Prinsip pengukuran suhu termokopel dan aplikasinya dalam tanur kapur

Thermocouples adalah perindustrian salah satu komponen pengesanan suhu yang paling biasa digunakan, kelebihannya adalah: ① ketepatan pengukuran yang tinggi. Kerana termokopel berada dalam hubungan langsung dengan objek yang diukur, ia tidak dipengaruhi oleh julat pengukuran lebar sederhana pertengahan. Thermocouples yang biasa digunakan boleh mengukur secara berterusan dari -50 ~ +1600 darjah, dan beberapa termokopel khas boleh mengukur serendah - 269 darjah (seperti besi nikel kromium nikel) Thermocouples biasanya terdiri daripada dua jenis wayar logam, dan tidak terhad oleh saiz atau pembukaan. Mereka mempunyai lengan pelindung di luar, menjadikannya sangat mudah untuk digunakan.
1.1 Prinsip asas pengukuran suhu termokopel
Kimpalan dua bahan konduktor atau semikonduktor yang berlainan A dan B bersama -sama untuk membentuk litar tertutup. Apabila terdapat perbezaan suhu antara dua titik lampiran konduktor A dan B, daya elektromotif dijana di antara mereka, mengakibatkan arus magnitud tertentu dalam litar. Fenomena ini dipanggil untuk kesan termoelektrik. Thermocouples berfungsi dengan menggunakan kesan ini.
1.2 Jenis dan bentuk struktur termokopel
(1) Jenis termokopel
Thermocouples yang biasa digunakan boleh dibahagikan kepada dua kategori: termokopel standard dan termokopel yang tidak diseragamkan. Thermocouples standard merujuk kepada termokopel yang dinyatakan dalam piawaian kebangsaan untuk hubungan mereka antara potensi dan suhu termoelektrik, kesilapan yang dibenarkan, dan mempunyai skala standard bersatu. Thermocouples yang tidak diseragamkan digunakan dalam julat tertentu atau urutan magnitud berbanding dengan termokopel yang diseragamkan, biasanya tidak ada jadual penentukuran bersatu, terutamanya digunakan untuk pengukuran dalam keadaan khas tertentu,
(2) bentuk struktur termokopel
Untuk memastikan operasi termokopel yang boleh dipercayai dan stabil, keperluan strukturnya adalah seperti berikut:
① Kimpalan dua elektrod thermoelectric yang membentuk thermocouple mesti teguh
② Kedua -dua elektrod thermoelectric harus terlindung dari satu sama lain untuk mencegah litar pintas;
③ Sambungan antara dawai pampasan dan akhir bebas termokopel harus mudah dan boleh dipercayai;
④ Lengan pelindung harus memastikan pengasingan yang mencukupi antara elektrod thermoelektrik dan media berbahaya.
(3) pampasan suhu hujung sejuk termokopel
Oleh kerana bahan -bahan termokopel umumnya mahal (terutamanya apabila menggunakan logam berharga), dan jarak antara titik pengukur suhu dan instrumen adalah jauh, untuk menjimatkan bahan termokopel dan mengurangkan kos, wayar pampasan biasanya digunakan untuk melanjutkan akhir sejuk (akhir bebas) dari termokopel ke dalam stabil suhu stabil dan menghubungkannya ke ruang kawalan stabil. Perlu ditegaskan bahawa dawai pampasan termokopel hanya berfungsi untuk memanjangkan elektrod thermoelectric, menyebabkan hujung sejuk termokopel bergerak ke terminal instrumen di bilik kawalan. Ia sendiri tidak dapat menghapuskan pengaruh perubahan suhu pada hujung sejuk pada pengukuran suhu dan tidak mempunyai kesan pampasan. Oleh itu, kaedah pembetulan lain diperlukan untuk mengimbangi kesan perubahan suhu akhir sejuk pada pengukuran suhu.
Apabila menggunakan wayar pampasan termokopel, perhatian mesti dibayar kepada pemadanan model, polariti tidak boleh disambungkan dengan tidak betul, dan suhu pada hujung sambungan antara dawai pampasan dan termokopel tidak boleh melebihi 100 darjah.
(4) Klasifikasi instrumen pengukur suhu
Instrumen pengukuran suhu boleh dibahagikan kepada dua kategori berdasarkan kaedah pengukuran suhu: kenalan dan bukan hubungan. Secara umumnya, instrumen pengukur suhu hubungan agak mudah, boleh dipercayai, dan mempunyai ketepatan pengukuran yang tinggi; Walau bagaimanapun, disebabkan keperluan untuk pertukaran haba yang mencukupi antara elemen pengukur suhu dan medium yang diukur, dan keperluan untuk masa tertentu untuk mencapai keseimbangan haba, terdapat kelewatan pengukuran suhu. Pada masa yang sama, disebabkan oleh batasan bahan tahan suhu tinggi, ia tidak boleh digunakan untuk pengukuran suhu yang sangat tinggi. Pengukuran suhu instrumen bukan hubungan adalah berdasarkan prinsip radiasi terma untuk mengukur suhu. Unsur pengukuran suhu tidak perlu bersentuhan dengan medium yang diukur, mempunyai julat pengukuran suhu yang luas, tidak terhad oleh had atas pengukuran suhu, dan tidak merosakkan medan suhu objek yang diukur. Kelajuan tindak balas pada umumnya cepat; Walau bagaimanapun, disebabkan oleh faktor luaran seperti emissivity objek, jarak pengukuran, asap dan wap air, ralat pengukuran agak besar.
Permohonan dua termokopel dalam tanur kapur
2.1 Keadaan yang termokopel harus dipenuhi apabila digunakan dalam tanur kapur gas
1) lengkung ciri suhu harus memenuhi ketepatan suhu pengukuran yang diperlukan;
2) isyarat output mudah diproses;
3) variasi hanyut dan masa agak kecil, dan mempunyai pertukaran;
4) Tidak sensitif terhadap kuantiti fizikal selain suhu
5) saiz kecil, mudah dipasang;
6) mempunyai sifat rintangan mekanikal, kimia, dan radiasi yang baik;
7) Selamat dan tidak toksik.
2.2 Faktor ralat dan langkah berjaga -jaga untuk pengesanan termokopel
1) Jika kaedah pemasangan sensor tidak wajar, ia akan menyebabkan suhu sensor berbeza dari suhu yang diukur;
2) memberi perhatian kepada suhu operasi maksimum dan kesilapan sensor yang dibenarkan;
3) perhatikan masa kerja sensor;
4) wayar pampasan dan pampasan penyejukan termokopel boleh menyebabkan kesilapan;
5) Perhatian juga harus dibayar kepada kesilapan instrumen ujian.
2.3 Kesan penggunaan termokopel di persekitaran sekitar
1) medan magnet
Bahan termokopel boleh menjalani perubahan struktur dalam persekitaran tekanan tinggi disebabkan oleh jarak atom yang dikurangkan, dan juga mungkin mengalami tekanan tambahan dalam medan kecerunan suhu. Peranti voltan tinggi boleh direka dengan betul dan diatur dengan munasabah untuk pengukuran litar hangat untuk meminimumkan kesannya.
2) Sinaran nuklear
Bahan termokopel, di bawah radiasi neutron termal, menjalani perubahan dalam tenaga thermoelektrik disebabkan oleh transformasi beberapa elemen ke dalam isotop yang tidak stabil, yang kemudiannya merosot ke unsur -unsur lain. Oleh itu, bahan termokopel dengan keratan rentas neutron kecil dan tiada isotop yang tidak stabil dipilih.