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2023-11-23 閱讀(991)
溫度傳感器的選用方法-按工況條件選用溫度傳感器
溫度傳感器的選用方法-按淺論溫度傳感器的選用（常見(jiàn)熱電偶工作原理減小熱電偶測(cè)量誤差有效熱電偶的溫度控制五個(gè)方面教您如何正確的
按工況條件選用溫度傳感器的保護(hù)套管：不同的工況條件對(duì)溫度傳感器的保護(hù)套管要求不盡相同，為了延長(zhǎng)熱電極的使用壽命以及提高測(cè)溫的準(zhǔn)確度，根據(jù)特定的使用環(huán)境及工況條件選
材料的氣密性好（即氣孔率小）；
2） 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，抗熱沖擊性能好；
3） 材料的紅硬性好，要求材料必須耐磨；
4） 耐化學(xué)腐蝕性能好，因?yàn)槿济航橘|(zhì)中含有SO2、SO3、Na2O、K2O等腐蝕性氣體；
導(dǎo)熱性好。
安裝焊接性能好。
加工性能及性價(jià)比好等以上幾個(gè)基本原則。
目前已在工業(yè)上應(yīng)用的熱電偶保護(hù)套管材料按其材質(zhì)主要分金屬材料、非金屬材料、金屬材料和非金屬材料的復(fù)合材料三大類。
金屬保護(hù)管材料：應(yīng)用較多的有不銹鋼和高溫合金鋼，這類材料的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性能與導(dǎo)熱性能好，但其高溫?zé)釓?qiáng)性差，故高溫耐磨性較差。
非金屬保護(hù)管材料：常用的材料有石英、高溫陶瓷、氧化鎂、氧化鋁等。同金屬材料相比，這類材料的優(yōu)點(diǎn)是高溫耐磨性好、耐腐蝕性能良好，缺點(diǎn)是導(dǎo)熱率差，熱響應(yīng)敏感性差，因此管壁不能做得很厚，而管壁的減薄又給應(yīng)用帶來(lái)一系列的問(wèn)題。陶瓷類材料一般較脆，抗熱震性能差，抗熱劇變性能差，在使用過(guò)程中由于沖擊和熱震容易導(dǎo)致脆裂。
復(fù)合材料保護(hù)套管：近年來(lái)發(fā)展較快的有金屬陶瓷復(fù)合材料和特殊復(fù)合涂層材料保護(hù)套管。金屬陶瓷復(fù)合材料是由金屬基體、陶瓷成分和潤(rùn)滑劑等組成的多元復(fù)合材料。
2． 保護(hù)管材料的選用
工業(yè)部門(mén)被測(cè)量介質(zhì)或場(chǎng)所被測(cè)溫度保護(hù)管材料化學(xué)工業(yè)酸 類
醋 酸 10~50%
50%
90%
硫 酸 5~50%
90%
96~100%
硝 酸 5~50%
50%
65%以上
鹽 酸 1~5%
1~5%
25%
磷 酸 1~5%
10%
10%
30~85%
乳 酸 5%
5%
10%
檸 檬 酸 15%
15%
鉻 酸 10~50%
鹽 類
氫氧化鈉 10%以上
75%
氯 化 鈉 5%以上
碳 酸 鈉 5%以上
硫 酸 鈉 5%以上
亞硫酸鈉 5%以上
20℃
90℃
20~90℃
20~90℃
90℃
90℃
20℃
90℃
90℃
20℃
90℃
90℃
20℃
20℃
90℃
20~90℃
20℃
60℃
90℃
20℃
90℃
90℃
90℃
100℃
20~90℃
20~90℃
20℃
20℃
1Cr18Ni9Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
2Cr13
鎳鉬合金（B）
鎳鉬合金（D）
普通鋼
1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
鎳鉬合金（C）
或含14~16%硅的高硅鑄鐵
鎳鉬合金（B）
鎳鉬合金（C）
1Cr18Ni9Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
鎳鉬合金（C）
鎳鉬合金（B）
1Cr18Ni9Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
含鉭不銹鋼
1Cr18Ni9Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
1Cr18Ni9Ti
普通鋼
Cr18Ni12Mo2Ti
1Cr18Ni9Ti
Cr18Ni12Mo2Ti
1Cr18Ni9Ti
冶金工業(yè)鋼 水
銅 熔 液
鋁 熔 液
鋅 熔 液
錫 熔 液
鉛 熔 液
鋼板加熱爐
鍛 造 爐
高爐爐頂
