Selezione corretta di termocoppie e ragioni per errori di misurazione

Le termocoppie, in quanto uno dei sensori importanti nella misurazione della temperatura nel campo del controllo dell'automazione industriale, hanno dato grandi contributi alla misurazione della temperatura in vari settori. È ampiamente utilizzato nel campo del controllo automatico della temperatura in vari settori a causa della sua struttura semplice, della misurazione accurata della temperatura, dell'ampia gamma di misurazione e della facile manutenzione. Tuttavia, è proprio perché la termocoppia stessa ha una struttura semplice ed è facile da installare e utilizzare che la selezione di parametri chiave come il numero di indicizzazione e la profondità di inserzione vengono spesso trascurati durante il processo di selezione, con conseguenti errori di misurazione e persino danni alla termocoppia durante l'uso. Inoltre, gli errori di misurazione causati da una serie di problemi come la compensazione della temperatura, i tempi di risposta termica, l'impedenza termica e il degrado della termocoppia durante il processo di misurazione hanno anche portato notevoli problemi e persino gravi perdite economiche agli utenti reali. Prima della crescente enfasi sulla sicurezza dello strumento, l'accuratezza della misurazione, la vita di servizio e la stabilità nel moderno controllo dell'automazione industriale, un gran numero di ricercatori e ingegneri della strumentazione termica hanno condotto ricerche approfondite sull'accuratezza della misurazione della temperatura, l'adattabilità e la struttura di misurazione della temperatura delle termocoppie. Su questa base a partire dalla selezione e dall'applicazione pratica delle termocoppie, questo articolo analizza ed elabora su come scegliere l'adattabilità di diversi segni di scala e intervalli di misurazione della temperatura delle termocoppie, la selezione delle posizioni dei punti di misurazione della temperatura e come selezionare correttamente la profondità di inserzione delle termocoppie. Allo stesso tempo, è stata condotta un'analisi sugli errori di misurazione causati da compensazione della temperatura, tempo di risposta termica, impedenza termica e degradazione della termocoppia durante l'uso di termocoppie e sono state fornite soluzioni. Spero che possa essere utile per la corretta misurazione della temperatura e la misurazione della temperatura a lungo termine delle termocoppie.
1. Selezione di termocoppie
Le termocoppie sono ampiamente utilizzate a causa della loro semplice operazione, ma nel processo di selezione iniziale viene spesso prestata attenzione ai parametri relativi all'installazione e alla sicurezza della termocoppia, come l'interfaccia di installazione e il livello di resistenza alla pressione del materiale della manica. Tuttavia, l'adattabilità, l'intervallo di misurazione della temperatura e la profondità di inserimento delle termocoppie possono essere facilmente ignorati, il che influisce sui risultati della misurazione della temperatura.
1.1 Selezione del numero dell'indice della termocoppia
La selezione del numero di indicizzazione della termocoppia è generalmente determinata in base alla temperatura di lavoro del mezzo misurato. In generale, in base all'intervallo di misurazione della temperatura di diversi numeri di indicizzazione di termocoppie e utilizzo effettivo, dividiamo approssimativamente le termocoppie in tre categorie: termocoppie a bassa temperatura, temperatura media e ad alta temperatura. Di seguito è riportato un'analisi e una discussione su come scegliere le termocoppie per questi tre intervalli di misurazione della temperatura.
1.1.1 Selezione di termocoppie di media e bassa temperatura
Se usato per misurazione a bassa temperatura (-200 grado ~ +350 grado), è possibile selezionare una termocoppia su scala T. Per misurazione media e bassa temperatura (-40 grado ~ +700 grado), è possibile selezionare una termocoppia di scala EJ. Tuttavia, a causa del fatto che gli elettrodi positivi della termocoppia in scala TJ sono realizzati con materiali di rame e ferro puro puro, sono facilmente ossidati durante la produzione e l'uso del prodotto, quindi non possono essere utilizzati per la misurazione della temperatura negli ambienti ossidanti. Si consiglia di utilizzare una termocoppia su scala elettronica per la misurazione della temperatura in un ambiente ossidante. La termocoppia di e-indice non solo copre l'intervallo di misurazione della temperatura della termocoppia J-indice, ma ha anche una grande produzione di potenziale termoelettrico, elevata sensibilità, buona stabilità e migliore resistenza all'ossidazione rispetto alla termocoppia dell'indice TJ. Può essere utilizzato in ambienti di gas ossidante e inerti, ma non può essere utilizzato direttamente in zolfo e ridurre gli ambienti di gas ad alte temperature. Ciò comporterà errori significativi nell'uniformità del potenziale termoelettrico della termocoppia di e-indice.
1.1.2 Selezione di termocoppie di media e alta temperatura
K. La termocoppia N-gradi è una termocoppia metallica a basso costo ampiamente utilizzata nel mercato attuale, utilizzata principalmente per la misurazione della temperatura nelle zone di media e alta temperatura (-40 grado ~ +1200 grado). Tra questi, le termocoppie di K-indice occupano una quota di mercato assoluta a causa della loro buona linearità, grande potenziale termoelettrico, alta sensibilità, buona stabilità e uniformità, forte resistenza all'ossidazione e basso prezzo. La termocoppia N-indice è un ultimo termocoppia standardizzato a livello internazionale che supera con successo due importanti svantaggi della termocoppia K-Index, vale a dire il potenziale termoelettrico instabile causato dal reticolo ordinato a corto raggio di lega di nichel cromio tra 300 gradi e 500 gradi; L'instabilità del potenziale elettrico termico causato dall'ossidazione preferenziale della lega di nichel cromo a circa 800 gradi. La sua performance completa è superiore a quella delle termocoppie K-indice, rendendola una termocoppia promettente per lo sviluppo. Tuttavia, un grave svantaggio delle termocoppie N-gradi è il grande errore non lineare nell'intervallo a bassa temperatura (-200 grado ~ 400 gradi) e il materiale a macchina duro e difficile da macchina.
1.1.3 Selezione di termocoppie ad alta temperatura
S R. La termocoppia di livello B è chiamata termocoppia metallica preziosa perché i suoi elettrodi positivi e negativi sono realizzati in lega di platino e di rhodium di platino. È una termocoppia adatta per la misurazione in aree ad alta temperatura (800 gradi ~ 1600 gradi). La temperatura di utilizzo a lungo termine raccomandata per le termocoppie in scala S e R è (800 gradi ~ 1300 gradi) e la temperatura di uso a lungo termine raccomandata per le termocoppie in scala B è (800 gradi ~ 1600 gradi). A causa della loro precisione di misurazione ad alta temperatura, una buona stabilità, un intervallo di misurazione della temperatura ampia e un limite superiore ad alta temperatura, queste termocoppie di metalli preziosi con varie graduazioni sono ampiamente utilizzate in applicazioni di misurazione ad alta temperatura superiore a 1000 gradi, come metallurgia, vetro, ceramiche e altre industrie. Le carenze includono un basso potenziale termoelettrico, bassa sensibilità, riduzione della resistenza meccanica ad alte temperature, alta sensibilità all'inquinamento e costosi materiali metallici preziosi, con conseguente grande investimento una tantum. Ma nel complesso, le termocoppie metalliche preziose sono ancora la forza principale nella misurazione della temperatura nelle aree ad alta temperatura. Con il continuo miglioramento della tecnologia di produzione della termocoppia, possono effettivamente proteggere i cavi degli elettrodi dalla contaminazione a temperature elevate e migliorare la durata della durata dei prodotti.