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什么是鎧裝熱電偶分流誤差?分流誤差對測溫有哪些影響

2023/3/30 1:16:07 人評論 次瀏覽 分類:溫度測量  文章地址:http://www.jinzhengkj.com.cn/tech/4730.html

某廠滲碳爐用鎧裝熱電偶,僅使用一周就不準了。為探討原因,昌暉儀表到現場考察并未發現異常,只好將鎧裝熱電偶從爐子上取下來,但熱電偶經檢定結果合格。那么問題何在呢?最后,根據該支鎧裝熱電偶的現場安裝特點,經研究發現,上述問題是鎧裝熱電偶的分流誤差造成的。

所謂分流誤差即用鎧裝熱電偶測量爐溫時,當熱電偶中間部位的溫度超過800℃時,因其絕緣電阻下降,熱電偶示值出現異常的現象,稱為分流誤差。依據均質回路定則,用熱電偶測溫只與測量端與參考端兩端溫度有關,與中間溫度分布無關。可是由于鎧裝熱電偶的絕緣物為粉末狀MgO,溫度每升高100℃,其絕緣電阻下降一個數量級,當中間部位溫度較高時,必定有漏電流產生,致使熱電偶產生分流誤差。

鎧裝熱電偶

鎧裝熱電偶分流誤差的影響因素及對策

高溫下鎧裝熱電偶產生分流誤差的現象,正在引起人們的重視,因此昌暉儀表制造有限公司在本文給大家分享分流誤差的影響因素,并采取適當對策以減少或消除分流誤差的影響。

1、鎧裝熱電偶的直徑

對長度為9米的K型鎧裝熱電偶(MgO絕緣),只對熱電偶中間部位加熱。實驗結果表明:分流誤差的大小與其直徑的平方根成反比(直徑過細,不遵守此規律),即直徑越細,分流誤差越大。

當中間部位溫度高于800℃時候,對于Ф3.2mm鎧裝熱電偶將產生分流誤差。但對于Ф6.4mm及Ф8mm鎧裝熱電偶,當中間部位的溫度為900℃時,仍未發現分流誤差。對于Ф6.4mm(熱電偶絲直徑為Ф1.4mm)與Ф8mm(熱電偶絲直徑為Ф2.0mm)的鎧裝熱電偶,當中間部位溫度為1100℃時,直徑為Ф8mm的鎧裝熱電偶,產生的分流誤差僅為Ф6.4mm的一半。此數值(50%)近似于兩種鎧裝熱電偶電極絲直徑的平方比(1.42/2.02=0.49),而電極絲直徑平方比,即為電極絲的電阻比,當中間部位的溫度為1150℃時,采用直徑為Ф10mm特種鎧裝熱電偶才有可能消除分流誤差。因此,為了減少分流誤差,應盡可能選用粗直徑的鎧裝熱電偶。


2、中間部位的加熱溫度

如果中間部位的加熱溫度超過800℃,有可能產生分流誤差,其大小將隨加熱溫度的升高,呈指數關系增大。因此,除測量端外,其它部位應盡可能避免超過800℃,這是很必要的。為達到上述目的,可將鎧裝熱電偶置入管內,再向管中通入空氣或氮氣進行冷卻降溫,將鎧裝熱電偶中間部位的溫度控制在800℃以下。

3、中間部位加熱帶長度及位置

當中間部位的加熱溫度高于800℃時,中間部位加熱帶的長度越長,距離測量端越遠,分流誤差越大。因此,遵照上述原則,應盡可能縮短加熱帶長度,并且,不要在遠離測量端處加熱,以減少分流誤差。

4、熱電偶絲的電阻

當鎧裝熱電偶的直徑相同時,分流誤差將隨熱電偶絲的電阻增大而增加。因此,采用電阻小的熱電偶絲更好。例如:直徑相同的S型鎧裝熱電偶同K型熱電偶相比,其分流誤差減少40%。為了克服K型鎧裝熱電偶的缺點,沈陽黎明公司等采用S型熱電偶測量爐內溫場分布,費用雖高,但較準確。

5、絕緣電阻高溫下氧化物的電阻率將隨溫度的升高呈指數降低,分流誤差的大小主要取決于高溫部分的絕緣性能,絕緣電阻越低,越容易產生分流誤差。當絕緣電阻增加10倍或減少至1/10時,其分流誤差也隨之減少至1/10或增大10倍。


6、熱電偶的回路電阻

①K型熱電偶與S型熱電偶相比,因K型熱電偶的回路電阻比S型回路電阻大,故更容易產生分流誤差。
②外徑相同的鎧裝熱電偶,熱電偶絲越細,越容易產生分流誤差。

為了減少分流誤差,應盡可能采用直徑粗的鎧裝熱電偶,增加絕緣層厚度。如果測量條件惡劣,上述措施無效時,只好采用裝配式熱電偶

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