鋼錠加熱爐1600~1700℃
1000~1100℃
900~1000℃
400~500℃
200~300℃
300~400℃
800~900℃
1100~1200℃
1000~1300℃
1300~1400℃金屬陶瓷管
金屬陶瓷管
氮化硅管
高鉻鋼
高鉻鋼
碳鋼
1Cr18Ni9Ti
高鉻鋼
碳化硅管
氧化鋁管
熱電站主蒸汽管道
普通蒸汽管道400~600℃
300~500℃1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti
P91
P92
WB323． 保護(hù)管設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算（一般采用經(jīng)驗(yàn)法）。
設(shè)計(jì)要求：用于測(cè)量溫度的熱電偶或熱電阻，一般要求它既能迅速準(zhǔn)確測(cè)溫，又有足夠的強(qiáng)度。這是矛盾的兩個(gè)方面，相輔相成的。沒(méi)有后者，則前者就無(wú)從談起，可是，如果只有后者，而卻不能達(dá)到前者的目的，則后者也失去了其存在的意義，通常，后者常表現(xiàn)為矛盾的主要方面，但在一定的條件上，它們也是可以互相轉(zhuǎn)化的。
強(qiáng)度核算：靜態(tài)壓力所產(chǎn)生的垂直應(yīng)力：
對(duì)于圓柱形保護(hù)套管，在溫度測(cè)量的實(shí)際中，通常由于它的壁厚與其外徑相比一般較小，故可認(rèn)為是薄壁容器。根據(jù)材料力學(xué)的有關(guān)理論，其計(jì)算應(yīng)力為：
P0D
2δ
δr=
式中：P0—保護(hù)套管所承受的靜態(tài)壓力；D—保護(hù)套管外徑；δ—保護(hù)套管壁厚；
振動(dòng)強(qiáng)度核算：任何一個(gè)有質(zhì)量的物體，均有其固有頻率或稱自然頻率，保護(hù)套管當(dāng)然也不例外，也有它本身的自然頻率。當(dāng)受振動(dòng)荷載后（外來(lái)的簡(jiǎn)諧力）后，根據(jù)前面的假定，它將產(chǎn)生無(wú)阻尼的強(qiáng)迫振動(dòng)，此時(shí)保護(hù)套管被迫以外力頻率振動(dòng)。其振動(dòng)方程可寫(xiě)為：
五．按工況條件選用溫度傳感器的接線盒部件
溫度傳感器的接線盒是用于測(cè)溫電信號(hào)變送及信號(hào)輸出的聯(lián)接點(diǎn)。有些簡(jiǎn)易溫度傳感器是沒(méi)有接線盒的，而在許多場(chǎng)合要使用有接線盒的溫度傳感器。它的選用要注意以下幾點(diǎn)：
1. 根據(jù)溫度傳感器被安裝地點(diǎn)的環(huán)境污染，決定采用什么防護(hù)等級(jí)的接線盒。
2. 根據(jù)溫度傳感器被安裝地點(diǎn)的環(huán)境中存在哪些易燃易爆的介質(zhì)，決定采用什么防爆等級(jí)的接線盒。
3. 根據(jù)溫度傳感器的溫度電信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（4-20mA、1-5V），決定采用可安裝溫度變送器的接線盒。
4. 根據(jù)溫度傳感器的熱電偶電信號(hào)是通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線連接到溫度控制儀表系統(tǒng)的，所以要正確選用補(bǔ)償導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線有二種，一種是延長(zhǎng)線、另一種是補(bǔ)償導(dǎo)線。必須使用與溫度傳感器配套的補(bǔ)償導(dǎo)線，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)極應(yīng)正確連接，否則，不但起不到補(bǔ)償作用，而且還會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)更大的誤差。
溫度傳感器選型舉例：超臨界、超超臨界發(fā)電機(jī)組中溫度傳感器的選型。
測(cè)量精度: 熱電阻為：±（0.15＋0.002|t|）℃
熱電阻其常溫絕緣電阻>100MW。
熱電偶為I級(jí)：±1.5℃或±0.4％|t|℃；
熱電偶應(yīng)為絕緣式，其常溫絕緣電阻≥1000MW·m(鎧裝式)；常溫絕緣電阻≥100MW·m(裝配式)；
熱電偶精確度符合下列最小誤差極限：
在0℃～316℃溫度范圍內(nèi)，±1.7℃;
