温度测量仪表和温度检测元件热电偶的选择

2010-06-04

温度测量和压力、流量、物位测量一样,常常受到被测介质各种特性及环境条件的约束,接触式测温方法尤其如此。

由于温度是物体受热程度的反映,温度测量也必须涉及测温元件与被测对象之间的热量交换,因此传热好坏、热损失、热惯性及温度场的分布都会影响到测温结果。

但是对于温度测量、生产工艺及流体特性对测量方法的影响,比起流量、液位测量要小,温度测量在大部分工况中都能工作。因此,诸如价格、精度、响应时间、可维护性,甚至某些传统习惯都可以成为选择温度测量方法的理由。

(1)就地温度仪表的选择

a.在满足测量范围、工作压力、精度要求下,应优先选用双金属温度计。

b.对于-80℃以下,无法近距离观察,有振动以及对精度要求不高的场合可以选择压力式温度计。

c.玻璃温度计由于易受机械损伤,造成汞害,一般不推荐使用(除了作为成套机械配套供应外)。

(2)温度检测元件的选择

热电偶适合一般场合,热电阻适合要求测量精度高、无振动场合。

测量响应时间:热电偶为600s、100s、20s,热电阻为-90~180s、30~90s、10~30s、<10s。

在温度大于870℃,氢含量大于5%的还原性气体、惰性气体及真空情况下宜选用吹气热电偶或钨铼热电偶。

设备、管道外壁、转动物体表面温度测量可选择表面热电偶或铠装热电偶、热电阻。

测量含坚固颗粒场所可选择耐磨热电偶。

(3)热电偶形式选择

a.铂铑-铂(S型)。1300℃/短期可测1600℃。特点是精度高,稳定性好,测温范围宽,使用寿命长,高温下抗氧化性好。缺点是热电势小,灵敏度较低,高温下机械强度降低,对脏污敏感。采用贵金属,价贵。

b.铂铑-铂(R型)。1300℃/短期1600℃。特点是综合性能与S型相仿,故国内大多采用S型而不用R型。

c.镍铬-镍硅(K型)。最大量使用的廉金属热电偶,其特点是线性度好,热电势大,灵敏度较高,稳定性,均匀性较好,抗氧化性强,价低,适合测量-200~1300℃。缺点是不适宜在含硫及还原气体环境中使用,也不适宜在氧化、还原交换的过程或真空状态、弱氧化环境中使用。

d.镍铬-镍硅(N型)。国际上公推的标准化仪器,有较好的发展前景,廉金属热电偶,线性度好,热电势大,灵敏度高,稳定性、均匀性、抗氧化性皆好,价低,综合性能皆优于K型热电偶,适合测量-200~1300℃。缺点是有些工作环境如含硫、还原性气体、真空状态不适宜使用。

e.镍铬-镍铜(E型)。-200~900℃。特点是热电势大,灵敏度高,居热电偶之最,适于高湿度环境,对湿度不敏感,稳定性、抗氧化性皆优,可用于氧化性、惰性气体环境中,价低。缺点是不适宜在含硫及还原性气体中使用。均匀性较差。

f.铁-铜镍(J型)。-210~1200℃。廉金属热电偶,线性度好,热电势大,灵敏度高,稳定性、均匀性较好,可用于真空状态、氧化、还原或惰性气体环境中,但不适合含硫环境。

g.铜-镍铜(T型)。最理想的低价测低温的热电偶(-200~350℃)。特点是线性度好,热电势大,灵敏度高,稳定性、均匀性皆好,价低,特别适于-200~0℃。缺点是高温时抗氧化性较差。