Termokuplların doğru seçimi ve ölçüm hatalarının nedenleri

Endüstriyel otomasyon kontrolü alanında sıcaklık ölçümündeki önemli sensörlerden biri olan termokupllar, çeşitli endüstrilerdeki sıcaklık ölçümüne büyük katkılarda bulunmuştur. Basit yapısı, doğru sıcaklık ölçümü, geniş ölçüm aralığı ve kolay bakım nedeniyle çeşitli endüstrilerdeki otomatik sıcaklık kontrolü alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, tam olarak termokuplun kendisinin basit bir yapıya sahip olduğu ve kurulumu ve kullanımı kolay olduğu ve indeksleme sayısı ve yerleştirme derinliği gibi anahtar parametrelerin seçiminin genellikle seçim işlemi sırasında göz ardı edildiği, bu da ölçüm hatalarına ve hatta kullanım sırasında termokup ile hasar vermesi. Buna ek olarak, ölçüm işlemi sırasında sıcaklık telafisi, termal tepki süresi, termal empedans ve termokuple bozulması gibi bir dizi sorunun neden olduğu ölçüm hataları da gerçek kullanıcılara önemli sorun ve hatta ciddi ekonomik kayıplar getirmiştir. Enstrüman güvenliği, ölçüm doğruluğu, hizmet ömrü ve modern endüstriyel otomasyon kontrolünde istikrar artan vurgu yapmadan önce, çok sayıda araştırmacı ve termal enstrümantasyon mühendisleri, termokuplların sıcaklık ölçümü doğruluğu, uyarlanabilirliği ve sıcaklık ölçüm yapısı hakkında kapsamlı araştırmalar gerçekleştirmiştir. Bu temelde, termokuplların seçilmesinden ve pratik uygulamasından başlayarak, bu makale, farklı ölçekli işaretlerin ve termokuplların uyarlanabilirliğinin nasıl seçileceği, sıcaklık ölçüm noktası pozisyonlarının seçiminin ve termokuplların ek derinliğinin nasıl seçileceği hakkında analiz eder ve ayrıntılarını analiz eder. Aynı zamanda, termokuplların kullanımı sırasında sıcaklık telafisi, termal tepki süresi, termal empedans ve termokupl bozulması nedeniyle ölçüm hataları üzerinde bir analiz yapılmıştır ve çözeltiler sağlanmıştır. Umarım doğru sıcaklık ölçümü ve termokuplların uzun süreli sıcaklık ölçümü için yararlı olabilir.
1. Termokuplların seçimi
Termokupllar basit çalışmaları nedeniyle yaygın olarak kullanılır, ancak başlangıç ​​seçim işleminde, kurulum arayüzü ve manşon malzemesinin basınç direnci seviyesi gibi termokupl kurulumu ve güvenlik ile ilgili parametrelere daha fazla dikkat edilir. Bununla birlikte, termokuplların uyarlanabilirliği, sıcaklık ölçüm aralığı ve yerleştirme derinliği kolayca göz ardı edilebilir, bu da sıcaklık ölçüm sonuçlarını etkiler.
1.1 Termokupl indeks numarası seçimi
Termokupl indeksleme numarasının seçimi genellikle ölçülen ortamın çalışma sıcaklığına göre belirlenir. Genel olarak, farklı indeksleme termokupllarının ve gerçek kullanımın sıcaklık ölçüm aralığına göre, termokuplları kabaca üç kategoriye ayırırız: orta düşük sıcaklık, orta yüksek sıcaklık ve yüksek sıcaklık indeksleme termokuplları. Aşağıda, bu üç sıcaklık ölçüm aralıkları için termokuplların nasıl seçileceği hakkında bir analiz ve tartışma bulunmaktadır.