在 316℃～817℃溫度范圍內(nèi)，±0.5%；
在817℃～1260℃溫度范圍內(nèi)，±0.75%。
用于測(cè)量煙塵等有沖刷的場(chǎng)合，測(cè)溫元件應(yīng)選用耐磨熱電偶/熱電阻。
部分位置選型情況：
測(cè)點(diǎn)名稱設(shè)備名稱型式及規(guī)范型號(hào)
汽機(jī)右側(cè)主汽溫度2熱電偶 雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ,插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護(hù)管，插深100mmWRNR2-93UC
汽機(jī)右側(cè)主汽溫度3熱電偶 雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護(hù)管，插深100mmWRNR2-93UC
汽機(jī)左側(cè)再熱汽溫度熱電偶 雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護(hù)管，插深100mmWRNR2-93UC
汽機(jī)右側(cè)再熱汽溫度2熱電偶 雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ,，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護(hù)管，插深100mmWRNR2-93UC
3B高壓加熱器進(jìn)汽管管底溫度熱電偶雙支K分度，0-300℃，35MPa, 5m/s ，管座式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護(hù)管，插深30mmWRNR2-14
3B高壓加熱器進(jìn)汽溫度熱電偶雙支K分度，0-300℃，35MPa, 5m/s ，，管座式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護(hù)管，插深100mmWRNR2-14
7A低加B側(cè)進(jìn)汽溫度熱電偶雙支T分度，0-200℃，帶固定螺紋式保護(hù)管M33x2（抽汽管），有效插深=250mm，鎧裝偶絲長(zhǎng)6.5米，配活動(dòng)卡套螺紋接頭（凝汽器喉部外殼）。WRNR2-15
A一次風(fēng)機(jī)出口溫度熱電阻雙支Pt100 插深l=630mm 總長(zhǎng)L=840mm 帶固定螺紋直形保護(hù)管 －20～60℃WZP2-633
A空預(yù)器出口一次風(fēng)溫度熱電偶雙支K分度，耐磨型，插深l=630mm 總長(zhǎng)L=840mm 帶固定螺紋直形保護(hù)管，0~400℃WRNR2-12
日用油罐油溫度2防爆熱電阻雙支Pt100 ，固定法蘭φ=16mm 插深l=1500mm 0~100℃ ，防爆 dIIBT1WZP2-44SA參考文獻(xiàn)
1、孫宏飛、萬(wàn)殿茂 新材料技術(shù)在熱電偶保護(hù)套管中的研究應(yīng)用現(xiàn)狀「J」 中國(guó)儀器儀表，2002，（3）：1-5
2、蔡捷偉 熱電偶保護(hù)管的性能和選用「J」 傳感器世界，2002，（10）：25-29
3、王魁漢、吳玉鋒、張廣立 特殊場(chǎng)合下的溫度測(cè)量技術(shù)「J」 上海計(jì)量測(cè)試，2004，（1）：8-12
4、劉洋、吳雙、趙永剛 熱電偶溫度傳感器的研究與發(fā)展現(xiàn)狀「J」 中國(guó)儀器儀表，2003（11）：1-3
5、黃澤銑 熱電偶原理及其檢定 中國(guó)計(jì)量出版社，1993，6：第1版。
6、蔣守國(guó)，李鴻壽 增壓流化床的測(cè)溫?zé)犭娕?nbsp; 儀表技術(shù)與傳感器，1998，2
7、孫宏飛、成殿茂 新材料技術(shù)在熱電偶保護(hù)套管中的研究應(yīng)用現(xiàn)狀「J」 中國(guó)儀器儀表，2002，（3）
8、游伯坤、闞家鉅、江兆章 溫度測(cè)量與儀表—熱電偶和熱電阻 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 1990，（9）
９、上海自動(dòng)化儀表股份有限公司銷售公司公司溫度儀表分公司（原上海自動(dòng)化儀表三、六廠）
接觸式溫度儀表產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)
