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內(nèi)接式連接器

真空爐中影響熱電偶溫度測量準(zhǔn)確性的因素

發(fā)布日期:2022-11-05 點(diǎn)擊率:109

    (1)真空度。真空度對溫度測量準(zhǔn)確性的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面:

        a真空條件下對流傳熱和傳導(dǎo)傳熱很弱,以輻射傳熱為主。接觸法測溫的基本原理是傳感器要與被測對象達(dá)到熱平衡,這種熱平衡需要一定時(shí)間(稱為響應(yīng)時(shí)間),而輻射傳熱的特點(diǎn)是傳熱慢,時(shí)間滯后。兩者綜合作用的結(jié)果就是在線測溫系統(tǒng)的結(jié)果往往偏低,即儀表顯示的溫度要低于真空爐內(nèi)的實(shí)際溫度,有時(shí)可達(dá)幾十?dāng)z氏度。

        b真空條件下一些飽和蒸氣壓高的元素會蒸發(fā),如鎳(Ni)、鉻(Cr)、錸(Re)、銠(Rh)等。無論是來自爐子、工件金屬元素的蒸發(fā),還是熱電偶自身元素的蒸發(fā),都會污染熱電偶,從而導(dǎo)致溫度測量產(chǎn)生誤差。

    (2)保護(hù)管的材料。保護(hù)管的材料有金屬及陶瓷兩類。當(dāng)真空爐處于高溫狀態(tài)下,材料的發(fā)射率對測量結(jié)果的影響尤為顯著。由于陶瓷管的發(fā)射率較金屬保護(hù)管低,因此,測量結(jié)果將比在同等條件下的金屬管測溫偏低。而爐溫均勻性測試多采用金屬鎧裝熱電偶,控制系統(tǒng)多采用陶瓷管保護(hù)的熱電偶。兩者測量結(jié)果受保護(hù)管發(fā)射率的影響是不可忽視的。

    (3)熱響應(yīng)時(shí)間。熱響應(yīng)時(shí)間的快慢除了受分度號的影響,還主要取決于熱電偶的結(jié)構(gòu)與測量條件,差別極大。對于氣體介質(zhì),尤其是靜止氣體,至少應(yīng)保持30min 以上才能達(dá)到熱平衡。對于液態(tài)介質(zhì),最快也要5min以上。下表給出了裝配式工業(yè)熱電偶的時(shí)間常數(shù)t

裝配式工業(yè)熱電偶的熱響應(yīng)時(shí)間t

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    熱響應(yīng)時(shí)間對溫度測量結(jié)果影響很大,有資料表明,在進(jìn)行爐溫均勻性測試時(shí),當(dāng)用金屬管保護(hù)的熱電偶控制溫度時(shí),爐子不超溫,如果用陶瓷管保護(hù)的熱電偶,則可超溫達(dá)10℃左右。因此如果是軍工或航空認(rèn)證的企業(yè),對爐溫均勻性測試精度要求很高,寧肯犧牲熱電偶的壽命,也要用裸絲或金屬保護(hù)管。

    (4)熱電偶插入深度。熱電偶插入真空爐內(nèi),沿著保護(hù)管長度方向?qū)a(chǎn)生熱流,因此由熱傳導(dǎo)引起的誤差與插入深度有關(guān),而插入深度又與保護(hù)管材質(zhì)有關(guān):

        ①金屬保護(hù)管的導(dǎo)熱性好,插入深度要深一些,應(yīng)為保護(hù)管直徑的15~20倍。

        ②陶瓷保護(hù)管的絕熱性好,插入深度可淺一些,應(yīng)為保護(hù)管直徑的10~15倍。

    對于工程測溫,其插入深度還與被測對象是靜止或流動(dòng)等狀態(tài)有關(guān)。如果是流動(dòng)的液體或高速氣流的溫度測量將不受上述限制。然而,對于真空體系,影響將更大一些。

    此外,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線對測溫系統(tǒng)的影響是不可忽視的。由熱電偶測溫的原理可知,只有當(dāng)熱電偶冷端溫度保持不變時(shí),熱電偶的熱電動(dòng)勢才是被測溫度的單值函數(shù)。在工業(yè)應(yīng)用時(shí),如果熱電偶工作端與冷端距離很近,冷端又暴露于容易受到周圍溫度波動(dòng)影響的空間,這時(shí)測量溫度難于準(zhǔn)確。


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