1.1.1 Orta ve düşük sıcaklıkta termokuplların seçimi
Düşük sıcaklık ölçümü için kullanılırsa (-200 derece ~ +350}} derecesi), bir T-ölçekli termokupl seçilebilir. Orta ve düşük sıcaklık ölçümü için (-40 derece ~ +700 derecesi), bir EJ ölçeği termokupl seçilebilir. Bununla birlikte, TJ ölçekli termokuplun pozitif elektrotlarının saf bakır ve saf demir malzemelerden yapılmış olması nedeniyle, ürünün üretimi ve kullanımı sırasında kolayca oksitlenirler, bu nedenle oksitleyici ortamlarda sıcaklık ölçümü için kullanılamazlar. Bir oksitleyici ortamda sıcaklık ölçümü için e-ölçekli bir termokupl kullanılması önerilir. E-endeks termokupl, sadece J-index termokuplunun sıcaklık ölçüm aralığını kapsamakla kalmaz, aynı zamanda TJ indeks termokuplundan daha büyük bir termoelektrik potansiyel çıkışına, yüksek hassasiyete, iyi stabilite ve daha iyi oksidasyon direncine sahiptir. Oksitleyici ve inert gaz ortamlarında kullanılabilir, ancak doğrudan kükürtte ve yüksek sıcaklıklarda gaz ortamlarının azaltılmasında kullanılamaz. Bu, e-endeks termokuplunun termoelektrik potansiyel homojenliğinde önemli hatalara neden olacaktır.
1.1.2 Orta ve yüksek sıcaklık termokupllarının seçimi
K. n-Deregre termokupl, mevcut pazarda yaygın olarak kullanılan düşük maliyetli bir metal termokupldur, esas olarak orta ve yüksek sıcaklık bölgelerindeki sıcaklık ölçümü için kullanılır (-40 derece ~ {+1200 derece). Bunlar arasında, K-index termokuplları, iyi doğrusallıkları, büyük termoelektrik potansiyelleri, yüksek duyarlılık, iyi stabilite ve homojenlik, güçlü oksidasyon direnci ve düşük fiyatları nedeniyle mutlak bir pazar payı işgal eder. N-index termokupl, K-endeks termokuplunun iki önemli dezavantajını, yani 300 derece ve 500 derece arasında kısa menzilli sıralı nikel krom alaşımının neden olduğu kararsız termoelektrik potansiyelin iki önemli dezavantajının üstesinden gelen en yeni uluslararası standartlaştırılmış termokupl; Nikel krom alaşımının yaklaşık 800 derecede tercihli oksidasyonunun neden olduğu termal elektrik potansiyeli dengesizliği. Kapsamlı performansı K-endeks termokupllarının performansıdır, bu da onu geliştirme için umut verici bir termokuple yapar. Bununla birlikte, N derecelik termokuplların önemli bir dezavantajı, düşük sıcaklık aralığındaki (-200 derece ~ 400 derece) ve makine malzemesi için zor ve zor olan büyük doğrusal olmayan hatadır.
1.1.3 Yüksek sıcaklık termokupllarının seçimi
S R. B sınıfı termokupl, değerli bir metal termokupl olarak adlandırılır, çünkü pozitif ve negatif elektrotları platin ve platin rodyum alaşımından yapılmıştır. Yüksek sıcaklık alanlarında (800 derece ~ 1600 derece) ölçmek için uygun bir termokupl. S ve r ölçekli termokupllar için önerilen uzun süreli kullanım sıcaklığı (800 derece ~ 1300 derece) ve B ölçeği termokuplları için önerilen uzun süreli kullanım sıcaklığı (800 derece ~ 1600 derece). Yüksek sıcaklık ölçüm doğruluğu, iyi stabilite, geniş sıcaklık ölçüm aralığı ve yüksek sıcaklık üst sınırları nedeniyle, çeşitli mezuniyetlere sahip bu değerli metal termokupllar, metalurji, cam, seramik ve diğer endüstriler gibi 1000 derecenin üzerindeki yüksek sıcaklık ölçüm uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Eksiklikler arasında düşük termoelektrik potansiyel, düşük hassasiyet, yüksek sıcaklıklarda azalmış mekanik mukavemet, kirliliğe yüksek hassasiyet ve pahalı değerli metal malzemeler yer almaktadır. Ancak genel olarak, değerli metal termokupllar hala yüksek sıcaklık alanlarında sıcaklık ölçümünde ana kuvvettir. Termokupl üretim teknolojisinin sürekli iyileştirilmesi ile elektrot kablolarını yüksek sıcaklıklarda kontaminasyondan etkili bir şekilde koruyabilir ve ürünlerin servis ömrünü iyileştirebilir.