信号输出装置,如何正确选用接线盒:第一要考虑电信号输出地点的环境,第二要考虑电信号输出的方式、第三要考虑电信号如何到达测温控制仪表系统。

  二. 测温介质的工况及控温要求

  在选用温度传感器仪表前应深入了解设备运转的工艺过程,掌握工艺对温度传感器提出的要求:被测的温度范围及变化的快慢:被测对象的物理和化学性质。如腐蚀性、氧化性;是否易燃、易爆、有毒等;被测对象是静止还是运动的,是气态还是固态的温度,是点温还是平均温度等;仪表安装现场的环境温度、湿度、电磁场、振动等。而且各工业部门被测量对象及环境条件也是不同的,对温度仪表的测温要求也不同。

  在冶金工业:钢铁工业被测量对象的特点是温度高,例如钢水的温度高达1600~1700℃;现场的环境条件也是温度高,例如钢锭、钢板加热炉周围的环境温度高达100℃以上。冶金工业还包括有色金属的冶炼,它除了高温外,还有金属的腐蚀,以及环境中的尘埃和水汽等。由于氧化炼钢的日益发展,制氧设备还有测量低温—200℃的要求。

  在电力工业:火力发电中随着大机组汽轮发电机制造成功,对于主蒸汽管道温度的测量提出更高的要求,例如30万千瓦、100万千瓦汽轮发电机组的主蒸汽管道的压力将分别达17MPa和40MPa,过热蒸汽的流速可达60米/秒,同时也要求测量精度高和热响应时间快。在原子能发电站中,由于中子的撞击,对于某些热电偶材料将造成嬗变而引起其热电势特性的变化,在沿海地区的发电厂要使用耐腐性能好的温度传感器保护管。

  在石油和化学工业:石油化工部门对于热电偶和热电阻的使用环境来说是有代表性的。其温度测量范围很宽,从低温(-200℃左右)到高温(+1300℃左右);被测量的介质有固体、液体和气体,其特性有酸性、中性、碱性,以及易燃和易爆;其环境条件有露天和具有腐蚀性气氛。因此要求热电偶和热电阻的结构及材料应能适应上述的条件。

  在机械工业:机械工业的温度测量主要是在材料的热处理方面应用,例如退火、淬火等。温度测量范围通常是在1300℃以下,但被测量的介质往往具有很大的腐蚀性。

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